文丨夏雨

编辑丨夏雨

高粱在半干旱地区广泛种植，特别是在雨季。虽然干旱对作物生产性能的影响研究广泛，但对干旱条件下饲料质量与农艺性状之间关系的研究较少。

对24个干旱3年的品种进行了评估，与对照组相比，干旱对开花延迟和株高降低的影响明显。在干旱条件下，饲料消化率性状降低。

在对照和胁迫环境下，大部分季节的植株生长和产量参数的遗传力均高于饲料品质参数，散点图显示最佳的和较差的。农艺性状和饲料品质性状之间没有显著的关系，因此可以利用独立的关联来获得理想的性状，对比品系的鉴定可能是确定干旱条件下饲料品质性状控制基因的关键。

介绍

高粱是世界上第五大最重要的粮食作物，也是亚洲和非洲大陆的主要粮食作物。在印度，高粱的种植面积为570万公顷，有记录的产量为300万吨。

高粱作为饲料发挥着重要作用，在印度大量牲畜的健康和营养中，拥有20%的世界牲畜人口。半干旱和热带地区的牲畜生产不足和薄弱，这是由于无法获得饲料和与其他作物竞争土地。

边际农民的种植机会可能有限，特别是在淡季，拥有牲畜是另一种收入来源。这些农民利用作物残留物来饲养牲畜，据报道，这些牲畜的营养质量较低。这间接影响了牲畜的生产力，进而影响了农民的生计和收入。

为了解决这个问题，在过去的十年里，作物改良已经将重点转移到了两用品种的发展上。两用作物对提高粮食产量和质量有着浓厚的兴趣。这增加了小农经营牲畜-作物混合系统的机会。这些两用作物不仅提高了饲料质量，而且减少了土地和水的竞争。

高粱是一种两用作物，所有植物部分由于全植物的利用而具有经济利用。在作物种植和或不利气候条件下，它是具有最佳投入的谷物和生物量的潜在候选产量。这种作物固有的抗旱性为干燥的农业生态开辟了广泛的适宜性。它在水资源稀缺的地区与玉米竞争，主要是在半干旱和热带地区。

在有限的供水条件下，高粱不仅比玉米高产，而且饲料质量与玉米相当。在印度，它主要在雨季种植，大部分种植在眩晕，因为它们具有较高的保水能力。在植物的生命周期内在雨后，它遇到终端干旱胁迫、主要害虫和疾病，降低产量和质量。

由于粮食产量的下降，生物质的质量的下降，农民遭受了巨大的损失。这具有很高的财务和经济影响，因为体外物质消化率的5%单位的差异。一种关键的饲料营养特性，与秸秆价格高度相关，与20%的价格溢价和更高的相关。

为了评估饲料的质量，近红外光谱已经被标准化；虽然它有破坏性取样，但该方法已经利用所有研究性状的湿实验室数据进行了优化。

影响生物量数量的因素和质量，主要原因是生物或非生物胁迫，其次是基因型依赖的变化、作物收获阶段和生长过程中的环境影响。在高灌溉条件下，雨季会降低产量。

干旱对植物的影响总是会延迟开花，降低生物量和质量，增加木质素积累。作物收获阶段和环境因素对饲料品质有较大的影响。干旱与茎腐病的相互作用表明，胁迫下灌溉植株的病害发病率低于植株。饲料数量和质量之间的关系将有助于培育没有任何没收的性状。

此外，更高遗传增益的广泛遗传基础是高粱可持续生产的途径，因为多样化的品系确保了作物改良计划的弹性。

释放的抗逆性品种可作为利用隐性基因组合获得更高产量的良好来源。多年试验中的基因型受环境因素影响较大，环境因素对性状遗传力或稳定性存在混杂影响。

干旱试验更侧重于植物行为、籽粒和生物量产量，对饲料质量的响应，特别是对终端干旱的试验。双用途作物改良可以加速与实验室性状的信息。

已多次指出，高粱饲料营养丰富，产量最佳，可以作为降雨稀少地区的潜在饲料。

讨论

耐旱性牧草品种的育种是最重要的，利用分子技术将为胁迫下植物响应的育种和鉴定基因提供依据。实验评价干旱对饲料产量和质量的影响，利用不同品系研究饲料产量和质量之间的相关性，利用群体确定可用于候选基因鉴定的不同亲本。

干旱的影响是至关重要的，但考虑到环境多年变化的重要性，基因型、基因型×年相互作用变异和性状遗传力也应该被讨论。

干旱和环境因素影响生物量的产量和质量

已知干旱会影响生物量积累和质量，水分亏缺条件显著降低了纤维组分和木质素的质量。全年的环境变化可能是由于植物栽培过程中直接或间接涉及的因素。

利用农艺性状评估的特定地点，降雨的变化可能是导致特定地点饲料生产差异的唯一最大原因。虽然土壤水分水平在降雨后被补充，特别是在眩晕剂和全浆中，但在作物周期接近结束时，土壤剖面中的水分水平逐渐下降，这再次影响了饲料的产量和质量。

个品种对生物量产量和质量的依赖性变化

除开花和籽粒产量外，对照小区的基因型变异始终高于胁迫小区。在对照条件下，基因型方差高于基因型×年互作方差，在胁迫条件下为。基因型变异是导致饲料产量和品质归属性状存在显著差异的原因，从而提高了高粱牧草的营养质量当前植物生物学。

目前的水平通过品种改善。农艺性状和纤维组分是非常依赖于基因型的。显著的基因型方差和基因型×年互作方差表明，某一特定性状存在显著变异，定向选择可能对这些性状有效。

应利用自然遗传变异，通过开发高产品种和杂交种以及抗生物和非生物抗性来提高生产力。虽然基因型变异可用于在饲料质量的作物改良中获得更高的遗传增益，但来自广泛利用的遗传资源的变异没有发挥最大潜力。因此，对不同地点和不同年份的不同种质资源进行评价是非常重要的。

物量的产量和品质是一个复杂的性状

所有性状的广义遗传力均为中等至高，表明性状受加性基因控制，因此对环境条件的影响最小。遗传力的估计提供了性状结构的信息，提高了选择效率，优化了资源利用。通过结构纤维积累积累的生物量也被报道具有中等遗传力。

饲料品质性状在胁迫下对最重要消化因子的遗传力较低，但在对照条件下遗传力较高，说明干旱降低了饲料品质。因此，具有低至中等遗传力的生物量产量和质量可能是复杂性状，从产量归属性状中间接选择可能是更有效的。

可同时提高生物质的产量和质量

相关性和关联研究有助于引导选择兼容性状，导致两个正或无关联的性状的改善。开花天数至50%与籽粒产量不显著，但呈负相关，结果与一致。株高与鲜重、干重呈正相关。

通过选择与之呈正相关的产量归属性状，可以提高饲料产量。粒重与鲜重、鲜重或干重无相关性。在目前的试验中，理想的饲料品质性状与农艺性状没有显著的相关性。氮与株高和鲜茎重呈负相关，但不显著。纤维、木质素组分和IVOMD之间存在显著的负相关，而纤维组分本身之间存在显著的正相关。

饲料品质等复杂性状的遗传定位和遗传解剖需要非常系统的材料选择，以形成ril等遗传群体。对于一个特定的目标性状，选择大多数对比性的材料作为亲本，通常不是发展遗传群体的最佳方法。该性状的生物学/物候和育种背景在性状表达、表型和遗传解剖中起着重要作用。

因此，必须有一个平衡的选择标准来识别不同的亲本，不仅从它们的遗传多样性/距离竞争点，而且从适当的选择权重来确定性状的稳定性。

基于GBSSNP的多样性分析有助于根据品系间的遗传距离确定差异亲本。此外，可以从目标饲料品质性状的田间评价中选择对比亲本。使用“谁赢-在哪里”的情节和多样性分析的表现进一步帮助他们列出了最具对比性的品种。

从饲料质量的角度，即干重和饲料的IVOMD，双图有助于识别不同的条目集。ICSV1和ICSV700P10的性状存在显著差异。然而，以DSW为主的生物量定量，这两种基因型可能不是优势条目，但对IVOMD有显著差异。

此外，基于群体结构和系统发育距离的聚类为选择具有最优遗传多样性的候选条目提供了标准，这对于确保有足够的重组频率进行遗传定位至关重要。

目前测试条目有限，但它们是一组不同的亲本，用于开发重组近交系群体，以分离生物、非生物抗性和/或产量相关性状。系统发育分析结果显示，这22个亲本根据遗传多样性分布在3个聚类中。更广泛的遗传基础和利用群体基础上的现有变异是作物改良的关键。

所有亲本的FST值均为0.259，也表明考虑到种群规模较小，变异相对较大。这种识别对比亲本的联合方法是通过评估多年和环境的稳定性和遗传性能来评估对比亲本；同时扫描这些候选材料的基因组，以估计基于分子标记的遗传多样性，有助于确定更稳定和最佳多样性的材料。

结论

农艺和饲料品质性状存在着相当大的差异，育种家可以利用它们在不影响饲料品质性状的情况下开发优良品种。农艺性状和饲料品质性状之间的关联表明优良性状的独立关联没有权衡。

两个主要关注的性状是生物量和质量，分别由干茎重和IVOMD进行评估，三年的控制和胁迫环境下的田间评价清楚地表明了水分有效性对饲料品质性状的作用。双小区分析也清楚地表明，具有重要经济意义的农艺性状和包括饲料品质在内的生物量性状是安静独立的。

因此，在不同年份和环境下的田间性状表现进行评估，并利用GBSSNPs估计遗传多样性，有助于识别表型对比和最佳遗传多样性，这种联合方法将进一步简化高粱饲料品质性状的性状发现研究。

综上所述，长期来看，这些发现将帮助农民在水分胁迫下实现可持续的粮食生产和提高饲料质量。