文摘
甜高粱主要栽培的甜茎和饲料的质量。不幸的是,它的种植逐渐被废弃在布基纳法索由于气候灾害。在一般环境中强大的雨情变化,确定,因此,重要的影响播种时期agromorphological特点和白利糖度的表达内容。因此,甜高粱29日到达被评估使用15定量变量three-replicate费舍尔块设计有两个播种日期间隔为25天。这项研究的结果显示,只有茎长度(公关= 0.519)和节间长度(pr。= 0.367)没有显著影响播种日期。的确,推迟播种导致植物的数量增加(+ 2.44)和有用的分蘖(+ 1.3),以及白利(+ 1.16%)。然而,叶面积的减少(−4.35厘米×1.43厘米),株高(−85.69厘米),圆锥花序长度(−2.63厘米),和穗重(−6.19 g),以及减少sowing-to-flowering周期从3 - 21天,获得了在第二个播种日期。因此,所有到达不同的光周期与光周期敏感系数从0.19 (GB02) 0.93 (BSA5)。这些结果可以利用甜高粱的改进计划。
1。介绍
在非洲的农业活动发生在一个永久的风险(1]。在最近的几十年里,气候变化,温度和降水的变化,增加的后果之一是它的当前和未来对农业和粮食安全的影响(2]。萨赫勒地区的一个地区,经历了自1970年代以来最严重的干旱(3]。这导致了一个总体降雨约30%的赤字在整个萨赫勒地区(4]。平均年降雨量减少和减少雨季期间导致品种周期之间的不匹配,在雨季期间(5]。
因此,根据农业气候条件的栽培品种的选择是一个关键元素的策略确保生产,关于土壤肥力低、空间和年际变化的季节长度(6]。理解复杂的生物特征,确定作物对气候的适应是一个有趣的角度来看,这可能不仅有助于管理气候变化的影响,而且还要保护遗传资源。谷物产量的适应当前的气候条件,因此,农民仍然是一个优先事项。
高粱(高粱二色的(l)Moench)是最重要的谷物之一的食品和饲料在全球层面(7]。在布基纳法索,种植在几乎整个领土1907651多公顷,约1849595吨的生产在2019 - 2020年农业季节(8]。几种类型的高粱不同潜在生长和维护的农民。这种多样性的动态管理农民允许异构环境进化的调整,但也满足多样化的使用需求(9]。在这些类型的高粱甜高粱,很少有研究在国家的育种程序。甜高粱的主要特点之一就是大量的碳水化合物的积累如蔗糖、葡萄糖、果糖和多汁的茎(10- - - - - -13]。尽管各种农业生态的条件下生产,甜高粱仍然是一个边际产量。利用人口很少,其培养仍在很小的区域,尤其是在小屋字段(14]。茎通常吃糖果,和谷物是用于人类和动物食品15]。大多数以前的研究高粱都集中在高粱(9,16,17]。一直致力于它的一些研究主要集中在其遗传多样性和糖生产潜力,尤其是白利[14]。这些研究,突出显著的遗传多样性的存在,可以利用甜高粱改进项目,没有,然而,突显出其光周期反应变化。然而,一些先前的研究显示高灵敏度的大多数西非高粱光周期变化(18- - - - - -21]。这一特点给了他们一个重要的进化优势的大陆性气候区,由于强降水年际变化的特征(22]。(15]报道逐渐放弃种植甜高粱由于降雨等气候灾害不规则,进步可耕种的土地减少,和较低的劳动力。这是强调复发的干旱在西非,导致农民采用的品种较短周期比传统品种(23]。如今,早期品种仍青睐的农业推广项目,并相信他们糟糕的赛季期间更有弹性19]。
然而,大多数农民保持连接到他们的传统品种和长周期比现代的品种(24]。事实上,传统品种,尽管他们有限的生产力,有高收益稳定25]。这些品种保证开花的光周期敏感性与雨季结束的时候不管同步播种日期(26- - - - - -28]。此外,伟大的多样性的周期构成一个基本工具,适应在萨赫勒地区的主要气候风险观察区,导致在这些地区种植制度的弹性20.]。Sudano-Sahelian气候生产潜力是决定第一次降雨和早期的农民播种日期(29日]。生长季节的长度减少线性与降雨量的日期。通过整合年际气候不确定性和交错非洲农民播种行为,可以看出photoperiod-sensitive品种比早熟品种有更广泛的适应区域(19]。非洲高粱改进项目开始把光周期现象在现代材料,即使这项工作违背绿色革命的范例之一,它将早熟与生产力(30.]。本研究的总目标是了解两个播种日期的表达的影响agromorphological特征和甜高粱的白利糖度含量在布基纳法索登记入册。特别是,其目的是(我)来确定延迟的影响播种agromorphological表达的特点和当地的甜高粱的糖分含量的基因型,(2)来确定他们的光周期敏感性水平。
2。材料和方法
2.1。植物材料
植物材料由29个甜高粱到达属于四agromorphological组和6个基因组被14]。这些高粱到达来自国家的6个省(表1)。他们从种质资源中选择“Laboratoire生物科学”的“大学约瑟夫KI-ZERBO”基于其生产的重要性方面的收集和种子的发芽率。
2.2。实验地点
”杜研究所的现场实验进行了发展农村(IDR)”在Gampela,距瓦加杜古18公里,12°5′北1°12′西经度和纬度。降雨和温度记录试验过程中如图1。因此,在试验期间(2019年),累积雨量777.1毫米从6月到201年10月,715.4毫米从7月到10月。极端气温30.9°C(6月)和27.4°C(8月)31日]。
2.3。变化的光周期持续时间在实验一年
图2显示了每月每日光周期的平均持续时间的变化。持续时间增加逐渐从1月(11小时28分钟48秒)到6月,高峰在哪里(12小时50分钟24 s)获得的。它开始从7月开始减少。它的最小值获得12月(11小时25分钟36秒)。白天确实比黑夜从5月到8月(> 12小时30分钟)。
2.4。实验设计
两个试验成立于2019年6月18日和7月12日,分别。被选出的这些日期与通常的高粱播种时期在布基纳法索和夏至6月(20)为了研究登记入册的周期(成熟期)撒在一天(6月18日播种)和短,减少天(7月12日播种)。
three-replicate费舍尔块设计用于每个试验。每个复制由29行每行一个加入。两个边框线两边都是复制。每一行包含14个口袋。行与行之间的距离、补丁和复制是80厘米,40厘米,分别和2 m。每个试验的面积大约是502米2(25.6米×19.6米)。
2.5。栽培技术
种植试验之前,情节都是第一拖拉机耕种,夷为平地。在审判过程中,变薄,一厂的股权进行播种后15天,后跟两个婚礼,分别播种后三到七周。起垄末期进行了植物的营养发展为了抵消住宿大风造成的。修正案包括氮磷钾肥料(14-23-14)100公斤/公顷的速度第一个除草和尿素后一周以同样的速度在除草。情节也接受furadan造成青少年和花形态发生阶段控制的袭击Atherigona soccata。
2.6。数据收集
十五定量变量直接测量和数据采集进行了从出现到全粒成熟,包括描述性变量物候学、植物结构、产量、和可溶性茎的干物质含量(糖分)。白利糖度,代表的蔗糖液,测定谷物成熟阶段的节间2,4,6使用ATAGO PAL -α便携式数码折射计的精度±0.2%。根据(32,33)、糖单茎节间的分布是不均匀的。每个确定的白利糖度的测定值的平均值获得的三个节间。物候学参数如天肿胀(NDS),天标题(NDH),和天开花(NDF),以及营养分蘖数量(NVT)和有效分蘖数(NPT),被记录在整个行。其他参数测量在每一行三个随机选择的植物。这些长度(曼哈顿)和宽度(LEW)第三subpanicular叶节间的长度(林),花梗的长度(简述),植物的高度(HPL),茎节的数目(外祖母),主茎的直径(DIS)的重量主要圆锥花序(爪子),和主穗的长度(PAL)。
每个基因型的光周期现象系数(Kp)当时决定通过的比率的差异——外观的小舌播种旗叶之间的干线第一(NDS1)和第二(NDS2)播种日期之间的时间差异两播种日期(| D1−D2 |),表示在罗马儒略历(28,34]。
:Kp变化从0(光周期不敏感品种)1严格光周期品种因为营养生长期缩短的完全补偿播种延迟)。
2.7。统计分析
2016年Excel电子表格和Statistica版本6软件被用来分析收集到的数据。Excel 2016电子表格是用于制造数据和计算的光周期现象系数登记入册。方差分析(方差分析)进行评估植物材料的可变性和决定的影响播种日期的表达特征使用Statistica软件。
3所示。结果
3.1。播种日期在植物形态特征的影响
方差分析的结果记录在表中2揭示高可变性在当前植物材料。实际上,所有营养性状明显歧视登记入册评估(pr。< 0.001)。
此外,播种日期有一个非常重要的影响大多数营养性状(pr的表达。< 0.001)除了节间长度(公关= 0.367)。数量的显著增加营养分蘖(+ 2.44分蘖)和有效分蘖(+ 1.30分蘖)是观察到的第二个播种日期。然而,延迟播种导致显著减少6.19%和20.92%叶大小、茎节数的25.58%(−3.46厘米),26.43%,株高(−85.69厘米)。关于F值,播种日期的影响最突出的植物形态特征的表达。
至于播种日期×基因型互动,对分蘖的影响不显著,茎直径(公关= 0.279)。然而,它有一个显著的影响在其他营养性状如叶大小和植物架构,如茎节的数量和长度(pr。< 0.042)和株高(公关= 0.028)。
3.2。播种日期的农艺性状的影响
方差分析的结果记录在表中3显示所有农艺性状的变异在29日到达。事实上,这些特征明显歧视登记入册。
播种日期显著影响大多数农艺性状的表达,除了花梗长度(pr = 0.569)。物候特征是最影响播种日期(非常高F值)。事实上,极端值sowing-flowering时间是71和94天的第一个播种日期和第二播种日期62 - 81天。至于主要的圆锥花序的重量,两个播种日期的最大值分别为205.97 g和189.16 g,分别。播种延迟导致显著减少的天数从播种到肿胀(−11.89天),从播种到标题的天数(−11.05天),从播种到开花的天数(−11.06天),圆锥花序长度(−2.63厘米),圆锥花序的重量(−6.19 g)。sowing-flowering时间的减少,穗长度和主穗重量为12.79%,8.27%,和4.22%,分别。
播种日期×基因型互动也有非常重要的影响所有农艺性状的表达。是更重要的对物候的影响特征。
3.3。播种日期对可溶性固形物含量的影响(糖分)
方差分析的结果记录在表4。登记入册的白利歧视非常显著(公关< 0.001)。此外,糖分也显著影响播种日期(pr。< 0.001),和基因型x播种日期交互(pr = 0.001)。事实上,显著增加约6.48%的平均白利糖度值被记录在第二次播种日期(表4)。
21到达期间提高了白利推迟播种(图3),其中15显示变化超过1%。五登记入册,GBO9 (5.43%)、KBA10 (5.41%)、SPO1 (4.86%)、BKB5(4.05%),和KBA2(3.47%),白利糖度增加了超过3%。KBA5,其他5个基因型(GBO4 GBO8 NBO1,和SPO3)经历了非常小的白利糖度变化两者之间播种日期和表达白利糖度20%以上的内容不管播种日期。然而,减少糖分在第二个播种日期在8个登记入册。其中登记入册,四(SAR7, KGA1、GBI3 KBA14)显示减少超过1%。
3.4。光周期敏感性的甜高粱登记入册
结果在图4显示所有到达了sowing-heading时间从04.67减少到23.33天了二十五天的差距两播种日期。标题开始8月24日,在第一次播种日期9月16日结束。在第二个播种日期、标题开始9月9日和9月25日结束。有16天的差距开始两个日期的标题和标题,09-day差距,恰逢雨季从10月开始的结束。大多数到达标题9月份开始,在此期间光周期持续时间显著下降。
所有的甜高粱到达光周期变化(表确实是敏感5)。因此,确定四类登记入册。一班由六个到达光周期敏感性较低(Kp < 0.3),二班11到达温和的光周期敏感性(0.3≤Kp < 0.5), 3班11到达光周期敏感性高(0.5≤Kp < 0.8),和第4类光周期敏感性较高的单个基因型(Kp > 0.8)。GBO2和GBI1登记入册是最不敏感的光周期变化(Kp = 0.19),而BSA5加入光周期的变化是最敏感系数(Kp)为0.19和0.93,分别。
4所示。讨论
观察到的变化在大多数定量的种质特征类似于[报告的结果14]。实际上,这些登记入册来自不同的形态和遗传组已经定义为(14]。
登记入册的变化也反映在微分响应光周期变化。播种日期的显著效果的定量特征,除了节间长度和花梗长度,可以作证的重要性雨情等环境因素的影响,温度、湿度、和日晒对种植年度物种的行为。这些因素的特点是高可变性和时空的不可预测性在萨赫勒地区的地区(35,36]。事实上,物候,营养、农艺和糖分含量特征强烈影响播种日期。物候学是播种日期的主要参数,强烈影响其他形态特征和白利内容的表达。然而,一些作者报道,photoperiod-sensitive高粱的物候学甚至受到光周期的变化持续时间(22,37]。高粱物候学,事实上,sowing-flowering周期变化的影响,这是强烈影响白天的长度在photoperiod-sensitive高粱基因型(22,37,38)和可变性的营养器官的发展速度。树叶和植物繁殖单位生产是受温度的影响39,40)和播种日期,可能受光周期效应根据(41]。实际上,当地的高粱品种的光周期特性允许其自然调整的周期长度可能在雨季期间(19,42]。这将导致减少的周期长度当播种推迟,当播种早周期的延长。
的25日播种抵消导致从03 sowing-flowering时间减少到21天在第二个播种日期和15天开花的开始和结束之间的10天开花的两个播种日期。所有基因型的研究将sowing-flowering周期的光周期减少,因为在第二个播种日期是植物光周期的特征。这就导致集群开花末期的雨季。几位以前的研究26- - - - - -28报道一个西非高粱高灵敏度的光周期现象。这种敏感性的高粱光周期会缩短周期的播种推迟,因此有利于开花在雨季的结束。因此,这一特点将给他们一个重要的进化优势的大陆性气候区,由于雨情的强劲年际变化的特征。这一特点特定植物光周期允许他们中断营养支持粮食生产的发展18,36),因此性能下降的大部分时间晚播的特点。此外,这种中断是由没有考虑工厂的全面发展但作为求救信号,干预,允许从营养阶段过渡到生殖阶段,以确保物种的可持续性(36]。类似的观察光周期现象已经在布基纳法索的高粱16,43,44]。事实上,(39)甜高粱报告周期减少03在3 - 10天,两周播种变化,分别。然而,根据(28),在播种推迟15天,例如,在淡季(冷却和热干燥季节),可以推迟几个月的周期长度。因此,根据播种日期、高粱在非洲Sudano-Sahelian的周期长度可以改变为同一品种(从90年到190年天28]。到达微分灵敏度的光周期变化观察到在这项研究中,导致几类光周期现象,可以反映出的控制周期由多个基因。类似的结果报告(28),显示营养循环的控制下至少两个主要和几个小的基因。
推迟播种从而导致减少甜高粱的营养器官大小的基因型种植在布基纳法索。先前的研究[41,45,46]显示减少增长晚播种独立的水可用性或其他资源。降低增长本研究中观察到的更相关的数量比节间长度、节间和阀杆厚度并没有影响播种日期报道(38,47]。生长周期的缩短也可以解释这些结果。因此,减少工厂规模观察到在第二个播种日期与数量的减少植物繁殖单位(单位)增长41,47]。
营养和生产的数量的增加分蘖期间推迟播种可以解释为一种营养补偿由工厂生产大量的营养分蘖由于快速中断营养阶段的生殖阶段。事实上,分蘖能力都取决于品种和环境条件,包括温度、光周期(48]。先前的研究已经报道的作用温度对标题高粱基因型。事实上,(49,50]显示,夜间温度低(15°C)诱发圆锥花序启动和减少的数量最终离开,而夜间温度高(30°C)限制穗启动并增加最后的叶子在所有品种的数量。因此,标题的浓度到达的播种日期9月将上半年与夜间温度下降观察到在这个时期。这可以解释的营养周期的缩短延迟播种期间登记入册。
然而,甜高粱基因型(GBO9、KBA2 SPO1),这是非常敏感的光周期的缩短sowing-flowering周期,增加了延迟播种白利内容。另一方面,基因型(GBO4、NBO1 SPO3)与低表达光周期敏感性高和稳定白利内容独立于播种日期(超过20%)。这种差异表达的白利评估登记入册的内容将与高遗传变异性的研究材料。(38)也报道变量白利水平之间基因型和一个播种日期对糖分的含量的影响当地的甜高粱基因型在马里。然而,相反的结果(38),高白利水平记录在第二个播种日期在本研究中会更相关的浓度比的大小存储室。
研究无疑强调到达高白利无论播种日期,但茎汁生产的数量和它的生化成分,非常果断的甜高粱的稳定物价,没有评估。因此,在气候变化的当前上下文的周期性的干旱和持续减少降雨量,登记入册的表征耐旱的量化每个基因型产生的果汁和果汁的营养成分分析可以识别感兴趣的基因型对干旱胁迫的宽容和有一个高白利糖度高的果汁生产潜力。这些基因型可以集成到甜高粱育种程序。从这些基因型品种开发感兴趣的可以更容易通过农民和有助于提高甜高粱生产在布基纳法索和热带地区。
5。结论
研究表明,大多数agromorphological的表达特点和糖分明显受播种日期变化的影响。的确,推迟播种导致显著减少物候、农艺学,一方面,和营养特征值和茎糖分含量的增加,营养和有效分蘖生产,另一方面,在大多数的甜高粱基因型评估。物候学是最受播种日期。所有的甜高粱到达测试对光周期敏感系数的不同基因型间光周期现象。登记入册从而减少sowing-flowering 3 - 21天播种抵消25天。GBO2和GBI1到达最小光周期(Kp = 0.19),而加入BSA5是最光周期(Kp = 0.93)。然而,一些登记入册的白利糖度含量略受播种日期的变化的影响。GBO8,因此,基因型GBO4 KBA5 NBO1, SPO3,获得了白利糖度20%以上内容无论播种日期,可以选择甜高粱育种程序。
数据可用性
数据支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称他们没有利益冲突有关的出版。
确认
本文由合作者专用Boureima sawadogo, 2021年11月去世。合作者要感谢成员“Laboratoire生物科学”的援助。他们还要感谢真诚Drs。Mahamadi哈米德韦德博士和玛利亚姆Kiebre修正和建议,Irissa Yameogo英语校正。