摘要
茎秆倒伏是影响高粱稳产的重要因素。茎秆倒伏与茎秆细胞壁成分和茎秆机械强度密切相关。本项工作对高粱茎杆细胞壁成分与机械强度的关系进行研究，旨在为高粱多用途与抗倒伏育种提供科学依据。以2020年至2021年共三个生长季节种植155份高粱种质为供试材料。对供试高粱群体的茎秆结构形态、茎秆机械强度性状进行测定以及相关性分析。结果表明，（1）高梁茎秆节间长与茎径的动态平衡调节高粱植株的抗倒伏能力。（2）高粱茎秆茎径差异对茎秆机械强度的影响显著大于节长。（3）茎径与折断力、弯曲强度呈极显著正相关（p lt; 0.001），节长与折断力、弯曲强度呈极显著负相关（p lt; 0.001）。值得注意的是穿刺力、折断力、弯曲强度之间呈极显著正相关（plt;0.001）。 对供试高粱群体的茎秆细胞壁成分进行测定以及与茎秆机械强度进行相关性分析。结果表明，（1）结构性碳水化合物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、纤维素、半纤维素、木质素之间均呈极显著正相关（p lt;0.001）。（2）明确高粱种质各细胞壁成分的正常分布范围，结构性碳水化合物为 40.03~81.47%；中性洗涤纤维为 38.03~79.96%；酸性洗涤纤维为20.79~50.06%；纤维素为 19.23~30.63%；半纤维素为 15.05~37.37%；木质素为 3.49~12.80%。（3）结构碳水化合物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维与茎秆穿刺力呈极显著正相关。纤维素、半纤维素与茎秆穿刺力呈极显著正相关（plt;0.001）。 收集 155 份高粱种质群体茎秆细胞壁成分光谱数据并于实测数据相结合，结合近红外光谱技术（NIRS）建模策略进行校准。选择 Dry + FD+ SVM 的建模方式，生成 7 种细胞壁成分性状的预测方程。其中仅半纤维素预测方程R2为0.8，其他细胞壁成分预测方程R2均大于0.9。所有方程的预测值和真实值具有显著线性关系，具有良好的预测性能，实现高粱茎秆细胞壁成分高通量分析，为高粱品种培育提供高通量预测方法。 本研究通过对茎秆形态结构、茎秆细胞壁成分、茎秆机械强度联合分析，探究茎秆细胞壁成分与机械强度的关系，初步解析高粱茎秆机械强度的内部影响机制，并建立高粱茎秆细胞壁成分高通量分析方法，可应用于高粱种质群体的评价，为培育高粱优质品种提供理论基础与技术支撑。
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