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高粱（Sorghum bicolor）是禾本科一年生C4植物,具有抗旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠薄、适应性广等多重特性和强大的杂种优势。高粱也是一种重要的粮食、饲料及工业原料作物,在全球干旱和半干旱农业生产中占有极其重要的位置。覆盖在植物表面的蜡质层是由亲脂性化合物构成的一种复杂有机混合物,在防止植物体内水分非气孔性散失、控制叶片温度、保护植物免受外来机械损伤、免受病菌侵害及昆虫的蚕食等方面具有重要作用。为了探讨高粱所具有的高抗逆性特性是否与其角质层蜡质存在一定联系,我们分析了不同生育期高粱叶角质层蜡质化学组成,为进一步挖掘高粱优良性状、揭示角质层蜡质参与高粱抗逆的理化机制提供理论基础。试验采用随机区组设计,大田种植27个不同高粱属品种,包括糯高粱、甜高粱、高丹草和苏丹草。在拔节期和灌浆期提取植株叶角质层蜡质,利用色质谱技术鉴定蜡质组分,分析蜡质含量、组分含量及碳链分布特征。同时观察不同高粱属品种的生育期;测定叶片水分损失率、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等生理性状;在病虫害盛发期统计田间病虫害的发病率;成熟期测定株高、茎粗、鲜叶数、伸长节间数等农艺性状,测定植株茎和叶氮、磷、钾含量和产量。综合分析叶角质层蜡质与光合指标、水分损失、病虫害侵染、农艺性状和产量之间的关系。主要研究结果如下:1.不同高粱属品种其叶角质层蜡质总量存在显著差异,且各品种蜡质总量在拔节期(11.57 μg·cm-2)整体高于灌浆期(8.82 μg·cm-2)。拔节期,叶角质层蜡质总量较高的品种有62a×1045(20.69 μg·cm-2)、1180(16.35 μg·cm-2)和光明星(15.28μg·cm-2);灌浆期,叶角质层蜡质总量较高的品种有光明星(12.68μg·cm-2)、大卡(12.10 μg·cm-2)和雅津 3 号(11.56 μg·cm-2)。说明不同高粱品种角质层蜡质的沉积规律存在差异。2.高粱属作物叶角质层蜡质主要由烷类、醛类、初级醇、脂肪酸、羊毛甾二烯酮和其他未知组分组成。其中醛、烷、初级醇所占比例较高,分别在17.35%～38.23%、16.56%～29.76%和9.31%～30.35%之间;脂肪酸和羊毛甾二烯酮所占比例较低,分别在4.00%～10.87%和0.44%～7.08%之间。且各蜡质组分含量在不同品种间差异显著。3.通过对高粱属作物叶片进行扫描电镜观察,蜡质层弥漫性的分布在植物叶表皮上,其晶体结构包括片状、颗粒状、棒状和杆状。不同高粱属品种间叶角质层蜡质晶体结构存在差异,且叶片正反面蜡质晶体结构也不同。4.水分损失率、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率以及水分利用效率等生理指标品种间存在显著差异。各品种蜡质含量拔节期高于灌浆期,而灌浆期水分损失率在各时间点均高于拔节期。品种牧乐8000、雅津3号等具有较高的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及水分利用效率,在相同外界环境条件下,可以更好的进行光合作用。5.生育期、农艺性状、植株养分和产量在品种之间也存在显著差异。生育期较短的品种有青糯35号、晋杂22号和红缨子;农艺性状较好（株高适中、茎杆较粗、鲜叶数较多、伸长节间数较多）的品种有海狮、大力士、1180和雅津2号;地上生物量和植株养分较高的品种有1180、62a×1045、贝利、晋杂22、海牛、冀酿2号、琥珀、大力士和冀酿1号。6.通过统计田间病虫害的发病率,发现在重庆地区主要的病虫害有高粱炭疽病、高粱红条病和高粱蚜虫,且发病率在品种之间存在差异。蜡质含量较高的品种京都小白人、冀酿1号、晋杂22、高丹草、雅津3号和海狮病虫害的发病率较低。7.相关性分析表明,蜡质总量、烷类含量、醛类含量、脂肪酸含量、羊毛甾二烯酮含量与高粱红条病呈显著负相关;羊毛甾二烯酮含量与高粱炭疽病呈显著负相关。羊毛甾二烯酮含量与胞间CO2浓度呈极显著负相关。角质层蜡质总量与单株地上生物量呈极显著正相关,烷类含量与单株地上生物量呈显著正相关。但蜡质总量和组分含量与叶片水分损失率、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率无显著相关性。综合分析认为,高粱叶角质层蜡质总量和组分含量在品种间存在较大差异,且这种差异与高粱的生产性能、抗逆性有一定的联系。高蜡质材料其植株病虫害发病率较低,生物产量较高。但因影响高粱田间农艺性状的因素较多,今后有待在控制实验条件下,分别研究各抗逆性状与角质层蜡质之间的关系,为我们利用角质层蜡质性状进行高梁品种选育、提高高梁抗逆性提供理论基础。