Variation in ear characteristics and estimation of photosynthetic contributions to oat ear development using techniques of ear shading and glume removal

doi:10.11686/cyxb2022238

Abstract

Abstract:

Exploiting photosynthetic capacity of non-leaf organs such as the ear in cereals has received investigative attention， as the method of improving the whole photosynthetic capacity of crops has been investigated. In this study， six oat （Avena sativa） cultivars （Meida， Beile， Monika， Shezhengwang， Taike and Tianyan 60） were sown in Chengdu Plain in autumn. Two experimental treatments were set up， ear shading and glume removal， to compare the differences in ear characteristics， ear photosynthetic contribution rate， glume photosynthetic contribution and photosynthetic matter transfer rate in stem in the six oat varieties. It was found that the photosynthetic contribution of the ear to grain fill in the six oat varieties ranged from 28.56%-49.05% and Tianyan 60 （T60） had the highest contribution rate. The photosynthetic contribution of glumes ranged from 11.03%-36.88% and contribution of stored photosynthetic matter translocated from stems ranged from 6.65%-35.81%. The ear made the major photosynthetic contribution to grain fill. When ear photosynthesis was limited， the single seed weight and the seed numbers per ear were significantly decreased， especially the number of double seed spikelets.

Key words: oat, ear organs, photosynthetic contribution rate, ear characteristics, photosynthetic matter transfer rate in stem

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Figures/Tables 9

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品种代码 Variety code	品种名称 Variety	产地 Place of origin	供种企业 Company
MD	美达 Meida	美国 America	北京正道种业有限公司 Beijing Rytway Seed Co.， Ltd.
BL	贝勒 Beile	加拿大 Canada	北京正道种业有限公司 Beijing Rytway Seed Co.， Ltd.
MNK	莫尼卡 Monika	美国 America	北京百斯特草业有限公司 Beijing Best Grass Industry Co.， Ltd.
SZW	摄政王Shezhengwang	美国 America	北京百斯特草业有限公司 Beijing Best Grass Industry Co.， Ltd.
TK	泰克 Taike	美国 America	北京佰青源畜牧业科技发展有限公司 Beijing Green Animal Husbandry S&T Development Co.， Ltd.
T60	甜燕60 Tianyan60	加拿大 Canada	北京佰青源畜牧业科技发展有限公司 Beijing Green Animal Husbandry S&T Development Co.， Ltd.

品种代码 Variety code	品种名称 Variety	产地 Place of origin	供种企业 Company
MD	美达 Meida	美国 America	北京正道种业有限公司 Beijing Rytway Seed Co.， Ltd.
BL	贝勒 Beile	加拿大 Canada	北京正道种业有限公司 Beijing Rytway Seed Co.， Ltd.
MNK	莫尼卡 Monika	美国 America	北京百斯特草业有限公司 Beijing Best Grass Industry Co.， Ltd.
SZW	摄政王Shezhengwang	美国 America	北京百斯特草业有限公司 Beijing Best Grass Industry Co.， Ltd.
TK	泰克 Taike	美国 America	北京佰青源畜牧业科技发展有限公司 Beijing Green Animal Husbandry S&T Development Co.， Ltd.
T60	甜燕60 Tianyan60	加拿大 Canada	北京佰青源畜牧业科技发展有限公司 Beijing Green Animal Husbandry S&T Development Co.， Ltd.

品种 Variety	处理 Treatment	穗长 Ear length （cm）	单穗重 Ear weight （g）	单穗种子重 Seed weight per ear （g）	单粒种子重 Single seed weight （g）
T60	SE	24.68±0.60ab	2.88±0.21c	2.305±0.177c	0.0185±0.0006b
	GR	22.96±0.62b	3.30±0.28bc	3.049±0.263b	0.0207±0.0008b
	CK	26.55±0.81a	5.28±0.35a	4.602±0.376a	0.0321±0.0012a
SZW	SE	21.11±0.88a	2.35±0.19c	2.250±0.142c	0.0196±0.0006c
	GR	19.54±0.39a	3.11±0.26b	2.940±0.207b	0.0225±0.0006b
	CK	19.73±0.43a	4.04±0.33a	3.560±0.227a	0.0258±0.0005a
MNK	SE	19.18±0.30b	2.37±0.12c	1.685±0.092c	0.0190±0.0005c
	GR	19.52±0.33ab	3.01±0.14b	2.792±0.136b	0.0227±0.0005b
	CK	20.59±0.49a	3.63±0.21a	3.239±0.188a	0.0279±0.0006a
MD	SE	27.04±0.72b	3.53±0.18b	2.911±0.153c	0.0224±0.0009a
	GR	27.77±0.82b	4.32±0.25b	3.986±0.232b	0.0238±0.0005a
	CK	32.33±0.99a	6.32±0.22a	5.530±0.197a	0.0284±0.0007a
TK	SE	25.81±0.42a	2.60±0.21b	2.158±0.182b	0.0294±0.0005b
	GR	25.42±0.30a	3.03±0.09b	2.764±0.090a	0.0316±0.0008ab
	CK	25.66±0.49a	3.57±0.18a	3.017±0.152a	0.0326±0.0006a
BL	SE	27.91±0.61b	4.54±0.33b	3.643±0.305b	0.0347±0.0009c
	GR	27.19±0.62b	4.67±0.29b	4.133±0.301b	0.0405±0.0015ab
	CK	30.35±1.04a	6.70±0.22a	5.788±0.221a	0.0454±0.0018a

品种 Variety	处理 Treatment	穗长 Ear length （cm）	单穗重 Ear weight （g）	单穗种子重 Seed weight per ear （g）	单粒种子重 Single seed weight （g）
T60	SE	24.68±0.60ab	2.88±0.21c	2.305±0.177c	0.0185±0.0006b
	GR	22.96±0.62b	3.30±0.28bc	3.049±0.263b	0.0207±0.0008b
	CK	26.55±0.81a	5.28±0.35a	4.602±0.376a	0.0321±0.0012a
SZW	SE	21.11±0.88a	2.35±0.19c	2.250±0.142c	0.0196±0.0006c
	GR	19.54±0.39a	3.11±0.26b	2.940±0.207b	0.0225±0.0006b
	CK	19.73±0.43a	4.04±0.33a	3.560±0.227a	0.0258±0.0005a
MNK	SE	19.18±0.30b	2.37±0.12c	1.685±0.092c	0.0190±0.0005c
	GR	19.52±0.33ab	3.01±0.14b	2.792±0.136b	0.0227±0.0005b
	CK	20.59±0.49a	3.63±0.21a	3.239±0.188a	0.0279±0.0006a
MD	SE	27.04±0.72b	3.53±0.18b	2.911±0.153c	0.0224±0.0009a
	GR	27.77±0.82b	4.32±0.25b	3.986±0.232b	0.0238±0.0005a
	CK	32.33±0.99a	6.32±0.22a	5.530±0.197a	0.0284±0.0007a
TK	SE	25.81±0.42a	2.60±0.21b	2.158±0.182b	0.0294±0.0005b
	GR	25.42±0.30a	3.03±0.09b	2.764±0.090a	0.0316±0.0008ab
	CK	25.66±0.49a	3.57±0.18a	3.017±0.152a	0.0326±0.0006a
BL	SE	27.91±0.61b	4.54±0.33b	3.643±0.305b	0.0347±0.0009c
	GR	27.19±0.62b	4.67±0.29b	4.133±0.301b	0.0405±0.0015ab
	CK	30.35±1.04a	6.70±0.22a	5.788±0.221a	0.0454±0.0018a

品种 Variety	处理 Treatment	轮层数 Round	三粒小穗数 Triple seed spikelet	双粒小穗数 Double seed spikelet	单粒小穗数 Single seed spikelet	单穗种子数 Seed number per ear	单穗小穗数 Spikelet number per ear
T60	SE	9.00±0.15a	0.71±0.38a	50.14±5.06b	23.36±2.51a	125.79±9.94a	90.57±9.19a
	GR	8.53±0.19a	0.87±0.43a	68.13±4.88a	7.20±1.64b	146.07±10.29a	94.00±9.69a
	CK	9.20±0.33a	0.20±0.20a	63.30±4.40ab	15.40±2.81b	142.60±9.86a	88.10±5.82a
SZW	SE	8.93±0.16a	0.00±0.00a	28.43±2.91c	33.36±2.44a	90.21±6.08b	69.21±3.14a
	GR	8.60±0.13a	0.07±0.06a	57.60±4.45a	6.40±1.06c	121.80±9.01a	65.27±4.43a
	CK	8.80±0.41a	0.07±0.06a	54.13±12.68ab	13.00±6.48b	121.47±26.59a	72.67±14.66a
MNK	SE	8.33±0.19a	0.00±0.00a	26.07±2.80c	36.60±2.39a	88.73±4.88c	73.13±2.30a
	GR	8.40±0.16a	0.07±0.06a	58.60±3.16a	5.80±0.96c	123.20±5.80a	67.20±2.91a
	CK	8.29±0.13a	0.00±0.00a	52.00±2.96ab	12.36±1.72b	116.36±6.16ab	71.07±3.32a
MD	SE	9.27±0.15a	0.47±0.04a	48.67±4.21c	33.53±5.42a	132.27±7.88c	129.20±5.62ab
	GR	9.47±0.17a	0.27±0.15a	72.80±4.26ab	20.53±2.10b	166.93±8.45ab	106.60±4.86c
	CK	9.33±0.21a	0.27±0.15a	84.87±3.58a	24.87±2.44ab	195.40±6.19a	130.73±4.43a
TK	SE	8.07±0.25a	2.21±0.75a	27.29±2.74a	12.21±1.09a	73.43±5.89b	46.00±2.39a
	GR	7.93±0.17a	6.07±1.71a	31.07±2.54a	8.21±1.02b	88.57±4.08ab	47.43±1.68a
	CK	7.80±0.14a	5.33±1.74a	35.00±3.55a	7.60±0.75b	93.60±6.04a	49.27±2.80a
BL	SE	8.29±0.13a	0.00±0.00a	38.21±5.06a	29.50±3.75a	105.93±8.91a	98.14±5.01a
	GR	8.27±0.18a	0.67±0.53a	35.40±4.37a	32.27±4.12a	105.07±8.57a	96.00±5.33a
	CK	8.27±0.23a	0.33±0.23a	49.93±3.99a	28.80±3.89a	129.67±6.55a	91.93±4.35a