不同高粱种质对污染土壤中重金属吸收的研究

利用重金属含量较高的污水污染土壤, 以未污染土壤作对照, 种植8个甜高粱品种、2个饲用高粱品种和1个粒用高粱品种, 检测8种重金属在高粱植物体内不同器官的含量, 以研究不同高粱种质对重金属的吸收特性。结果表明： 甜高粱对汞（Hg）、镉（Cd）、锰（Mn）和锌（Zn）的吸收在两种土壤间差异显著, 对钴（Co）、铬（Cr）、铅（Pb）和铜（Cu）的吸收差异不显著。Mn在甜高粱体内含量表现为未污染土壤高于污染土壤; 而Zn含量在不同器官之间存在差异, 未污染土壤叶中含量远高于穗, 穗中含量远高于茎和根。不同重金属在甜高粱体内的储存部位不同, 污染土壤上Hg、Cd、Co、Cr和Zn在根中积累量较高, Cu、Mn和Pb在穗中的积累量较高。甜高粱、饲用高粱和粒用高粱对重金属的吸收、运输及储存在品种之间差异较大, 同一品种对不同重金属的吸收也存在差异。饲用高粱表现为叶部对Cr和Zn的储存量较高, 而粒用高粱＇晋中0823＇则显示了茎对多种重金属的储存能力。高粱根对土壤中重金属的富集系数较高, 为0.02（Pb）~0.23（Cd）, 转移系数变幅为0.21（Co）~3.42（Pb）。对同一种重金属的吸收量品种间差异较大, 甜高粱＇西蒙＇根对Co、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn具有高富集系数, 粒用高粱＇晋中0823＇茎对Hg、Cd、Mn、Pb和Zn富集系数较高。高粱对重金属的吸收能力与转移能力不同步, 甜高粱＇绿能1号＇具有对多种重金属的高转移能力, 粒用高粱＇晋中0823＇只对Zn有较高的转移能力。因此本文认为甜高粱对不同重金属的吸收和转移有选择性。对Zn吸收并转移到地上部后, 首先储存在叶和穗中, 当吸收量足够大时, 茎和根也成为储存器官; 对Mn的吸收与其他重金属的吸收存在竞争作用, Hg吸收后很少向地上部转移; 而对Cu、Mn和Pb吸收后在穗部的储存量较大。饲用高粱与甜高粱相比对重金属的吸收未显示明显的不同, 甜高粱＇西蒙＇根对多种重金属具有强储存能力, 而粒用高粱＇晋中0823＇的茎秆显示了比甜高粱更强的储存能力, 甜高粱＇绿能1号＇对多种重金属的转移能力较强。所以, 选择富集和转移能力均强的高粱品种能更有效地吸收土壤中的重金属, 达到修复污染土壤的目的。

甜高粱茎秆含糖量研究

采用77个粒用高粱和21个甜高粱作为研究材料，对甜高粱的含糖量进行了研究。结果表明，甜高粱茎秆的含糖量是粒用高粱的2～5倍，而且茎秆秆芯蜡质，汁液含量高。甜高粱茎秆不同茎节的含糖量有差异，其含糖量随节位由低到高的变化趋势有4种类型，并以低-高-低的变化占多数，因此利用中间节段第4，7，9节的含糖量平均值可表示植株含糖量。收获后，随着茎秆水分的丧失，其含糖量逐渐上升，但是25d后开始急剧下降。

高粱耐盐性评价方法研究及耐盐碱资源的筛选

用5.500 g/L盐水溶液对3～5叶期高粱幼苗进行处理,用幼苗相对成活率对568份高粱种质进行分级,结果显示:5%的种质具有3级以上的耐盐性。此法可以用来进行大量种质的苗期耐盐筛选。根据植株在不同含盐量的盐碱地上生长的性状差异,对成株期的高粱进行耐盐鉴定,利用处理间性状的差异及各性状与穗重和秆重的相关性构建一个耐盐指数来评价材料对盐碱的耐性,从而对18个高粱品种和品系进行了分级,以适合于盐碱地推广品种的筛选。

细胞质抗除草剂谷子遗传发育特点及应用研究

目的研究细胞质抗除草剂基因对谷子性状和发育的影响。方法利用细胞质抗除草剂谷子与敏感型谷子正反交和多代回交等方法,获得了同核异质杂交群体和近等基因系,比较其F1、F2、回交和复合杂交世代的群体差异和近等基因系的生长发育差异。结果具有抗除草剂细胞质的谷子苗期发育迟缓、抽穗晚,灌浆时间短;用其杂交获得的回交、复合杂交及F2的多数群体表现了生长弱势。但是具有细胞质除草剂抗性的谷子,在杂交F1代可产生较大的杂种优势;回交、复合交和F2代有较大的分离,并且个别组合表现了与敏感细胞质一样的丰产性。结论细胞质抗除草剂基因对谷子的生长和性状发育有影响,但利用杂交种可避免细胞质抗性产生的不利影响,获得丰产性;对抗性杂交群体和个体进行选择可达到预期效果。在对抗除草剂谷子选育时,应注重苗期发育快、根系发达、抽穗早、灌浆速度快的单株。把以上的研究结果应用于实践,获得了多个细胞质抗除草剂谷子的丰产杂交组合和品系。

高粱茎秆糖分的积累变化及遗传研究

利用13对不育系及其保持系材料和杂交组合130B×1141B的F2群体,研究了高粱茎秆含糖量在灌浆期间的积累变化规律,估算了遗传相关参数。结果认为,不同不育系之间,不育系与保持系之间的茎秆糖分积累有所不同。育性不稳、自交结实率较高的不育系与保持系一样,在灌浆中期茎秆含糖量较低,随后含糖量又有回升,而正常不育系茎秆的含糖量在此期间保持较高的水平。灌浆后期少数不育系和多数保持系的茎秆含糖量较低。用F2群体进行的遗传分析表明,高粱茎秆中的含糖量和茎汁液含量遗传均符合一对主基因加显模型,其显性效应为负向。两者的主基因遗传率分别为62.97%和55.83%。据此,提出了在高含糖量育种上,选择籽粒成熟期茎秆含糖量高的材料,以及在杂交高代材料中对含糖量进行选择容易得到预期效果。

高秆矮秆谷子根的遗传、分布差异及根与产量有关性状的相关研究

对谷子根部性状的遗传及根的地下分布研究结果表明，成熟期高秆、矮秆材料的根重、根伤流液大小均是受遗传控制的性状。高秆材料的根条数明显地高于矮秆材料。谷子的根部性状与产量及与产量关系密切的性状之间存在着相关关系。根条多、根重大、后期根伤流液大小适中对植株的产量及产量相关性状的形成非常有利。根系大、在耕作层的分布范围广、后期根活力大、不早衰是高秆材料在产量上明显优于矮秆材料的主要原因。

胞质抗除草剂谷子发育及与敏感型常规品种的差异

以对除草剂敏感的常规品种“豫谷2号”为对照,试验研究抗除草剂谷子“0971”的生长发育特点结果表明,“0971”苗期发育慢,抽穗晚,但后期发育加快,并很快与“豫谷2号”各性状相持平。由于灌浆速度慢和灌浆时间短,“0971”穗干物质量明显处于劣势。

粟直链淀粉含量的遗传

栗中的直链淀粉含量是由主基因和修饰基因共同控制的,它不受细胞质基因及胚乳基因的影响。控制直链淀粉含量的基因分离完全符合孟德尔的独立分配规律。高直链淀粉含量表现为部分显性和完全显性,并因不同的遗传背景表现不同。控制直链淀粉含量的基因除存在加性、显性效应外,还存在加×加、显×显效应,并且不适合双基因互作的模型测验。

高粱单核苷酸多态性(SNP)标记开发研究初报

高粱在粮食安全、人类健康和生物能源的开发上具有非常重要的作用,其被认为是二倍体模式化作物和多倍体能源作物甘蔗和芒草类的参考植物,开发高粱多态性分子标记对促进分子遗传学发展及高粱分子标记辅助育种意义重大。以甜高粱与粒用高粱杂交的F2遗传群体作为研究材料,对其全基因组DNA进行酶切,然后用高通量测序法开发SLAF(Specific-locus amplified fragment sequencing)标签,并经过分析筛选多态性SNP标记。试验过程中测序的reads数达到43 528 021个,母本2 598 472个,父本3 134 524个,子代的reads数为205 083~454 258个,平均为290 732.5个。通过原始数据的评估、聚类和纠错开发的SLAF标签数,父母本分别为44 895,42 100个。测序深度分别为19.78和16.22,F2群体每个个体的SLAF标签为26 737~39 291个,平均为33 445.06个,测序深度2.24~3.72,平均为2.79。通过对聚类群中高深度片段的潜在基因型分析,得到了6 353个多态性SNP标记,其中5 829个标记成功分型,占多态性SNP标记的91.75%,剔除不适宜作图的标记,剩余有效的SNP标记2 246个,占有效标记百分比100%,F2个体的各样品完整度平均为94.99%。所以,对基因组DNA进行酶切和高通量测序,从庞大的reads中获得SLAF标签是得到全基因组SNP标记的有效途径。为高粱高密度图谱构建和QTL定位研究,以及分子标记辅助育种奠定了基础。

高矮秆夏谷个体发育差异及产量形成特点的研究

通过对高矮秆夏谷品种个体发育过程的研究及性状变化与小区产量的相关分析,证明高矮秆夏谷个体发育及产量形成存在着差异。矮秆比高秆品种前期发育早,其值体灌浆期干物质积累和转移变化不明显,籽粒产量主要源于开花后的光合产物积累;高秆品种植体灌浆期于物质积累和转移变化明显,籽粒产量源于植体中的营养转移和开花后的光合产物积累。根据高秆与矮秆品种的形态和个体发育特点,对矮秆品种施行窄行距密植,促使其前期幼苗生长,重视后期植体功能期的延长;对高秆品种施行宽行距适当密植,避免灌浆后期植体营养积累较多和贪青晚熟,有利于谷子高产。

与甜高粱相关的SSR分子标记筛选初报

利用63对SSR引物对19个甜高粱及11个其他类型的高粱进行了分析。结果表明:这些SSR引物有较高的多态性,90.5%的引物具有2～6条的扩增带,有6对SSR引物的扩增带与甜高粱有关。

不同株型谷子产量构成遗传分析

本文应用了夏谷三种株型,12个品系,9个性状的考种结果,通过对其遗传力和有关性状与籽粒产量的相关分析表明,三种株型的谷子在遗传力和遗传相关上存在明显差异。对其差异进行分析和比较,为三种株型谷子的高产育种提供理论依据。

粟蛋白质含量的遗传

粟蛋白质含量的遗传是由数量性状基因控制的,不受细胞质基因影响.高×低的杂交后代蛋白质含量呈连续分布,并偏向低亲.蛋白质含量的基因效应存在加性效应、加性效应之间的互作效应以及加显效应之间的负向互作效应,并完全符合双基因互作模型.在所研究的两个组合中,蛋白质含量的广义遗传力分别为53.8%和62.9%,狭义遗传力不显著,分别为28.2%和47.2%.

夏谷亲本创新材料的类型和特点

阐述了“八五”期间夏谷亲本创新材料的类型及其特点，创新材料共分为４种类型：（１）双抗材料，包括抗锈抗倒材料３个，抗锈抗瘟材料２个，抗倒抗瘟材料１个。（２）单抗材料，包括抗旱材料４个，抗倒材料６个，抗锈材料２个，抗谷瘟材料３个。（３）株型紧凑材料３个。

高矮秆夏谷发育差异与其叶片POD酶谱变化的相关研究

研究了高矮秆夏谷不同发育时期叶片过氧化物酶同工酶 (POD)酶谱变化及其地上部植体动态发育、干物质积累的变化。结果表明 ,谷子叶片 POD酶谱的苗期和抽穗期酶带最丰富 ,高矮秆谷子在孕穗后的发育和灌浆过程中的干物质积累不同。酶谱中的 B1 、C1 和 C2 带与其生长发育有关 ;A2 、A3带与成株期株高有关。高矮秆材料的发育差异可在其叶片的

优质谷子新品种冀乡1号的选育及栽培要点

冀乡1号系河北省农林科学院谷子研究所育成。2007年1月通过全国谷子品种鉴定委员会鉴定。该品种绿苗,叶片上冲,生育期83d,株高110.4cm,穗纺锤形,穗子偏松,出谷率82.7%,出米率77.3%,其突出特点为优质高产,在2001年第四届全国优质米评选会上,被评为一级优质米,并通过农业部谷物品质监督检验测试中心检测。产量一般在4227.45～5161.5kg/hm2,在其适应地区产量可达7500kg/hm2以上。该品种适合华北山区、丘陵等地带,华北中北部以北气候较温和和偏冷的地区以及内蒙和东北部分地区春夏播种植。

优质米谷子新品系——S80

S80系河北省农科院谷子研究所最新培育出的谷子品系，2001年第四届全国优质米评选会上被评为一级优质米，2002-2004年在华北中北部旱地种植，普遍表现抗旱、耐瘠和高产，尤其米香宜人，柔软可口的米质深受种植者和消费者的喜爱。

不同温度条件下高粱温敏雄性不育系冀130A育性变化规律及花粉败育研究

以回18A为母本、抗蚜保持系130B为父本,回交8个世代育成夏播高粱不育系冀130A。在选育过程中发现,冀130A的不育度受温度影响。为进一步了解温度对该不育系育性的影响,明确影响育性的临界温度,为杂交制种提供依据,对其进行了播期试验、异地种植和关键时期不同温度处理试验,结果表明:旗叶伸展至抽穗期间平均气温低于23℃,不育度为100%,株间无差异;平均气温高于23℃,部分花粉可育,随着温度升高,可育花粉增多,平均气温超过26℃可明显观察到可育花粉,自交结实率可达30%,株间有差异。通过石蜡制片及显微摄影观察,对不同温度处理条件下花药和花粉特征进行了研究。结果显示:低温导致绒毡层细胞出现明显异常,主要表现为液泡化、径向肥大和延迟退化;低温条件下早期败育的花药,造孢细胞或花粉母细胞较早出现解体,无单核花粉粒产生。旗叶伸展至抽穗期间温度高于26℃时,花粉母细胞减数分裂形成单核花粉粒,之后部分花粉粒出现畸形,但仍有约40%的正常花粉粒可以存活到花药开裂并散粉。低温导致绒毡层细胞出现异常,是花粉败育的主要原因。冀130A的育成,扩大了高粱不育系的差异,有利于商业化的高粱杂交种选育,同时为深入研究高粱不育系的败育机理提供了新种质资源。对冀130A育性转换特性研究为利用该不育系进行杂交种制种选择制种区域和播期奠定了基础。

谷子根系生长发育规律及其在土壤中分布的动态模拟

通过对两个谷子品种在不同生育时期的根系取样，研究了其根重、根长在土壤中分布随时间的变化规律。谷子平均根深在１３０ｃｍ左右，０～２０ｃｍ土层中根系表面积占总根系表面积的８０％以上；谷子早期生成的次生根一般向土壤深层生长，而后期生成的根系扎得较浅，也是谷子中后期生长的主要根群。根据测定结果，建立了谷子根系生长的动态模型。