桂糖系列甘蔗种质表型性状的遗传多样性

【目的】分析桂糖系列甘蔗种质的主要表型性状及其遗传多样性,为提高其杂交育种效率提供参考。【方法】调查和测定广西甘蔗种质资源田间保育的164份桂糖系列甘蔗种质资源的21个质量性状和7个数量性状,采用多样性指数、遗传变异、相关性分析和聚类分析法进行遗传多样性分析。【结果】21个质量性状的遗传多样性指数在0.3866~1.9776之间,平均值为0.9217,以芽形最大,生长裂缝最小;7个数量性状的变异系数在7.11%~42.86%之间,平均值为27.11%。相关性分析表明:株高、茎径分别与单茎质量、蔗茎产量、糖产量呈极显著正相关;单茎质量、有效茎数分别与蔗茎产量、糖产量呈极显著正相关;蔗茎产量与糖产量呈极显著正相关。聚类分析表明:164份桂糖系列甘蔗种质可聚为6个类群,其中,第Ⅰ类群数量最多,综合性状表现优异;第Ⅱ类群平均茎径最大;第Ⅲ类群各性状均衡且有效茎数稍有优势;第Ⅳ类群平均株高最高;第Ⅴ类群平均锤度最高;第Ⅵ类群平均有效茎数最多。【结论】164份甘蔗种质的质量和数量性状变异较大,遗传多样性较丰富,不同类群甘蔗种质各具优点,在甘蔗育种过程中应根据育种目标选择杂交亲本。

广西割手密创新种质F_(1)群体的表型多样性分析

基于表型性状对60份广西割手密F_(1)群体创新种质材料的遗传多样性进行分析,为广西割手密创新种质材料的利用提供理论依据,以60份含广西割手密87-16血缘F_(1)群体创新种质为材料,通过变异分析、相关分析、主成分分析和聚类分析对其分蘖率、株高、茎径、锤度、有效茎数、单茎重、单产和糖产量等8个主要农艺性状进行遗传多样性分析。结果表明,该群体的8个农艺性状变异较丰富,变异系数在5.51%~36.36%之间,其中单茎重的变异系数最大,达到36.36%;相关性分析表明,单产与株高、茎径、有效茎数和单茎重呈极显著正相关,并与品质性状糖产量也呈极显著正相关;主成分分析表明,2个主成分累计贡献率为75.744%,第1主成分糖产量因子是重要因子,贡献率为52.063%;聚类分析结果表明,在欧氏距离为9.50处将60份创新材料分为5类,分类的5个类群都各具优势和不足,这些性状可以根据不同的甘蔗育种目标而进行充分的利用。其中第Ⅰ类群和第IV类群的8个性状指标均优异,共筛选出12份优质材料,分别是GXSF_(1)12-1、GXSF_(1)12-27、GXSF_(1)12-29、GXSF_(1)12-53、GXSF_(1)12-14、GXSF_(1)12-40、GXSF_(1)12-42、GXSF_(1)12-63、GXSF_(1)12-10、GXSF_(1)12-13、GXSF_(1)12-21、GXSF_(1)12-26,可以进一步作为亲本材料在甘蔗育种中加以利用,也可为割手密种质应用和品种选育提供理论参考。

广西兴宾蔗区不同下种量和施氮量对甘蔗新品种桂糖46号生长、产量和经济效益的影响

为了解桂糖46号不同下种量和施氮量在兴宾蔗区种植表现,为桂糖46号高产高糖栽培提供参考,设置了5个下种量(75000、90000、105000、120000和135000芽/hm^(2))和4种施氮水平(75、150、300和600 kg/hm^(2)),分别进行桂糖46号新植蔗种植试验,以分析各处理农艺性状和经济效益表现。结果表明:在广西兴宾蔗区,按当地常规施肥水平,以120000芽/hm^(2)下种量处理蔗茎产量最高,75000芽/hm^(2)下种量处理产量最低,分别为109485 kg/hm^(2)和76020 kg/hm^(2);按当地常规下种量,以300 kg/hm^(2)施氮量处理蔗茎产量最高,以75 kg/hm^(2)施氮量处理的产量最低,分别为117255 kg/hm^(2)和93675 kg/hm^(2);下种量与施氮量分别与甘蔗产量呈极显著和显著正相关;105000芽/hm^(2)下种量处理和150 kg/hm^(2)施氮量处理经济效益较好,投入产出比分别为1:1.50和1:4.84。建议广西兴宾蔗区桂糖46号下种量为105000~120000芽/hm^(2),施氮量150~300 kg/hm^(2)(折尿素326.1~652.2 kg/hm^(2))。

干旱胁迫后桂糖系列品种新植蔗的宿根生长表现

研究桂糖系列新品种新植蔗在广西来宾市兴宾蔗区遭受干旱胁迫后第一年宿根蔗的生长表现,为桂糖新品种推广种植提供参考依据。以桂糖42号为对照(CK),在广西来宾市兴宾区开展桂糖44号、桂糖55号、桂糖58号、桂糖59号和桂糖60号等5个甘蔗品种的宿根栽培试验。结果表明,桂糖60号的第一年宿根出苗率为124.80%,发株率为130.90%,株高为315.00 cm,茎径为2.63 cm,有效茎数为82140条/hm2,宿根蔗产量为118455.0 kg/hm2,含糖量为20970.0 kg/hm2,均显著高于CK(P<0.05,下同),其中,宿根蔗产量比CK增产11.90%,含糖量提高14.40%。桂糖55号第一年宿根出苗率为130.60%,发株率为147.70%,株高为310.00 cm,茎径为2.60 cm,有效茎数为85950条/hm2;产量为112110.0 kg/hm2,显著高于CK,增产5.91%;含糖量为18570.0 kg/hm2,比CK提高1.31%,但差异不显著(P>0.05,下同)。桂糖44号第一年宿根出苗率为135.80%,发株率为126.40%,株高为270.00 cm,茎径为2.55 cm,有效茎数为88335条/hm2;宿根蔗产量为97620.0 kg/hm2,显著低于CK,减产7.78%;含糖量为16980.0 kg/hm2,降低7.36%,差异不显著。桂糖58号第一年宿根出苗率为112.00%,发株率为133.60%,株高为277.00 cm,茎径为2.65 cm,有效茎数为80160条/hm2;产量为102780.0 kg/hm2,比CK减产2.90%,差异不显著;含糖量为16095.0 kg/hm2,显著低于CK,降低12.19%。桂糖59号第一年宿根出苗率为98.90%,发株率为146.30%,株高为278.00 cm,茎径为2.68 cm,有效茎数为77940条/hm2;宿根蔗产量为100200.0 kg/hm2,比CK减产5.34%,差异不显著;含糖量为14910.0 kg/hm2,显著低于CK,降低18.66%。桂糖60号和桂糖55号2个甘蔗新品种可作为干旱蔗区轮换或替代品种进行推广种植,桂糖44号、桂糖58号和桂糖59号因减产、减糖严重不适宜在干旱蔗区推广种植。

广西河八王种质资源考察收集与鉴定评价

广西地跨南亚热带和中亚热带,北回归线横贯中部,属亚热带季风气候区,孕育了丰富的野生甘蔗种质资源。2016—2023年,广西农业科学院甘蔗研究所组织考察队对广西河八王种质资源开展系统调查和收集工作,考察队在广西8个地级市18个县(市、区)43个乡镇共收集到河八王种质资源58份。调查结果表明:广西河八王种质资源主要分布在海拔60.0~602.5 m,北纬23°08′02″~26°01′43″,东经107°08′01″~111°32′02″的区域;广西河八王种质资源20个描述型质量性状的遗传多样性指数在0~1.2044之间,平均值为0.5557,其中曝光后节间颜色的多样性最高,木栓较低,而茎形、气根、水裂3个性状无多样性体现;不同收集地区的广西河八王种质资源遗传多样性指数在0.1040~0.4911之间,贺州最高,百色最低;广西河八王种质资源表型性状变异丰富,6个数量性状的变异系数为17.3%~53.6%,平均为34.8%;不同收集地区的广西河八王种质资源变异系数在29.4%~36.9%之间,河池最大,桂林最小。聚类分析结果显示,58份广西河八王种质资源被分为六大类,与地理来源无密切关系,其中第Ⅰ类群中的材料综合性状较好,生物量和品质性状优良。本次考察收集扩充了广西甘蔗种质资源圃的资源数量,为甘蔗育种和遗传改良提供了优良基因资源。

有机肥不同施用量对桂糖42号新植蔗生长、产量及宿根蔗出苗的影响

设4个有机肥施用量水平,以不施任何肥料为空白对照(CK1),以仅施复合肥不施有机肥为常规对照(CK2),开展有机肥不同施用量对桂糖42号新植蔗生长、产量及宿根蔗出苗影响试验,为生产上桂糖42号科学施肥提供参考依据。有机肥9000.0 kg/hm^(2)施用量处理的新植蔗分蘖率为83.39%,显著高于CK1和CK2(P<0.05,下同);有机肥12000.0 kg/hm^(2)施用量处理的新植蔗分蘖率为76.70%,均高于CK1和CK2,其中,与CK1差异显著,与CK2差异不显著(P>0.05);有机肥12000.0和9000.0 kg/hm^(2)施用量处理的新植蔗有效茎数和宿根蔗出苗数分别为72600条/hm^(2)、99206株/hm^(2)和71200条/hm^(2)、101111株/hm^(2),均显著高于CK1和CK2;有机肥6000.0和3000.0 kg/hm^(2)施用量处理的宿根蔗出苗数分别为98571和96984株/hm^(2),均显著高于CK1和CK2;有机肥12000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为112495和18445.0 kg/hm^(2),比CK1增产19.14%、增糖20.25%,比CK2增产14.08%、增糖12.96%;有机肥9000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为109145和18180.0 kg/hm^(2),其中,比CK1增产15.58%、增糖18.59%,比CK2增产10.68%、增糖11.40%;有机肥6000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为99790和16325.0 kg/hm^(2),比CK1增产5.69%、增糖6.46%,与CK2相比,甘蔗产量和含糖量持平;有机肥3000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为98265和15845.0 kg/hm^(2),比CK1增产4.07%、增糖3.33%,比CK2略减产和减糖。施用有机肥可提高桂糖42号新植蔗的分蘖率,促进宿根蔗出苗,增加新植蔗有效茎数和宿根蔗出苗数,提高新植蔗产量和含糖量,以9000.0和12000.0 kg/hm^(2)施用量的效果较佳。

甘蔗与斑茅割手密复合体杂交后代的分子标记鉴定

为有效利用甘蔗野生种质拓宽甘蔗遗传基础,本研究利用甘蔗与斑茅割手密复合体进行杂交,同时应用序列相关扩增多态性(SRAP)和微卫星(SSR)分子标记技术鉴定其后代。两种分子标记鉴定结果相互印证表明:3个杂交组合的后代中,经表型鉴定含斑茅血缘的34个后代为真杂种。该真杂种后代为进一步综合利用斑茅、割手密的优异基因改良甘蔗品种提供了优良的创新种质。

与甘蔗抗黑穗病基因连锁的SSR标记筛选

黑穗病是世界各植蔗区最普遍、最主要的一种气传真菌性病害。为筛选与甘蔗抗黑穗病基因连锁的分子标记,利用高抗和感病亲本杂交的后代群体为材料,分别应用浸渍法和针刺法进行人工接种,通过一年新植一年宿根的抗病性鉴定,采用混合分组分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA)构建了抗感池,并结合SSR(Simple Sequence Repeat)分子标记技术筛选出一个与甘蔗抗黑穗病性基因连锁的SSR标记,该标记在甘蔗抗黑穗病育种的辅助选择中具有应用潜力。

华癸根瘤菌中自体诱导物的初步研究

群体感应 (Quorumsensing)是细菌通过产生可扩散的小分子量自体诱导物信号分子感知细胞群体密度变化 ,进行基因表达调控的生理行为。将根癌土壤杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens)构建为超量表达群体感应调节蛋白TraR的检测菌株JZA1,试验证明该检测菌株能检测纳摩尔浓度的自体诱导物 ,利用该菌株对 3株不同华癸根瘤菌(Mesorhizobiumhuakuii)进行自体诱导物活性检测 ,发现该 3株华癸根瘤菌均能产生自体诱导物 ,其表达量与菌体密度成正相关 ,但 3株菌在相同培养条件下自体诱导物的表达量存在差异 ,结果表明自体诱导物在种内水平上存在一定的多样性 ;同时发现高pH条件能大大降低自体诱导物的稳定性 。

甘蔗优良新品种(系)的黑穗病抗性鉴定

采用人工浸渍接种法对5个常用亲本和近年选育的5个甘蔗新品种(系)进行黑穗病抗性鉴定;同时采用针刺法对其中4个常用亲本品种(系)进行接种鉴定。结果表明,采用浸渍法接种,只有ROC25表现为高抗,桂糖29号和桂糖02-963表现为中等,桂糖02-1156、桂糖33号、桂糖21号和桂糖02-649表现为感病,粤糖93-159、桂糖11号和ROC22号表现为高感;采用针刺法接种,桂糖21号、ROC25、粤糖93-159和桂糖11号全部表现为高感。该结果为新品种的推广和杂交亲本的选用提供依据,并探讨了不同接种方式在甘蔗黑穗病抗性评价中的作用。

甘蔗多样性微阵列技术(DArT)标记体系的建立

[目的]建立成熟、稳定的甘蔗多样性微阵列技术（Diversity array technology,DArT）标记体系,为甘蔗的遗传多样性分析、遗传图谱构建及标记辅助育种等提供新的分子标记方法.[方法]以7份不同种属的甘蔗材料为样本,优化基因组复杂性降低方法并建立甘蔗DArT标记体系,同时应用该体系分析7份材料的遗传多样性.[结果]获得了基于PstⅠ/TaqⅠ酶切组合的最优基因组复杂性降低方法,利用该方法建立了DArT体系.利用DArT体系分析了7份材料之间遗传进化关系,发现供试7份材料的遗传相似系数为0.497～0.811,平均值为0.569.以遗传相似系数0.546为阀值,可以将供试材料分为三大类,其中第一类的GT29号、拔地拉和割手密GXS85-30均为甘蔗属材料,与预期相一致;第二类为河八王2号和滇蔗茅2号,第三类为芒84-8和斑茅GXA87-36.[结论]建立的甘蔗DArT标记体系具有有效性,其遗传相似性分析结果与材料预期的亲缘关系密切程度相一致.

斑茅割手密杂种后代真实性鉴定及遗传分析

以斑茅GXA87-36(♀)与割手密GXS79-9(♂)杂交获得的经形态鉴别为真杂种的后代材料GXAS07-6-1(斑茅割手密杂合体)及其双亲为材料,利用体细胞染色体计数以及SSR、SRAP分子标记对杂种进行真实性鉴定,并利用SRAP分子标记对斑茅GXA87-36、割手密GXS79-9及其杂种后代遗传位点的传递进行分析。结果表明,GXA87-36体细胞染色体数为2n=60,GXS79-9体细胞染色体数为2n=64,其杂种GXAS07-6-1染色体2n=62,其杂交的染色体遗传方式为n+n;筛选出3对SSR引物和5对SRAP引物可分辨后代的真伪;利用71对SRAP引物扩增后代和双亲,检测到1095个遗传位点,多态性位点数为800;母本有279个位点,其中有79%传递给其后代;父本有439个位点,其中有73%传递给后代;用NTSYS-pc2.10e软件计算Jaccard遗传相似系数,双亲间为0.474,后代与母本、父本间分别为0.696、0.752,表明后代GXAS07-6-1偏向父本遗传。

SCoT分子标记在割手密遗传图谱构建中的应用

以割手密GXS85-30×GXS87-16的杂交后代为材料,应用目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记对杂交后代进行杂种鉴定,获得由157个单株组成的F1杂种群,同时对比SCoT、AFLP和SSR分子标记在割手密基因组多态性分析和获得分离标记的效果,证实SCoT在扩增DNA多态性上优于SSR分子标记,在获取分离标记上优于AFLP分子标记,验证了SCoT分子标记技术在割手密遗传分析中的应用效果,为割手密遗传分析和遗传图谱构建提供了一种新型高效的目的基因分子标记技术。

施肥量与种植密度对桂糖29号产量及构成因素的影响

【目的】确定甘蔗新品种"桂糖29号"最佳施肥量与种植密度,为生产上推广种植该品种提供依据。【方法】采用施肥量与种植密度两因素裂区试验,施肥量为主区,设3个施用复合肥水平,分别为2250、3750、5250kg/ha,种植密度为副区,设7.5、9.0、10.5、12.0万芽/ha4个水平,调查各处理甘蔗总苗数、有效茎数、株高、茎径、蔗糖分、产量等性状,分析不同施肥量与种植密度对产量及构成因素的影响。【结果】施肥量2250kg/ha、种植密度9.0万芽/ha处理的产量最高,为95.34t/ha;施肥量3750kg/ha、密度7.5万芽/ha处理的株高最高,为209cm,显著高于施肥量5250kg/ha、密度10.5万芽/ha处理(193cm);各处理间产量、分蘖率、茎径、蔗糖分差异均不显著;产量与单位面积内有效茎数呈正相关。【结论】桂糖29号适宜施肥量为N260kg/ha、P2O5130kg/ha、K2O150kg/ha(N∶P2O5∶K2O=12∶6∶7),最适种植密度为9.0万芽/ha。

138份国外引进甘蔗品种(系)宿根性评价

【目的】了解国外引进甘蔗种质的宿根蔗特性,为筛选宿根性强、高产高糖、综合性状优的亲本提供依据。【方法】以ROC22为对照,对138份引进品种(系)(美国79份、法国49份、菲律宾10份)第二年宿根株高、茎径、单茎重、锤度、有效茎数和黑穗病自然发病情况进行评价分析。【结果】3个国家品种(系)宿根蔗综合农艺性状优劣比较为美国>法国>菲律宾;有30个品种(系)感染黑穗病,占参试材料的21.7%,平均感病率大小依次为法国>美国>菲律宾;根据农艺性状聚类分析结果表明:包括ROC22在内的139份材料可以分为3个大类群,6个亚类群及7个小类群;第Ⅲ类群的A2和B亚群整体表现优于其他类群品种(系)。【结论】美国品种(系)CP89-176、CP51-21、CP88-1834和CP67-412、法国品种(系)FR93-774和FR97-164、菲律宾品种(系)VMC71-39等宿根农艺性状表现突出,可考虑作为高产高糖、强宿根亲本。

我国甘蔗梢腐病2种主要病原菌孢子萌发特性及品种(系)抗性评价

研究国内甘蔗梢腐病两种主要病原菌Fusarium verticillioides和F.proliferatum的分生孢子萌发特性,并对18个代表性甘蔗种质资源进行梢腐病抗性评价,为甘蔗梢腐病综合防控提供参考。结果表明:F.verticillioides在孢子浓度4×10~6、温度20℃、葡萄糖浓度0.02%、黑暗、pH 6.5、相对湿度80.00%条件下孢子萌发率最高;F.proliferatum在孢子浓度8×10~6、温度35℃、葡萄糖浓度0.05%、紫外光、pH 6.5、相对湿度80.00%条件下孢子萌发率最高。18份参试甘蔗品种(系)中16份属于梢腐病抗性材料,只有GT 37和GT 21表现出明显感病特征。F.verticillioides病原菌分生孢子萌发力和致病性强于F.proliferatum。利用两个病原菌筛选出来的2个感病品种(系)GT 37、GT 21及3个高抗品种(系)Q 202、ROC 1、YT 94-128可作为典型种质材料来进行抗感试验。

甘蔗与河八王属间杂种的SSR标记鉴定

以甘蔗属优良甘蔗新品种(系)为母本,以收集于广西的河八王属材料为父本进行有性杂交,利用SSR标记对获得的杂种进行真实性鉴定。从70对甘蔗SSR引物中筛选出9对用于对5个甘蔗×河八王组合的57个杂交后代植株进行鉴定,结果表明,其中有14株具有双亲特征带,确定为真杂种。SSR标记可用于甘蔗河八王杂种真实性鉴定,研究结果为甘蔗野生种质河八王属植物的杂交利用及相关基础研究奠定了良好的基础。

美国引进甘蔗品种对黑穗病的抗性鉴定与初步评价

为筛选出抗甘蔗黑穗病的优异亲本材料,采用人工浸渍接种法对27个甘蔗品种进行1年新植试验的黑穗病抗性鉴定。通过潜育期(LP)、持续发病期(SDD)、累计丛发病率(IP)、累计茎发病率(IS)和病情进展曲线下的面积(AUDPC)这5个病情参数,结合标准对照种的抗性表现,综合评价参试品种的抗性,并采用系统聚类分析进行验证。结果表明:5个病情参数之间的相关性均达到极显著水平,是甘蔗黑穗病抗性鉴定与评价的重要指标。参试品种中,未发病品种6个,占22.22%;高抗(HR)品种5个,占18.52%;抗病(R)品种10个,占37.04%;中抗(MR)品种1个,占3.70%;中感(MS)品种2个,占7.41%;感病(S)品种3个,占11.11%。系统聚类分析的结果与参试甘蔗品种的抗性表现一致。

甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代真实性鉴定及染色体遗传分析

【目的】掌握斑茅割手密复合体（简称斑割复合体）在杂交利用过程中的染色体遗传规律,为斑割复合体适宜回交利用代数提供参考依据。【方法】选用4对引物对甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代进行SSR标记鉴定,并利用甘蔗根尖细胞酶解去壁低渗法对真实杂种进行染色体数目观察。【结果】供试的28个杂交后代材料（15个GT05-164与GXASF108-2-28杂交BC1代,13个GT42与GXASBC112-A6-25杂交BC2代）均为真实杂种。选择在2对SSR引物中均扩增出父本特征带的后代（5个BC1代和7个BC2代）进行染色体观察,结果发现,5个BC1代的染色体数目介于95~98条,其染色体按＂n＋n＂方式传递;7个BC2代的染色体数目介于94-101条,其染色体也按＂n＋n＂方式传递。【结论】甘蔗与斑割复合体杂交BC1和BC2代中染色体传递方式均为＂n＋n＂,母本甘蔗的染色体未加倍,高贵化育种进程减慢,可能需要更高的杂交代数才能获得聚集斑茅和割手密血缘的优良品种（系）。

利用高效检测菌株对中慢生根瘤菌及红壤中自体诱导物的检测

利用高效的自体诱导物(AI)检测菌株 KYC55 检测中慢生根瘤菌属不同种菌株产生的 AI,发现AI 在中慢生型根瘤菌中广泛存在,AI 在酸性条件下比较稳定。选用酸性土壤(红壤)作为材料,乙酸乙酯抽提并检测其 AI,发现生境条件、采样时间及保存条件都对 AI 的稳定性有影响。