高粱种质资源成熟期氮效率评价及筛选

氮素作为影响作物生长发育的重要元素,是限制作物高产的重要限制因素之一。硝酸还原酶(Nitrate Reductase,简称NR)作为高等植物氮素吸收利用的限速酶,直接调节氮代谢。因此,叶片硝酸还原酶活性作为影响高粱产量的重要生理指标被用于评价氮素吸收、利用效率。本研究选取了97份不同来源的高粱材料,通过对97份高粱材料进行成熟期倒二叶和倒三叶的硝酸还原酶活性测定,为筛选高粱氮高效材料奠定基础。

高粱浅绿叶突变体sbpgl1的苗期表型鉴定

铁元素对于保持叶片颜色以及植物生长发育有着重要作用。本研究利用EMS诱变得到的浅绿叶突变体探究在养分缺乏条件下sbpgl1与BTx623之间的发育差异,发现sbpgl1在地上部分和根部的发育均变缓,同时叶片呈浅绿色。不同浓度铁元素对sbpgl1的恢复实验表明在高铁条件下可以部分恢复sbpgl1叶色。透射电镜实验证明sbpgl1叶绿体发育受到影响。本研究为探究高粱叶色基因调控提供了一定基础。

PEG-6000模拟干旱胁迫对糯高粱幼苗生理特性的影响

为了明确干旱胁迫下糯高粱幼苗的抗旱性及其对干旱的生理响应机制,并筛选出抗旱性较强的品种,以22个糯高粱品种为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,对干旱胁迫下不同品种糯高粱幼苗的生长情况、抗旱性进行比较,并分析相关生理指标的变化。结果表明:与对照相比,干旱胁迫下糯高粱幼苗的株高、根长、苗鲜质量、叶片相对含水量和叶绿素含量均不同程度降低。根据抗旱性综合度量值(D值)对糯高粱苗期抗旱性进行评价,将22个糯高粱品种分为3类,其中抗旱型品种8个,中间型品种11个,干旱敏感型品种3个。干旱胁迫下糯高粱幼苗的脯氨酸含量、丙二醛含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均较对照有所提高,抗旱能力较强的糯高粱品种脯氨酸积累量较高、丙二醛的增加量较低,而SOD和POD均保持较高的水平。综合分析,M13抗旱性最好。

内生菌BM18-2浸染对盐胁迫下饲草高粱生长与Na^(+)、K^(+)吸收和运输及饲用品质的影响

以巨大芽孢杆菌BM18-2、饲草高粱苏牧5号为材料,在土壤NaCl胁迫浓度为0、4、6、8 g/kg下,采用盆栽试验,研究了有或无BM18-2处理的苏牧5号幼苗在移栽后生长35 d,植株生长和根、茎、叶中Na^(+)、K^(+)吸收与运输及饲用品质的变化。结果表明,与无菌处理(对照)相比,内生菌BM18-2浸染可促进苏牧5号生长,显著提高有或无NaCl胁迫下根、茎、叶的干重以及盐胁迫下根中Na^(+)含量,降低茎和叶中的Na^(+)含量,显著或极显著提高根中的K^(+)含量,提高茎和叶中的K^(+)含量且土壤NaCl胁迫浓度为6、8 g/kg条件下茎、叶的K^(+)含量均显著提高。与对照BM(0)相比,内生菌BM18-2浸染处理根中的K^(+)/Na^(+)仅NaCl胁迫浓度为6 g/kg时显著提高,极显著提高了NaCl浓度≤8 g/kg胁迫下饲草高粱茎中的K^(+)/Na^(+),提高了盐胁迫下苏牧5号叶中的K^(+)/Na^(+)且NaCl胁迫浓度为4 g/kg时显著提高。NaCl胁迫下,有菌处理的选择性运输系数S_(K^(+)/Na^(+)(stem/root))是无菌处理的1.15~1.39倍,且差异极显著;无盐胁迫条件下,内生菌BM18-2浸染处理的选择性运输系数S_(K^(+)/Na^(+)(leaf/stem))比无菌处理极显著提高20.57%;土壤NaCl浓度为6、8 g/kg胁迫下S_(K^(+)/Na^(+)(leaf/stem))显著降低10.48%、12.50%。在土壤NaCl胁迫浓度≤8 g/kg条件下,BM18-2可显著提高苏牧5号的粗蛋白含量、可溶性糖含量和粗饲料分级指数。本研究结果可以为耐盐牧草-巨大芽孢杆菌联合改良海涂和种养结合提供支撑,为牧草专用微生物菌提供实践依据。

甜高粱高光效种质的筛选和生理生化指标的比较

以72份甜高粱种质为材料,研究了其抽穗期光合生理特性,并选取早中晚熟不同类型高光效种质,分析比较其与对照叶片的叶绿素含量、PEP羧化酶活性等生理生化指标,以及株高、茎秆汁液含糖锤度、单株鲜重、叶面积指数等生长性状指标,同时对各指标间的相关性进行了分析。结果表明:甜高粱种质间净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)差异极显著,变异系数分别为30.47%、29.98%、39.86%、66.21%;相关分析表明,生物产量与抽穗期Pn、Gs达极显著相关,与Tr达显著相关。早中晚熟高光效种质基本表现出叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl)、总氮含量(LNCa)、总蛋白含量(TP)、PEPC羧化酶活性(PEP)、叶面积指数(LAI)显著高于低光效对照。抽穗期净光合速率与Chl呈极显著相关,与Chl a、Chl b呈显著相关,与LNCa、TP、PEP正相关程度较高。新疆甜高粱种质具有丰富的光合生理多样性。除继续将抽穗期叶片Pn作为选择指标外,Gs、Tr、Chl、Chl a、Chl b、PEP、LNCa、TP可作为甜高粱高光效育种的生理生化指标。

高粱叶片比叶重的变化与产量关系的研究

高粱籽粒灌浆期功能叶片比叶重呈下降变化。低产品种下降最快，中产品种次之，高产品种下降最慢（旗叶低、中、高产品种比叶重下降速率分别为２９５，２０２和１２７ｍｇ／（ｄｍ２·ｄ）；上数第二叶片比叶重下降速率分别为２８３，１８２和１８２ｍｇ／（ｄｍ２·ｄ）。高粱籽粒灌浆期功能叶片比叶重与单株产量呈正相关关系，并随着灌浆的时间进程，其相关程度越密切。

抗生素对高粱愈伤组织诱导和生长的影响

用羧苄青霉素等抗生素进行抑菌试验,以羧苄青霉素和头孢霉素的抑菌效果较好.头孢霉素对高梁愈伤组织的毒性表现出比羧苄青霉素大.浓度低于500mg/L羧苄青霉素对高梁愈伤组织的生长起促进作用;而分化率随着羧苄青霉素浓度的提高而下降.在农杆菌介导高梁遗传转化时,选用羧苄青霉素是合适的,浓度以250mg/L为宜.高梁愈伤组织对潮霉素的反应比卡那霉素更敏感,高梁不同基因型愈伤组织对卡那霉素和潮霉素的反应在褐化(死亡)率上表现不同.在以潮霉素作为抗性筛选标记时,选择压以50～75mg/L为宜.

高粱叶片光合作用特性的研究

用 Ｆ Ｑ 型 Ｃ Ｏ２ 分析仪测定了高粱叶片的光合作用特性，并对核质杂种与双亲叶片的光合作用和叶绿素含量进行了 比较测定。主 要结果是：①长 成的高粱 功能叶片净 光合速率（ Ｃ Ｏ２） 的 变化范围 在２１２ ～３８５ μｍｏｌ／（ ｍ ２·ｓ） 之间。品种或遗传类型间具有显著性（ Ｐ＜ ００１） 差异。②高粱叶片光合作用的低温补偿点为４ ℃～６ ℃。此后，光合作用随着温度的增加呈线性增加，在３５ ℃～３６ ℃达到最大值后开始下降，光合作用的高温补偿点为４５ ℃～４８ ℃。呼吸作用也随着温度的增加而增加，在４５ ℃时达到最高值。此后，再增加温度呼吸作用下降。③高粱叶片光合作用的光补偿点为４０ ～８０ μ Ｅ／（ ｍ ２·ｓ） ，光饱和点为１ ０００ ～１ ３００ μ Ｅ／（ ｍ ２·ｓ） 。光补偿点在所测温度范围内均表现为随着温度的增加而增加。光饱和点也随着温度的增加而增加，在３５ ℃～３６ ℃以上时，光饱和点开始下降。在２０ ℃～３５ ℃的温度范围内均可测得较高的表现量子产额和光合与呼吸的比值。④核质杂种叶片的光合作用和叶绿素含量与双亲叶片基本一致，但表现高产特性的１０ 个核质杂种叶片却表现为较高的光合作用和叶绿素含量。⑤核质杂种叶片的光合作?

褐藻胶寡糖对高粱种子萌发及幼苗生理特性的影响

褐藻胶寡糖(Alginate-Derived Oligosaccharide,ADO),作为信号分子参与植物的许多生长发育调控活动。褐藻胶寡糖在促进植物生长等方面的研究已引起了人们的广泛关注。用不同浓度褐藻胶寡糖处理高粱种子,研究褐藻胶寡糖对高粱种子萌发及幼苗生理活性的影响。结果表明:较低浓度的褐藻胶寡糖均能促进种子萌发和幼苗生长;能够促进高粱叶片合成叶绿素;能够提高根系活力;不同褐藻胶寡糖浓度对高粱种子α-淀粉酶和β-淀粉酶活性影响不同。0.0625%浓度的褐藻胶寡糖浸种处理对于提高根系活力、提高幼苗叶绿素含量影响最明显;0.125%浓度的褐藻胶寡糖浸种处理有利于提高高粱幼苗发芽率、淀粉酶活力,苗高和根长也表现出最大优势。表明低浓度的褐藻胶寡糖有利于提高植物幼苗的抗性。研究为褐藻胶寡糖在农业生产应用等方面提供一定的科学依据。

高粱不同器官生长对NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值

用砂基培养研究高粱不同器官生长对NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值。NaCl胁迫下，独角虎和糖高粱均表现为生长叶叶鞘鲜重下降最大，其次是生长叶叶片、成熟叶叶鞘和叶片变化最小。长期胁迫单株叶片数及叶面积也明显下降。相同胁迫情况下，糖高梁的生长抑制明显大于独角虎。独角虎和糖高粱耐盐阈值分别为135和82mmol／LNaCI。以上结果表明独角虎耐盐能力明显大于糖高粱。讨论了不同器官生长抑制的机制。

碳酸钠胁迫对甜高粱种子萌发和幼苗期生理特性的影响

以甜高粱品种"能饲Ⅰ号"为试验材料,研究了甜高粱种子萌发期和幼苗期对Na2CO3胁迫的生理响应。结果表明:在不同浓度Na2CO3胁迫下发芽率、发芽势、活力指数、胚根长度和胚芽长度与对照相比差异均显著。在Na2CO3胁迫浓度低于30 mmol/L时,对甜高粱幼苗根系活力的提高具有一定的促进作用;随Na2CO3胁迫浓度的增加,丙二醛、脯氨酸含量呈上升趋势,且当其浓度增加到100 mmol/L时,脯氨酸含量急剧上升,表明脯氨酸在甜高粱抵抗盐碱胁迫方面发挥重要作用。而SOD比活力随Na2CO3胁迫浓度的增加呈现逐渐下降的趋势。

甜高粱茎秆糖分含量的变化分析

通过对2个甜高粱品种茎秆的糖分含量分析可知:茎秆糖分含量在开花期急剧增长,而后逐渐缓慢增长,在乳熟期出现糖分含量不增长和负增长,接近成熟的时候又快速增长的一个过程;锤度最高值在开花期出现在茎秆中部,随后逐渐向上推进,最后最高值又回到茎秆中部的一个规律;茎秆的榨汁率随着甜高粱的生长一直下降;根据每个品种不同的生物特性来决定收获时期。

烯效唑浸种对高粱幼苗生理指标的影响

试验研究了烯效唑浸种对高粱幼苗某些生理指标的影响。结果表明:用1-20 mg／L烯效唑浸种后, 高粱幼苗叶片比叶重、叶绿素含量、光合速率、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性 均提高,丙二醛(MDA)含量和外渗电导率降低。说明烯效唑有助于培育壮苗,并增强高粱幼苗的抗逆性。 5 mg／L烯效唑浸种的效果明显。

土壤盐分胁迫对甜高粱茎秆糖分积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响

【目的】研究土壤盐分胁迫对甜高粱茎秆中糖分积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响,探明盐胁迫条件下甜高粱茎秆的糖分积累特征。【方法】以甜高粱杂交品种"辽甜1号"为研究材料,采用高效液相色谱法和酶学测定方法,对5种不同土壤盐分(分别为对照CK(0.102%)、T1(0.215%)、T2(0.250%)、T3(0.300%)、T4(0.459%),以上为质量分数)胁迫下,甜高粱各生育时期(拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期、成熟期)茎秆中的糖分(葡萄糖、果糖、蔗糖)含量和糖代谢相关酶(蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(SS-s)、蔗糖合成酶分解方向(SS-d)、中性转换酶(NI)、酸性转换酶(AI))活性进行测定。【结果】(1)甜高粱茎秆总糖在灌浆期积累最多,蔗糖是影响总糖含量的主要因素,土壤盐质量分数在0.215%~0.300%时,总糖、蔗糖含量随盐胁迫程度加深呈现增加的趋势。(2)低盐胁迫(0.215%~0.300%)可使甜高粱茎秆中SPS、SS-d、SS-s、AI活性增加,而对NI活性无显著影响。(3)甜高粱茎秆中总糖含量与蔗糖含量和AI活性呈显著正相关,而与其他酶无显著相关性。【结论】甜高粱茎秆糖分累积是各种酶共同作用的结果,其中AI是调控甜高粱茎秆总糖的关键酶。

中国高粱芽期酯酶同工酶研究报告

1981-1984年间进行了以中国高粱为主的幼芽期酯酶同工酶研究。供试材料包括中国高粱品种928份,另有一些国外和野生高粱材料,共计949份样品。电泳分析结果表明:高粱幼芽期酯酶同工酶是遗传稳定的特性。中国高粱的酶谱带一般为9-14条,最多19条,最少4条。可划为 E_1至 E_9九个谱带区,其中 E_4是主酶带区,E_6、E_7是次主酶带区。这些酶谱带可分为七大类、17个类型,其中以Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4三个类型最为普遍,占928份中的81.9%,是中国高粱的主体类型。但品种间的谱带变异也很丰富,非洲、印度高粱所表现的谱带类型,中国高粱基本上都有。与供试的野生高粱相比,二者之间相似处多于不同处,特别是与帚枝高粱更为接近。看来 E_4区是蜀黍属共同的主酶带区。至于中国高粱与外国高粱以及野生高粱的亲缘关系,尚需做进一步深入研究。

施肥对高粱生长、干物质积累与养分吸收分配的影响

以晋杂12号高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)为试验材料,采用"3414"试验设计研究了不同N,P,K施用量对高粱生长、干物质积累与养分吸收分配的影响。结果表明,在不施用N,P,K(基础地力)时,高粱根系和地上部生长及产量均较低,施用任意2种养分均会明显促进高粱生长;对N,P,K这3因素中任2因素设计最佳施用量时,施P肥具有较好的增产效果,施K肥没有增产效果。高粱干物质积累主要集中在拔节到抽穗期,成熟期干物质积累量达到最大,施肥高粱在不同生育时期干物质积累均高于对照,成熟期全株干物质积累量比对照增加19.77%。高粱干物质分配主要在茎叶部分,施肥对干物质分配比例没有显著影响。高粱N,P,K养分吸收量和分配比例最大的是K,其次是N,最低的是P。不同生育期高粱N,P,K养分吸收量和分配比例表现不同,N,P,K养分主要分配在茎叶上,穗部中养分分配比例大小为P>N>K。在施肥条件下,成熟期高粱N,P2O5,K2O养分吸收比例为1∶0.32∶2.22。施肥高粱在不同生育期对N,P,K的吸收比例与对照相似。

低温对高粱后代选系苗期生理生化的影响

在正常及低温胁迫条件下,对高粱后代选系3853-1与后代选系3801-2苗期超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量等指标进行测定与分析结果表明:在正常生长环境下,后代选系3853-1的SOD与CAT的活性以及游离脯氨酸和可溶性糖含量均大于后代选系3801-2,MDA含量低于后代选系3801-2;在低温胁迫下,后代选系3853-1与后代选系3801-2叶片中MDA含量增高,而CAT活性和SOD活性,可溶性糖含量和游离脯氨酸含量均低于正常情况下的指标;在低温胁迫下后代选系3853-1叶片中SOD与CAT的活性、可溶性糖含量及游离脯氨酸的含量均高于后代选系3801-2;与后代选系3801-2相比较,后代选系3853-1在低温胁迫下有较强的抗性。

NaCl胁迫对甜高粱幼苗保护酶活性等生理特性的影响

采用不同浓度NaCl溶液(100 mmol/L、200 mmol/L)胁迫处理甜高粱幼苗,测定了叶片中叶绿素含量、脯氨酸含量及三种保护酶活性等生理指标。结果表明:100 mmol/L和200 mmol/L处理的甜高粱幼苗质膜相对透性、脯氨酸和丙二醛含量升高;可溶性蛋白和叶绿素含量降低;保护酶系统中叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均升高,且在100 mmol/L浓度处理下达到最大,而过氧化物酶(POD)活性呈先升高再降低趋势。NaCl胁迫对甜高粱幼苗的一些生理特性产生一定影响。

甜高粱与粒用高粱茎秆生长过程中糖及其代谢相关酶活性的比较

以粒用高粱和甜高粱为材料,对甜高粱与粒用高梁不同时期茎秆的可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量及SS、SPS酶活力进行比较,结果表明:茎秆中的可溶性糖含量、果糖含量在完熟期甜高粱高于粒用高粱,乳熟期茎秆中蔗糖含量甜高粱高于粒用高粱;两种高粱类型的SPS酶活力变化趋势基本相似,从乳熟期到完熟期粒用高粱茎秆中的SPS酶活力明显增高,SS酶活力在粒用高粱茎秆中随生育期呈上升趋势,甜高粱茎秆中SS酶活力到乳熟期达到最大,明显高于粒用高粱。对糖含量与其相关代谢酶活力的相关性分析表明:甜高粱茎秆中利用SPS酶合成蔗糖的效率要高于粒用高粱;两种类型高粱的SS酶活力与其茎秆中的果糖含量存在明显差异,SS的作用模式不同。

干旱胁迫对不同高粱品种生理特性的影响

以4个高粱品种ZJK1、ZJK2、河农16、BT×623为材料,通过水培及15%PEG-6000室内模拟干旱胁迫处理,测定各品种萌发期的发芽势、发芽指数和种子活力;测定各品种苗期过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性,研究干旱胁迫对不同高粱品种萌发及苗期的影响,并对不同高粱品种的耐旱性作出评价。结果表明:干旱胁迫下不同高粱品种萌发期的发芽势、发芽指数和种子活力均受到不同程度的抑制,苗期3种抗氧化酶类活性均有不同程度的增强,且过氧化氢酶活性增强最多。4个品种中ZJK2抗旱性最好,ZJK1、河农16居中,BT×623最弱。