刈割次数与留茬高度对内农1号苏丹草产草量和品质的影响

研究刈割次数和留茬高度对内农1号苏丹草(SorghumsudanenseStapf.cv.NeinongNo.1)产草量及品质的影响。结果表明:在生育期间,刈割3次粗蛋白质产量最高,达到3.24t/hm2;刈割2次鲜草产量最高(96.80t/hm2);刈割1次干草产量最高(35.04t/hm2);留茬以8cm为宜,鲜草、干草及粗蛋白质产量分别达105.11、27.64和3.29t/hm2,高于或低于8cm均影响其再生速度、产草量和粗蛋白质含量。

苏丹草与拟高粱远缘杂交初报

通过苏丹草与拟高梁杂交 ,获得了远缘杂种 F1 代 ,远缘杂交成功率 1%左右 ,F1 种子的发芽率约 2 0 %。F1 花粉母细胞减数分裂中期染色体镜检为 10个二价体 ,染色体配对正常。采用 RAPD分子标记技术对 F1 真假杂交种进行快速鉴定 ,提高了育种效率。杂种 F1 代大田表现对叶斑病轻感 ,F2 代田间表现明显的抗 /感分离 。

苏丹草农艺性状与产量、品质间的灰色关联度分析

使用灰色关联度分析了3个苏丹草(Sorghum)材料6个农艺性状与产量和营养品质之间的关系,结果表明,1)叶长、茎粗对苏丹草干鲜草产量影响最大,且叶长与茎粗呈极显著正相关(P<0.01),是影响干鲜草产量的主要限制因素;2)茎粗、叶长、叶宽适当,分蘖数和节数少的苏丹草植株、品系或品种的营养价值较高。在苏丹草育种的过程中,根据具体产量育种或品质育种的目标,选择与苏丹草高产高品质关系密切且表现稳定的农艺性状,明确各性状的主次关系,为苏丹草选育新品种提供理论依据。

种植密度与施肥对巨菌草农艺性状和生产性能的影响

以巨菌草为试验草种,通过研究种植密度与施肥对其农艺性状和生产性能的影响,探明高产栽培技术,为其大面积推广应用提供科学依据。结果表明,随种植密度增大,巨菌草分蘖数、茎粗减小,株高、鲜草产量先升后降,适宜的种植密度为株行距80cm×60cm(20 833丛·hm^(-2));以有机肥或废菌料作基肥,适宜施肥量为3 000kg·hm^(-2);在基肥基础上进行尿素或复合肥追肥,适宜追肥量为750kg·hm^(-2)。

苏丹草转录组SSR分子标记开发及遗传多样性评价

苏丹草是一种高产优质的禾本科牧草,优质分子标记的缺乏成为苏丹草育种工作顺利开展的限制性因素。本研究基于高通量测序结果开发苏丹草EST-SSR标记,并对34份苏丹草和2份高丹草种质资源进行了遗传多样性分析,验证所开发的EST-SSR引物的可应用性。从苏丹草转录组的80686条序列中鉴定出17548个SSR位点分布在13574条序列中,分布频率为16.82%。一、二和三核苷酸重复分别占38.59%、19.18%和39.09%,SSR重复基元的重复次数分布在5~23次;开发的300对引物扩增成功率达73.67%,其中54对多态性引物在36份供试材料中共扩增出275条带,其中多态性条带有205条,多态位点百分率(PPB)为73.05%,多态信息含量(PIC)平均值为0.41,遗传距离的变化范围为0.3922~0.9020;聚类分析结果将36份供试材料分为3大类群,相同品种的材料大致聚为一类,材料间的聚类与地理来源呈一定的相关性。以上结果证明了利用苏丹草转录组数据开发SSR标记的可行性并揭示了供试材料间具有丰富的遗传多样性,为苏丹草及近源物种种质资源的多样性水平和变异分析以及分子标记辅助育种等研究提供依据。

低氢氰酸含量高丹草新品系及其亲本的SSR分析

为明确4个低氢氰酸含量的高丹草新品系SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13、SLCN-14及其亲本散穗高粱、黑壳苏丹草、白壳苏丹草、红壳苏丹草和棕壳苏丹草在DNA水平上的差异程度,以育成登记的高丹草品种蒙农青饲3号为对照,对其进行了SSR分析.试验从200个高梁SSR引物中筛选出多态性丰富、重复性好的12对引物,利用这些引物对10个材料进行PCR扩增共得到509个多态性位点,多态性百分率达87.30％.每对引物扩增的SSR指纹图清晰、稳定,可作为鉴别4个高丹革新品系及其亲本的分子依据.10个供试材料间的遗传距离（GD）变幅在0.3165～0.6692之间,平均为0.5359;以GD值0.50为基准,将10个材料划分为5类：蒙农青饲3号、散穗高梁、SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13为一类;SLCN-14、棕壳苏丹草为一类;白壳苏丹草、黑壳苏丹草、红壳苏丹草各单独为一类.该研究为下一步低氢氰酸含量高丹草新品种育成及登记利用奠定了基础.

杂交苏丹草中CN^-含量的测定

对传统的异烟酸 -吡唑啉酮比色法测定 CN- 的条件进行了优化 ,并用于测定杂交苏丹草体内 CN- 的含量。结果表明 ,苏丹草在苗期体内 CN-含量较高 ,达 16 3mg/ kg。

低氰含量高丹草新品系主要农艺特性及染色体构型分析

为明确4个高丹草新品系SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13、SLCN-14的生育特性、生产性能、营养价值和细胞遗传学特征,对其生长速度、育性、光合性能、鲜草及种子产量、氢氰酸含量、营养成分等主要农艺特性及染色体构型进行了分析。4个新品系生长速度快,植株高大,分蘖能力强,生育期130～138d,穗型呈双亲中间型,花粉可育率高达96%以上,自然结实率为72.11%～73.34%,PMC MⅠ染色体配对行为规则(2n=2x=20=10Ⅱ)。新品系的光合能力均较强,鲜草产量和种子产量均较高,以SLCN-11的增幅最大。新品系的氢氰酸含量均很低,株高约100cm时鲜草氢氰酸含量仅为5.80～10.43mg/kg,青刈饲喂安全。新品系的茎叶比均较小,营养价值高,拔节期粗蛋白质含量为14.67%～16.31%,粗纤维含量为24.31%～24.72%,并富含粗脂肪、无氮浸出物、钙、磷及各种氨基酸等营养成分。

苏丹草营养成分与农艺性状通径分析

测定9个苏丹草(S orghum sud anense)品种抽穗期饲草常规营养成分含量和农艺性状的差异,对品种间差异显著的粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪含量以及出苗至抽穗期的日数等5个农艺性状进行通径分析。结果表明:出苗至抽穗期的日数、主茎节数和单株分蘖数对粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪含量的直接影响和综合作用最大,并且是主要的限制性因素;出苗后生长快、抽穗早、主茎节数少、单株分蘖多的苏丹草植株、品系或品种和营养价值较高;在苏丹草品质育种中可选用出苗到抽穗期日数和主茎节数作为主要选育指标,并适当考虑单株分蘖数指标进行亲本或后代选择。

9个苏丹草品种生产性能的评价与聚类分析

在甘肃张掖对9个苏丹草品种(国内5个、国外引进的4个)的牧草和种子生产性能进行了评价及聚类分析。结果表明,9个苏丹草品种中,盐池、新苏2号和89-106号为早熟品种,宁农苏丹草为晚熟品种,其余的为中晚熟品种。根据各品种的生产表现,可以将这9个品种分为3类,其中类型Ⅰ(盐池、奇台和新苏2号苏丹草)和类型Ⅱ(乌拉特1号、1539号和89-106号苏丹草)的特点是单株的分蘖和有效分蘖较多,刈割后再生性能好,前2茬的牧草生产量相对较为均匀,适合于作为青饲料种植利用;类型Ⅲ(宁农、0007号和1044号苏丹草)的特点是植株高大,单株的分蘖和有效分蘖少,牧草产量主要集中在第1茬,刈割后的再生能力差,但牧草产量和种子产量高,适合于种植用于调制青干草和青贮饲料。

秋水仙素处理高丹草杂种F_1种子诱变效果分析

以二倍体散穗高粱×红壳苏丹草、散穗高粱×黑壳苏丹草2个杂交组合F1的种子为材料,对其在不同秋水仙素浓度(0.01%、0.05%、0.10%、0.15%)和处理时间(12h、24h、36h、48h)下的诱变效果进行分析,以期为创建四倍体杂交高丹草新种质提供依据。结果表明,秋水仙素溶液浓度与处理时间之间存在显著交互作用,不同浓度不同时间的处理组合对2个杂交组合F1的种子诱导效果不同,散穗高粱×红壳苏丹草杂种F1和散穗高粱×黑壳苏丹草杂种F1的适宜秋水仙素浓度和时间处理组合分别为0.10%、24h和0.05%、36h,其变异率分别为59%和65%。

蒙农7号高丹草的选育及其特性分析

为培育超低氢氰酸含量且综合农艺性状优良的高丹草新品种,将抗旱抗寒、抗倒伏性强的高粱雄不育系V4A与氢氰酸含量低、叶量大、品质好、营养价值高的棕壳苏丹草进行人工杂交授粉,从F2代群体选择优良单株,通过单株选择和混合选择,历经9个世代育成超低氢氰酸高丹草新品种蒙农7号。新品种生育期142d,具有发达的根系、较强的再生能力和高大的植株,平均株高414.80cm,鲜草、种子产量高,3次刈割平均鲜草产量15.96万kg/hm^2,种子产量5823.63kg/hm^2;拔节期,茎叶鲜草氢氰酸含量仅7.06mg/kg,粗蛋白质含量14.63%、粗脂肪含量3.58%;开花期粗蛋白质含量8.00%,粗脂肪含量2.27%,且富含各种氨基酸及粗纤维、钙、磷等;花期主茎糖锤度高达11.39%,多汁,茎叶比小(2.92),适口性好,适应性广,推广利用前景广阔。

香豆素对苏丹草种子萌发和 幼苗生长的影响

香豆素为黄花草木樨(Melilotus officinalis)水浸提液的主效化感物质,能抑制多种杂草种子的萌发和幼苗生长。为探明香豆素的化感抑草作用机理,本研究采用室内培养、生物检测的方法,研究了简单香豆素水溶液对苏丹草(Sorghum sudanense)种子萌发及其幼苗生长和生理生化指标的影响,并采用透射电镜观察了苏丹草幼苗根和茎的超微组织结构。结果表明,20~100μg·mL^(-1)香豆素水溶液能够显著抑制早期苏丹草种子的萌发(P<0.05),且随浓度升高抑制作用增强,能够显著抑制苏丹草根伸长,随处理时间的延长和浓度的升高其抑制作用也增强,根变粗扭曲,而对茎长的影响存在浓度效应和时间效应,在4d时,20~100μg·mL^(-1)浓度的香豆素水溶液均促进茎长,6和8d则表现为低浓度促进、高浓度抑制;与加蒸馏水的对照组相比,100μg·mL^(-1)香豆素溶液处理显著(P<0.05)提高了过氧化氢酶(CAT)活性,并降低了超氧化物歧化酶(SOD)活性,对过氧化物酶(POD)抑制作用表现为先降低后升高;香豆素处理显著(P<0.05)提高了可溶性糖的含量,同时显著(P<0.05)降低了叶绿素的含量;在香豆素处理下,淀粉含量先降低后升高,吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性仅在第4天时低于对照组。香豆素水溶液破坏了苏丹草根细胞的超微结构,出现液泡体积变大,细胞器数量和种类减少的现象,细胞核的核膜发生明显的歪曲,细胞核变小甚至消失;香豆素水溶液处理下的苏丹草幼苗叶绿体内淀粉粒数目显著(P<0.05)增加,体积变大。以上结果显示,100μg·mL^(-1)的香豆素水溶液可以通过改变苏丹草抗氧化酶系统、增加渗透调节物质、降低叶绿素含量、影响酶活性以及破坏细胞超微结构等途径调节苏丹草的生长。

苏丹草干物质积累及养分吸收规律的研究

在田间试验的条件下研究了苏丹草Sorghumsudanense干物质积累及养分吸收规律。结果表明,苏丹草干物质积累量随着生长进程不断增加,出苗后39～62 d,干物质量增加最快,占干物质总量的35.4%,日积累量也最大,为335.59 kg/（hm^2.d）。试验条件下,苏丹草鲜草产量为190.00 t/hm^2,需吸收N 489.9、P2O5122.4、K2O585.3、Ca 106.6、Mg 38.3 kg,N∶P2O5∶K2O∶Ca∶Mg为1∶0.25∶1.19∶0.22∶0.08;需吸收Fe 6 364.6、Mn 1 383.9、Cu 236.2、Zn 1 498.0 g,N∶Fe∶Mn∶Cu∶Zn为1 000∶13.0∶2.8∶0.5∶3.1。养分吸收量和比例可作为苏丹草合理施肥依据。

超低氢氰酸高丹草新品系选育及ISSR分子标记验证

为培育氢氰酸含量极低、综合农艺性状优良的高丹草新品种,利用ISSR分子标记辅助选择技术对散穗高粱与黑壳苏丹草、白壳苏丹草、棕壳苏丹草、红壳苏丹草4个杂交组合后代进行选育研究。首次选育出综合农艺性状优异、鲜草氢氰酸含量极低(株高约100cm时,鲜草氢氰酸含量仅为2.58～4.77mg/kg)的散穗高粱—黑壳苏丹草、散穗高粱—白壳苏丹草、散穗高粱—棕壳苏丹草、散穗高粱—红壳苏丹草新品系。散穗高粱—黑壳苏丹草、散穗高粱—白壳苏丹草杂交组合的新品系分别含有与超低氢氰酸含量相关的ISSR特征片段H-1、H-2、H-3和B-1、B-2、B-3,利用分子标记技术所选择的目标性状准确、可靠、遗传稳定。

国审苏丹草和高丹草品种SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

利用SSR分子标记技术,从108对引物中筛选出20对在国审10个苏丹草（Sorghum Sudanense）和7个高丹草（Sorghum bicolor×Sorghum sudanense）品种中进行了指纹图谱构建及遗传多样性分析。结果表明：20对引物在17个品种中共扩增出121条谱带,其中多态性条带有117条,多态性信息含量（PIC）平均为0.703;单对引物能将17个品种区分为2-14个类型,2-5对引物指纹图谱可以将17个品种区分开,可作为鉴别高丹草和苏丹草品种的分子依据;17个品种材料的平均Nei′s基因多样性指数（H）为0.480,平均Shannon多样性信息指数（I）为0.820,品种间的相似系数介于0.58-0.96之间,可见,国审苏丹草和高丹草品种具有丰富的遗传多样性。

苏丹草与高粱染色体核型比较研究

采用去壁低渗火焰干燥法对4个苏丹草和6个高粱品种的核型进行比较研究。结果表明,苏丹草和高粱体细胞染色体数均为20(2n=20);苏丹草品种均为1A核型,并具有1对随体染色体,其中1、2号品种的第2对染色体为近中间着丝点染色体,3、4号品种为中间着丝点染色体;高粱品种除5号为1A核型、中间着丝点染色体外,其余的5个品种为2A或2B核型,且都有1或2对近中间着丝点染色体,9号品种还出现1对近顶端着丝点染色体;高粱8、9号品种各观察到1对随体染色体。染色体数量分析表明,第1到第10对染色体长短臂的绝对长度、相对长度以及绝对全长在苏丹草和高粱2类间的差异均不显著(P>0.05)。因此,苏丹草和高粱的遗传差异不在染色体长度上。

高粱EST-SSR标记的建立及其在苏丹草中的应用初探

从NCBI中下载了202 325条高粱Sorghumbicolor EST序列。去除低质量和冗余的序列后,在5 661条高粱EST中共发掘出了6 663个SSR位点,出现频率是20.19%,平均分布频率是1/3.93 kb。在5 197条EST序列中,共有3 446条序列能够设计引物,占总数的66.3%。在高粱EST-SSR中,三核苷酸重复是主要的重复类型,出现最多的重复基元是GGC/GCC。在3 446对高粱EST-SSR引物中,随机选择了20对引物进行了合成。以苏丹草Sorghumsudanense722和高粱Sorghumbicolor TX623A为模板,用这20对引物进行PCR扩增,结果全部可以扩增出条带,可用率为100%,有差异的有4对,多态性比率为20%。研究结果证明了根据高粱EST建立SSR标记是有效、可行的。

模拟酸雨对杂交苏丹草种子萌芽及幼苗生长的影响

采用不同pH值的模拟酸雨对杂交苏丹草皖草2号进行处理,测定对其种子萌发和幼苗生长的影响。试验结果表明,酸雨会导致土壤酸化,pH值大于4.0的酸雨对杂交苏丹草种子的发芽和幼苗生长无不良影响,pH值低于4.0的酸雨对杂交苏丹草种子的发芽和幼苗生长具有抑制作用,且pH值越低,所产生的不利影响越大。

钾肥分期施用对苏丹草生长和产量的影响

在大田条件下研究了KCl分期施用对苏丹草产量及生长性状的影响。结果表明,基肥施用一定量KCl对基本苗数量影响不大,过量施用KCl则对苏丹草基本苗产生抑制作用。施钾没有导致苏丹草叶片质量比例下降。施用KCl明显提高苏丹草对蚜虫的抵抗能力,5个施钾处理所寄生的蚜虫数量平均为不施钾的27.2%。施用KCl显著增加苏丹草鲜草产量和经济效益,在钾肥用量相同时,不同施钾时期及钾肥用量分配对产量产生显著影响。在5个施钾处理中,以50%作基肥、在第2、3和4次收获后平均施用余下50%钾肥的增产效果最好,比对照增产16615kg/hm2,增产幅度达26.1%,每千克K2O增收苏丹草46.2kg;而KCl一次性作基肥施用增产效果较差。