基于产量相关性状综合评价晚播甜菜品种的适应性

【目的】研究甜菜在新疆南疆特定生态区的生长发育特性,为新疆南疆晚播甜菜提高产量及含糖量提供参考。【方法】以新疆喀什地区引进的14个甜菜品种为材料,测定甜菜生物量积累分配、收获株数、块根单重、产量及产糖量等11个产量相关性状指标,分析晚播甜菜变异系数、相关性、主成分、隶属函数及划分聚类,综合评价晚播甜菜品种适应性。【结果】不同甜菜品种适应性不同,11个产量相关性状转化为3个主成分,分别为生物量因子、块根产量因子及产糖量因子,其累计方差贡献率为89.886%。14个甜菜品种聚类划分为3类,其中品种KWS1130地上部和地下部生物量、根冠比及单根重等产量相关性的适应性和稳定性最强,综合排名第一。【结论】甜菜品种KWS1130适宜新疆南疆晚播种植,且能保证较高的产量和产糖量。

甜高粱高产栽培技术探究——以沿河土家族自治县为例

为提高甜高粱的栽种效率,文章阐述了甜高粱的种植优势,同时从品种选择、整地、种子处理、播种、田间管理、常见病害防控、利用与收获等方面入手,介绍了甜高粱的高产栽培技术要点,以期为相关种植区域的农户提供指导,进而促进甜高粱产业的高速发展。

6个饲用甜高粱品种在豫西地区的引种适应性研究

本文以中科甜438、中科甜M13、中科甜N1、绿巨人、百战、大卡6个饲用甜高粱品种为试验对象,研究其在豫西地区的引种适应性。结果表明,上述6个饲用甜高粱品种在豫西地区均能正常生长,其中中科甜438、中科甜M13、中科甜N1、绿巨人、大卡5个品种全生育期只参与了营养生长。在多次刈割组收获的鲜草、干草产量中,中科甜M13最高,鲜草、干草产量分别为122757.90、21485.40 kg/hm2;中科甜438次之,鲜草、干草产量分别为115760.40、20461.50 kg/hm2。在一次刈割组收获的鲜草、干草产量中,中科甜N1最高,鲜草、干草产量分别为127964.70、31959.30 kg/hm2;中科甜438次之,鲜草、干草产量分别为127488.60、28055.40 kg/hm2。中科甜438抗倒伏能力明显优于中科甜M13和中科甜N1。综合考虑,推荐中科甜438在豫西地区大面积推广种植。

盐胁迫条件下甜高粱幼苗的光合特性及光系统Ⅱ功能调节

通过气体交换和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明,50和100mmolL-1的盐(NaCl)处理对叶绿素含量、相对含水量和膜质过氧化程度影响很小;200mmolL-1NaCl处理导致叶绿素含量和相对含水量明显下降、膜质过氧化程度增加。50mmolL-1NaCl处理未影响甜高粱幼苗的净光合速率;NaCl浓度大于50mmolL-1时,净光合速率开始迅速降低;同时,气孔限制值(Ls)也减小;而且,光合能力的下降未能通过增加CO2浓度得以恢复。甜高粱幼苗的初始荧光(Fo)、最大荧光产量(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)只在200mmolL-1NaCl处理时有较大程度的下降。此外,50mmolL-1NaCl胁迫也没有影响甜高粱幼苗的荧光猝灭动力学参数;当NaCl浓度大于50mmolL-1时,光系统Ⅱ开放反应中心转化效率(F′v/F′m),光化学猝灭系数(qP)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)开始下降,而非光化学猝灭(NPQ)提高。因此认为,盐胁迫导致的碳同化能力的降低属于非气孔限制;碳同化能力的降低改变了甜高粱光系统Ⅱ的激发能利用和分配。100mmolL-1盐胁迫条件下,甜高粱幼苗主要通过增加热耗散来消耗过多的激发能,而200mmolL-1盐胁迫条件下通过减少光能吸收和增加热耗散来维持光能捕获和利用的平衡。

国内外甜高粱种质资源主要性状遗传多样性及相关性分析

为了有效地利用甜高粱种质资源，促进育种工作，对206份国内外甜高粱种质资源的16个形态性状和农艺性状进行遗传多样性及相关性分析。结果表明：主脉色质地、穗形、颖壳色、粒色、颖壳包被程度频率分布较为分散；芒性分布较为集中，有芒的品种居多。出苗至挑旗天数、全生育期、株高、主穗长、茎粗、单株鲜茎重、单穗粒重、千粒重、出汁率、锤度都存在较大的变异，变异系数幅度为9．59％-47．02％。各性状多样性指数均较大，平均1．9371；出汁率多样性指数最小，为1．5954；株高多样性指数最大，为2．1006；表明206份甜高粱资源拥有丰富的遗传多样性。全生育期、出苗至挑旗天数与株高的相关系数分别为0．6501和0．7914，均达到极显著水平；株高主要决定于挑旗以前。全生育期与株高、茎粗、单株鲜茎重的相关系数分别是0．6501、0．6313、0．6631，呈极显著正相关，说明生育期越长，越有利于物质积累，产量越高。全生育期与锤度呈正相关，但相关系数较低，说明茎秆锤度与生育期有一定关系。

能源植物甜高粱种质资源和分子生物学研究进展

世界能源危机和全球生态环境日益恶化迫使人们急需开发可再生能源。生物质能源作为一种清洁的可再生能源已受到世界各国的高度重视。发展生物质能源的瓶颈之一是生物质原料不足。甜高粱的生物学产量和含糖量极高,同时兼有耐旱、耐涝、耐贫瘠和耐盐碱等诸多优良特性,被认为是最具开发潜力的能源植物之一。该文从甜高粱的分类学、生物学特点、种质资源评价、功能基因以及基因组信息等方面综述了甜高粱的最新研究进展和存在的问题,并展望了甜高粱作为能源植物的研发前景。

施氮水平对甜高粱主要农艺性状及其与干物质产量相关关系的影响

为探求甜高粱干物质产量与主要农艺性状的关系以及不同施氮水平对两者相互关系的影响,本研究以大力士甜高粱为材料,采用完全随机区组设计进行两年田间试验,测定不同施氮水平(0,100,200,300,400,500kgN/hm^2)下甜高粱的株高、茎粗、绿叶数、茎叶比、鲜干比、叶面积指数和干物质产量7个参数,并对上述参数进行了相关性分析、多元回归分析和通径分析。试验结果表明,株高,叶面积指数和茎粗均与干物质产量呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数分别为r=0.921**,r=0.865**,r=0.758**。通径分析表明,株高是决定干物质产量的主要农艺性状,茎叶比和叶面积指数与干物质产量的关系对不同施氮水平有不同响应。较低施氮水平(0,100kgN/hm^2)下,茎叶比对干物质产量的直接作用最大(P=0.925),叶面积指数对干物质产量的直接作用最小(P=0.162)。中等施氮水平(200,300kgN/hm^2)下,茎叶比对干物质产量的影响降低(P=0.073),叶面积指数对干物质产量的直接作用增加(P=0.797)。较高施氮水平(400,500kgN/hm^2)下,茎叶比和叶面积指数对干物质产量的直接作用均为负值(P=-0.125,P=-0.040)。施氮量为200~400kgN/hm^2时,干物质产量较高。综上可知,在较高施氮条件下,合理密植是获得较高干物质产量的关键。当供氮水平较低时,应注意收获时间的选择,以便更好地兼顾干物质产量和饲草营养价值。

142份甜高粱品种的分子身份证构建

从分布在高粱染色体10个连锁群上的103对SSR引物中,筛选出41对多态性引物,并用其扩增国内外142份甜高粱种质资源,检测到189个多态性片段,每对引物的等位基因数在2~11之间,平均为4.6个。引物位点的多态信息含量指数（PIC）变幅为0.089~0.850,平均为0.543。品种间特异指数差异较大,介于109.1~454.7之间,平均为189.0。结果表明,根据引物的等位基因数确定11对引物（Xtxp329、Xtxp258、Xtxp113、Xtxp303、Xtxp61、Xtxp201、Xtxp14、Xtxp91、Xtxp47、Xtxp217和Xtxp67）组合,并用于构建142份品种资源的分子身份证,可有效区分各品种。

甜高粱品系的抗倒伏性评价及相关分析

倒伏一直是影响我国甜高粱高产稳产的主要因素。调查了58份甜高粱品系与抗倒伏性相关的农艺性状,依据倒伏系数,制定分级标准,对抗倒伏性进行了鉴定、分级和评价,并对相关农艺性状进行了遗传多样性、相关性、因子和聚类分析,以期为甜高粱抗倒伏品系的选择和组配抗倒伏杂交种提供理论依据。研究表明,抗倒伏性相关的农艺性状多样性指数均较大,遗传变异丰富。在遗传距离2.57处,58份甜高粱品系可聚类分为8个类群。甜高粱倒伏系数的3个主因子代表90%以上信息,第1主因子包括株高、重心高度和主茎秆鲜重,第2主因子为茎秆抗折力,第3主因子为茎粗,育种中应加强选择。保持系品系Tx3047B、Tx3048B、墨彩B、张02427B、抗蚜60B、MAMAMAMA、R111B/Sug中杆、P236/R111-1、E35/糖/9047B的倒伏系数小,抗倒伏性好。恢复系品系甜C-1-1杂-1、HAT-1、15069、帚黄矮/品02283的抗倒伏性好。

喷施多效唑对甜高粱生长及生理特性的影响

为了研究多效唑对甜高粱生长发育与生理特性的影响,采用不同浓度的多效唑在苗期和抽穗期对甜高粱进行叶面喷施处理。结果表明,适宜浓度的多效唑处理可以有效提高甜高粱叶片的可溶性糖、叶绿素和可溶性蛋白质等的含量,显著增强了甜高粱叶片的蔗糖合成酶活性、蒸腾速率和净光合速率,有效降低了甜高粱的株高和茎长,而对茎秆的增粗有促进作用,从而提高了甜高粱的抗倒伏能力,最终使茎秆产量提高。多效唑比较适宜的使用浓度为0.75g/L。

甜高粱分蘖去留与糖产量及氮素利用的比较分析

大田条件下采用人工去除分蘖的方法,研究了两种种植密度下甜高粱高产品种分蘖特性对糖产量及其干物质生产和氮素吸收利用特性的影响。结果表明,常规种植密度(每公顷75000株)下,保留分蘖较单茎秆植株对主茎和分蘖茎含糖量影响较小;在较低种植密度(每公顷37500株)下,保留分蘖植株主茎含糖量明显下降,分蘖茎含糖量与单茎秆植株接近。在不同种植密度条件下,保留分蘖植株较单茎秆植株开花前和开花后茎秆、叶片和穗各器官干物质积累量均显著增加,保留分蘖显著提高了总生物量,达21.9%和81.6%,总糖产量分别增加了17.1%和63.8%。保留分蘖植株开花后氮素向茎秆分配比高,同时,保留分蘖植株叶片氮积累及分配比例明显提高,叶片干重占植株总干重比例显著增加,单位氮素糖生产效率下降,但未达显著水平。常规密度和较低密度下分蘖茎糖产量的补偿效应分别可达20%和62%以上,说明常规种植密度下保留分蘖利于增加甜高粱糖产量,并能够达到简化栽培管理和降低经济人力投入的目的。

甜高粱抗倒伏性状评价及其倒伏系数初探

通过对甜高粱抗倒伏性状(重心高度、茎部鲜重、穗鲜重、茎秆机械强度、根干重)的测定,提出甜高粱倒伏系数,并通过性状相关、通径分析,说明利用倒伏系数评价甜高粱的抗倒能力是可行的。

甜高粱蔗糖积累与茎秆中SPS表达的相关性研究

【目的】以甜高粱为原料生产酒精作为替代能源近年来引起人们的广泛关注,本文试图通过检测蔗糖合成的关键酶-蔗糖磷酸合成酶(SPS)在高粱叶片(源)与茎秆(库)中的表达量,了解高粱体内SPS表达与蔗糖积累的关系,进而探讨蔗糖的代谢机理。【方法】以甜高粱和普通高粱为材料,利用Western blot技术对SPS的蛋白质表达进行检测。【结果】在高粱的生长发育过程中,茎秆中蔗糖含量、叶片和茎秆中SPS蛋白质表达量持续上升,灌浆期达到最高,腊熟期略有下降,它们之间的变化趋势基本一致,甜高粱茎秆蔗糖含量与叶片SPS蛋白质的表达相关系数为0.895,与茎秆SPS蛋白质的表达相关系数为0.781;甜高粱和普通高粱相比,其叶片中SPS表达量差别不明显,而甜高粱茎秆中SPS表达量明显高于普通高粱。【结论】蔗糖为高粱糖分的主要形式,蔗糖积累与叶片和茎秆中SPS的表达相关。在甜高粱中,蔗糖积累主要与茎秆中SPS的表达相关。

甜高粱茎秆糖产量形成及其调控研究进展

甜高粱茎秆多汁,糖分含量高,是最具有发展前景的绿色能源作物之一。作为重要的生物质能源作物,种植甜高粱的直接目标是获得高的糖产量。因此,了解甜高粱茎秆糖的产量形成过程及其调控途径对于甜高粱品种改良与高产栽培具有重要意义。综述了甜高粱茎秆糖产量形成过程中糖分组成、分布、积累规律及其调控途径(主要包括播期、矿质营养、栽培方式和密度、源库改变4个方面)的研究进展,分析了茎秆糖分研究中存在的问题,并就未来研究重点进行了展望。

甜高粱种质资源在新疆的多样性表现及聚类分析

采用多样性指数、变异系数和聚类分析等方法,对国内外72份甜高粱种质资源24个性状进行遗传多样性研究。结果表明,14个质量性状中粒色的遗传多样性指数最高为1.6333,幼苗色和结实形式的遗传多样性指数最低为0,平均为0.7460;10个数量性状中穗长、茎粗、锤度、单穗粒重、单株秆重、出汁率、千粒重、株高、穗重、生育期都存在较大的变异,变异系数幅度为7.85%～53.01%,各性状多样性指数均较大,平均2.0061;穗长的多样性指数最大,为2.1383,生育期多样性指数最小,为1.7331,表明新疆现有甜高粱资源拥有丰富的遗传多样性。聚类分析将72份资源划分为四大类。

甜高粱栽培技术研究

为探索甜高粱(Sorghum bicolor)在青海高原丰产、高产栽培技术,在不同海拔生态区开展了播期、密度、追肥、刈割、地膜比较试验。结果表明:海拔2100m生态区甜高粱适宜播种期是4月26日-5月7日;海拔1850m适宜密度为8.25万株.hm-2;生长中期追施1次N肥(尿素)112.5～225.0kg.hm-2,鲜重产量提高13.39%～26.94%,茎秆糖锤度提高3.16%～26.14%;刈割1次比刈割2次总鲜重产量略低,差异不显著,茎秆糖锤度提高17.02%～255.65%;铺地膜比不铺地膜增产5.56%～15.85%,茎秆糖锤度提高5.76%～54.03%,且籽粒能成熟,不铺地膜籽粒不能成熟。海拔2300m适宜密度为16.50～21.00万株.hm-2;生长中期追施1次N肥增产1.81%～27.39%,茎秆糖锤度提高2.33%～40.40%;刈割1次比刈割2次的总鲜重产量极显著增加(P<0.01),增产64.46%～155.88%,茎秆糖锤度提高199.52%～288.89%,因此不易刈割。

甜高粱茎秆残渣生料多菌种固态发酵生产蛋白饲料

为实现甜高粱茎秆残渣生产蛋白饲料的规模化应用,该研究将黑曲霉(Aspergillus niger)、里氏木霉(Trichoderma reesei),产朊假丝酵母(Candida utilis)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)进行优化组合,添加不同质量分数尿素对甜高粱茎秆残渣进行生料固态发酵生产蛋白饲料。试验通过对比发酵前后粗蛋白、真蛋白、粗灰分和粗脂肪质量分数变化发现:添加4种菌的复合菌株,再添加1%尿素发酵8 d后能使以甜高粱茎秆残渣为底物的饲料中纤维素由33.00%降低至24.09%,半纤维素由20.99%降低至17.69%;粗蛋白质量分数由2.27%提升至7.14%,真蛋白由2.01%提升至6.41%。该研究简化了甜高粱秸秆残渣规模化生产饲料蛋白的工艺,为该工艺的推广应用奠定基础。

室外盆栽条件下盐胁迫对甜高粱光系统Ⅱ活性的影响

室外盆栽条件下,设置2个NaCl浓度(100mmol L-1和200mmol L-1),调查盐胁迫对甜高粱光合特性和光系统II(PSII)活性的影响。结果表明,叶片Na+离子含量与Na+/K+比随盐浓度增加和处理时间延长而增加。净光合速率(Pn)、光系统II开放反应中心天线转化效率(Fv′/Fm′)、光化学猝灭系数(qP)和光系统II实际光化学效率(ΦPSII)随盐浓度的增加而降低,非光化学猝灭(NPQ)随盐浓度增加而增加;100mmol L-1处理组的Pn、Fv′/Fm′、qP和ΦPSII随处理时间延长有所恢复,但200mmol L-1处理组无此现象。光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)在100mmol L-1NaCl处理时变化较小,但在200mmol L-1NaCl处理时明显下降。短期盐胁迫未影响荧光诱导动力学曲线,而200mmol L-1NaCl处理5d后荧光诱导动力学曲线O-K和O-J相上升。进一步研究证明,PSII的失活速率在2个盐浓度下均无明显变化,而修复速率在200mmol L-1盐浓度处理5d后降低明显。因此,认为室外盆栽条件下盐胁迫造成甜高粱碳同化能力降低并改变PSII激发能分配;叶片Na+离子含量的大幅增加会导致PSII活性下降及光抑制,这与PSII失活速率无关,主要是失活PSII修复速率受抑制的结果。这对理解户外盐胁迫条件下C4作物的光抑制机制具有一定意义。

高效液相色谱法测定甜高粱茎秆中3种糖含量

采用高效液相色谱法(HPLC)对新高粱3号和新高粱4号2种甜高粱茎秆在采后220天贮藏期内,不同贮藏方式下(去叶立放、去叶平放、带叶立放、带叶平放、金字塔型)茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量进行了测定。结果表明:在0～220天贮藏期间内,所有贮藏方式下,3号和4号甜高粱茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量均呈下降趋势。同一种贮藏方式下3号甜高粱茎秆的果糖、葡萄糖、蔗糖含量始终比4号茎秆高。在整个贮藏期内3号和4号甜高粱茎秆果糖、葡萄糖、蔗糖含量由高到低依次为整秆去叶立放>整秆去叶平放>整秆带叶立放>整秆带叶平放>金字塔五层>金字塔四层>金字塔三层>金字塔二层>金字塔一层。

外源NO对盐胁迫下甜高粱种子萌发和幼苗生长的影响

为探究外源NO对盐胁迫下甜高粱种子萌发和幼苗生长的影响,以国能4号甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.05、0.1和0.2 mmol·L^(-1))硝普钠(SNP,NO供体)处理1.6%NaCl胁迫下的种子和幼苗,统计种子发芽数,测定幼苗叶片叶绿素、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性等生理生化指标。结果表明,盐胁迫抑制了甜高粱种子的萌发,种子发芽指标(种子发芽率、发芽势和发芽指数)显著降低,1.6%NaCl是甜高粱种子萌发的敏感盐浓度;喷施不同浓度SNP可显著提高盐胁迫下甜高粱种子的发芽率及幼苗叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量,降低叶片MDA含量,增强抗氧化酶活性,其中0.1 mmol·L^(-1)SNP处理效果最佳。0.1 mmol·L^(-1)SNP处理下,与单独盐浓度处理相比,甜高粱种子发芽率、发芽势和发芽指数分别增加了29.51%、39.21%和38.91%;幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别提高了230.00%、184.38%、214.13%、17.00%、8.78%和40.63%;MDA含量降低了34.01%;SOD、POD、CAT和APX活性分别增强了33.38%、55.75%、23.17%和116.46%。综上,盐胁迫下适宜浓度的SNP处理,可提高甜高粱幼苗叶片渗透调节物质含量,增强抗氧化酶活性,清除体内活性氧,从而促进幼苗生长,增强植株抗盐性。本研究结果为提高甜高粱耐盐性及揭示其耐盐机制提供了理论依据。