179份高粱种质资源表型鉴定与遗传多样性分析

为充分挖掘利用优异高粱种质资源,选育高粱新品种,提高黑龙江省高粱种质资源利用效率,以179份高粱资源为试验材料,运用相关分析、聚类分析等方法综合分析12个农艺性状。结果表明,179份高粱种质资源在12个农艺性状上,均表现出丰富的遗传多样性,变异系数变化在13.70%~128.32%,大小表现为着壳率>粒形>角质率>株高>单穗粒重>壳色>粒色>穗柄长>千粒重>穗柄径>茎粗>抽穗日数。相关分析得出,单穗粒重与千粒重、株高、抽穗日数、茎粗、穗柄径和穗柄长呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,千粒重与穗柄径、茎粗呈极显著(P<0.01)正相关,着壳率与千粒重呈极显著(P<0.01)负相关。聚类分析可将179份高粱资源分成4个类群,宜在不同类群间选配亲本开展杂交以培育新种质。筛选出DY042、DY048、DY155三份资源可用作食用高粱改良的基础材料。DY062可作为提高粒重、穗重,降低着壳率的亲本加以利用。

高粱杂交种氮高效利用综合评价

为从华北、东北高粱主产区筛选出适应当地生态条件、氮利用效率更高的优质高产高粱品种,以20份国内主推高粱品种为试验材料,采用裂区试验设计,研究供试品种在不同地点的氮肥农学效率和氮肥偏生产力表现。本研究旨在筛选出适宜当地生产的氮高效高粱品种。研究结果表明:基于粱氮素农学利用率和偏生产力,将20个高粱品种分为氮高效型、氮中效型和氮低效型3类,与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量。聚类分析表明,在东阳地区试验中,‘晋杂34’、‘辽糯11’、‘吉杂124’、‘晋早5564’和‘金糯粮5’在2年均为氮高效型品种,其中以‘晋杂34’表现最好。在哈尔滨地区试验中,‘龙杂22’、‘龙杂25’、‘沈杂5号’、‘冀酿3号’、‘凤杂4’、‘吉杂124’、‘吉杂127’、‘辽杂37’、‘晋早5564’、‘通杂108’和‘赤杂107’在2年均为氮高效型品种,其中以‘龙杂25’表现最好。因此,东阳地区较为适宜种植的氮高效品种为‘晋杂34’,哈尔滨地区较为适宜种植的氮高效品种为‘龙杂25’。

施氮量对3个极早熟高粱品种干物质积累及籽粒品质的影响

为探明不同用量氮素对春播早熟区极早熟高粱的干物质积累、氮素积累及籽粒品质的影响,本试验采用裂区设计,以氮素施用量为主处理,以龙杂19、龙杂20和齐杂722品种为副处理,设置0(N0)、60(N60)、120(N120)、180(N180)、240(N240)、300(N300)kg/hm^(2)共6个施氮水平,研究不同施氮量对不同品种高粱植株干物质积累、氮素积累和籽粒淀粉、单宁及氮、磷、钾含量的影响。结果表明,施用氮肥可有效提高3个品种高粱干物质和氮素积累量,不同生育时期达到较高干物质积累量的施氮量分别为五叶期120~240 kg/hm^(2)、拔节期120~180 kg/hm^(2)、开花期120~240 kg/hm^(2)、成熟期300 kg/hm^(2);各阶段干物质积累量表现为开花期-成熟期>拔节期-开花期>五叶期-拔节期>出苗期-五叶期。同时,不同生育时期达到较高氮素积累量的施氮量分别为五叶期120~240 kg/hm^(2)、拔节期180 kg/hm^(2)、开花期和成熟期240 kg/hm^(2);各阶段氮素积累量表现为拔节期-开花期>开花期-成熟期>五叶期-拔节期>出苗期-五叶期。籽粒淀粉和单宁含量随施氮量增加呈降低趋势,其中,施氮处理后的单宁含量显著低于不施氮处理。施氮肥后籽粒氮含量显著增加,但磷钾含量无显著变化。

高粱抗性糊精制备工艺的优化及其结构和体外消化特性研究

为探究酸热法制备高粱抗性糊精的最佳工艺,以高粱淀粉为原料,采用单因素及响应面试验优化制备工艺,并对其进行结构表征。结果表明:高粱抗性糊精的最佳制备工艺为盐酸添加量21%,热解温度188℃,热解时间84 min,在此条件下的抗性糊精含量为86.71%,色度为50.58;制得的抗性糊精呈现起伏不平、片层状的不规则结构,原有衍射峰完全被破坏,形成了重结晶峰,化学基团无明显变化且各官能团峰位与高粱淀粉特征峰相似,分子降解后抗性糊精的Mw为6.1×10^(3)g/mol,经糖苷键断裂及小分子重聚合反应后,抗性糊精同时拥有α和β两种首旋异构体,使得高粱抗性糊精具有良好的分子特性。此外,通过模拟体外消化实验结果显示其抗消化淀粉含量可达93.61%,表明其具有良好的抗消化特性。综上,利用酸热法制备的抗性糊精可以使高粱抗性糊精的分子量减小且抗消化能力更强,同时也为高粱抗性糊精的高效制备提供新的理论指导。

不同肥料对黑龙江省极早熟高粱品种产量及品质性状的影响

为促进黑龙江省高粱产业的发展,以3个极早熟高粱品种为试验材料,采用裂区试验设计,分析不同肥料处理对高粱产量和品质等性状的影响。结果表明,3个品种的产量在不同试验点不同肥料处理间均有差异,龙杂19在哈尔滨、克山和黑河3个试验点产量最高的施肥处理及产量分别为复合肥处理(6836.27 kg·hm^(-2))、长效缓释肥处理(6691.15 kg·hm^(-2))和生物复混肥处理(7303.75 kg·hm^(-2));龙杂20在哈尔滨、克山和黑河3个试验点产量最高的施肥处理和产量分别为复合肥处理(7725.61 kg·hm^(-2))、生物复混肥处理(7185.00 kg·hm^(-2))和长效缓释肥处理(7167.15 kg·hm^(-2));齐杂722在哈尔滨、克山和黑河3个试验点产量最高的施肥处理及产量分别为长效缓释肥处理(6808.44 kg·hm^(-2))、长效缓释肥处理(6662.51 kg·hm^(-2))和复合肥处理(7151.48 kg·hm^(-2));不同肥料对高粱农艺性状的影响无显著规律;3个高粱品种的籽粒品质性状,在施用生物复混肥时均有一定的提高。

帚用高粱新品种龙帚2号的选育及栽培技术

龙帚2号为黑龙江省农业科学院作物育种研究所育成的我国第一个帚用高粱杂交种,它具有早熟、抗倒伏、抗病、籽粒产量高等特性。本文分别对品种的选育过程、特征特性、品质性状、产量及栽培技术要点等进行了论述。

酿造高粱新品种龙杂17号的选育及栽培技术

龙杂17号为黑龙江省农科院作物育种研究所育成的早熟、矮秆、机械化栽培酿造高粱新品种。分别对品种的选育过程、特征特性、品质性状、产量及栽培技术要点等方面进行了论述。

酿造高粱杂交种龙杂10号

敖杂1号高粱品种是20世纪80年代末引入黑龙江省、90年代中期推广开来的一个晚熟品种,也是目前黑龙江省种植面积最大的一个高粱品种。从近几年生产表现看,敖杂1号品种明显退化,出现了严重的早衰、倒伏、品质差、产量低等现象,使农民的经济效益受到很大影响,因此,急需新品种来替代敖杂1号,解决高粱品种老化、退化问题。

不同地域气象条件对甜高粱农艺性状的影响

将30份甜高粱材料分别在哈尔滨和北京种植,以研究不同地域的气象条件对主要农艺性状的影响,结果表明:出苗至开花日数、生育日数、株高、穗长、单穗重和千粒重等性状变化很大;而茎粗、分蘖和含糖量性状变化幅度较小;相同品种在哈尔滨种植与北京种植相比,生育期延长、植株变高、穗变长、单穗重和千粒重增加,各性状的变化主要是由于两个地域不同的气候条件造成的;茎粗和分蘖不受气象因素的影响,主要由品种本身特性及种植密度、田间管理等因素决定。

气象条件对甜高粱农艺性状的影响

为明确气象条件对甜高粱农艺性状的影响,在气象条件差异较大的2008年和2009年,对30份不同性状的国内外甜高粱材料进行农艺性状调查研究,结合气象条件分析,结果表明:各性状年度间的变化主要是由于年度间不同的气候条件造成的,温度、降水量、日照时数和温差对出苗至开花日数、生育日数、株高、单穗重、千粒重、糖分积累影响较大;茎粗和分蘖数不受气象因素的影响,而由品种本身特性及种植密度、田间管理等因素决定。

甜高粱茎秆在冷冻条件下含糖量的变化研究

采用15个甜高粱作为研究材料,分别对收获时及冷冻153、0和45 d的茎秆含糖量进行研究。结果表明:甜高粱的茎秆在冷冻条件下45 d内对甜高粱茎秆的含糖量没有显著影响,在生产加工过程中可以采用冷冻的方式进行贮藏。

黑龙江省甜高粱种质资源鉴定与评价

为了有效地利用甜高粱种质资源,促进育种工作,采用田间调查和室内考种分析相结合的方法,对黑龙江省的194份甜高粱种质资源群体的农艺性状进行了分类鉴定和评价。结果表明:大部分资源的生育期集中在116～160d;株型性状均差异较大;单穗粒重主要集中在21～60g,但差异极大,极差为110.0g,千粒重平均23.1g,极差为19.4g;茎秆含糖量平均为13.3%,集中分布在13.1%～15.0%,含糖量高的资源较少;单株重平均为379.5g,主要集中在200～500g,极差较大,为640g,单株重大于600g的资源共有10份。通过充分了解这些资源的特异优良农艺性状表现,可为今后有目的地利用这些甜高粱种质资源进行品种改良提供理论依据。

黑龙江省甜高粱产业发展优势与制约因素分析

随着黑龙江省对甜高粱这种新兴能源作物的产业研究日益重视与深入,越来越多的细节问题浮出水面。如何发挥黑龙江省的地域优势,排除制约甜高粱产业发展的不利因素,成为种植和推广甜高粱作物的重要课题。就黑龙江省甜高粱产业发展的优势与制约因素进行了分析,并提出了相应的解决办法,为黑龙江省甜高粱产业快速、良性发展提供了理论依据。

甜高粱茎秆风干贮藏后不同时期的发酵研究

采用龙甜高粱1号甜高粱茎秆作为试验材料,在自然状态下进行风干贮存,分别在收获期和贮存的不同时期进行茎秆失重变化和发酵试验研究。结果表明:甜高粱茎秆从收获至贮藏150d期间,茎秆重量随着贮存时间的增加而逐渐降低;甜高粱茎秆在收获及贮存的各个时期发酵后制取的粗酒精产量差异不显著,即甜高粱茎秆在收获后不会因贮存时间的变化而影响粗酒精产量。

甜高粱茎秆在风干条件下糖分含量变化研究

为明确不同时期甜高粱茎秆含糖量的变化规律,以12个甜高粱品种为试验材料,在自然状态下进行风干贮存,采用还原糖测定法,分别对收获时、半干状态和全干状态进行茎秆糖分含量测定分析。结果表明:甜高粱茎秆中可利用的糖分随着水分的减少而减少,达到半干和全干状态时,糖分含量仅为原来的40%左右;在收获至半干状态的时间内糖分含量下降较快,而半干状态至全干状态的时间内糖分下降缓慢,3个测定时期的糖分含量差异极显著。

气象条件对甜高粱糖分积累的影响

将4个不同类型的甜高粱品种于不同年份种植,对不同气象条件下含糖量积累进行研究。结果表明:气象条件不同使不同类型甜高粱品种的糖分积累有所不同;生育期相同的品种年度间糖分积累的变化规律相同,但气候条件对含糖量高的品种影响较大;气象条件的变化对早熟品种的影响大于晚熟品种,并且早熟品种成熟期含糖量的差异大于晚熟品种。

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。

不同栽培密度对甜高粱产量和含糖量的影响

甜高粱是人类开发生物质能的重点。近年来对甜高粱品种的研究较多,对配套的栽培技术研究较少,使品种的增产作用没能充分发挥。通过甜高粱不同品种及不同栽培密度对产量和含糖量的影响研究,阐明甜高粱不同品种的产量和含糖量有极显著差异;同一品种不同栽培密度间的产量差异极显著,含糖量差异不显著;品种与不同栽培密度互作间的产量和含糖量差异显著,但互作效应对含糖量的影响较低。同时阐明,龙甜6和龙甜2产量高,含糖量高,在生产上采用的最佳栽培密度为67500株/hm2。

不同来源甜高粱种质资源的表型遗传多样性分析

通过对主要农艺性状的方差分析及聚类分析,对194份不同来源的甜高粱种质资源进行了表型性状的遗传多样性分析。结果表明,不同来源品种间的性状差异较大,与中国品种相比,国外品种具有植株高大、生物产量高及含糖量高等优异性状,可用于国内资源的种质创新及品种改良。遗传距离为0.66时将所有资源划分为6类,各类群主要按农艺性状进行了划分。研究结果将为杂交育种的亲本选择提供理论参考。

基于配合力和遗传距离的甜高粱杂种优势预测

【目的】对甜高粱主要农艺性状进行杂种优势、一般配合力及特殊配合力分析,同时,分析配合力、表型遗传距离以及分子遗传距离用于杂种优势预测的可行性,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论参考。【方法】采用不完全双列杂交设计,以8个甜高粱不育系为母本及8个甜高粱恢复系为父本配制64个杂交组合。对亲本及杂交后代进行2年的性状调查,包括:出苗至开花日数、生育期、株高、穗长、茎粗、分蘖、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、单株重、生物产量和含糖量。分析不同性状的杂种优势、一般配合力、特殊配合力、表型遗传距离、分子遗传距离以及配合力、遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】各性状的中亲优势由强到弱分别为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、千粒重、茎粗、生育期、至开花日数、分蘖和含糖量,其中,生育期、至开花日数、分蘖和含糖量等性状为负优势。不同性状的中亲优势和超亲优势由强到弱的顺序基本相同。配合力分析表明,每个性状中,不同亲本的一般配合力相差较大,且不同组合的特殊配合力也有很大差异。大多数特殊配合力高的组合,其亲本的一般配合力也较高。杂种优势与配合力和遗传距离的相关性为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、穗长、千粒重、分蘖以及含糖量等性状的杂种优势与其亲本的一般配合力和特殊配合力均为极显著正相关。生育期的杂种优势与特殊配合力为极显著正相关,至开花日数与特殊配合力为显著正相关。亲本间的表型遗传距离为2.86—6.82,分子遗传距离为0.50—0.96。单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、茎粗及含糖量等性状的杂种优势与分子遗传距离的相关性大于表型遗传距离,其中,生物产量、单株重、穗长和茎粗的杂种优势与分子遗传距离为极显著正相关。【结论】所有性状中,与产量相关性状的杂种优势较高,而含糖量和分蘖的杂种优势较低。在杂种优势预测上,利用亲本的配合力可有效预测杂种优势,预测效果优于遗传距离。与表型遗传距离相比,分子遗传距离对杂种优势的预测更有效。