不同高粱品系萌发期耐碱性筛选与鉴定

以8个品种(系)为材料,以两种碱性盐Na2CO3和NaHCO3摩尔比1∶1作为模拟碱胁迫,采用人工气候箱培养皿纸上发芽法培养高粱种子,测定不同品种(系)高粱发芽率、发芽势、根长、叶长、根重、叶重、计算出发芽指数与活力指数、分析不同胁迫处理下高粱各指标差异,计算各测定指标间相关性,用主成分分析法对高粱品种进行耐碱性强弱排序。结果表明:碱胁迫能抑制高粱种子萌发,降低幼苗生物量。多项萌发和生长参数的相对值之间存在极显著或显著的正相关。主成分分析结果表明,根干重、发芽势、叶鲜重、干重可作为高粱萌发期耐碱性鉴定的主要指标。根据主成分分析,8个高粱品种耐碱性的顺序为GZ>K4>623A/千三>623A/GZ>623A>千三>623A/HN16>HN16。

甜高粱不育系种质创新及其主要农艺性状调查

采用杂交、自交和连续多代回交的方法,以甜高粱农家品种为种质创新的父本材料,以引进的质核互作型高粱不育材料TX 623 A及其保持系TX 623 B为母本材料,选育性状与农家甜高粱相似的新型甜高粱不育系及其配套保持系,并对其主要农艺性状进行了观察和鉴定。结果表明:新育成的3对甜高粱不育系及其保持系材料茎秆含糖量均高于17%;新育成不育系雌蕊开放正常,雄蕊败育,无花粉;新育成保持系雌蕊发育正常,花粉量大,不仅能保持不育系的不育性,而且与新育不育系农艺性状一致,遗传稳定。新选育的甜高粱不育系和保持系为高粱三系配套利用提供了新的种质资源。

不同耐盐高粱品种全生育期对盐胁迫的响应

为探究土壤盐胁迫对不同生育时期(拔节期、开花期、成熟期)高粱植株生长及生理特性的影响,在4个盐处理水平(CK:0 g/kg,S3:3 g/kg,S5:5 g/kg,S7:7 g/kg)种植2个耐盐性不同的高粱品种高粱蔗(耐盐)和河农16(盐敏感),比较了2个品种在不同盐处理水平下、不同生育时期植株形态、根系形态、叶片光合特性及抗氧化酶活性的差异。研究结果表明:随盐胁迫程度增加,2个品种的抗氧化酶活性和叶绿素相对含量(SPAD)先升高后降低,抗氧化酶活性在S3处理或S5处理下达到最大值,且该最大值与对照间存在显著差异。2个高粱品种的丙二醛(MDA)含量,随盐处理浓度的增大而升高,在S7处理下显著高于对照,同一处理下耐盐品种高粱蔗的抗氧化酶活性高于盐敏感品种河农16,但丙二醛含量低于盐敏感品种。2个品种的光合能力受到盐胁迫的显著影响,在拔节期,S7处理显著降低了高粱蔗的Pn值,而2个品种的胞间CO2浓度(Ci)在S7处理下均高于对照。盐胁迫下高粱地上和地下部分生长都受到影响,2个品种的基部茎粗、总根长、根面积、根尖数和分支数在S3处理下达到最大值,基部节长、株高、总根长及根体积在S7处理下达到最低值。2个高粱品种在盐胁迫下籽粒脂肪、淀粉含量下降,单宁含量在低盐处理下显著高于对照,盐胁迫使籽粒品质下降。综上,低盐(3 g/kg)能促进高粱生长,而中盐(5 g/kg)和高盐(7 g/kg)条件对高粱生长有显著的抑制作用,高粱蔗比河农16的耐盐性更强。

高粱株型表型性状精准鉴定及综合评价

以高粱株型性状为研究对象,对株高、茎粗和叶片相关性状等9个指标进行精准鉴定,利用变异系数、相关性分析、聚类分析、主成分分析和隶属函数F值评价法对371份国内高粱种质资源进行精准鉴定与综合评价。结果表明:两年两点表型性状的平均变异系数范围为10.14%~39.37%,遗传多样性指数范围为1.94~2.14,种质资源变异种类丰富,节数、倒二叶角、倒三叶角和茎粗容易受到环境条件的影响。聚类分析将高粱种质资源分为三大类,第Ⅰ类为中秆平展型和中秆紧凑型植株,第Ⅱ类群为高秆平展型植株,第Ⅲ类群为矮秆紧凑型植株。通过主成分分析将9个性状分为4个主成分,第1主成分主要是茎粗、倒二叶宽、倒三叶宽和节数,贡献率为36.424%,第2主成分主要是株高、倒三叶长和倒二叶长,贡献率为24.786%,第3主成分主要是倒三叶角,贡献率为11.765%,第4主成分主要是倒二叶角,贡献率为11.132%。逐步回归分析法确定了株高、节数、茎粗、倒二叶角可以作为株型鉴定的主要性状。利用隶属函数综合评价法结合育种目标筛选出103、京选1号、44F、714R等30个优异种质资源。通过不同高粱品种类别间性状比较发现,改良种中的矮化、紧凑、抗倒伏趋势明显,更加符合现代化的生产要求。

多效唑对高粱生长发育及生理的影响

为了解喷施多效唑对高粱(Sorghum bicolor)生长发育和生理的影响,在高粱品种‘农大红1号’拔节期喷施多效唑水溶液,对高粱的生长发育和生理指标进行了研究。结果表明,喷施不同浓度的多效唑后,高粱株高均比对照降低,基部节间长度缩短,茎粗增加,且穗粒重也提高。同时,高粱叶片的叶绿素含量和净光合速率提高,且抗氧化酶活性提高并降低了丙二醛含量。因此喷施多效唑可提高高粱的抗倒伏性,延缓叶片衰老,提高产量。在大田生产中,以拔节期喷施450~600 mg/L多效唑的效果较好。

中国高粱地方品种和育成品种穗部表型性状精准鉴定及综合评价

【目的】通过对高粱种质资源穗部表型多样性与遗传变异规律的研究,筛选高粱优异种质,丰富高粱穗部相关性状的遗传信息,为现有种质资源的保护、高效利用及新品种的选育等提供参考。【方法】以320份来源于中国各地的高粱种质为供试材料,对其在2个不同生态环境下的12个穗部性状(粒长、粒宽、千粒重、籽粒硬度、籽粒容重、角质率、穗粒重、穗长、穗柄长、穗柄直径、一级枝梗长和一级枝梗数)进行精准鉴定。运用相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法对高粱种质资源进行综合评价,并根据综合评价F值及目标性状筛选出不同突出特点的优异高粱种质。【结果】各数量性状分布频次呈中间高两边低的分布趋势,籽粒硬度、穗粒重和籽粒容重、角质率2年间的频次分布和曲线走势分别在保定和晋中试验点较为相似,多数性状只在一个年份或单个试验点呈正态分布;除穗长和一级枝梗数外,其余性状的均值在同年两点间存在差异;12个穗部性状的平均多样性指数(H’)分布范围为1.72—2.11,其中,籽粒硬度的多样性指数均值最高,一级枝梗长的多样性指数均值最低;籽粒硬度、角质率、穗粒重、一级枝梗长和一级枝梗数的变异系数均高于30.00%;所提取的4个主成分累计贡献率为65.39%;聚类分析将320份种质划分为3个类群,第Ⅰ类可作为筛选工艺(帚)用高粱的种质类,第Ⅱ类适用于粒用(酿造)高粱优异种质的选育,第Ⅲ类为穗部性状表现较差的种质;依据综合得分F值及目标性状筛选出具有不同突出特点的29份优异种质。【结论】参试高粱种质资源穗部性状表型变异丰富,多样性程度较高;角质率和一级枝梗长的变异系数较高;粒长、粒宽、籽粒硬度、籽粒容重和穗粒重受环境条件影响较大,一级枝梗长相对稳定;筛选出优异种质29份。

高粱籽粒中9种黄酮类化合物的积累特性分析

为了探究不同亲缘关系、不同颜色的高粱籽粒在不同发育时期黄酮类化合物的差异及积累特性。以26份的高粱种质为材料,采用高效液相色谱法(HPLC)测定籽粒不同发育时期的黄酮类化合物含量,分析黄酮类化合物在不同种质间的差异和发育过程中的动态变化以及与籽粒品质和颜色间的相关性。结果表明,儿茶素、表儿茶素和芦丁表现为先升高再下降的趋势;槲皮素、芹菜素、山奈酚、异鼠李素和木犀草素呈持续上升的趋势;柚皮素呈下降的趋势。槲皮素与异鼠李素、山奈酚与芹菜素呈显著正相关,相关系数高达0.928和0.920;籽粒颜色指数Hue和L值与黄酮类化合物含量呈负相关,Chroma值与儿茶素、表儿茶素、柚皮素和木犀草素呈正相关。本研究发现不同黄酮类化合物在籽粒发育过程中动态变化趋势不同,为优质高粱种质资源鉴定、选育及高粱副产品的开发和利用提供参考。

葡萄同源四倍体F2群体的遗传变异分析

多倍体杂交育种已成为葡萄新品种选育的重要途径,本研究使用20个形态学性状和25对SSR分子标记,对二倍体玫瑰香、四倍体玫瑰香、巨峰、四倍体玫瑰香与巨峰杂交F1巨玫和F2群体进行遗传变异分析。形态学性状分析表明,在F2群体中14个形态学性状变异系数高于20%,F2群体平均Shannon信息指数为1.14,平均Nei′s遗传多样性指数为0.62,群体有丰富的遗传多样性。性状之间表现出显著的相关性,幼叶叶背绒毛密度与新梢节间绒毛密度(r=0.203)极显著相关,与成龄叶下表面绒毛密度(r=0.128)显著相关,主成分分析可以在二维上直观反映出F2单株与亲本表型的相似程度。25对SSR标记共扩增出127条带,平均多态性信息含量(PIC)为0.26,后代群体平均Shannon信息指数为0.49,平均Nei′s遗传多样性指数为0.32。形态学性状和SSR聚类分析发现,F2群体中大部分单株与F1巨玫相似,同时也出现一些与父母本遗传距离较远的单株,为未来葡萄四倍体品种选育提供了良好材料。

高粱PHD-Finger基因家族的鉴定、分类及表达特征分析

PHD(PHD-Finger)家族基因广泛存在于真核生物中,基因功能广泛。本文在高粱中筛选、鉴定出79个PHD家族成员,对其进行系统发育、蛋白结构域、基因结构、染色体定位、共线性分析和顺式作用元件分析。结果表明,高粱PHD基因在系统发育、蛋白结构域和基因结构上存在较大变异;通过对高粱PHD基因在盐胁迫下,不同品种,不同时期的表达分析,获得1个耐盐候选基因(SORBI_3001G425900),为进一步研究PHD基因在高粱中的功能提供了参考。

混合盐碱胁迫对高粱农艺性状及生理指标的影响

通过测定耐盐碱性不同的3个高粱品种在混合盐碱胁迫下的农艺性状和相关生理指标,研究高粱全生育期农艺性状及生理指标对混合盐碱胁迫的响应,结果显示:高粱在整个生育时期随着盐碱胁迫的加强,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量基本呈下降趋势,胞间CO_2浓度则呈上升趋势。盐碱胁迫使高粱提前成熟,降低了各个高粱品种的株高、茎粗、穗重、千粒重等各项农艺指标值,不同品种对胁迫的响应存在差异。

不同倍性葡萄品种的快繁效率差异分析

以四倍体"玫瑰香"、四倍体"巨玫"、二倍体"玫瑰香"3种不同倍性的葡萄品种为试材,采用组培快繁技术,研究了采样时间、启动继代培养、生根诱导、练苗移栽等过程对快繁效率的影响,以期为优良葡萄品种的快速繁殖提供参考依据。结果表明:最适田间取样时间为5月中旬,诱导和继代最适培养基分别如下。改良MS+6-BA 1.1mg·L^(-1);改良MS+6-BA 1.1mg·L^(-1)+KT 0.5mg·L^(-1),在相同培养条件下,四倍体"玫瑰香"和四倍体"巨玫"不定芽增殖倍数高于二倍体"玫瑰香",在生根培养过程中二倍体"玫瑰香"表现出优于四倍体"玫瑰香"及四倍体"巨玫"的生根能力,最适生根培养基分别为1/2MS+NAA0.30mg·L^(-1)、1/2MS+IAA 0.50mg·L^(-1)和1/2MS+IBA 0.10mg·L^(-1),练苗最适基质为蛭石∶泥炭(1∶1)的混合基质,成活率可达90%以上。