黄花菜组织培养常见问题及建议

黄花菜兼具食用价值、观赏价值和药用价值,现今越来越受到人们的广泛关注。长期以来,黄花菜新优品种缺乏、繁殖手段单一,限制了产业健康快速发展。组织培养拥有繁殖系数大、周期较短、不受季节约束、苗整齐度高以及节省育苗用地等优点,因此,利用组培技术快速扩繁对黄花菜的市场开发、应用和推广具有重要意义。旨在为应对黄花菜的组培中出现的各类问题、提高黄花菜组培苗成活率提供一定的参考,为黄花菜遗传转化以及新优品种工厂化育苗提供理论依据,以黄花菜为研究对象,阐述了在组织培养过程中存在的各项内在影响因素,包括植物材料的基因型、选取的外植体类型;以及外在影响因素,包括外植体取材时期、基本培养基类型、植物生长调节剂以及培养条件。结果发现,黄花菜的组织培养体系仍不成熟,存在着外植体及其采集标准的不确定、愈伤组织诱导困难、最优培养基配方不统一、再生植株移栽成活率低等问题。为优化这样的问题,仍需摸索一套适合黄花菜的再生体系,并加强对组培苗的移栽后管理。此外,对组织培养过程中存在的污染、褐化及玻璃化问题作出归纳总结,并对黄花菜组织培养未来的发展趋势进行了展望。

硒肥土施位置对小麦生理特性及硒积累的影响

为明确富硒有机肥在土壤中不同的施用位置对小麦生理特性及富硒效果的影响,以‘鑫麦296’为试验材料,在与小麦根际水平距离5和10 cm处,同时与土表垂直深度5、10、15 cm处土施硒肥,对6个处理条件下的小麦成熟期农艺性状、产量因素、硒含量及硒积累量等指标进行测定。运用隶属函数法综合分析可得,与其他施用位置相比,将硒肥施于小麦根际水平距离5 cm、土表垂直深度5 cm位置时(T1处理)可获得较优肥效。在此条件下,小麦平均株高达67.18 cm,每株平均干物质量为20.30 g,产量达820.17 g·m^(-2),植株硒积累量为10.85μg·株^(-1),均显著高于其他处理,且所含硒元素以硒代蛋氨酸和硒代胱氨酸等有机态硒为主。因此,建议在富硒小麦生产中可在小麦根际水平距离5 cm、土表垂直深度5 cm位置施用硒肥从而获得较好的产量和富硒效果,为富硒小麦精准施肥提供了理论参考。

大同市云州区黄花菜资源调查与分析

山西省大同云州区是我国黄花菜的主要生产基地,为了探清大同市云州区黄花菜产区的主要品种,为大同市区域优良种质鉴定及选育提供理论依据,也为云州区黄花菜产区的品牌保护提供有力支持,试验采集大同市云州区33个村落的黄花菜种苗,采用形态学指标与山西农业大学黄花菜种质资源创新与利用课题组前期开发的43对高多态性EST-SSR分子标记对这些种苗进行遗传多样性分析、遗传结构分析与聚类分析。结果表明,根据花蕾性状的形态学指标进行聚类分析,可将大同地区黄花菜资源分为3个组群;筛选出18对EST-SSR标记能够很好地区分待测种质,18对EST-SSR标记对146份萱草属植物种质共扩增出88条多态片段,平均每对引物扩增出4.89条多态片段,引物多态性信息含量的平均值为0.2982,大同市大部分黄花菜种质资源与参考种质大同黄花的遗传相似系数均为1.0000。基于EST-SSR标记的聚类分析与遗传结构分析结果相差不大,能很好地对黄花菜种质进行分类,除了2个来自峰峪村和2个来自贺店村的黄花菜种质外,其余134份来自大同市云州区的黄花菜种质资源与大同黄花聚为一类。以上结果表明,除了来自峰峪村和贺店村的4个黄花菜种质外,其余134份来自大同市云州区的黄花菜种质资源全部为大同黄花。

黄花菜维生素E含量遗传分析及QTL定位

维生素E是黄花菜中重要的营养成分。本研究以黄花菜地方品种‘东庄黄花’和‘冲里花’杂交获得的F1群体为研究对象,对杂交后代连续2年的维生素E含量进行检测分析,结果显示黄花菜F1群体维生素E含量的变异系数为50.44%~54.23%,变异系数较大,整体呈现正态分布趋势,并出现了含量超过双亲的超亲后代个体;遗传分析显示黄花菜维生素E含量符合2对主基因-加性-显性模型(2MG-AD),第1对基因加性效应更为显著,主基因遗传效率高达95%以上;对黄花菜维生素E含量进行QTL定位,共检测到2个与黄花菜维生素E相关的QTL,分布于8号和10号连锁群上,LOD峰值的范围为2.96~3.60,单个QTL贡献率介于10.80%~13.00%。本研究结果为黄花菜高维生素E含量的新品种选育和品种改良提供了数据基础。

黄花菜花器官发育生理指标及碳水化合物含量的动态变化

花器官是黄花菜重要的产品器官,围绕花器官发育过程中生理生化指标的变化规律开展研究,将为黄花菜花器官采收时间的选择提供依据。研究以黄花菜品种大同黄花花器官(包括外瓣、内瓣和花被管3个部分)为试验材料,对划定的13个发育时期的花器官生理指标及碳水化合物含量进行测定,并采用SPSS进行相关性分析和隶属函数法综合评价。结果表明,黄花菜花器官在花瓣打开前6 h至花瓣打开0 h这一阶段属于快速生长阶段,花器官开放和衰老的过程中,花朵宽度显著减小,花朵长度基本不变;在花器官发育过程中,各部位的生理指标及碳水化合物含量变化规律基本一致,均呈现出先上升后下降的单峰变化趋势。相关性分析结果表明,花蕾长度与含水量和还原糖含量间呈极显著正相关,花朵宽度与可溶性糖含量间呈显著正相关,含水量、可溶性糖含量和还原糖含量间均呈显著正相关,淀粉含量与其余各指标间均呈负相关。运用隶属函数法综合评价得出,花瓣打开时黄花菜可获得较高的品质。

萱草品种‘六月花’与‘海尔范’杂交F 1代内外花被片颜色遗传分析

[目的]萱草属植物具有重要的经济价值和观赏价值,而花色是其主要观赏性状之一,探析萱草属植物杂交后代内外花被片颜色的遗传规律可为培育新型花色品种提供理论依据。[方法]本研究以黄花菜单色花品种‘六月花’为母本,萱草双色花品种‘海尔范’为父本进行杂交构建了F1群体,采用分光测色计对杂交F1代的内、外花被片颜色进行测量并计算其色光值,基于内、外花被片的L^(*)、a^(*)、b^(*)值进行聚类分析并确定颜色分级,采用主基因+多基因混合遗传模型探究萱草属植物杂交F1代内、外花被片花色性状的遗传规律。[结果]萱草属植物杂交F1群体出现了黄色到深红色的花色分离,通过聚类分析将杂交F1群体内花被片划分为黄色、鲜肉色、淡珊瑚色、印度红、深红色5个色系,外花被片皆为黄色系,划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个等级;基于内、外花被片色光值和颜色分级进行遗传分析,确定内花被片颜色受2对主基因控制,遗传模型为2对加性-显性主基因模型(2MG-AD),第1对主基因加性效应更强,第2对主基因显性效应更强,主基因遗传率较高,为85.07%;确定外花被片颜色受2对主基因控制,遗传模型为2对加性-显性主基因模型(2MG-AD),且第1对主基因的加性效应和显性效应更强,主基因遗传率为36.05%。[结论]研究结果可为萱草属植物花被片颜色性状的基因定位和新型花色育种提供理论依据。

土施硒肥位置对谷子生理特性及硒积累的影响

[目的]随着富硒功能农业的发展及国民膳食结构的改变,以谷子为代表的杂粮成为富硒农作物研究的热点,明确不同土施硒肥位置对谷子生理特性及硒积累的影响可为谷子富硒肥精准施用技术提供理论支持。[方法]以“张杂谷13号”为材料,通过种肥同播的方式,采用单因素完全随机设计,在距离谷子植株水平距离设置5和10 cm两个水平、距离土表垂直深度设置5、10和15 cm三个水平,共计6个施用富硒有机肥位置处理,对谷子成熟期农艺性状、不同器官干物质量、产量及其构成因素、硒含量和硒积累量进行测定。[结果]在距离谷子植株水平距离10 cm、距离土表垂直深度10 cm处理下,谷子株高、旗叶宽度、叶片干物质量、籽粒干物质量均达最大值,分别为120.51 cm、3.24 cm、4.14 g、19.09 g,且相比其他处理的增幅范围分别为15.96%~23.06%、9.83%~23.66%、6.43%~245.00%、1.49%~135.97%;籽粒硒含量及硒积累量也达到最大值,分别为0.77 mg·kg^(-1)和14.75μg·株^(-1),显著高于其它处理,且相比其他处理的增幅范围分别为18.46%~60.42%和44.89%~219.96%。施用富硒有机肥不同处理下,谷子籽粒所含硒元素均以硒代蛋氨酸和硒代胱氨酸等有机态硒存在。[结论]利用隶属函数法综合分析可得,在距离谷子植株水平距离10 cm、距离土表垂直深度10 cm处施用硒肥为“张杂谷13号”土施富硒有机肥的适宜位置。

黄花菜组培苗生根条件优化

为优化黄花菜组培苗生根培养基和炼苗移栽技术,对黄花菜组培苗生根培养基中蔗糖浓度、活性炭含量及移栽过程中基质配比和水肥管理方式展开了研究。结果表明:最利于黄花菜组培苗生根的培养基蔗糖浓度为20 g/L,活性炭含量为0.1%;最适合黄花菜组培苗的移栽基质配比为蛭石∶草炭∶珍珠岩=3∶1∶1(v/v/v),在此基质中栽培20 d后喷施1∶60倍根生根溶液,40 d后黄花菜组培苗成活率最高,达98%。

2008—2018年功能农业的理论发展与实践

功能农业作为高产农业、绿色农业之后,农业发展的新阶段,是"调优供给"、"调强农业产业"的重要支撑性技术,加强功能农业研究是构建生态高值农业产业体系的重要内容,是我国农业供给侧结构性改革的主要举措之一,对我国农业发展和乡村振兴战略具有重要意义。功能农业从2008年提出至今已有十年时间,本文对有关功能农业的定义、学科的发展、应用实践,进行了系统回顾,对于未来发展进行了展望。

华北耧斗菜(Aquilegia yabeana Kitag)的引种驯化及耐旱性评价

以野生华北耧斗菜(Aquilegia yabean Kitag)为研究材料,对其进行了引种驯化研究和耐旱性评价。通过对野生华北耧斗菜多年生苗和实生苗的物候期和主要观赏性状的跟踪调查,结果表明:华北耧斗菜可以适应山西中部地区的气候条件,具有较良好的耐旱性。该研究为华北耧斗菜的园林应用和种质创新提供了理论依据。

萱草属种质遗传多样性分析及初级核心种质库的构建

本试验在系统收集萱草属种质资源的基础上,以155份萱草属种质资源为材料,采用EST-SSR分子标记对其进行遗传多样性和聚类分析,基于分子标记聚类结果采用多次聚类优先取样策略构建萱草属初级核心种质库,并对初级核心种质库进行遗传多样性和聚类分析。结果表明:(1)43对引物对155份萱草属种质共扩增出396条多态片段,平均扩增9.21条,引物多态性信息含量(PIC)平均值为0.6064,不同材料间的遗传相似系数平均为0.8642,依据遗传相似系数及聚类树状图,将155份种质聚类分为"黄花菜"和"萱草"2大类群。(2)通过6次取样建立萱草属初级核心种质库,包含32份种质(4个种、1个变种、27个品种)。初级核心种质库为原始群体的20.65%,保留了291个(68.69%)多态性位点,其中‘黄花菜’类群种质8份,占‘黄花菜’类群资源总数的13.56%;‘萱草’类群种质24份,占‘萱草’类群资源总数的25.00%。(3)43对引物对32份核心种质共扩增出272条多态片段,平均扩增6.3256条,PIC值平均值0.6060,不同种质间的遗传相似系数平均为0.7940;32份材料聚类分为"黄花菜"和"萱草"2大类群。

萱草属种质资源主要观赏性状的多样性分析

[目的]了解我国萱草属种质资源的现状,同时为构建关联分析群体和开展观赏性状的关联分析提供依据。[方法]选用从国内外各地收集的85份种质材料,对花径、内外花被片长宽度、花色、花型和花序形态等13种开花性状进行了观测记录。[结果]萱草属种质材料花色组合丰富,花型、花瓣类型和花序形态众多,花的表型性状多样;以黄花菜及其地方栽培种为主的夜间开花类群在花型、花色、花色模式方面基本一致,以萱草园艺品种为主的白天开花类群的花型、花色、花色模式丰富。[结论]供试的85份萱草属植物开花表型性状多样性强,可为制定育种目标提供直观依据,同时从形态学角度为萱草属种质资源的类群划分提供了参考。

山西功能农业的研究背景、进展与发展方向

本文通过查阅文献、收集资料,从农业基础、功能农业发展需求和提出历程的角度介绍了山西省功能农业的研究背景;以两个省级重点研发项目为案例,分析了山西省在开展功能农业研究与产业发展时的思路,即在优势特色农业资源的基础上,实现政、产、学、研的有机结合,并注重从原材料到功能农产品的全链条式研发;进而指出山西省未来功能农业总体发展目标和主要方向,以此对山西省功能农业产业发展方向进行展望。

关于山西省“十三五”功能农业产业发展的思考

运用SWOT分析法,分析了山西省功能农业产业发展的优势、劣势、机遇、威胁,提出了山西发展功能农业的优势是自然条件特点突出,具有先天的资源禀赋,初具规模的功能农业产业及已开展的相关科研;劣势是功能农业科研基础薄弱且投入有限,标准制定落后;机遇是国家及省部级政策对功能农业的大力支持;威胁是功能农业产业系统规划不足,品牌建设和相关培训条件有限。结合以上分析内容,梳理出山西省在"十三五"期间发展功能农业的主要思路和九大重点方向,为山西省发展功能农业提供理论依据。

黄花菜八氢番茄红素脱氢酶基因HcPDS的克隆及VIGS转化表达验证

为了拓宽对黄花菜基因功能研究的技术体系,本研究以黄花菜‘大同黄花’为试验材料,基于转录组数据库检索和PCR技术克隆得到了黄花菜HcPDS基因完整编码序列,序列全长1710 bp,编码570个氨基酸。该基因编码的蛋白质具有PDS基因家族典型的Phytoene desat结构域,分子量为63.71972 kD,等电点为7.53,是亲水不稳定性蛋白。通过序列比对,发现HcPDS基因与水仙、芦笋等植物中的PDS基因具有较高的同源性。通过构建黄花菜病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系,黄花菜幼苗被侵染后,接种pTRV2-HcPDS的植株新叶出现不完全的光漂白现象,叶片中的HcPDS基因表达量相比接种TRV2空载的阴性对照和空白对照植株分别下降了73.33%和71.72%。空白对照和阴性对照植株叶片则无光漂白现象出现,且空白对照和阴性对照的HcPDS基因表达量相比无显著差异。所构建的黄花菜VIGS体系可有效沉默HcPDS基因,为黄花菜功能基因的鉴定与分析奠定了技术基础。

开放、共享、参与的实验室管理新模式

该文针对目前农业类高校实验室管理中存在的问题,如实验室开放程度不足、资源无法完全共享、农业类高校实验室使用时间受限等,结合山西农业大学园艺学院实验中心近两年管理经验与成效,提出了"开放、共享、参与"的实验室管理新模式,组织专业培训,实现实验室完全开放,构建公共实验平台,便于资源共享,并引入学生参与管理,提高学生管理能力和责任心,缓解管理压力,有效地应对和解决了上述存在的问题。

矾根‘莱姆里基’愈伤组织诱导及快速繁殖技术

[目的]本文旨在通过组织培养的方法,建立矾根‘莱姆里基’(Heuchera micrantha‘Lemriki’)愈伤组织诱导和快速离体繁殖技术体系。[方法]以矾根‘莱姆里基’的幼嫩茎段、叶柄、叶片为外植体进行组织培养,明确0.1%的升汞溶液不同消毒时长的灭菌效果以及对3个外植体愈伤诱导的影响,研究不同配比的激素对3个外植体愈伤组织诱导,对茎段不定芽及不定根诱导的影响。[结果]结果表明,消毒时长对矾根‘莱姆里基’不同部位外植体的消毒效果影响显著,幼嫩叶柄、茎段和叶片的最佳消毒时长分别为:0.1%升汞6 min,8 min,10 min。叶柄和叶片诱导愈伤的最佳激素配方为:1 mg·L^-16-BA+0.1 mg·L^-1NAA,愈伤率为91.11%、90.00%。幼嫩茎段诱导愈伤的最佳激素配方为:1 mg·L^-16-BA+0.05 mg·L^-1NAA,愈伤率为75%。幼嫩茎段诱导不定芽的最佳激素配方为:0.1 mg·L^-16-BA+0.05 mg·L^-1NAA,诱导率为72.2%;茎段不定芽诱导生根的最佳激素配方为:1.0 mg·L^-1IBA,生根率为100%,且根系健壮。[结论]本研究通过组织培养的方法初步建立了矾根离体繁殖技术体系,可为矾根资源保护和分子育种提供技术支撑,并且有效解决了矾根传统繁殖方式速度慢的难题,对矾根的标准化、规模化生产和新品种的开发和应用具有重要的现实意义。

不同贮藏温度对4种黄花菜花粉活力的影响

通过观察不同温度条件下黄花菜花粉的萌发情况,对4种黄花菜的花粉活力进行了测定。结果显示,室温条件下黄花菜花粉活力随贮藏天数的增加而迅速下降,3 d时活力下降至25%以下,难以满足杂交授粉中对花粉活力的要求;4,-20,-40℃条件下分别于10,20,30 d左右活力降至25%以下。说明室温条件下难以进行黄花菜花粉的贮藏,4℃适合小于10 d的短期贮藏,-20℃适合20 d以内的中期贮藏,-40℃适合60 d以内的长期贮藏;在相同贮藏温度下,大荔花和冲里花具有较高的花粉活力,适于杂交育种。

萱草属植物染色体制片技术优化及倍性鉴定

为了摸清我国萱草属主要种质资源的染色体数目和形态,更好地开展萱草属植物杂交育种研究,本研究构建了萱草属植物染色体制片技术优化体系,对77个不同品种的萱草属植物材料进行了倍性鉴定,以期获得较为全面的萱草属植物倍性研究结果。以萱草属植物根尖为材料,分析了8-羟基喹啉溶液预处理温度与时间、解离时间、解离后蒸馏水浸泡时间等因素对制片效果的影响。结果表明:0.002mol/L 8-羟基喹啉溶液最适预处理温度和时间分别为4℃和4~6h;1mol/L HCl的最适解离时间为7~8min,解离后蒸馏水最适浸泡时间为10min,改良型石炭酸复红染液染色15min,在此条件下染色体制片效果最佳。基于上述体系鉴定了课题组收集的55份材料,另外通过流式细胞术对26份(其中有4个材料采用了2种方法)材料的倍性进行了鉴定,结果表明供试的77份材料中57个为二倍体(2n=2x=22)、12个为三倍体(2n=3x=33)、8个材料为四倍体(2n=4x=44)。

萱草属植物花蕾中秋水仙碱含量HPLC检测体系的优化

本研究通过不同色谱条件对秋水仙碱含量测定的影响,优化了秋水仙碱的检测体系,并比较了29份不同萱草属植物花蕾材料中秋水仙碱含量。结果表明:萱草属植物花蕾中秋水仙碱含量测定的HPLC条件为:ThermoSyncronis C18(250mm×4.6mm,5μm)色谱柱,流动相比例甲醇∶水=50∶50,流速0.8mL/min,柱温25℃,检测波长243nm,进样量10μL。29份萱草属植物材料中秋水仙碱平均含量为0.125μg/g,其中含量较高的是‘北黄花’和‘大同金针’,为0.301μg/g和0.291μg/g;含量较低的是‘宿迁2号’和‘淮安2号’,含量分别为0.017μg/g和0.016μg/g。平均加标回收率在89.1%~98.8%;进一步对花蕾中的秋水仙碱含量与花色进行了相关性分析,结果表明相关系数高达-0.765。该方法简便,结果准确,重复性好,为萱草属植物花蕾作为一种功能性蔬菜的开发与利用提供了科学依据。