甘蔗梢青贮及饲喂效果的研究进展

甘蔗梢是甘蔗的主要副产品之一,资源丰富且营养价值较为全面,是反刍动物粗饲料的来源之一。青贮是一种有效保存和开发甘蔗梢饲料的方法,但高含量的碳水化合物和酵母菌使甘蔗梢自然青贮容易腐败变质,而且高含量的纤维会影响动物的消化率和适口性。目前,对于甘蔗梢青贮的研究主要集中在各类添加剂的使用、混合青贮、甘蔗梢青贮饲喂反刍动物的效果以及甘蔗的收获期、品种、青贮时间等对甘蔗梢青贮产生的影响。文章综述了添加剂和混合青贮以及其他因素对甘蔗梢青贮品质、营养价值、有氧稳定性以及饲喂效果的影响,为推动甘蔗梢的利用和优质青贮饲料的调制提供参考。

美国蔗糖产业特点及对我国蔗糖业的借鉴

食糖是关乎国计民生的重要农产品,本文通过认真梳理、分析美国蔗糖产业有关甘蔗种植、管理、加工、贸易、政策等方面,找出适合我国食糖产业发展的经验及对策,对我国的食糖产业提出有益的意见和建议。研究发现,美国拥有先进的技术水平和管理经验,拥有完善的食糖产业政策,其土地经营规模化程度高、铁路运输系统十分发达、机械化自动化程度高,制糖成本低,国际竞争力强。我们从中可以得出借鉴:加强高标准糖料蔗核心基地建设,推进突破性甘蔗新品种的选育与推广应用,重视甘蔗生产机械化和复合人才的培养,建立有效的蔗糖产业发展政策,加强蔗糖高值化及副产物综合利用。

100份甘蔗种质资源营养品质分析及评价

甘蔗是重要的糖料作物和能源作物,开展甘蔗种质资源的营养品质评价,可系统地了解甘蔗种质的营养价值,为甘蔗种质资源的开发利用及新品种的选育提供科学依据。以100份甘蔗种质为材料,通过分析蔗汁中的蔗糖、还原糖、总游离氨基酸、多酚、矿物质、蛋白质等14个营养指标,利用SPSS软件进行营养品质性状的主成分和系统聚类分析。结果表明:100份甘蔗种质营养成分存在差异,部分营养成分之间存在显著相关关系,蔗糖分与还原糖分、蛋白质、总游离氨基酸、果糖、葡萄糖含量呈极显著负相关,蛋白质与总游离氨基酸、总多酚含量呈显著正相关,果糖、葡萄糖、蔗糖含量与磷(P)含量呈极显著正相关,矿物质元素之间,钙(Ca)含量与铁(Fe)含量、Fe含量与铜(Cu)含量之间呈正相关;影响甘蔗种质营养品质的主要因子为还原糖因子、蛋白质因子、蔗糖因子、Ca含量因子和钾(K)含量因子,上述公因子对甘蔗营养品质综合评价的累计方差贡献率达69.62%。系统聚类分析表明,100份甘蔗种质的营养品质在欧式距离18.5处可分为5个类群,第Ⅰ类群包含77份种质,该类群蔗糖含量最高;第Ⅱ类群包含6份种质,Ca、Fe含量较高;第Ⅲ类群包含2份种质,该类群还原糖分、蛋白质、总游离氨基酸、总多酚、果糖、葡萄糖、P、钠(Na)含量平均值均较高,平均蔗糖分和铁含量较低;第Ⅳ类群包含4份种质,该类群平均总游离氨基酸含量最高,平均蛋白质和总多酚含量较高;第Ⅴ类群包含11份种质,K平均含量最高。100份甘蔗种质的营养品质综合评价,排名前5位的种质分别是‘河糖1号’‘德蔗0978’‘福农40-95’‘中蔗45号’‘云蔗06-193’.

膜法红糖加工中纳滤甘蔗植物水品质的分析

为研究零添加膜法红糖加工过程中纳滤透过液(甘蔗植物水)的品质状况和开发利用价值,试验以红皮果蔗和新台糖22(ROC22)为原料,在800、50 nm两级陶瓷膜串联清净的基础上,采用250 u卷式膜进行纳滤浓缩,对得到的甘蔗植物水的理化指标、营养指标和挥发性香气成分进行分析比较,并采用营养质量指数(index of nutritional quality,INQ)法进行营养质量评价。结果表明,两个不同品种的甘蔗植物水中均不含蔗糖,均有蔗汁的特征香味,与蔗汁共有的挥发性成分占蔗汁总挥发性成分的50.00%和60.61%;挥发性成分以醇类最多,相对含量较高的有异辛醇、2-庚醇、1-戊烯-3-醇、正己醇、(-)-异雪松醇;甘蔗植物水中检出14种以上的游离氨基酸,其中有人体必需氨基酸7种,含量占游离氨基酸总量的66%以上,苏氨酸是其中的重要氨基酸,在两种甘蔗植物水中的含量分别为474.67和118.11 mg/L。甘蔗植物水中含有钾、钠、钙等7种矿物元素,其中钾的含量最高,分别达到907和525 mg/L,钾、铜元素的INQ分别达到40和14以上,是人体钾、铜元素补充的优质来源。总体来看,基于零添加膜法红糖工艺的纳滤甘蔗植物水是一种富含营养成分的纯天然植物风味饮用水,具有较好的开发利用价值。

两种不同甘蔗基因组DNA提取方法的比较

采用改良CTAB法和SDS法提取甘蔗嫩叶与正一叶基因组DNA,通过琼脂糖凝胶电泳与紫外光吸收检测,证明SDS法能获得高质量的DNA,适合分子生物学操作的要求,为后续甘蔗遗传多样性分析、遗传图谱构建等研究奠定基础。

云南甘蔗自育品种DNA指纹身份证构建

以云南27份甘蔗自育品种为材料，从国际微卫星协会提供的120对SSR引物中筛选出8对多态性丰富、品种聚类区分率高、易统计的引物组成核心引物。8对SSR引物共产生129条带，123个为多态带，多态条带比例为95．35％，多态信息量平均为0．9445，品种相似性系数在0．269～0．767之间，其中引物SMC1047HA，MSSCIR21不仅多态性丰富，而且单个引物就可区分所有品种，是最有效的核心引物。8对核心引物两两组合的效率分析表明，MSSCIR36／MSSCIR2、MSSCIR16／MSSCIR36和MSSCIR36／SMC336BS是高效引物组合，可以完全有效区分所有品种，且品种相似性系数较低；同时使用蔗区种植面积较大的10个主栽品种验证3个高效引物组合，结果表明，MSSCIR16／MSSCIR36是最佳引物组合，不仅能有效区分所有云南甘蔗自育品种，而且能将云南甘蔗自育品种与10个主栽品种最有效地区分开。使用品种的国圃号、国家地区代码、育种单位英文缩写、核心引物名称和分子数据组成云南甘蔗自育品种的DNA指纹身份证，不仅包含了品种的重要信息，而且其中的分子数据可用于品种的真伪鉴定和遗传关系分析，为品种的知识产权保护提供有效的科学依据。

98份甘蔗种质资源遗传多样性的AFLP分析

【目的】甘蔗蔗糖产量约占中国食糖总量的92%。具有遗传多样性的甘蔗种质资源是甘蔗杂交育种的基础,杂交亲本的选择和组合的选配是杂交育种成败的关键,研究98份种质的遗传多样性及亲缘关系,为甘蔗杂交组合选配和种质创新提供参考依据。【方法】采用CTAB法提取甘蔗幼叶基因组DNA,利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记技术,对来源于10个国家的98份种质资源的基因组DNA进行酶切、连接、预扩增、选择性扩增,选择性扩增产物在5%变性聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离,银染显色。电泳结果得到"0,1"矩阵,使用POPGENE 32软件计算每对引物的多态性条带数、多态性比率、多态信息量、有效等位基因数、遗传多样性指数等指标,同时使用NTSYS pc-V.2.1计算种质间遗传相似系数,根据相似性系数进行UPGMA(unweighted pair group method analysis)聚类分析和PCA(principal component analysis)主效应分析,对甘蔗种质资源进行分类。【结果】采用云南省甘蔗遗传改良重点实验室筛选出的10对引物组合共扩增出1 392条谱带,其中多态性条带为1 344条,多态性条带比率为96.55%,平均每对引物扩增出139.2个位点和134.4个多态性位点。98份种质的相似性系数在0.484—0.929,平均为0.734,多态信息量为0.2495,每个位点的有效等位基因数为1.4092,平均多样性指数为0.3890,遗传相似性系数最高的是KN90-418和KN90-455,达到0.929,最低的是云蔗94-375和IS76-126,为0.484。根据遗传相似性系数进行聚类分析,在遗传相似性系数0.64处切割时,可划分为4个类群,第I类群有5份澳大利亚种质,包括IK76-48、IS76-126、IK76-22、SES309和E.SARPET;第II类群有1份澳大利亚种质是IS76-199;第III类群有3份种质,包括KN93-06、90-110-9和BURMA;第IV类群有89份种质,在遗传相似性系数0.79处切割时,可将第Ⅳ类群划分为9个亚群(A、B、C、D、E、F、G、H和I)。基于Jaccard系数用PCA法对98份甘蔗种质AFLP标记结果进行主效应分析,主效应分析显示了不同种质的分类位置,分子主效应分析结果与分子聚类结果一致,集中在一个区域的种质亲缘关系较为紧密,澳大利亚种质位置较为分散,最分散材料为蔗茅属和细茎野生种。【结论】98份种质资源的遗传基础差异较小,亲缘关系较近,其中,澳大利亚种质遗传多样性相对较丰富。90-110-9、KN93-06和粤糖00-236较为特殊,在杂交组合选配中应给予重点关注。

利用分子标记数据逐步聚类取样构建甘蔗杂交品种核心种质库

甘蔗杂交品种是商业品种选育的重要亲本资源,为有效管理和评价这类资源,本研究使用SSR分子标记数据,依据不同相似性系数,采用逐步UPGMA聚类法对161份甘蔗杂交品种(136份来自前期构建的初级核心种质库和25份为新引入国家甘蔗种质资源圃的材料)构建核心种质库,以随机取样方法为对照。在核心种质库质量检测中,用Nei’s多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、总条带数、多态性条带数、多态性条带比例、变异系数符合率、极差符合率、方差差异百分率和均值差异百分率评价分析。结果表明,161份材料在20个SSR位点上具有丰富的多态性,获得294个条带,其中290个为多态性条带,平均多态性条带比例达98.64%;依据3种相似性系数(Jaccard、SM、Dice)和2种取样方法获得8个核心种质库,在核心种质库质量检测中Shannon-Wiener多样性指数、总条带数、多态性条带数表现出较高的检测效率,而其他指标相对较低,8个库中依据Jaccard或Dice相似性系数构建的核心种质库质量最优,该库由107份材料组成,Nei’s多样性指数(0.9785)和Shannon-Wiener多样性指数(4.1854)在P<0.05概率条件下与原库(分别为0.9801和4.4074)无显著差异,而且与原库的均值差异百分率为0(<20.00%),极差符合率为94.32%(>80.00%),对原库分子和农艺性状遗传多样性都具有较好的代表性,可为后续甘蔗杂交品种资源的准确评价、优异基因发掘和开发利用提供重要的前期基础。

云南甘蔗品种表型性状的遗传多样性分析

为了提高云南甘蔗品种资源的利用效率,为甘蔗遗传育种亲本的选择、杂交组合配制提供理论指导,本研究从18个质量性状和5个数量性状对73份云南甘蔗品种和27份中国历年主栽甘蔗品种(不包括云南选育的主栽品种)的遗传变异、遗传多样性、聚类关系等开展了研究。结果表明:云南甘蔗品种芽形、曝光后节间颜色、曝光前节间颜色、芽沟和57号毛群的多样性十分丰富;而数量性状的遗传变异主要来自叶片宽度和株高;相似性系数和聚类分析表明品种的相似性处于中等水平,可分成2个大类群4个亚类群及20个小类群,主成份分析表明云南甘蔗品种和中国历年主栽品种可划分为3个明显的基因库,与聚类分析结果基本一致。

中国滇蔗茅种质资源遗传多样性的AFLP分析

利用10对AFLP引物对来自国家甘蔗资源圃的41份滇蔗茅(Erianthus rockii)无性系进行扩增,获得860个片段,多态性条带629个,多态性条带比率0.73,特异片段54个。遗传相似性系数、UPGMA聚类和主效应分析表明,在相似系数0.52处做切割线,毛轴野古草、斑茅和滇蔗茅无性系分为3个类群;在相似系数0.715处做切割线时,又将41份滇蔗茅无性系划分为3个大类群,云滇07/23独自形成A类群,鉴于其叶鞘背毛,有待作进一步的分析;B类群3份无性系,主要来自云南西南部高海拔地区;C类群37份无性系,其中30份来自云南西南方向的保山、德宏地区,其他地区7份;在相似系数0.738处做切割时,将C类群37份无性系划分为4个亚类群,亚类群的划分反映出明显的地域分布规律,来自同一地区的无性系多聚为一类;在相似系数0.765处做切割可将C4亚类群划分为4个亚类群(C4-1,C4-2,C4-3,C4-4),其中C4-3亚类群中云滇07/9/1与云滇99/4分子聚类最为相似,可作为复份材料保存;C4-3亚类群在相似系数0.773处切割又可以分为3个分支类群,以上分析反映出同一地区无性系之间具有丰富的遗传变异;主效应分析反映的属间、种间、无性系之间的亲缘关系与分子聚类分析结果一致;由此可见,丰富的地理生态条件造就了滇蔗茅丰富的遗传多样性和明显的地域性分布规律。

中国十倍体割手密资源的表型相关性及遗传多样性

为有效评价和利用十倍体割手密资源,挖掘其优异性状,选取中国6个省9个地区的171份十倍体割手密资源,针对8个质量性状指标和8个数量性状指标,对其多样性指数、变异系数、数量性状间的相关性、数量性状与纬度和海拔的相关性进行研究。表型相关性分析结果表明:十倍体割手密资源质量性状的Shannon–Wiener多样性指数整体偏低,采自滇中地区的多样性指数(0.636 6)最高,而采自滇西北地区的多样性指数(0.335 8)最低;数量性状的遗传变异较丰富,变异系数最大的为滇西南地区的资源(33.06%),最小的为贵州的资源(22.12%);产量性状与海拔和纬度呈负相关,糖分性状与海拔呈负相关,与纬度呈正相关,纤维分仅与海拔呈正相关;产量性状之间和糖分性状之间均呈正相关。遗传结构分析结果表明:表型性状的遗传变异主要来自于采集地区内部,采集地区之间有明显的基因交流(基因流值Nm>3),遗传分化不明显。聚类分析结果表明:表型性状与采集地的地势有一定关系,高地势的滇东北地区和滇西北地区聚为一个小类群,低地势的滇东南、滇西南、川东南、广东地区聚为一个大类群。

甘蔗创新种质的因子分析与聚类分析

对13份甘蔗创新种质和2个对照种的13个性状进行因子分析,前4个公因子方差累计贡献率达90.21%,反映了原变量的绝大部分变异信息,以前4个公因子得分为综合指标,采用非加权组平均法进行系统聚类,在欧氏距离为2.69时可将参试材料聚为4类,其中Ⅰ类和Ⅱ类综合表现较好。

68份国外甘蔗种质资源遗传多样性的AFLP分析

采用10对扩增片段长度多态性标记(AFLP)引物,对近年来从澳大利亚、法国、美国和菲律宾引进,并保存于国家甘蔗种质资源圃的68份甘蔗种质资源进行遗传多样性研究。结果表明:68份种质间的遗传相似性系数较高,为0.497 5～0.887 9,平均为0.761 2,表明大部分种质之间亲缘关系相近,遗传基础相似,遗传多样性并不丰富;各类种质间的平均遗传相似性系数以VMC型(菲律宾)最大,为0.825,Q型(澳大利亚)和CP型(美国)次之,分别为0.802和0.752,FR型(法国)最小,为0.685;在相似性系数0.676处可将68份种质分为5组,A组含CP67–412,B组含FR94–515,C组含FR96–626,D组含FR94–126,其余64份种质构成E组,占全部种质数的94.1%,A、B、C、D组4份种质与E组种质相比,亲缘关系较远,显示了独特的遗传组成;来自法国的种质资源具有较高的分散度,包含了较多的遗传信息。

甘蔗根尖染色体制片技术研究

甘蔗是异源多倍体植物,染色体数目多、体积小,染色体制片困难,导致细胞遗传学研究进展缓慢。以分裂旺盛的甘蔗根尖为材料,对不同采样时间、预处理方法、解离时间、染色方法等各技术环节进行实验研究。结果表明:在冬季气温较低的条件下,于15:00进行采样,饱和对二氯苯与0.002mol/L8-羟基喹啉等体积混合液室温预处理4～4.5h,1mol/LHCl与45%乙酸等体积混合液于60℃水浴锅解离8min后,用改良苯酚卡宝品红进行涂片滴染,所获得的染色体制片效果最好。

割手密初级核心种质取样策略研究

以国家甘蔗种质资源圃中596份割手密为研究对象,根据21个质量性状和6个数量性状,从分组原则、组内取样比例、组内取样方法3个层次探讨构建割手密初级核心种质的最佳取样策略,共形成50种取样策略;同时设10个总体取样量梯度,确定最佳的总体取样量。分组原则以采集地、海拔、茎径、纬度、生态区域、总体聚类进行分组及不分组的大随机;组内取样比例按组内个体数量的简单比例、平方根比例、对数比例和多样性比例确定;组内取样方法采用聚类和随机2种方法;10个总体取样量梯度为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%和50%,应用变异系数、遗传多样性指数、表型保留比例、表型频率方差、表型方差等5个参数的主成分综合得分来检验各取样策略的优劣。结果表明,聚类取样优于随机取样;采集地分组和茎径分组都优于其他分组,组内取样比例以多样性比例最好;根据取样策略及总体取样量的分析结果最终确认,按15%总体取样量、以茎径分组、按多样性比例在组内聚类取样为构建割手密初级核心种质的最佳策略组合。在此初级核心种质的基础上,加入取样极易丢失表型性状的材料共计92份,组成最终初级核心种质,占总资源的15.44%。建立的初级核心种质库的遗传多样性、变异系数、表型频率方差、表型方差均明显优于总资源库,表型保留比例达100%,能较好代表总资源库。

甘蔗杂交品种初级核心种质取样策略

以国家甘蔗种质资源圃中1202份甘蔗杂交品种为材料,根据23个数量和质量性状,从分组原则、组内取样比例、组内取样方法3个层次探讨构建甘蔗杂交品种初级核心种质的最佳取样策略,共形成26种取样策略;同时设10个总体取样量梯度,确定最佳的总体取样量。分组原则以原产地、种植区域、总体聚类进行分组及不分组的大随机;组内取样比例按组内个体数量的简单比例(P)、平方根比例(S)、对数比例(L)和多样性比例(G)确定;组内取样方法采用聚类(C)和随机(R)2种方法;10个总体取样量梯度为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%和50%。应用变异系数、遗传多样性指数、表型保留比例、表型频率方差、表型方差等5个参数来检验各取样策略的优劣。结果表明,聚类取样优于随机取样;总体聚类分组优于其他分组;在聚类取样中,平方根比例最好,在随机取样中,多样性比例最好;根据取样策略及总体取样量的分析结果最终确认按10%总体取样量,以总体聚类分组、按对数比例在组内聚类取样为构建甘蔗杂交品种初级核心种质的最佳策略组合,其遗传多样性明显高于总资源库。在此初级核心种质的基础上,加入极值材料和取样极易丢失表型性状的材料共计136份组成最终初级核心种质,占总资源的11.31%。

基于rDNA-ITS序列探讨甘蔗近缘属种的系统进化关系

以狼尾草属（PennisetumRich.）的象草（P.purpureum）为外群体,依据rDNA-ITS序列探讨了甘蔗亚族（Saccharinae）内与甘蔗植物分类关系较近的8属37种120份材料的系统进化关系,结果表明,ITS1序列长度为200~208bp,变异位点91个,简约信息位点70个,GC含量为60.4%~69.1%;ITS2序列长度为215~220bp,变异位点93个,简约信息位点68个,GC含量为66.1%~73.4%;5.8sDNA序列长度为164bp,变异位点18个,简约信息位点9个,GC含量为54.1%~58.0%;根据变异位点,简约信息位点占总位点的比例可以看出,ITS序列比5.8sDNA序列变异程度高,其中ITS1序列又较ITS2序列变异丰富。属种间遗传距离表明芒属（Miscanthus）和荻属（Triarrhena）与甘蔗属（Saccharum）的亲缘关系最近,其次为蔗茅属（Erianthus）和河八王属（Narenga）;而莠竹属（Microstegium）、大油芒属（Spodiopogon）、白茅属（Imperata）与甘蔗属亲缘关系较远。根据甘蔗近缘属种的NJ和MP系统发育关系,支持将斑茅（E.arundinaceus）归入蔗茅属,荻属归入芒属的观点;河八王属的河八王（N.porphyrocoma）与滇蔗茅（E.rockii）亲缘关系较近,而与同属的金猫尾（N.fallax）亲缘关系较远;蔗茅属和芒属属种系统进化关系较其他属种复杂;有4份材料被发现鉴定有误,不应用于后续研究。

甘蔗杂交品种核心种质重要农艺性状评价及亲缘关系分析

以107份甘蔗杂交品种核心种质为研究材料，ROC22为对照品种，通过新植和宿根2年的田间试验，对蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等性状进行最小显著差数法（LSD）两两比较和Duncan多重比较评价，筛选优异材料，利用SSR分子标记建立优异材料与我国骨干亲本的亲缘关系。结果表明36份材料在蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等指标上优于对照品种，可作为亲本进行杂交，且蔗茎公顷产量对公顷舍糖量的影响远大于甘蔗蔗糖分对公顷含糖量的影响：20对SSR引物扩增得到292个标记，其中283个为多态性标记；优异材料与我国骨干亲本相似性系数范围在0．384～0．590之间。平均为0．437，存在较大的遗传差异；UPGMA聚类可将所有材料划分为5个类群，蔗茎公顷产量和公顷含糖量表现优异的材料在各类群都有分布，甘蔗蔗糖分表现优异的材料主要集中在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群，Ⅲ类群更集中；本研究为甘蔗种质创新、遗传育种提供了优异亲本材料，为杂交组合的配制提供重要指导。

利用系谱图和SSR标记分析云南自育优良甘蔗品种的遗传关系

利用系谱图和SSR标记,研究27个云南自育优良甘蔗品种的遗传关系.品种血缘组成分析表明,27个品种的血缘共包含24个种质,细胞质源主要来自热带种斑扎马新黑潭;早期自育品种由于反复使用少数骨干亲本,如Co419、CP49-50,使得血缘组成整体相似;近期品种加大了对新优良亲本的使用,所含种质数逐渐增多.SSR标记分析表明,27对SSR引物共获得408个标记,多态条带比例平均为93.24%,位点的多态信息量平均为0.9411,表明云南自育优良品种在27个位点上多样性十分丰富.品种的分子聚类与血缘聚类大体上相似,但YZ99-601、YZ65-55与同一组合的其他品种差异较大,需作进一步鉴定,而经钴60辐射诱变品种YF82-682、YF84-FB5与其他品种亲缘关系较远,说明辐射导致品种基因组发生较大变异.