中糖2号在国家第13轮甘蔗品种区试的综合评价

为研究甘蔗新品种中糖2号在全国各个蔗区的适应性,中糖2号参加了2018—2020年在全国5省区18个区试点开展全国甘蔗新品种第13轮联合区试1年新植2年宿根区域试验。结果表明,以全国18个区试点的数据结果统计,1年新植2年宿根平均蔗产量6734 kg/667 m^(2),比对照ROC22增产11.16%,14点次增产;平均含糖量957 kg/667 m^(2),比对照ROC22增产7.29%,12点次增产;11—12月平均甘蔗蔗糖分为13.67%,1—3月平均甘蔗蔗糖分为15.30%,全期平均甘蔗蔗糖分为14.52%,比ROC22低0.20个百分点。第1年新植蔗产量6598 kg/667 m^(2),平均含糖量900 kg/667 m^(2),全期平均甘蔗蔗糖分13.57%;第1年宿根平均蔗产量6693 kg/667 m^(2),比ROC22增产15.66%,平均含糖量1017 kg/667 m^(2),比ROC22增产13.25%,全期平均甘蔗蔗糖分15.28%;第2年宿根平均蔗产量6963 kg/667 m^(2),比ROC22增产26.53%,平均含糖量952 kg/667 m^(2),比对照ROC22增产17.10%,全期平均甘蔗蔗糖分为14.75%。平均甘蔗纤维分为11.80%,比对照ROC22高0.70个百分点。通过人工接种鉴定对黑穗病的抗性级别为1级,抗性反应型为高抗;对花叶病的抗性级别为2级,抗性反应型为高抗。中糖2号高抗黑穗病,适宜机械收获。

中糖1号甘蔗新品种第13轮国家联合区试的综合评价

为正确鉴定甘蔗新品种‘中糖1号’的丰产性、稳定性、适应性及品质、抗性等特性,参加了全国甘蔗新品种第13轮联合区域试验。在2018—2020年的第13轮联合区试中,以全国18个区试点的数据结果统计,‘中糖1号’(全国甘蔗联合区试试验中代号为‘中糖1202’)在14个参试品种中表现为出苗率最高、宿根发株率最好,株高最高,公顷有效茎数最多,一年新植两年宿根平均蔗产量113925 kg/hm^(2),比对照‘新台糖22号’增产25.37%,与对照‘新台糖22号’比,18点次增产;平均含糖量16590 kg/hm^(2),比对照‘新台糖22号’增产23.99%,与对照‘新台糖22号’比,17点次增产;11—12月平均甘蔗蔗糖分13.83%,1—3月平均甘蔗蔗糖分14.92%,全期平均甘蔗蔗糖分14.45%,比‘新台糖22号’低0.27个百分点。人工接种鉴定对黑穗病的抗性级别为5级,抗性反应型为中抗。对花叶病的抗性级别为3级,抗性反应型为中抗。根据区域试验糖产量结果表明,‘中糖1号’适宜种植区域有河池、北海、来宾、崇左、龙州、桂林、保山、柳州、福建漳州、百色、柳城、海南临高、云南开远、临沧、广东遂溪、湛江,为‘中糖1号’在全国各地的种植推广提供了科学依据。

膜下滴灌减量施肥对甘蔗农艺性状、产量和养分利用率的影响

探讨不同膜下滴灌减量施肥模式对甘蔗生长、产量和肥料利用率的影响,分析最佳减肥模式,为科学指导甘蔗膜下滴灌施肥技术应用提供理论依据。以空白对照(CK_(0))、常规施肥(CK_(1))和滴灌+常规施肥(CK_(2))为对照,设置1个膜下滴灌施肥处理T_(100)(施肥量同CK_(1))以及3个膜下滴灌减量施肥处理T_(80)、T_(70)和T_(60)(减量20%、30%和40%),对甘蔗主要农艺性状、产量、蔗糖分、产糖量、经济效益及养分利用率等生产指标进行比较分析。结果表明:相较于CK_(1),增加滴灌的CK_(2)有效茎数明显提高,而T_(100)在分蘖率、株高、有效茎数、成茎率方面均显著提升,T_(80)和T_(70)则主要对有效茎数和成茎率促进明显。在产量方面,相对CK_(1),CK_(2)及T_(100)、T_(80)、T_(70)均显著增加,2年平均产量分别提升了13.64%、32.20%、27.00%和20.18%。在各滴灌施肥处理间,相对于T_(100),T_(80)产量并无显著变化,而T_(70)和T_(60)产量显著减少。在蔗糖分和产糖量方面,各滴灌施肥处理间蔗糖分并无显著差异,而产糖量与产量变化趋势基本一致,T_(100)和T_(80)产糖量最高,且二者间无显著差异。在纯收益方面,仅有T_(100)和T_(80)较CK_(1)获得显著增加,2年平均收益分别增加4534.4元/hm~2和3953.8元/hm~2。T_(70)和T_(60)纯收益相较于T_(100)则呈现显著下降,其中T_(60)纯收益甚至比CK_(1)还低2350元/hm~2。在肥料利用率方面,所有滴灌施肥处理氮、磷、钾肥利用率均显著高于CK_(1),其中T_(80)肥料利用率最高,2年试验平均氮、磷、钾肥利用率分别达到48.36%、27.70%和68.95%,分别较CK_(1)提高了28.42、17.95和30.71个百分点。综合来看,在中等肥力砖红壤蔗区,采用T_(80)膜下滴灌减量施肥模式,可以同时获得较理想的甘蔗产量和收益。

机械收获条件下14个甘蔗品种在海南临高的区域试验评价

为筛选适宜海南蔗区种植的高产、稳产、宜机收甘蔗优良新品种,以参加全国第十四轮区试的13个新品种和1个对照品种为供试材料,在机械收获条件下,进行了1年新植和2年宿根的田间区域比较试验。试验结果表明:中糖1301、福农10-14405、桂糖13-386和粤甘51号4个品种蔗糖分较高,宿根性和丰产性较好,适宜在海南蔗区进一步扩大面积开展生产性示范推广。

甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析

为研究甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量变化,解析甘蔗“源-库”糖分积累调控机制,分别对分蘖期、拔节期、成熟期‘新台糖22号’甘蔗成熟叶片中蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶、酸性转化酶、中性转化酶的活性及叶片中蔗糖和还原糖含量采用比色法进行测定。结果表明随着茎秆生长及糖分积累,甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性从10.3μmol/(gFW·h)逐渐升高至14.6μmol/(gFW·h),成熟期甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性显著降低至5.3μmol/(gFW·h);甘蔗叶片中蔗糖合成酶在茎秆中糖分积累时蔗糖合成活性由14.0μmol/(gFW·h)降低至9.1μmol/(gFW·h);分蘖期甘蔗叶片中蔗糖转化酶活性介于26.0~30.2μmol/(gFW·h),而成熟期甘蔗叶片中蔗糖转化酶活性显著降低至13.9~16.4μmol/(gFW·h)。甘蔗叶片中蔗糖含量在茎秆中糖分积累时达到最高20.57 mg/gFW;分蘖期甘蔗叶片中还原糖含量2.1 mg/gFW,而拔节期、成熟期甘蔗叶片中还原糖含量分别升高至5.45 mg/gFW和7.15 mg/gFW。甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性与蔗糖含量呈正相关,表明甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶直接调控蔗糖合成。研究结果表明叶片中蔗糖磷酸合成酶及蔗糖含量积极响应茎秆中糖分积累信号,蔗糖磷酸合成酶是甘蔗“源-库”糖分积累调控的关键作用靶点,进一步解析甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶调控网络可为甘蔗糖分性状改良提供理论依据。

甘蔗新品种中糖3号的选育与种性评价

中糖3号是中国热带农业科学院热带生物技术研究所以粤糖99-66为母本,新台糖28号为父本杂交选育的甘蔗新品种,于2020年9月通过农业农村部非主要农作物品种登记。在1新2宿的品种比较试验中,中糖3号平均蔗茎产量为130.14 t/hm^(2),较对照品种新台糖22号增产16.03%;平均蔗糖分为14.79%,较新台糖22号增加1.01个百分点;产糖量为19.34 t/hm^(2),较新台糖22号增产24.05%;平均纤维分为10.85%,较新台糖22号提高了1.12个百分点。在机械收获性方面,中糖3号机械收获3季平均损失率为4.34%,较新台糖22号损失率5.39%,减少了19.48%;平均含杂率为6.12%,较新台糖22号含杂率7.13%,减少了14.17%。综合多年多点试验表明:中糖3号为中晚熟品种,丰产高糖、出苗快,分蘖力较强、宿根发株数多,抗黑穗病、中抗花叶病,同时兼具蔗茎直立均匀、内容充实、不易倒伏和风折、易脱叶、适宜机械化收获作业等优良农艺性状,具备较好的商业品种推广种植潜力。

甘蔗转基因育种研究进展

由于复杂的遗传背景、较低的可育性和缺乏优异种质资源等因素给甘蔗品种改良带来了很大的困难,而通过转基因技术为甘蔗品种改良提供了有效的途径。甘蔗通过转基因,不仅在其抗虫性(螟虫和蚜虫)、抗病性(白条病、花叶病和黑穗病)、蔗糖改良(蔗糖产量、蔗糖纯度和色泽)、抗除草剂、抗旱性等方面已经取得了很大的进展,而且转基因甘蔗作为生物反应器生产重组蛋白(GM-CSF等)和生物塑料聚羟基丁酸酯(PHB)也取得了很好的成果。综述甘蔗主要性状遗传改良研究进展、转基因存在的问题以及转基因安全性研究状况,并对今后的甘蔗转基因育种前景和研究方向进行分析。

甘蔗对螟虫的抗性及其机制研究进展

甘蔗是主要的糖料作物和能源作物,螟虫是甘蔗生产中为害最严重的钻蛀性害虫,使甘蔗的产量和品质显著降低。尽管目前普遍采用化学药剂和生物防治方法,但因甘蔗的特殊性使防治效果甚微。利用品种的抗虫性是最为经济有效的防治方法。从抗性方式来看,甘蔗抗螟虫性机制主要是幼虫的排趋性和抗生性。本文从甘蔗对螟虫的田间抗性鉴定、室内抗性鉴定讨论了抗性鉴定方法,以及茎表皮硬度、纤维素含量、硅含量等物理结构特性和类黄酮、氮素和必需氨基酸等化学因子与抗性的关系,阐述了物理结构和化学因子在甘蔗对螟虫抗性机制中的作用,最后从抗性来源等方面探讨抗性机制的研究,并对今后的研究方向提出展望。

60Co-γ辐射对甘蔗种子萌发和幼苗生长的影响初探

由于甘蔗遗传基础狭窄,传统的甘蔗杂交育种难以获得创新种质,而辐射育种为创新种质提供了新途径。为探讨^(60)Co-γ辐射对甘蔗杂交种子的诱变作用,以70Gy的剂量对5个甘蔗杂交组合的种子进行辐射处理,鉴定其对甘蔗杂交种子的萌发及幼苗生长状况的影响。结果表明,辐射处理对甘蔗杂交种子萌发状况的影响较小,甘蔗杂交组合间存在一定差异。辐射处理对甘蔗杂交种子幼苗生长状况的影响较大,甘蔗杂交组合间存在的差异偏大。辐射后的甘蔗幼苗出现生长缓慢、矮小、叶片卷缩等发育不良状况。

甘蔗新台糖22号的干物质及氮素积累与分配特征

以新台糖ROC22号为试材,对甘蔗全生育期各器官干物质积累、氮素积累和分配特征进行研究。结果表明:甘蔗随着植株的生长,其干物质积累逐渐增加,其中以茎的积累最快。整个植株的氮素积累随着植株生长不断上升,在生长稳定期达到顶峰后下降;茎中氮素的积累从拔节开始不断上升,但叶片中氮素的积累表现出先升后降。氮素在叶片的分配比例是随着植株生长而下降,而茎则相反。随着生育期的延长,氮素浓度总体呈下降趋势,但茎和根的浓度先升后降。

强宿根性甘蔗新品种中糖1号的选育

中糖1号是中国热带农业科学院热带生物技术研究所从粤糖99-66×内江03-218杂交组合后代中选育出的甘蔗品种。该品种表现为出芽整齐均匀、分蘖力强、宿根发株多、有效茎数多、丰产、宿根性强,耐旱、耐寒。海南临高试验结果,一新两宿3年平均蔗产量,中糖1号比对照新台糖22号增产22.13%,其中宿根一季和二季蔗茎产量分别为8.626 t·(667 m^2)^(-1)和8.576 t·(667 m^2)^(-1),分别比对照增产33.23%和30.45%。一新两宿3年平均产糖量,中糖1号比对照新台糖22号增糖21.1%;其中宿根一季和二季产糖量均为1.08 t·(667 m^2)^(-1),分别比对照增糖25%和28.6%。该品种于2018年5月获得国家农业农村部认定的非主要农作物新品种登记。

作物航天诱变育种变异特征研究进展

研究了作物航天诱变变异的主要遗传特征及遗传性状将有效指导作物航天诱变育种实践。概述了作物经航天搭载后发生变异的各种特征,包括细胞结构、染色体的遗传特征,DNA和基因组水平上的遗传特征,同工酶等生理生化特征,主要遗传性状变异特征等,并在此基础上提出作物航天诱变育种需要加强和完善的问题。

高抗黑穗病甘蔗新品种‘中糖2号’的选育

本文详细阐述了高抗黑穗病、高产高糖的‘中糖2号’甘蔗新品种的选育过程,并就其蔗茎产量、抗黑穗病鉴定、特征特性等进行综合分析。‘中糖2号’(ZT2)是中国热带农业科学院热带生物技术研究所从‘热引1号’ב新台糖22号’(ROC22)杂交组合后代中选育出的甘蔗优良新品种,2019年获得农业农村部认定的非主要农作物新品种登记[编号:GPD甘蔗(2018)460029]。该品种表现为出芽整齐均匀、直立、易脱叶、抗倒伏、适宜机械化,高抗黑穗病。在海南临高的试验结果表明,‘中糖2号’1 a新植2 a宿根连续种植3 a平均蔗茎产量(117080 kg/hm^(2))比对照‘新台糖22号’(96330 kg/hm^(2))增产21.54%,其中宿根1 a和宿根2 a宿根甘蔗的蔗茎产量分别是112875 kg/hm^(2)和110625 kg/hm^(2),分别比对照‘新台糖22号’增产27.82%和34.73%。‘中糖2号’1 a新植2 a宿根连续种植3 a单位面积平均含糖量(14756 kg/hm^(2))比对照‘新台糖22号’增18.61%,其中宿根1 a和宿根2 a的宿根甘蔗的含糖量分别为14516 kg/hm^(2)和13874 kg/hm^(2),分别比对照‘新台糖22号’增25.29%和29.17%。多年的黑穗病自然发病调查结果显示,‘中糖2号’对黑穗病表现为高抗,人工接种结果也表明其为高抗。‘中糖2号’为高抗黑穗病的高产高糖新品种,既为甘蔗育种提供抗病的亲本材料,也为甘蔗生产提供抗病的生产用种。

甘蔗对螟虫抗性的初步鉴定

在田间自然条件下,在分蘖期、拔节期和成熟期分别对热引1号、热引2号和ROC22号进行虫害调查。对分蘖期枯心率、拔节期和成熟期虫蛀孔数的结果分析表明,在3个不同生长时期,这3个甘蔗材料间对螟虫的抗性均差异显著,抗性依次为热引1号、ROC22、热引2号。因此,与当前主栽品种ROC22相比,热引1号可作为选育抗螟虫甘蔗品种的优良亲本,为抗螟虫甘蔗品种的选育提供良好基础材料。

不同海拔甘蔗蔗糖分的积累特征

以甘蔗品种闽糖69/421为试材,分别种植于400,600,800,1 000,1 200,1 400,1 600 m海拔高度的蔗区,对不同海拔的甘蔗成熟期的蔗糖分的积累特征进行研究。结果表明：不同甘蔗蔗糖分积累时期受海拔影响不一样,在蔗糖分积累初期,海拔4000--1 000 m时,甘蔗蔗糖分受海拔的影响较大,随着海拔升高,蔗糖分降低;但在海拔1 000--1 600 m,甘蔗蔗糖分变化不大。而在甘蔗蔗糖分积累中后期,海拔对甘蔗蔗糖分积累的影响变小,随着海拔升高,甘蔗蔗糖分积累呈现总体下降,不同海拔间蔗糖分起伏较大,但下降幅度不大。甘蔗蔗糖分积累除受海拔高度的影响,还受到多种环境因素的影响。

BAC-FISH在植物基因组研究中的应用

细菌人工染色体荧光原位杂交(BAC-FISH)是将包含不同特性的BAC克隆直接定位到染色体上的技术,其在植物基因组学和分子细胞遗传学研究中具有不可替代的作用。综述其在各种植物染色体鉴定和核型分析、图谱构建、植物起源与进化分析、基因定位以及FISH的分辨率等植物基因组学研究的应用进展。

甘蔗钾素吸收、累积和分配的动态变化特征

以国内当前甘蔗主栽品种ROC22为材料,通过田间实验分析了甘蔗主要器官钾素含量、累积、分配和吸收的动态变化特征。结果表明:在相同生育期,上部茎和青叶鞘始终是钾素含量较高的器官,青叶和中、下部茎次之,根系、枯叶和枯叶鞘则始终相对较低。钾素主要累积于青叶(鞘)和蔗茎中。拔节前青叶(鞘)中的钾素占植株总累积量的95%以上,拔节后其钾素分配比例持续下降,而蔗茎中则持续上升,在工艺成熟期分配至蔗茎的钾素占整个植株的83.3%。甘蔗钾素阶段吸收量和吸收速率则呈现了先上升后下降的趋势,分蘖期至茎伸长4期为甘蔗主要钾素吸收积累阶段,占生育期总吸收的86.8%,其中分蘖期至拔节期的钾素阶段吸收量(4 791.3 mg/plant)和吸收速率(159.7 mg/plant·d)最高,为甘蔗钾素吸收的最大效率期。

种植行距对斜排稀植甘蔗脱毒种苗生长和产量的影响

以新台糖22号二代脱毒种苗为试材,在播种量为45 000芽/hm2条件下,考察行距为1.3、1.4、1.5 m的斜排稀植模式甘蔗的生长、产量、含糖量变化。结果表明,斜排种植模式下甘蔗分蘖率、不同生育期株高、单茎重、每公顷蔗茎产量、折算每公顷含糖量均较对照下降,且随行距的增加下降幅度增大;其中1.5 m行距下斜排种植甘蔗成熟前株高与1.3 m行距、对照的差异达到显著水平。斜排种植模式下甘蔗成茎率、单位面积有效茎数、蔗茎直径、蔗茎锤度均较对照增加,且随行距增大增加幅度变大;除1.4、1.5 m行距下斜排种植模式甘蔗成茎率与对照间差异达到显著水平外,其余指标差异均未达到显著水平。

海岛棉A亚组和草棉及阿非利加棉单染色体鉴定

以1套13个陆地棉A亚组染色体特异的BAC克隆为探针,与海岛棉Pima90-53、红星草棉和阿非利加棉染色体进行荧光原位杂交。这些探针均在染色体上产生了特异信号,从而鉴别了这3个棉种基因组的单染色体。因此,这套BAC克隆也可以作为这3个基因组染色体的细胞遗传学标记。在此基础上,对3个棉种的A(亚)组染色体物理序号进行了命名。根据这些分子标记和连锁群的关系,染色体物理序号和遗传连锁图谱间可实现相互转化。这将有助于研究棉属不同棉种间的起源演化关系,以及新的遗传标记的染色体物理定位和构建染色体物理图谱等。

雷蒙德氏棉3条染色体特异BAC的筛选与定位

通过筛选海岛棉BAC文库并结合BAC-FISH技术成功获得雷蒙德氏棉D501、D502和D510染色体的特异BAC克隆,可作为这3条染色体的细胞学标记。这3个克隆在雷蒙德氏棉和海岛棉中进行比较作图,结果表明,它们在海岛棉中均表现出了染色体特异性,说明这3个BAC也可用于海岛棉Db01、Db02和Db10染色体的识别。其中BAC克隆280G06在两棉种10号染色体上的位置为非线性关系,可能在棉属的进化过程中发生了染色体结构的变异。