甘蔗3个育种性状与SSR标记的关联分析及优异等位变异发掘

株高、茎径和锤度是甘蔗产量和蔗糖分两大育种目标的主要构成因子,鉴定与其相关的分子标记、发掘优异等位变异及典型载体材料,可为甘蔗分子标记辅助育种提供依据。本试验以62份甘蔗种质资源为材料,于成熟期调查4个种植环境条件下甘蔗株高、茎径和锤度3个育种性状,对表型数据进行方差和遗传变异分析,并基于37对SSR标记的分子数据,利用MLM方法进行关联分析,鉴定出优异关联标记并进行表型效应解析,发掘优异等位变异及载体材料。结果表明,基因型、种植环境及其两者互作对株高、茎径和锤度具有极显著影响。3个性状的广义遗传力范围为0.68~0.76,说明具有较稳定的遗传特性,其表现型主要由基因型决定。表型数据统计分析表明, 3个性状均呈现出数量性状的正态分布特征,变异系数范围为6.73%~19.89%,具有较丰富的表型变异。37对SSR引物共检测到204个等位变异,平均每对扩增到5.5135个,基因多样性平均值为0.6779,PIC平均值为0.6252,高度多态性标记(PIC>0.5)占总量的89.19%。群体结构分析表明该群体可分为3个亚群。基于MLM模型,共检测到与株高、茎径和锤度相关的标记20个,表型变异解释率为5.04%~27.98%。其中7个标记在2个及以上环境中均检测到认为是优异关联标记,经表型效应解析共鉴定出8个具有增效效应的优异等位变异及携带优异等位变异的典型载体材料10份。该研究结果对甘蔗产量和糖分性状候选基因挖掘和杂交组合亲本选配具有重要指导意义。

大茎野生种57NG208血缘甘蔗群体F_(1)种质叶片的叶绿素荧光特征

【目的】探究大茎野生种57NG208血缘群体F1种质叶片的叶绿素含量SPAD值和叶绿素荧光特性,为含大茎野生种血缘甘蔗高光效品种或亲本的选育奠定基础。【方法】以大茎野生种57NG208血缘F1群体为试验材料,采用手持便携式SPAD-502叶绿素仪、PAM-2500便携式荧光仪,对其叶片的叶绿素SPAD值、初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))、实际光化学效率Y(Ⅱ)、非光化学淬灭系数NPQ、光化学淬灭系数qP等指标进行相关分析和聚类分析。【结果】120份种质材料甘蔗叶片的8个光合指标的差异均达到极显著水平。相关性分析结果表明,潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))与最大光化学效率(F_(v)/F_(m))呈极显著正相关,光化学荧光猝灭系数(qP)和非光化学荧光猝灭系数(NPQ)呈极显著负相关,Y(Ⅱ)值与叶绿素SPAD值呈正相关,与其余指标呈极显著正相关;基于实际光化学效率Y(Ⅱ)值进行系统聚类分析,参试种质被分为3大类,即低等光能转化效率类型(Ⅰ类)、中等光能转化效率类型(Ⅱ类)、高等光能转化效率类型(Ⅲ类)。【结论】在120份大茎野生种57NG208血缘F1种质中,云瑞19-8-43、云瑞19-8-54、云瑞19-8-62、云瑞19-8-64、云瑞19-8-106、云瑞19-8-44、云瑞19-8-2、云瑞19-8-108、云瑞19-8-38、云瑞19-8-57、云瑞19-8-26、云瑞19-8-50、云瑞19-8-107等13份材料属于高光效种质,在创新育种过程中要加大利用力度。

云南八倍体割手密84-268血缘F2群体表型多样性分析

本研究以100份云南八倍体割手密84-268血缘F2群体创新种质为材料,对其株高、茎径、锤度、有效茎数、单茎重、蔗茎产量和糖产量等7个主要农艺性状进行频率分布直方图分析、遗传多样性分析、相关分析、主成分分析和聚类分析。结果表明:该群体的7个农艺性状数据表现出较好的正态分布、变异较丰富,变异系数在9.91%~50.76%之间,其中糖产量的变异系数最大达到50.76%;相关和逐步回归分析表明,蔗茎产量与株高、茎径和有效茎数呈极显著正相关,决定系数为0.9282;糖产量主要由株高、茎径、锤度、单茎重和有效茎数5个因素决定,决定系数为0.9160;主成分分析将7个农艺性状综合为3个主要成分,其累积贡献率达86.985%,其中第一主成分即蔗茎产量糖分因子是最重要的因子,其贡献率达47.615%;在欧氏距离为6.00处将100份创新材料分为3类,结果与主成分得分结果一致,其中第Ⅰ类群的7个性状指标均优异,共筛选出15个优质材料,其主成分综合得分较高,尤其值得关注的是云割F218-226-7、云割F218-226-14、云割F218-226-89、云割F218-226-48、云割F218-226-96、云割F218-226-21、云割F218-226-43和云割F218-226-5等8份材料,可以进一步筛选作为亲本材料或后备核心种质。

5个甘蔗新品系叶绿素荧光参数的比较

[目的]比较了5个甘蔗新品系的光合生理特性,以期为高光效甘蔗亲本或种质的筛选和栽培提供理论依据。[方法]选择云蔗02588、云蔗14658、云蔗14599、云蔗17613和云蔗17637为参试新品系。采用手持便携式SPAD-502 Plus叶绿素仪、PAM-2500便携式荧光仪测定参试品系叶片的叶绿素含量(SPAD值)、叶绿素荧光参数、单产及蔗糖产量。通过相关性分析、主成分分析、隶属函数法和灰色关联度分析对参试品系进行综合评价。[结果]5个品系的SPAD值和叶绿素荧光参数均存在显著或极显著差异。相关分析表明,初始荧光(F_(0))与最大荧光(F_(m))、潜在光化学效率(F_(v)/F_(0))与最大光化学效率(F_(v)/F_(m))呈极显著正相关;PSⅡ光能捕获效率(ΦPSⅡ)分别与光合量子产量[Y(Ⅱ)]和光化学淬灭系数(qP)呈极显著正相关,与非光化学淬灭系数(qN)呈显著负相关。主成分分析表明,前3个主成分累计贡献率达91.078%,代表了绝大部分数据的信息;灰色关联度分析表明,F_(m)、F_(0)、Y(Ⅱ)与单产的关联度最高,F_(0)、qN、Y(Ⅱ)与11月理论蔗糖产量关联度最高,ΦPSⅡ值和SPAD值与单产、11月理论蔗糖产量的关联度最低。[结论]在参试的5个甘蔗新品系中,云蔗17637和云蔗14599的光合生理综合评价优于其他3个品系,具有高产潜力,可作为优质的高光效亲本或种质。

云瑞17系列甘蔗创新品系DTOPSIS分析评价

通过对‘云瑞17’系列品种比较试验中的11份创新品系进行DTOPSIS评价,筛选出5份超过双对照‘新台糖22’和‘粤糖93-159’的创新材料。这5份材料分别是‘云瑞17-744’、‘云瑞17-613’、‘云瑞17-637’、‘云瑞17-646’、‘云瑞17-604’,其Ci值分别是0.7774、0.7698、0.7062、0.6332、0.5813。结合田间观察,DTOPSIS评价结果与田间表现基本一致,其中‘云瑞17-637’、‘云瑞17-613’、‘云瑞17-744’已在扩大繁殖。

不同世代甘蔗亲本材料评价

[目的]为了优良甘蔗种质资源的评价及快速分类,应用于甘蔗新品种培育。[方法]研究采集选配了22对云瑞系列杂交组合,对后代的丛有效茎数、株高、茎径、丛重、锤度5个主要农艺性状数据进行无量纲处理,再低级数据融合,结合相关分析、偏最小二乘分析(PLS-DA)、系统聚类分析(HCA)等方法,对试验材料进行综合评价,以提高创新种质的利用效率。[结果](1)不同组合后代材料间的农艺性状数据指纹图谱差异较大,可以用于不同材料的鉴别;(2)PLS-DA与HCA结果显示,不同甘蔗野生种质资源后代群体间具有一定间隔,能较好进行区分,其中来源于云南割手密后代试验材料F_2与F_3代群体距离较近,关系较为紧密;(3)基于变量投影重要性准则(VIP)结果,筛选出的34个单株有较大的遗传改良潜力,将其选出进行下一步杂交利用。[结论]通过在不同农艺现状的数据融合对甘蔗种质进行评价,为甘蔗优异种质资源的收集保育、筛选和创新利用提供参考依据。

27个甘蔗杂交组合经济育种值评价

为了评价选配的27个甘蔗杂交组合育种潜力及亲本的遗传特点,对27个杂交组合F1群体的株高、茎径、丛茎数、蔗糖分、丛重、丛含糖量等6个农艺性状进行调查,采用澳大利亚家系评价试验法,分析遗传变异和经济育种值(EBV)。结果表明,18个母本中,HoCP92-648、CP81-1254、科5、ROC1等经济育种值高,可作为优良生产性母本。18个父本中,桂糖92-66可作为优良生产性父本。在27个组合中,科5×云蔗02-588、HoCP92-648×桂糖92-66、CP81-1254×CP89-2143、桂糖02-901×ROC25、粤糖00-236×桂糖96-211、CP84-1198×粤糖00-236,6个杂交组合经济育种值高,可选育出高经济效益的新品种。

国家七轮区试甘蔗品种在云南瑞丽点表现的DTOPSIS法综合评价

利用DTOPSIS对参加国家甘蔗品种七轮区试的11个品种,在云南瑞丽点2年新植1年宿根的品比结果进行综合分析。结果表明,C12003、闽糖96-1027的综合表现优于双对照ROC22(CK1)和ROC16(CK2);粤甘26号、桂糖97-40、云蔗03-194和云蔗03-332的综合表现优于ROC16(CK2),评价结果与糖产量排序高度一致,与甘蔗品种在云南瑞丽蔗区的实际表现吻合。

云南割手密血缘F_1创新种质的因子和聚类分析

对70份云南割手密血缘F1创新种质材料8个农艺性状进行了因子和聚类分析,因子分析中8个公因子保留前3个公因子,其累计贡献率达79.35%。第1公因子中载荷值较大的是单产、含糖量、有效茎数、出苗率和分蘖率等性状;第2公因子中起主导作用的性状是茎径和株高两个产量因子;第3公因子只有11月理论蔗糖分起主导作用。以70份创新材料3个公因子的因子得分为指标,采用系统聚类中的最长距离法进行聚类分析。在遗传距离2.4处,参试材料被聚为10类,其中占参试材料总数50%的第Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅹ类材料,表现高产;占参试材料72.8%的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ类材料,表现高糖,特别是其中占参试材料38.6%的Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类材料,11月理论蔗糖分均高于12%;占参试材料总数38.6%的第Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ类材料,表现高产、高糖。本结果为有针对性地利用这些材料,培育高产、高糖创新亲本提供了科学依据。

云瑞10系列甘蔗亲本及其组合的杂交育种潜力分析

【目的】分析云瑞10系列甘蔗亲本及其组合的杂交育种潜力,筛选出优良亲本和组合,为甘蔗杂交育种提供参考依据。【方法】以13个云瑞10系列亲本及其与国内外品种选配的26个组合(C1～C26)为材料,应用家系评价和同异分析方法计算母本、父本及组合在蔗糖产量、蔗茎产量、有效茎数、株高、茎径和锤度6个性状的遗传力、配合力和综合同一度,评价云瑞10系列亲本及其所选配组合的杂交育种潜力。【结果】除父本的锤度差异达显著水平(P<0.05)外,父本其他性状及母本和组合的6个性状均呈极显著差异(P<0.01或P<0.001),说明父本、母本及其组合对后代表现均具有明显影响。蔗糖产量、蔗茎产量和有效茎数3个性状的遗传力排序为父本>组合>母本,茎径和锤度的遗传力排序为组合>母本>父本;株高的遗传力排序为组合>父本>母本。母本、父本及其组合的6个性状平均遗传力排序为:茎径>有效茎数>株高>蔗糖产量>蔗茎产量>锤度。云瑞10-509、云瑞10-336和云瑞10-330蔗糖产量、蔗茎产量、有效茎数、株高和锤度的一般配合力均为正效应,可作为杂交育种的高产高糖优良母本;云瑞10-495和云瑞10-1055茎径的一般配合力也为正效应,可作为大茎品种选育的优良母本;云瑞10-550可作为高产高糖父本。以云瑞10系列为母本的组合C1、C2、C3、C4、C5、C6和C9为高产、高糖、有效茎多、高锤度优良组合,但各组合优劣与母本所含野生资源种类及其数量无关。同异分析法与混合模型估算组合特殊配合力均可较准确评价杂交组合优劣。【结论】云瑞10系列甘蔗亲本与不同地区品种组配后不同性状的遗传力和配合力不同。在甘蔗育种中,组配杂交组合时可重点以云瑞10系列为母本,但需兼顾其不良性状,选配互补型父本。

甘蔗部分生产性亲本的育种潜力分析

以品种型亲本、云瑞系列创新亲本和常用引进亲本选配35个生产性组合的有性世代为研究材料,分析母本、父本及组合的遗传效应。结果表明,母本、父本及其不同组合后代的主要性状均表现极显著差异,平均遗传力表现为组合(88.2%)>母本(80.3%)>父本(74.0%);德蔗93-88、云瑞05-189、云瑞05-344、CP84-1198、HOCP93-750、桂糖96-211、云瑞03-11、粤糖00-236、湛蔗92-126、桂糖92-66和云瑞03-72等做母本,科5、云蔗94-343、云瑞03-78、云瑞05-458、Q121和崖城71-374等做父本,后代糖、蔗产量或锤度一般配合力强,可分别作为高产、高糖亲本加以利用;CP84-1198×科5、德蔗93-88×云蔗94-343、云瑞05-189×云瑞03-78和云瑞05-344×云瑞05-458等11个组合糖产量的总配合力均为正效应,可作为杂交育种的优良组合利用。云瑞05-189、云瑞05-344、云瑞03-11、云瑞03-72、云瑞03-78和云瑞05-458等材料糖产量、蔗茎产量的一般配合力为正效应,具备了作为生产性亲本利用的潜力。

4种方法评价甘蔗杂交组合优劣的比较

为科学评价云瑞系列创新亲本及组合的育种潜力，文章以云瑞甘蔗创新亲本选配的32个杂交组合为研究材料，分别应用R软件分析、灰色接近度评估、同异分析、模糊综合评判4种方法对参试组合有性世代主要工、农艺性状进行综合分析，并比较4种方法对杂交组合优劣评价的准确度、区分度、以及评价等级与杂种圃材料入选率高低的吻合程度，4种方法得出较为一致的结果：除6号组合外的1—9号组合均为优级、较优级，29～32号组合为较差级、差级；除少数组合外，评价等级的优劣与其杂种圃入选率的高低基本吻合；灰色接近度评估对组合的区分度好，但准确度较差；同异分析、模糊综合评判对组合的区分度、准确度均为最优或优，可作为甘蔗杂交组合评价优先使用的方法，与常用的R软件分析共同构成甘蔗杂交组合评价的技术方法体系。

云南不同生态型割手密及其血缘F_1代种质的抗旱性遗传分析

利用隶属函数法,对云南不同生态型割手密及其血缘的F1代(共28个材料),在自然生长与干旱胁迫条件下的生长发育指标进行了比较分析。结果表明:(1)参试15个云南不同生态型割手密血缘F1代种质材料中,80%表现抗旱性强,尤其是云割F108–319等7个材料的抗旱性表现优良。(2)参试的8个割手密无性系抗旱性表现有强有弱,抗旱性表现弱、中、强的材料各占参试割手密的25%、37.5%、37.5%,抗旱性与其原生地的气候条件无一致性或特异性。(3)割手密及其血缘材料的抗旱性是一个复杂的特性,需要在育种实践中不断鉴定评价,才能有效提升抗旱育种效率。

基于同一度的云南甘蔗细茎野生种血缘F_1代创新种质材料分类

【目的】对原生地为云南半湿润半干燥生态型的甘蔗细茎野生种血缘F1代创新种质材料进行分类,为有针对性利用这些创新种质材料提供科学依据。【方法】对20个甘蔗细茎野生种血缘F1代创新种质材料的9个性状进行调查,采用集对分析同一度的综合评价方法进行分类。【结果】20个参试甘蔗材料被分为10个类型:Ⅰ类包括8个材料,综合表现较好,占参试材料总数的40%;Ⅱ类包括1个材料,分蘖力、宿根性特强、低锤度;Ⅲ类包括两个材料,有效茎数多、特高产、中等锤度;Ⅳ类包括1个材料,高产、高锤度;Ⅴ类包括两个材料,分蘖差、低产、中等锤度;Ⅵ类包括1个材料,茎细、低产、中等锤度;Ⅶ类包括1个材料,茎特细、低产、高锤度,枯心苗率为0,可能抗旱或抗螟虫;Ⅷ类包括两个材料,大茎、高产、高锤度;Ⅸ类包括1个材料,茎细、高产、高锤度;Ⅹ类包括1个材料,茎细、低产、高锤度。【结论】各类甘蔗创新种质材料均表现出良好的分蘖力、宿根性和较多的有效茎数,且各有特点。有针对性地利用不同类型甘蔗种质材料,可培育出各具特色的创新亲本材料,从而丰富中国甘蔗育种的遗传基础。

云瑞创新亲本选配32个甘蔗杂交组合的模糊综合评判

采用模糊综合评判方法,通过甘蔗杂交组合有性世代株高、茎径、丛有效茎数和锤度表现综合评价云瑞创新亲本选配的32个甘蔗杂交组合。结果表明,优级、一般级组合各有13个,各占参试组合总数的40.6%,差级组合6个,占参试组合总数的18.8%;株高、锤度、锤重优集隶属度上、下限值与模糊综合评判分级的优劣变化一致,茎径、丛有效茎数优集隶属度下限值与模糊综合评判分级的优劣变化不完全一致,表明所有组合中均能筛选出锤度、锤重达优级以上株系,但不是所有组合均能筛选出茎径、丛有效茎数达优级以上株系;模糊综合评判组合的优劣分级与各级别杂种圃的平均入选率呈正相关,与组合入选率不呈正相关;不同组合有性世代性状表现的差异给甘蔗育种增加了难度,却是创新亲本、品种培育的基础。

云南野生甘蔗种质血缘F_3代亲本材料抗旱性研究初报

对 4个含云南割手密种血缘、5个含斑茅种血缘的 F3 代参试材料 ,进行了桶栽干旱胁迫条件下丙二醛含量、相对质膜透性以及株高伤害率等抗旱性指标的测定 ,筛选出各项指标均优于对照新台糖 10的云割 F3 95 /12 8和云斑 F3 99/719两个材料 ,并从种质基础和血缘关系上对其抗旱性状的遗传背景作了分析。初步认为 :(1)在楚连璧提出的“异质复合分离理论”指导下 ,已经获得云南野生甘蔗种质资源的抗旱性“性状复合遗传力”杂种优势 ;(2 )云割 F3 95 /12 8和云斑 F3

甘蔗杂交后代亲子关系真实性同工酶鉴定研究初报

从ＰＯＪ３０１６、Ｆ１３４、桂糖１１号、ＲＯＣ１０与云南割手密种、斑茅种、滇蔗茅种远缘杂交的大批杂交后代中，按组合关系选取９个材料进行过氧化物同工酶亲子关系真实性鉴定研究，并进行酶带分析比较。结果显示：①云割斑Ｆ２９５／６９等４个材料属于ＲＯＣ１０近亲杂交亲子关系的可能性很大；②云滇Ｆ１９１／２００８、云割斑滇Ｆ１９９／４７等５个材料属于云南野生甘蔗资源属种间远缘杂交亲子关系．同工酶技术用于血缘关系复杂的亲子关系真实性鉴定有简便、清晰、可靠的优点，但要提高正确判断的水平，还必须有丰富的育种经验，将亲子代特征特性变异的识别与大量的酶带分析实践相结合。涉及理论研究的材料必须进行分子技术鉴定．

含云南蛮耗细茎野生种血缘甘蔗新品种(系)的宿根性研究

对瑞丽站育成含云南蛮耗细茎野生种血缘的第一个云蔗系列甘蔗新品种——云蔗99-155、云瑞99-113、云瑞99-131、云瑞99-178和云瑞99-601五个甘蔗新品系两新1宿品比试验,及部分品种(系)在云南省甘蔗品种区域试验的蔗茎产量、宿根能力、主要经济性状进行了统计分析,结果表明:(1)在站内品比试验中,5个品种(系)的产量、宿根能力均明显优于对照ROC10,其中,宿根能力最强的云瑞99-113较ROC10高27.42%,最弱的云瑞99- 601亦较ROC10高14.20%;5个新品种(系)均达到国家甘蔗品种审定标准。(2)在云南省区试中,云蔗99-155宿根能力较ROC10优势突出,达101.62%,蔗茎单产居15个参试品种之首;云瑞99-113宿根能力与ROC10相当,蔗茎单产比ROC10高7.92%,初步显示出云南蛮耗细茎野生种对甘蔗品种宿根性及适应性改良的效果。

甘蔗优良亲本云瑞05-292的培育与应用

通过对云南省第十二轮区域试验和云南省分区育种杂交组合的家系评价、同异分析等,系统评价了云瑞05-292作为品种、亲本的应用潜力。1)与云南省第十二轮区试参试品种(系)比较,云瑞亲本育成品系云瑞05-292、云蔗06-160与本次试验综合表现最好的引进品种Sp 80-3280、Sp 81-3250和对照相当,优于其他参试的云南引进、自育品种(系);2)云瑞05-292有效茎数多、宿根能力强,蔗茎均匀整齐,具备良好的适宜机械收获的品种应用潜力;3) 17型组合家系评价结果:云瑞05-292、云瑞05-292×云蔗05-51,云瑞99-601、CP 94-1100×云瑞99-601,云瑞10-299、ROC 6×云瑞10-299可作为高产高糖母本、父本和杂交组合利用,云瑞10-463、云蔗05-51×云瑞10-463可作为高糖育种的父本与组合应用;4)云南分区育种15型组合4点评价结果:云蔗05-51×云瑞05-292组合后代的表现良好,云瑞05-292、云蔗05-51可作为甘蔗育种的优良亲本利用。

云南蛮耗斑茅血缘抗旱性品系筛选及鉴定指标的比较研究

筛选了10份含云南蛮耗斑茅血缘的创新种质材料,以选三、ROC10、闽糖69-421为对照进行了人工干旱胁迫条件下的丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率、正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度6个生理生化指标的测定及其不同指标组合间隶属函数均值的变化比较。结果表明:在云瑞系列10个参试品系中,有云瑞05-782、05-784两个品系的抗旱性表现优于ROC10,可作为抗旱育种的主要亲本材料加以利用;另外,正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度(半叶法)3个指标与丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率3个常用指标的鉴定结果相吻合,前者较后者具有设备要求不高,简便易行的特点,因此,我们认为:正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度3个指标可作为衡量甘蔗品种抗旱性的参考指标。