74份番茄种质资源表型性状遗传多样性分析及综合评价

为加快番茄品种攻关,通过构建番茄种质资源库,加强种质资源的广泛收集、鉴定、评价,结合优良基因和有效基因,对下一步创制番茄骨干亲本、定向选育番茄新品种奠定基础。采用聚类分析、主成分分析和表型性状综合评价方法,对74份番茄的23个表型性状进行遗传多样性分析及评价。结果表明,74份番茄种质的变异程度高,类型多样,且遗传多样性丰富。12个数量性状的遗传多样性指数为1.27~2.05,株高遗传多样性指数最大。11个质量性状遗传多样性指数为0.20~1.39,果顶形状的遗传变异最大。聚类分析结果表明,供试74份种质资源可划分为5个类群9个亚类,各番茄果形之间划分明显。主成分分析和综合评价结果表明,前7个主成分累计贡献率为72.522%,第一主成分主要反映番茄果实性状,第二主成分主要反映果实的营养品质,第三主成分主要反映果实的颜色特征。各种质的综合得分为-0.902~2.856,5份得分高的种质HX023、HX024、HX027、HX059、HX056可作为核心育种资源加以利用。

二、四倍体不结球白菜抗寒基因表达及生理生长特性

对低温胁迫下二、四倍体不结球白菜的抗寒基因表达及相关生理生长特性进行比较,为耐寒四倍体品种的生产提供理论依据。对二、四倍体不结球白菜进行(4±1)℃低温处理,比较其在0、2、6、12和24 h时3个抗寒相关基因CBF3、COR15和ZAT10的表达差异以及保护酶活性和渗透调节物质含量,在田间自然条件下比较其光合特性、冻害指数和农艺性状。结果表明:抗寒相关基因CBF3、COR15和ZAT10在四倍体叶片中的表达量显著高于二倍体。低温胁迫下,二、四倍体的保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及渗透调节物质含量变化均表现为先升后降的单峰曲线,12 h达到峰值,四倍体始终高于二倍体。四倍体的叶绿素a、叶绿素b及叶绿素a/b均高于二倍体,二、四倍体净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的动态变化趋势基本一致,且四倍体均高于二倍体(P<0.05)。四倍体单株质量、叶质量/叶柄质量和小区产量等9个农艺性状显著或极显著高于二倍体,冻害指数差异显著。结论:同源四倍体不结球白菜对低温环境的适应性和光合产量均高于二倍体。

秋水仙素离体双层诱导同源四倍体青花菜的研究

研究秋水仙素离体双层培养诱导对3种青花菜染色体加倍的诱导效应,建立青花菜四倍体的离体双层培养诱导体系,为植物倍性育种提供新途径。以子叶期保留下胚轴0.4-0.6 cm的子叶为外植体,接入含不同浓度的秋水仙素离体双层培养基（上层为含秋水仙素的液体培养基,下层为不含秋水仙素的固体培养基）中诱导24、48和96 h。结果表明：以300mg·L^-1秋水仙素处理48 h诱导获得四倍体的效果最佳,LQ-2、S139-2和LQ-23三个材料外植体存活率达100.00%,增殖系数分别为2.00、2.33和2.67,四倍体诱导率分别为66.67%、71.42%和62.50%。与二倍体相比,四倍体植株在株高、叶片、花球等性状上增大,气孔大小和密度呈现显著差异,LQ-2、S139-2和LQ-23三个材料的花粉粒增大,增幅分别为18.85%×63.71%、25.00%×34.68%和3.36%×61.86%。四倍体根尖染色体为2n=4x=36。流式细胞仪鉴定发现二倍体DNA相对含量为300,四倍体为600。结论：通过大量试验,找到了秋水仙素双层诱导青花菜的最佳秋水仙素浓度和诱导时间,提高了诱导率,获得了3个同源四倍体青花菜新材料。

优质、抗热同源四倍体不结球白菜的创制及鉴定

以二倍体抗热不结球白菜品种‘依伶’为材料,用不同浓度秋水仙素溶液处理子叶期生长点,对变异株进行倍性鉴定,研究不同倍性水平的营养品质、农艺学性状以及抗热性。结果表明:(1)0.2%秋水仙素处理4次的效果最好,四倍体加倍率为7.64%。与二倍体相比,叶片长和宽、叶柄长和宽、花器官、气孔、花粉粒、叶重、柄重、开展度、单株重均增加或增大,但结实率明显降低,以上指标差异均达显著或极显著水平。流式细胞仪及染色体鉴定四倍体DNA含量、染色体数目均为二倍体的2倍。小区产量比二倍体高出12.62%;(2)四倍体叶片和叶柄中可溶性总糖、可溶性蛋白、干物质分别增加了7.32%、74.85%,3.91%、17.22%,1.94%、4.89%,有机酸降低了22.56%、25.00%,差异显著;(3)热胁迫下,二、四倍体不结球白菜叶片的MDA、游离脯氨酸、可溶性蛋白含量均增加,恢复期内含量都降低,但二倍体MDA、游离脯氨酸含量一直高于四倍体,可溶性蛋白低于四倍体。四倍体表现出优质、抗热的特点。

秋水仙素诱导不结球白菜叶片形态类型与染色体加倍的关系

以二倍体不结球白菜‘依伶’为材料,用0.2%秋水仙素溶液处理子叶期生长点,研究不结球白菜在形态学上对秋水仙素诱导的响应及动态变化。结果表明:(1)‘依伶’对秋水仙素诱导的响应均以幼苗期前4片真叶中出现变异特征叶的形式表现,诱导处理15d后出现了圆盘状、豆瓣状、棒状3种响应类型;处理30d后,以上3种类型分别分化出长勺状、花状、圆锥状类型。(2)分化前后3种响应类型受秋水仙素抑制程度不同导致生长速率各不相同,生长速率的顺序分别为:圆盘状>豆瓣状>棒状,花状>长勺状>圆锥状,6种响应类型的特征叶逐渐萎蔫死亡,继续生长的其他.叶生长正常。(3)豆瓣状、圆盘状、长勺状、棒状、花状、圆锥状6种叶片形态响应类型于处理当代选株中四倍体加倍率依次分别为50.00%、41.67%、25.00%、16.67%、8.33%、0.00%。研究表明,早期筛选宜选用圆盘状、豆瓣状变异植株。

基于主成分分析的大葱新品种评价及农艺性状与产量的相关性研究

为科学评价大葱品种的性状,引进国家特色蔬菜产业技术体系专家新选育的8个大葱品种进行品种比较试验,采用主成分分析、相关性分析对不同大葱品种的株高、葱白长、茎粗、最大叶长、最大叶宽、功能叶数、叶片颜色、叶片蜡粉等8个农艺性状和产量进行综合评价。结果表明:根据8个农艺性状的主成分贡献率对各大葱品种进行综合评价,其中得分排名前3的品种分别为安葱3号、YS09和YS08;其中,安葱3号产量最高,其次为YS08和YS09,3个品种均显著高于对照品种;将综合得分与8个表型性状、产量等指标进行相关性分析,发现产量和综合得分与株高、最大叶长呈极显著正相关,与葱白长呈显著正相关;产量与综合得分呈极显著正相关。综上,安葱3号的综合农艺性状得分高于其他处理,且667 m^(2)产量最高,为8887.49 kg;其植株高大(83.84 cm)、葱白长(11.48 cm)且粗(266 mm),生长速度快,可选择推广种植。

菇渣条件下番茄育苗基质配方的初步研究

菇渣在园艺作物栽培和育苗的配套应用技术中具有重要意义。试验以菇渣为试验材料,研究菇渣、珍珠岩、蛭石混配用于番茄育苗。结果表明,混合基质珍珠岩∶菇渣∶蛭石配比为1∶1∶1培育番茄幼苗出苗率、株高、茎粗、叶面积、地上干质量、地上鲜质量、地下干质量、地下鲜质量均高于对照,差异显著;珍珠岩∶菇渣∶蛭石配比1∶1∶1为培育番茄幼苗生长的最佳基质配比,这一结果为菇渣在番茄育苗上的应用提供了科学依据和技术指标。

基于形态学标记的茄子种质资源遗传多样性分析

为拓宽茄子遗传基础,加快选育适合内蒙古地区种植的茄子新品种,对65份茄子种质资源的20个形态学性状进行遗传多样性分析,结果表明:20个性状在供试材料之间存在丰富的遗传变异,变异范围在16.40%~102.68%,果形、单果重、果实纵径、果实横径、果形指数等与果实有关的性状均表现出较高的遗传变异;果皮色、果萼颜色、首花节位与茎色呈极显著正相关,果形与果肉色、果顶形状呈极显著正相关;单果重与果顶形状、果形呈极显著负相关;聚类结果较分散,大致可分为5个大类9个亚类,近缘野生茄和栽培茄与其近缘野生茄划分明显。

抗番茄黄化曲叶病毒病番茄新品种“Ty191”的选育

“Ty191”是以S11为母本,TS30为父本的中早熟杂交一代番茄新品种。该品种果实粉红色,正圆形,单果质量约250 g。维生素C含量18.8 mg·(100g)^(-1),β-胡萝卜含量207μg·(100g)^(-1),总酸含量5.23 g·kg^(-1),可溶性糖含量6 g·(100g)^(-1),糖酸比11.47。色泽亮丽,红果,口味酸甜,抗裂果,质地硬,耐储运。含纯合Ty1和Ty3抗性基因,高抗番茄黄化曲叶病毒病,兼抗烟草花叶病毒病、枯萎病、叶霉病、根结线虫。耐热性强,适合于早秋、早春日光温室和大棚越夏栽培。2020年通过国家品种审认定,登记编号为GPD番茄(2020)150247。

番茄新品种黄化曲叶病毒病抗性基因Ty1、Ty3的分子标记

试验选取与番茄黄化曲叶病毒病抗性基因Ty1和Ty3的紧密连锁的引物,利用SCAR标记对包头市农业科学研究所选育的番茄新品种TY191、TY192、TY196以及2016年参加全国区域试验的44个番茄新品种进行抗性基因Ty1和Ty3的鉴定。试验结果表明,番茄新品种TY191、TY192、TY196同时含有Ty1和Ty3抗性基因,与其他参试新品种相比有较强优势。

保护地番茄根结线虫的病原鉴定及抗性材料筛选

以根结线虫病样、番茄品种及组合为试材,采集包头市根结线虫暴发地一个根结线虫病样,进行形态学和分子生物学鉴定;利用PCR技术对24个番茄品种及组合进行Mi-1基因扩增筛选。结果表明,感染内蒙古包头市番茄的根结线虫为南方根结线虫;筛选出3个纯合抗根结线虫番茄组合。抗感品种及组合均产生750 bp的特异片段,纯合抗病基因的番茄组合存在TaqⅠ酶切位点,酶切后产生了570和160 bp特异性片段,为防治当地番茄根结线虫及培育抗病品种积累材料。

130份番茄种质资源表型性状的综合评价

通过对130份番茄种质资源表型性状的综合评价,发现并挖掘优良的番茄种质材料,创制骨干亲本,为下一步选育番茄新品种奠定基础。运用方差分析、主成分分析、聚类分析、计算综合评价得分等方法进行番茄供试材料的22个形态学性状的遗传多样性分析。12个数量性状的遗传变异性分析结果表明,供试材料的变异程度较高,且变异丰富。变异范围为18.16%~72.64%,总酸、糖酸比、单果质量、果形等性状都表现出较高的遗传变异。主成分分析结果表明,22个表型性状可划归为8个因子,特征值均在1.0以上,累计贡献率达73.356%,基本能够反映全部指标的大部分信息。聚类分析结果将130个种质资源分为5个大类10个亚类,小果型、中果型与大果型番茄种质划分明显,其中第4类、第5类种质资源进行亲本组合,定向选育综合性状优良的中、大果型新品种,第3类可作为选育小果型番茄的重要种质资源。综合评价结果表明,综合得分(F)的变化范围为-1.46~1.86,其中得分较高的种质资源BT036、BT039和BT067等为笔者所在单位保存的自交系材料,可优先做优良种质利用。

根瘤菌接种对紫花苜蓿生产性能的影响

采用田间试验,研究根瘤菌接种对紫花苜蓿产量、高度及营养品质的影响,试验选取3个紫花苜蓿品种,分别是“SK3010”“巨能2”“耐盐之星”。研究结果表明:在包头地区种植紫花苜蓿与根瘤菌接种是提高产量、增加根瘤数的有效方法之一,可应用于较大面积的推广示范。

43个朝天椒新品种引进比较试验

本试验通过对引进的43个朝天椒新品种进行比较,系统地了研究其植株性状、果实性状、熟性及产量情况,以期筛选出适合内蒙古地区栽培的高产、优质朝天椒新品种。结果表明,博辣天骄1号折合亩产2916.7 kg,转红率达到91.0%;博辣天骄60折合亩产2350.0 kg,转红率达到92.0%;艳椒465折合亩产2451.7 kg,转红率达到88.6%;艳椒475折合亩产2366.7 kg,转红率达到86.7%;艳椒485折合亩产2450.0 kg,转红率达到87.2%。上述5个朝天椒新品种综合表现优异,可以在内蒙古地区大面积推广种植。

营养液定量管理对水培菠菜生长、养分吸收和利用效率的影响

在2个不同生长季,采用营养液定量栽培管理方法,研究限制供应营养液对菠菜产量和养分利用的影响。在相同硝酸盐浓度处理下,设定EC(对照,整个生育期始终保持设定N浓度为4.5 mmol/L)、WAN(从试验开始提供所有养分)和AWAN(每隔3 d供应营养液总量的1/7)等3个处理,对水培菠菜在2个生长季的生长、养分吸收和利用效率等进行研究。结果显示,不同季节EC处理下叶长、叶宽、地上部鲜质量等均明显大于其他处理,其中地上部鲜质量在4月达到了32.1 g/株,显著高于商品规格。2个生长季各处理下,硝态氮和各离子吸收效率整体表现为EC>AWAN>WAN,且相同定量管理法各营养元素离子吸收效率4月大于11月。但是,2个生长季EC和WAN处理显著提高了氮元素利用效率。说明在不更换营养液和节约肥料的情况下,营养液定量管理(WAN处理)更适合菠菜长季节水培生长。

水果番茄新品种绿洋梨的选育

绿洋梨是以XS36为母本,以XTS21为父本配制的中早熟杂交一代番茄新品种。生长势旺盛,坐果率高,丰产性好;成熟果绿色,梨形,单果质量60 g左右;维生素C含量298 mg/kg,番茄红素含量345μg/kg,有机酸含量3.84 g/kg,可溶性固形物含量54 g/kg,还含有钙、铜、铁、钾、镁、锰、钠、磷、锌等多种矿质元素,口味酸甜;高抗叶霉病、枯萎病,耐热性强。适合于春秋茬日光温室和大棚越夏栽培。

番茄种质几种病害抗性基因的分子标记检测

番茄病害在番茄生产中危害非常严重,可导致番茄产量和品质的大幅度降低。目前,抗病番茄种质资源较少。因此,本研究拟对不同番茄的种质材料进行番茄根腐病、番茄斑萎病和番茄黄化曲叶病毒病的抗性基因进行分子标记检测。根据已报道的抗性基因的分子标记引物,对番茄种质材料进行PCR扩增,获得抗性基因的特异性片段,在抗根腐病的分子标记中筛选出83份番茄种质为纯合体抗病体;在抗斑萎病的分子标记中筛选出4份番茄种质为纯合体抗病体;在抗番茄黄化曲叶病毒病分子标记中,筛选出39份番茄种质纯合抗病体。研究结果可为番茄抗病育种的快速鉴定提供理论依据。