甜菜单胚雄性不育系及其保持系的生殖期形态学与细胞学研究

【目的】阐明甜菜单胚雄性不育系生殖期形态特点和花粉败育时期及花药花粉败育过程的发育特征。【方法】以3对单胚型甜菜雄性不育系和保持系为试验材料,采用常规的石蜡切片方法,对花蕾和花药的生物学特性以及花药结构、花粉发育过程进行比较。【结果】甜菜单胚雄性不育植株与保持系正常植株比较,在形态学和细胞学上存在较大差异。如主茎开花初期提前1～2d,花萼和雄蕊个数为4～6个,花药室数为2～4个,开花后花药呈白色或淡绿色,表面无皱纹,并延迟脱落;其花药和花粉发育明显异常,败育初期在四分体期绒毡层与中层分离,中期小孢子形成时期发育停滞,后期绒毡层与小孢子粘连后逐渐消失,终期花药干瘪,不能形成花粉。【结论】甜菜单胚雄性不育系与保持系在生殖生长期其花药和花粉的形态学与细胞学差异非常明显,花药和花粉败育过程大体划分为4个阶段。本研究将败育初期确定在四分体时期的绒毡层细胞与中层脱离开始,与以往的研究者认为败育初期在四分体时期以后的看法有所不同。

甜菜遗传单粒型三倍体杂交种甜单二号的选育

甜单二号（原代号ＴＤ８７１６）系以ＴＤｍ１０６为母本，Ｔ４１０为父本，按母父本３∶１自然杂交而成。该品种在黑龙江省甜菜品种生产示范试验中（１９９５～１９９６年），平均根产量、含糖率、产糖量分别为３４９８０ｋｇ／ｈｍ２、１７．５７度、６１０１ｋｇ／ｈｍ２，分别比对照品种甜研３０１提高１０．３％、０．１０度、１２．４％。甜单二号品种稳定性好，抗褐斑病，耐根腐病，适宜在黑龙江省的红兴隆、肇源、拉哈、绥化等地种植。

甜菜遗传单粒型多倍体杂交种甜单301选育研究

甜单301为中国农业科学院甜菜研究所育成的甜菜遗传单粒型多倍体杂交种,在1999～2001年的黑龙江省甜菜品种区域试验和生产试验中,原料根平均产量为39791.9～40868.2kg/hm2,比对照种甜研303提高13.74%～17.05%;平均含糖率为16.45～17.16度,与对照种甜研303比提高-0.77～0.35度;原料根产糖量为6545.8～7013.0kg/hm2,比对照种甜研303提高10.9%～16.42%。甜单301的上述经济指标亦优于目前主栽的甜单二号。甜单301单粒率高、发芽势强、适应性广,适与甜菜育苗移栽和机械化精量点播等集约化栽培技术配套使用,原料生产的保苗密度(收获株数)以72000～78000株/hm2为宜。甜单301适宜在黑龙江省的友谊、讷河、海伦、宁安和依安等甜菜产区推广种植。

甜菜雄性不育单胚杂交种甜单304的选育

甜菜雄性不育单胚二倍体杂交种甜单304,是由单胚雄性不育系TB7-CMS为母本,以二倍体多胚品系甜217-8为父本,按41∶比例杂交而成。2003～2004年参加省区域试验,其结果平均根产量42674.7 kg/hm2,平均含糖率17.48%,比对照品种甜单2号提高12.5%和0.20度。2005年参加省生产示范试验,2006年2月通过黑龙江省农作物品种审定委员会命名。该品种块根丰产性好,含糖率较高,抗褐斑病、耐根腐病。适于机械化播种和纸筒育苗移栽。多点试验表明,该品种适宜种植在黑龙江、内蒙古、新疆等甜菜主产区。

甜菜单胚雄不育杂交种XJT9907的选育

XJT9907是新疆农业科学院经济作物研究所选育的甜菜单胚雄不育丰产、中糖、中抗丛根病、抗根腐病二倍体杂交种。XJT9907以单胚雄性不育系JTD201A为母本,以多胚高糖、丰产、耐丛根病、耐褐斑病的二倍体自交系M39-8-4为父本配制杂交组合,收获母本种子。结果表明:XJT9907区试预备试验块根产量较对照KWS2409增产8.0%;含糖率较对照提高0.85度。在区试中块根产量较对照KWS2409增产13.0%;含糖率较对照提高0.92度。中抗甜菜丛根病,病情指数比对照低10.03;抗甜菜根腐病,根腐病发病率比对照低1.13个百分点;耐甜菜褐斑病,病情指数比对照低4.00。田间综合鉴定考察结果该品种为1级。适宜种植密度为6000~6500株/667m^2(90000~97500株/hm^2)。适宜在新疆北疆地区种植。

单胚雄性不育多倍体甜菜新品种甜单302的选育

甜单302是由中国农业科学院甜菜研究所育成的雄性不育单胚型多倍体杂交种。该品种由单胚二倍体雄不育系TB306-ms作母本,与多胚四倍体品系甜408-3作父本,按3∶1比例种植,自然杂交而成,只收获母本雄性不育系的单胚种子用于生产。在生产示范试验中,根产量、含糖率和产糖量分别比对照品种甜研303提高14.4%、0.26度和16.3%。该品种杂种优势强,丰产性好,含糖率高,较抗褐斑病,耐根腐病。适宜在黑龙江省的友谊、讷河、依安、呼兰、海伦等地种植。

甜菜遗传单粒型多倍体杂交种甜单303的选育

甜单303是甜菜遗传单粒型多倍体杂交种。该品种在2002～2003年的黑龙江省甜菜品种区域试验中,16点次的平均块根产量为39877.8kg/hm^2,比对照种甜研303和甜单二号平均高12.16%;平均含糖率16.47%,比对照低0.46度;平均理论产糖量为6667.5kg/hm,比对照高8.77%。在2003年的黑龙江省甜菜品种生产示范试验中,4个试验点平均块根产量为41273.9kg/hm^2,比对照种甜单二号提高17.88%;平均含糖率16.89%,比对照低20.52度;平均理论产糖量为7135.6kg/hm^2,比对照高14.18%。该品种抗褐斑病性与对照种相仿。2004年初通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定命名。

SSR对甜菜骨干单胚雄性不育系和保持系的遗传多样性分析

为了配制优良单胚杂交组合,避免基因组成重复,提高育种工作效率,利用14对SSR引物对41对甜菜骨干单胚不育系和保持系进行检测。结果表明,14对SSR引物共产生93条扩增带,其中多态性条带76条,平均每对引物扩增多态性条带5.4条,平均多态性百分比为81.7%,平均遗传距离为0.3572,平均遗传相似系数为0.6996。不同品系的平均遗传相似系数为混合(0.7549)>兰45-46(0.7513)>兰71-72(0.7493)>兰19-20(0.7465)>兰85-86(0.7337)。根据UPGMA方法进行聚类,在遗传距离0.20处,可将82份供试材料分为两大类群。结果表明,供试的甜菜单胚雄性不育系和保持系的遗传多样性较丰富,不同品系的不育系和保持系材料之间的遗传基础有差异。

种植密度对不同类型甜菜品种产质量性状的影响

通过对2种不同类型甜菜各设5个密度处理[多胚种行距50cm×(18cm、21cm、24cm、27cm和30cm);单胚种行距50cm×(12cm、15cm、18cm、21cm和24cm)]的11个生理性状的测定分析,得出试验研究结果:在新疆奇台产区,种植多胚种甜菜的最佳密度应该控制在94500株/hm2(株行距21cm×50cm)左右;种植单胚种甜菜,密度控制在111000株/hm2(株行距18cm×50cm)左右可以获得较高的产量和含糖率。

甜菜新品种中甜-吉甜单粒二号的选育

中甜—吉甜单粒二号(原代号吉DMS92-16)是以单粒二倍体雄性不育系“7587-22A”为母本,以多粒型二倍体抗病品系“SC-205”为父本杂交而成,该品种1996～1998年参加全国甜菜品种区域试验,平均根产量、含糖率、产糖量分别比对照高6.3%、1.37度和16.9%;1998～1999年参加东北区和华北区生产试验,平均根产量比对照提高9.6%,含糖比对照提高1.41度,产糖量比对照提高21.0%。抗褐斑病性强,平均比对照低1.3级,比较耐根腐病。适应华北区、东北区种植。

喷硼对单胚采种甜菜种子发芽率的影响初报

试验结果表明:在40～80 mg/kg硼砂溶液范围内随着溶液浓度的增大,单胚采种甜菜种子发芽率可提高2.33%～4.66%,生产实践中可以选择在种株现蕾时和初花时各喷施1次80 mg/kg硼砂溶液,来提高单胚采种甜菜的种子发芽率。

航天诱变甜菜单胚新品种航甜单0919的选育

利用航天育种卫星搭载的甜菜单胚雄性不育系和二倍体品系,从材料中找到优良的变异株,利用变异株配制了8个杂交组合,从中筛选出优良杂交组合甜航单0919。甜航单0919是我国首个利用航天诱变技术研制的二倍体单胚杂交种,杂种优势强,丰产性好,含糖率高,较抗褐斑病和根腐病,克服了单胚品种含糖低、抗性差的缺点。

甜菜遗传单粒型多倍体杂交种新甜（单）8号的选育

甜菜遗传单粒型多倍体杂交种──新甜（单）８号系以二倍体遗传单粒雄性不育系ＴＤＭ１０２为母本，以多粒四倍体品系Ｔ４１２和多粒二倍体品系Ｔ２１７的４：１机混群体为父本，按母父本３：１自然杂交，母系收获利用。该品种在新疆甜菜品种区域试验中（１９９１～１９９３年），１８，点次根产量平均超过对照新甜６号１１．４９％，含糖率超过对照０．５８度；生产示范中（１９９２～１９９３年）８点次平均根产超过对照１５．２６％，含糖率超过对照０．７７度。该品种抗褐斑病，适于机械精量点播和应用纸筒育苗技术，适宜在新疆全区种植。

单胚高糖偏丰产型甜菜新品种HDTY04的选育

甜菜新品种‘HDTY04’是以新型细胞质二倍体单胚雄性不育系‘MDms4-3’为母本,以‘DP30’多胚二倍体授粉系为父本杂交选育而成。该品种于2014—2015年黑龙江省甜菜品种区域试验鉴定中,平均根产量为59930.1 kg/hm^(2),比对照品种增产15.3%,平均含糖率为18.40%,比对照品种提高1.20个百分点,平均产糖量为10989.6 kg/hm^(2),比对照品种提高24.3%。该品种表现抗褐斑病,耐根腐病和丛根病,产量性状、质量性状表现稳定优异,适宜在黑龙江省的哈尔滨、齐齐哈尔、嫩江、红兴隆等甜菜产区春季种植。

甜菜单粒型三倍体杂交种吉洮单162的选育

吉洮单162是以单粒二倍体雄性不育系JTD-2A为母本,多粒四倍体品系TL1-3为父本,按31∶比例自然杂交而成。该品种在2002～2003年黑龙江省甜菜品种区域试验中,平均根产量为40985.55kg/hm2,比对照品种甜研303增产19.38%;含糖16.59%,比对照品种低0.45度;产糖量为6847.28kg/hm2,比对照品种增加16.44%。吉洮单162稳定性好,抗褐斑病,耐根腐病,适宜在黑龙江和吉林省及其它气候、土壤类似地区种植。

SRAP对东北区骨干甜菜单胚品系的遗传多样性分析

为了探明东北区甜菜单胚不育系的遗传基础和类群划分,使用SRAP分子标记技术对48份东北区甜菜单胚品系骨干材料的遗传多样性进行分析。筛选出21对多态性较高的引物组合对供试材料进行PCR扩增,共扩增出366条带,其中196条是多态性带,平均多态性条带比率是53.6%。平均遗传距离是0.3945,平均遗传相似系数是0.6740。利用MEGA3.1软件,在遗传距离0.20处,供试材料被分为5个类群。结果表明,东北区48份甜菜单胚品系骨干材料的遗传多样性较为丰富,利用各类不育系做亲本,将可获得杂交优势好的杂交组合。

喷硼对单胚采种甜菜增产增收的影响

在山东高密地区进行实地调研,重点调查农户种植采种甜菜各环节的投入和产出情况,对山东地区单胚采种甜菜喷硼技术的经济效益进行评估。结果表明,喷硼使单胚采种甜菜的种子产量平均增加了6.77kg/667m2(增4.95%),生产成本上升17.33元/667m2,净收益提高90.99元/667m2。

标准偏丰产型单粒种甜单一号的选育

甜单一号其母本四倍体甜单４０１为由ＰＥＫ品种通过镜检提纯及经含糖率、抗病性状等多轮选择，表现性状整齐、丰产性强、其父本二倍体甜２０９为高糖、抗病的自交系，母父本以３：１自然杂交选育而成。试验结果表明，甜单一号振产量、含糖率与产糖量分别比对照品种提高１１．７％、０．０８度与１２．２７％。甜单一号为标准偏丰产型、单粒、多倍体杂交种，适宜机械化精量点播及纸筒育苗移栽，适应性广且丰产、稳定性强，已在黑龙江、新疆、内蒙古等省（区）开始推广种植。

近年甜菜单粒品种在包头地区的表现

针对内蒙古包头地区春季风沙大、气温低,土壤干旱、盐碱地较多,甜菜直播(或地膜)种植很难一次性抓全苗问题,通过3年在不同气候下的单粒品种纸筒育苗移栽试验解决了这一难题,同时总结了目前在甜菜产区使用的多个国外品种的特性,充分说明品种使用必须重视区域性布局,与良法相配套方可发挥品种的最大潜能。

单胚高糖型甜菜新品种HDTY02选育报告

HDTY02是以Dms2-1为母本,WJZ02为父本,采用我国自主培育的新型细胞质雄性不育系通过杂交方法选育而成的单胚高糖型甜菜新品种。该品种2011—2012年两年的黑龙江省区域试验和2013年的生产试验平均公顷产量53087.7kg和49160.3kg,分别较对照品种增产4.9%和10.8%;平均含糖17.4%,分别较对照品种增加0.9度和1.2度;公顷产糖量分别为9259.2kg和8504.0kg,分别较对照品种增加10.7%和18.8%。该品种表现抗褐斑病和耐根腐病,适宜在黑龙江省地区种植。