苏丹草和高丹草转录组测序及其差异基因表达分析

为了初步探明苏丹草[Sorghum sudanense(Piper) Stapf.]和高丹草[Sorghum bicolor(Linn.) Moench.×Sorghum sudanense(Piper) Stapf.]相关差异基因的表达,本研究对两者进行转录组测序,并对分蘖调控以及粗蛋白和木质素合成关联基因的差异表达进行分析。结果表明:与苏丹草相比,高丹草的单株分蘖数显著降低,粗蛋白、木质素和独角金内酯含量以及果糖激酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、反肉桂酸4-单加氧酶活性显著提高,己糖激酶-3(HXK3)、果糖激酶2(FRK2)、天冬氨酸转氨酶(ASPAT)、S-腺苷甲硫氨酸合成酶1(SAMS1)、多酚氧化酶II(PPOII)、双功能天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶2(AKI/DHI2)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、反-肉桂酸4-单加氧酶(C4H)基因表达上调,独角金内酯酯酶D14(SLsE D14)基因表达下调。本研究为苏丹草和高丹草相关功能基因的克隆、分子标记开发等工作奠定了基础。

高粱与苏丹草EST-SSR标记的开发

从769条含SSR位点的高粱EST序列中设计了103对EST-SSR引物。用设计出的103对EST—SSR引物，对高粱品种TX623A和苏丹草品种S722进行了PCR扩增和多态性检测。结果表明：80对引物同时在两品种中扩出了条带，占引物总数的77．7％，20对引物在两品种中表现出多态性，占引物总数的19．4％，占能在两品种中扩出带引物的25．0％。研究结果表明根据高粱EST建立高粱与苏丹草EST-SSR标记是有效、可行的。

高粱与苏丹草杂种优势利用的研究

高粱与苏丹草杂种优势明显 ,F1 单株生物产量性状高于双亲平均值 ,甚至超过或接近高亲。影响高粱 苏丹草杂交种单株茎叶鲜重的主要因素是主茎粗、叶长 ;决定单位面积鲜草产量的主要是密度、叶长和单株茎叶鲜重。多年随机区组试验结果表明 ,杂交种单位面积鲜草产量显著超过苏丹草 ,并以 30万株 hm2 为最适种植密度。杂交种营养品质与苏丹草相近 ,氰化物含量低 ,在孕穗后期含糖量达到最大值为 1 0 0 % (Bx)。

江汉平原苏丹草-黑麦草轮作中氮磷钾肥效果及养分利用率

本试验研究了江汉平原苏丹草-黑麦草轮作制中氮磷钾肥配合施用效果及养分利用率。结果表明:氮磷钾配施(NPK)的饲草鲜草产量分别比不施氮(PK)、不施磷(NK)和不施钾(NP)增产123.3t/hm2、34.5t/hm2和24.7t/hm2;氮、磷和钾肥显著增加鲜草、干草产量,鲜草增产率分别为313.1%、26.9%和17.9%,干草增产率分别为196.3%、22.2%和9.7%;氮磷钾配施显著促进饲草对氮、磷和钾的吸收,3种养分两季吸收总量分别达到500kgN/hm2、208kgP2O5/hm2和1196kgK2O/hm2;氮磷钾配合施用条件下苏丹草和黑麦草的养分吸收比例(N:P2O5:K2O)分别为1∶0.37∶1.96和1∶0.50∶3.19;轮作体系中,N、P、K肥利用率分别为60.0%、21.7%和61.6%;氮、磷和钾肥对饲草吸收相应养分的贡献率分别为81.0%、32.7%和23.2%。

苏丹草高粱及其杂种的细胞遗传学研究(英文)

苏丹草(S. sudanense)与高粱(S. bicolor)均为禾本科高粱属植物, 两者的杂种优势明显, 杂交种品质好, 抗逆性强, 在水产、畜禽养殖及资源利用与环境保护上有着广阔的开发利用前景, 但两者是否属于同一个种至今存在争议。本文采用去壁低渗-火焰干燥法, 分析了 2 份苏丹草、2 份高粱及其 3 个杂种 F1 有丝分裂核型, 观察了 3 个杂种F1 减数分裂染色体行为和 2 个杂种 F2 体细胞染色体数目。结果表明, 苏丹草、高粱及其杂种 F1 均为 1A 核型, 但核型公式不完全相同, 苏丹草 Sa 为 2n=18m+2sm(sat), 高粱 3042A 和 3042A×Sa F1 为 2n=20m, 其余材料均为2n=20m(sat)。苏丹草、高粱及其杂种 F1 3 者在 10 条染色体的绝对长臂、绝对短臂、绝对全长、臂比和相对全长上差异均不显著(P>0.05), 说明苏丹草与高粱在染色体长度上的变化不明显。杂种 F1花粉母细胞减数分裂, 终变期和中期 I 染色体核型和数目清晰可见(2n=2x=20), 配对行为规则; 棒状和环状二价体的频率因组合不同而异, Tx623A×S722 F1、3042A×Sa F1 和 Tx623A×Sa F1 棒状二价体频率分别为 4.887、5.710 和 5.126, 环状二价体频率分别为 5.113、 4.290 和 4.874; 在后期 I, 配对的染色体能够正常分离。杂种 F2 体细胞染色体数目为 20(2n=20)。因此, 苏丹草与高粱的亲缘关系非常近。