糯粳高粱理化性质及小分子代谢物差异分析

该研究以2种糯高粱和2种粳高粱为研究对象,分析比较其籽粒外观颜色、果皮厚度、淀粉结构和小分子代谢物方面的差异。结果表明,2种糯高粱籽粒呈红色,2种粳高粱籽粒呈白色。糯高粱的果皮(果皮层和种皮层)厚度(49.35~78.16μm)显著高于粳高粱(33.39~49.03μm)(P<0.05)。糯高粱的淀粉颗粒主要呈卵圆形且排列疏松,而粳高粱的淀粉颗粒多为不规则且排列紧密。不同高粱品种之间的小分子代谢物组分存在显著差异,鉴定出糯高粱的标志性代谢为物儿茶素,粳高粱的标志性代谢物为5-羟基吲哚-3-乙酸。该研究揭示了糯高粱和粳高粱在果皮厚度、淀粉形态和小分子代谢物方面存在显著差异,有助于区分不同高粱品种,为解析酒粮关系奠定基础。

新疆高粱种质资源萌发期抗旱性综合评价

为研究新疆本土高粱(Sorghum)种质资源的抗旱性并筛选萌发期有效抗旱指标,以来源于不同地区的207份高粱种质资源为研究对象,采用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件,对高粱萌发相关的10个指标进行分析,在主成分分析基础上采用隶属函数法对各高粱品种的抗旱性进行综合评价。结果表明:在干旱胁迫下,高粱的各萌发指标均受到影响。其中,相对发芽势与萌发抗旱指数相关性最强,前3个主成分累计贡献率为78.328%,分别反映高粱在干旱胁迫下的生长、萌发及发育情况。根据综合得分将207份种质划分为5类,即高度抗旱种质12份、抗旱种质28份、中等抗旱种质87份、干旱敏感种质64份和高度敏感种质16份。筛选出高粱萌发期抗旱性鉴定的重要指标为相对芽鲜重、萌发抗旱指数、相对干物质转运率,建立了可准确评估高粱萌发期抗旱性的回归方程,为高粱萌发期抗旱性种质筛选提供理论依据。

HPLC同时测定甜高粱中10种黄酮类化合物含量及抗氧化活性对比研究

试验旨在建立同时测定甜高粱不同部位中10种黄酮类化合物含量的高效液相色谱(HPLC)检测方法,并对总黄酮提取物抗氧化能力进行评价。试验以甜高粱陇甜粱2号成熟期籽粒、茎秆及全株为研究对象制备总黄酮提取物,利用HPLC同时测定不同部位总黄酮提取物中的儿茶素、氯化芹菜定、花旗松素、芦丁、槲皮素、木犀草素、柚皮素、高北美圣草素、芹菜素及麦黄酮含量。结果显示,10种黄酮类化合物分别在各自线性范围内与色谱峰峰面积线性关系良好,R^(2)为0.9984~0.9999,平均加样回收率为95.0%~105.8%,RSD为1.03%~2.86%。抗氧化性测定结果表明,甜高粱不同部位总黄酮提取物对羟基自由基、超氧阴离子自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS^(+))自由基均具有一定的清除能力,不同浓度下清除率均表现为籽粒>全株>茎秆;籽粒总黄酮提取物浓度为1.00 g/L时,籽粒总黄酮提取物对DPPH自由基的清除率高于VC和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)。相关性分析结果表明,不同部位总黄酮提取物含量与不同自由基清除率及总还原能力(FRAP)均呈正相关。研究表明,该试验方法简便,结果准确性较高,可用于甜高粱中黄酮类化合物含量的测定;甜高粱不同部位总黄酮提取物具有抗氧化活性。

高粱籽粒灌浆动态及产量品质变化的研究

为了研究高粱籽粒灌浆动态规律,采用方差分析和回归分析法,对3份高粱品系dk81、a8203、sh18在开花期测定开花速率;在灌浆期对穗部上、中、下3层定期取样,测定百粒重、籽粒含水量、总淀粉含量等性状。经回归分析发现高粱穗部灌浆上、中、下层不完全同步;中部百粒重干重与开花后天数符合三次方曲线;中部淀粉含量随着灌浆出现多峰曲线;百粒重干重与籽粒含水量也符合三次方曲线。因此,可以用籽粒含水量与百粒重干重建模结合淀粉含量预测最适收获期。

加强省级农业科研院所科技特派员工作的思考——以四川省农业科学院水稻高粱研究所为例

农业科技特派员在促进农业科技成果转化、提高产业新水平、打造农业示范样板、培育乡村新农人等方面发挥着极其重要的作用。文章以四川省农业科学院水稻高粱研究所为例,阐述了省级农业科研院所科技特派员工作取得的主要成效,分析了科技特派员工作中存在的主要问题,并针对问题提出了树立科学服务观念、强化精准对接、加大政策支持力度、健全管理运作模式等加强科技特派员工作的对策措施,以供参考。

基于RNA-Seq筛选高粱低氮胁迫相关候选基因

研究低氮胁迫条件下不同高粱材料间的基因差异表达,为耐低氮型高粱品种选育和耐低氮胁迫的分子机制探究提供参考。选取2个耐低氮型高粱(BSX44和BTx378)为试验材料,设置正常和低氮胁迫2个处理,利用RNA-Seq技术对高粱苗期、抽穗期和开花期的基因表达进行分析,通过生物信息学对差异基因的生物学功能和代谢途径进行研究,筛选可能参与低氮调控的基因,了解氮高效基因型在氮素吸收利用过程中可能的分子途径。结果表明,在正常和低氮胁迫下,BTx378和BSX44在苗期分别筛选出937个和787个差异表达基因,抽穗期分别筛选出1305个和935个差异表达基因,开花期分别筛选出1402个和963个差异表达基因。对3个时期的差异表达基因进行鉴定,发现在苗期、抽穗期和开花期分别有246、371和306个基因在2个耐低氮高粱品种中共同差异表达,有28个基因在2个耐低氮品种的不同生育时期均差异表达,其中有5个基因上调表达,23个基因下调表达;对共同差异表达基因的KEGG相关代谢通路富集分析,发现主要集中在氮代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸的生物合成等途径,表明耐低氮型高粱可能通过这些途径相关基因的表达影响其对低氮胁迫的耐受性。

179份高粱种质资源表型鉴定与遗传多样性分析

为充分挖掘利用优异高粱种质资源,选育高粱新品种,提高黑龙江省高粱种质资源利用效率,以179份高粱资源为试验材料,运用相关分析、聚类分析等方法综合分析12个农艺性状。结果表明,179份高粱种质资源在12个农艺性状上,均表现出丰富的遗传多样性,变异系数变化在13.70%~128.32%,大小表现为着壳率>粒形>角质率>株高>单穗粒重>壳色>粒色>穗柄长>千粒重>穗柄径>茎粗>抽穗日数。相关分析得出,单穗粒重与千粒重、株高、抽穗日数、茎粗、穗柄径和穗柄长呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,千粒重与穗柄径、茎粗呈极显著(P<0.01)正相关,着壳率与千粒重呈极显著(P<0.01)负相关。聚类分析可将179份高粱资源分成4个类群,宜在不同类群间选配亲本开展杂交以培育新种质。筛选出DY042、DY048、DY155三份资源可用作食用高粱改良的基础材料。DY062可作为提高粒重、穗重,降低着壳率的亲本加以利用。

氮肥不同追施方式对甜高粱叶片光合特性及产量的影响

【目的】研究氮肥不同追施处理下甜高粱不同生育期光合特性的变化规律及最佳氮肥追施方式。【方法】设置大田试验,分析空白不施肥(CK)、B_(1)(2次沟施追氮肥)、B_(2)(2次滴施追氮肥)、B_(3)(4次滴施追氮肥)等4种氮肥不同追施处理对6种甜高粱品种不同生育阶段叶片的光合特性、水分利用效率(WUE)动态规律及生物产量的影响。【结果】甜高粱叶片的Pn、Tr、Ci、WUE在不同生育期不同氮肥追施处理下的变化趋势不一致,品种和处理间存在变化规律差异的现象。同一品种在同一生育阶段氮肥不同追施处理的光合特性有差异,叶片光合特性受氮肥追施处理的影响。Pn的变化范围在5.50~28.52μmol CO_(2)/(m^(2)·s),大力士在B_(3)处理处于最高值,比CK显著提高39.91%。全部品种在B_(2)处理的Tr值与CK处理的Tr值差异均不显著。拔节和乳熟期B_(3)处理所有品种的Gs值与CK处理的Gs值差异均不显著。WUE的变化范围在3.05~16.86μmol/mmol,拔节期只有B_(2)处理晋甜杂3号WUE值比CK显著提高71.28%,其他所有处理所有品种均与CK差异不显著。开花期B_(1)处理所有品种的WUE值均与CK不显著。生物产量变化范围在47.51~85.85 t/hm^(2),氮肥追施处理比CK增产幅度为7.66%~53.67%。大力士在所有处理的产量均高于其他品种,且B_(1)、B_(2)、B_(3)处理产量最高的品种顺序均一致,大力士>晋甜杂3号>辽甜3号。【结论】大力士、晋甜杂3号、辽甜3号在当地的适应性较好,B_(2)处理能够改善光合条件,使产量和水分利用效率达到最大,该处理是促进干旱区高粱生长发育的最佳氮肥滴管追施模式。

高粱CIPK家族基因的全基因组鉴定及非生物胁迫下的表达特征

钙调磷酸酶B样蛋白互作蛋白激酶(CIPK)是一种重要的Ca^(2+)信号传感器,在植物应答逆境非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了探究高粱中CIPK家族基因的功能,本研究从高粱基因组中鉴定了31个SbCIPK基因,这些基因不均匀地分布在高粱的9条染色体上,编码蛋白质的氨基酸数量为403~519个,等电点为6.07~9.38,相对分子质量为46 357.31~58 316.97。基因结构分析结果表明,SbCIPK家族基因分为内含子缺失型和内含子富集型2类。进化树分析结果表明,SbCIPK家族蛋白质成员分为8个亚族。基于转录组数据的表达模式分析结果表明,SbCIPK基因广泛参与对盐胁迫、干旱胁迫等非生物胁迫的响应。本研究结果可以为高粱CIPK家族基因的功能研究奠定基础。

响应面法优化甜高粱籽粒总黄酮提取及主要组分测定

确定甜高粱籽粒总黄酮最佳提取工艺,测定籽粒总黄酮主要组分及其含量,并评价其体外抗氧化性。以陇甜粱2号成熟期籽粒为研究对象,以黄酮含量为指标,在单因素实验基础上,利用响应面优化法确定甜高粱籽粒总黄酮最佳提取工艺为料液比1.0∶15.5(g/mL)、乙醇体积分数70%、提取温度80℃、超声时间29.5 min,所得黄酮含量理论为34.14 mg/g,实际可达(34.22±0.30)mg/g。采用高效液相色谱法(HPLC)测得陇甜粱2号籽粒总黄酮中(+)-儿茶素和芦丁含量最高,分别为3.5578、2.1146 mg/g。籽粒总黄酮清除羟基自由基(·OH)和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基的IC 50分别为0.5442、0.1438 mg/mL,1 mg/mL籽粒总黄酮溶液对DPPH自由基的清除率可达(93.31±0.60)%,具有良好的体外抗氧化性。

高粱杂交种氮高效利用综合评价

为从华北、东北高粱主产区筛选出适应当地生态条件、氮利用效率更高的优质高产高粱品种,以20份国内主推高粱品种为试验材料,采用裂区试验设计,研究供试品种在不同地点的氮肥农学效率和氮肥偏生产力表现。本研究旨在筛选出适宜当地生产的氮高效高粱品种。研究结果表明:基于粱氮素农学利用率和偏生产力,将20个高粱品种分为氮高效型、氮中效型和氮低效型3类,与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量。聚类分析表明,在东阳地区试验中,‘晋杂34’、‘辽糯11’、‘吉杂124’、‘晋早5564’和‘金糯粮5’在2年均为氮高效型品种,其中以‘晋杂34’表现最好。在哈尔滨地区试验中,‘龙杂22’、‘龙杂25’、‘沈杂5号’、‘冀酿3号’、‘凤杂4’、‘吉杂124’、‘吉杂127’、‘辽杂37’、‘晋早5564’、‘通杂108’和‘赤杂107’在2年均为氮高效型品种,其中以‘龙杂25’表现最好。因此,东阳地区较为适宜种植的氮高效品种为‘晋杂34’,哈尔滨地区较为适宜种植的氮高效品种为‘龙杂25’。

推荐施肥量下控释肥替代普通尿素提高高粱产量和氮肥生产力

【目的】高粱生产中氮肥施用不合理,氮肥利用效率低,研究适宜重庆地区高粱种植的控释氮肥减施比例,在减少氮肥用量的同时,确保高粱稳产高产,提高肥料利用效率。【方法】田间定位试验于2021、2022年在重庆永川进行,供试高粱品种为晋渝糯3号和金糯粱1号。设置6个处理,分别为不施氮肥(CK);习惯尿素施肥量(U,N 180 kg/hm^(2));尿素推荐施用量(U1,减N 20%,N 144 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量20%(C1,N144 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量30%(C2,N 126 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量40%(C3,N 108 kg/hm^(2))。在高粱开花期和成熟期,调查干物质积累量和转运量,成熟期调查植株和籽粒氮素含量、生物量、产量及产量构成因素。【结果】开花期和成熟期高粱干物质积累量均以C1和U1处理最高,C1处理成熟期干物质积累量又显著高于U1。C1处理叶片花前干物质转运量显著高于U。花后干物质积累量C1处理显著高于其他处理,U1和C2处理显著高于U处理。C1处理晋渝糯3号和金糯粱1号花后干物质积累量对籽粒的贡献率较U分别显著提高了11.54%和12.41%。C1处理的高粱产量最高(晋渝糯3号6611 kg/hm^(2),金糯粱1号5690 kg/hm^(2)),较其他施氮处理显著提高了5.40%~18.66%;其次为C2和U1处理,二者的产量均显著高于U和C3处理。各施氮处理的氮肥生理利用率(NPE)差异不显著;减氮处理间氮肥农学利用率(NAE)无显著差异,氮肥偏生产力(NPFP)差异显著,其NAE和NPFP均显著高于习惯施氮处理U;控释肥各减氮处理的NPFP显著高于普通氮肥推荐量处理U1。C1处理较U处理大幅提高了NAE、NPFP和氮肥利用率(NUE),晋渝糯3号分别提高了58.54%、39.61%和59.28%,金糯粱1号分别提高了80.97%、48.30%和63.08%;与U1处理相比,晋渝糯3号的NPFP、NUE分别提高了5.38%和22.19%,金糯粱1号分别提高了5.82%和4.42%。【结论】推荐施氮量下,用控释肥替代普通氮肥增加了高粱开花期和成熟期干物质积累量,提高了叶片花前干物质转运量和花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率,提升了高粱产量和氮肥利用效率,可作为西南地区高粱生产的推荐氮肥施用方式。

通江地区7个高粱属品种的生产性能及营养价值评价

试验旨在筛选适宜通江地区种植的高粱属牧草品种,采用大田试验,对引进的7个优质品种的产草量、农艺性状和营养成分进行测定和评价。结果显示,7个品种在通江地区均能够正常生长,农艺性状、产草量及营养成分在各品种间均存在差异。蜀草1号株高最高,分蘖数最多;绿巨人茎粗、叶片数及叶宽极显著高于除阿尔托901外的其他品种(P<0.01);海牛叶长最长,节间长最短,茎叶比最小。阿尔托901的总鲜草产量最高,蜀草1号和绿巨人次之。绿巨人的干物质、可溶性糖含量和相对饲用价值最高,粗纤维和酸性洗涤纤维含量最低;蜀草1号的粗纤维含量较低,粗脂肪和磷含量最高;海牛的粗蛋白和粗灰分含量最高。综合评价发现,绿巨人平均隶属函数值最高,蜀草1号次之。研究表明,绿巨人和蜀草1号较适宜在通江地区栽培种植。

高粱多酚微胶囊制备及其理化性质相关性

高粱作为一种重要的粮食作物,其多酚有着重要的生物活性。且其活性成分具有诸多潜在的健康益处,通过微胶囊包埋技术,可提高高粱多酚的稳定性及作用功效。本研究以高粱多酚为目标活性成分,采用海藻酸钠溶液制备高粱多酚微胶囊。并对其进行单因素正交试验、热重测定以及高粱多酚释放率测定测试。通过单因素正交试验得出,当氯化钙的质量分数为2.5%时,海藻酸钠质量分数为2.25%,高粱多酚质量分数为0.3%,包埋时间为0.5 h,壳聚糖质量分数为1.5%时,微胶囊包埋率可达87.19%。本研究结果显示,多酚是影响包埋率的最主要因素,其次是壳聚糖,而海藻酸钠、氯化钙和包埋时间的影响相对较小。在最优组合条件下所制备的微胶囊的具有更紧致的包埋结构,且包埋效果良好。微胶囊在肠液中释放所需时间更短,比在胃液中更高效,最高释放率为83.16%。这种较快的释放能够有效防止高粱多酚在体内释放过程中发生变化,并提高人体对活性物质的利用率。高粱多酚微胶囊化可为高粱的深加工及后续性质研究提供科学依据。

四川丘陵区油菜后高粱轻简高效栽培技术

为积极推动四川省“川酒”优势特色产业的健康发展,四川省农业科学院水稻高粱研究所通过多年研究,总结出四川丘陵区油菜后优选品种、适期播种、适龄移栽、科学施肥、合理密植、综合防治的高粱轻简高效种植技术,以期为田间生产提供指导。

176份糯高粱品系主要农艺性状综合评价

为探究糯高粱种质资源的农艺性状间相互关系,综合评价糯高粱种质资源,为今后糯高粱种质的创新利用及新品种选育提供理论参考和技术支撑。以176份糯高粱品系为研究材料,对其株高、穗粗、穗长和叶倾角等16个主要农艺性状进行调查,并通过变异分析、相关性分析、主成分分析、同异分析和聚类分析对176份糯高粱品系进行综合评价。结果表明,16个主要农艺性状的变异系数为6.67%~47.71%,穗形的最大,为47.71%,生育期的变异系数最小,为6.67%;其多样性指数值变化幅度为0.5303~2.0150,其中千粒重的多样性指数最高,为2.0150。相关性分析结果表明,株高、茎粗和生育期均与高粱产量构成因素呈正相关,表明这几个性状是反映糯高粱籽粒产量的重要农艺性状指标。主成分分析将16个主要农艺性状转换为5个综合性因子,累计贡献率为67.676%,包含了大部分的遗传信息;同异分析法联系度变化幅度为0.1940~0.6803,并根据联系度的高低来筛选出优劣顺序排名前10位的综合性状趋于理想的品系;聚类分析结果显示,176份糯高粱品系在欧氏距离5.92~6.33处可分为5类,分别包含166、2、4、3、1份品系。结合同异分析法与主成分综合得分,筛选出5份综合性状优良且趋于理想的品系。通过对176份糯高粱种质资源进行综合分析与评价,初步筛选出5份综合性状优良的高粱品系,可在日后高粱良种选育中提供优异的遗传资源。

糯高粱杂交种九糯5的选育及轻简化栽培技术

为了实现酒企提质增效,提高糯高粱产量和机械化水平,吉林市农业科学院高粱育种团队以不育系598A为母本、恢复系N9316R为父本组配而成糯高粱杂交种九糯5,该品种表现出矮秆、耐密植、抗倒、小粒、后熟快、单宁含量高、适宜机械化作业等特点,产量与对照品种粳高粱持平,适宜酿造优质酱香型白酒。

高粱种质资源成熟期氮效率评价及筛选

氮素作为影响作物生长发育的重要元素,是限制作物高产的重要限制因素之一。硝酸还原酶(Nitrate Reductase,简称NR)作为高等植物氮素吸收利用的限速酶,直接调节氮代谢。因此,叶片硝酸还原酶活性作为影响高粱产量的重要生理指标被用于评价氮素吸收、利用效率。本研究选取了97份不同来源的高粱材料,通过对97份高粱材料进行成熟期倒二叶和倒三叶的硝酸还原酶活性测定,为筛选高粱氮高效材料奠定基础。

不同土壤质地和播种深度对糯高粱品种顶土能力的影响

采用盆栽试验,研究26个糯高粱品种在壤土、砂土、黏土3种质地土壤和3、5、7 cm等3种播种深度下的发芽势、出苗率、中胚轴长的差异,综合评价不同土壤质地和播种深度下糯高粱品种的顶土能力,发掘顶土能力强的糯高粱品种,以期为不同土壤质地下直播糯高粱的品种选择和高效生产提供理论基础。结果表明,不同土壤质地下,26个糯高粱品种的平均发芽势、出苗率和中胚轴长均表现为壤土最高,分别较砂土处理高9.32%、9.96%、4.04%,较黏土处理高20.75%、20.10%、6.27%;随着播种深度的增大,糯高粱的平均发芽势和出苗率均逐渐降低,3 cm播深的平均发芽势、出苗率分别比5 cm播深的高51.87%、184.64%,比7 cm播深的高25.97%、108.84%;平均中胚轴长却呈上升趋势,7 cm播深的分别比3、5 cm播深的高65.14%、35.83%。糯高粱品种间的顶土能力差异明显,根据隶属函数值进行聚类分析,26个糯高粱品种可分为3类,其中宜糯红8号、渝糯粱11号和泸州红1号是强顶土能力品种,耐深播,出苗率高,适宜在多种质地土壤中种植。

高产、优质、多抗酿造用糯高粱杂交种辽糯22选育及栽培技术

糯高粱杂交种辽糯22(LA34×LNR8)是辽宁省农业科学院高粱研究所于2018年以自选不育系LA34为母本,自选恢复系LNR8为父本,于2018年春季在海南组配而成LA34×LNR8杂交组合。2018~2019年连续2年在所内进行了产量和抗性鉴定,表现优异,2020~2021年参加全国高粱品种区域试验,平均产量587.8 kg/667m^(2)。2023年12月通过农业农村部非主要农作物品种登记。该品种熟期适中、农艺性状好、糯性遗传稳定,是一个高产、优质、多抗的酿造用糯高粱杂交种。