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。

刈割次数与留茬高度对内农1号苏丹草产草量和品质的影响

研究刈割次数和留茬高度对内农1号苏丹草(SorghumsudanenseStapf.cv.NeinongNo.1)产草量及品质的影响。结果表明:在生育期间,刈割3次粗蛋白质产量最高,达到3.24t/hm2;刈割2次鲜草产量最高(96.80t/hm2);刈割1次干草产量最高(35.04t/hm2);留茬以8cm为宜,鲜草、干草及粗蛋白质产量分别达105.11、27.64和3.29t/hm2,高于或低于8cm均影响其再生速度、产草量和粗蛋白质含量。

添加甲酸或蔗糖对苏丹草青贮品质的影响

为探讨甲酸和蔗糖添加剂对苏丹草青贮的影响,以结实期苏丹草为原料,分别设对照、添加甲酸(6ml/kg)、添加蔗糖(2%)处理,袋装密封青贮60 d后分析。结果表明,添加蔗糖或甲酸都能显著改善苏丹草青贮饲料的发酵品质,添加甲酸可以显著降低青贮饲料的pH,极显著降低氨态氮含量,极显著提高乳酸含量。添加蔗糖可以显著提高乳酸含量,极显著提高乙酸含量,显著降低氨态氮含量。添加甲酸处理可溶性碳水化合(WSC)和硝酸盐含量分别显著高于对照和蔗糖处理。与原料相比,青贮之后硝酸盐含量显著下降,而亚硝酸盐含量增加。

高粱-苏丹草杂交种产量构成因子及最适密度的研究

通过高粱 -苏丹草杂交种产量构成因子分析表明 ,影响单株产量的主要因素是主茎粗和叶长 ;影响单位面积产量的主要因素是密度、叶长和单株产量 ,其中密度对单位面积产量的直接通径系数最大 ,为 1.0 2 99 。随机区组试验结果表明杂交种最适密度为 30万株 /hm2 。

苏丹草对铜尾矿的适应性研究

针对铜尾矿废弃地的复垦,选用苏丹草进行5种不同改良方式的盆栽试验.不同盆栽处理以m(尾矿土)∶m(菜园土)分别为0∶100,25∶75,50∶50,75∶25和100∶0配比混合而成.结果表明,低尾矿土含量处理对苏丹草生长无明显抑制现象,抗氧化酶活性随尾矿土含量上升而升高.在纯尾矿土处理中,苏丹草抗氧化酶系统平衡被破坏,MDA含量显著上升,ρ(叶绿素)下降,植物株高和干质量明显降低.通过对苏丹草地上和地下部分对不同尾矿土含量土壤中铜的吸收研究可知,其对铜不具备积累特性.虽然苏丹草对铜的积累量较小,但是由于能适应矿业废弃地极端的环境并且具有一定的耐性,生物量大,故可以选择用于铜矿废弃地的植被重建.

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)。

散穗高粱与苏丹草杂种的ISSR分析

为明确散穗高粱（Sorghum bicolor（L.）与黑壳苏丹草、白壳苏丹草、棕壳苏丹草、红壳苏丹草4个种间杂种F1在DNA分子水平上的差异程度,利用ISSR分子标记技术对散穂高粱与4种苏丹草（S.sudanense（Piper）Stapf）杂种F1及其亲本间的多态性进行分析。结果表明：14个ISSR适宜引物共扩增出451条带,其DNA片段长度为200～2000 bp,多态性条带416条,多态性条带百分率为92.2%;9个供试材料间的遗传距离（GD）变幅为0.1818～0.7838,平均为0.6892;散穗高粱与红壳苏丹草GD值较大,而与白壳苏丹草GD值较小;以GD值0.44为基准,9个材料聚为3类：第一类为散穗高粱、棕壳苏丹草、黑壳苏丹草、白壳苏丹草,第二类为散穗高粱×黑壳苏丹草F1、散穗高粱×白壳苏丹草F1、散穗高粱×红壳苏丹草F1、散穗高粱×棕壳苏丹草F1,第三类为红壳苏丹草。

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%。

高粱雄不育系与四种苏丹草杂种F_1农艺性状及细胞遗传学研究

为明确雄不育系高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）Z3A、V4A与黑壳、白壳、红壳、棕壳4种苏丹草（Sorghum sudanense（Piper）Stapf）种间杂种F1的育性状况、细胞遗传学特征和育种潜力,为杂交后代选择利用提供依据,采用定株观测、花粉粒染色,染色体制片镜检等方法,对杂种F1代的生长发育、主要农艺性状及染色体构型等进行研究。结果表明：8个杂交组合F1代植株生长茁壮,平均株高350~386 cm,显著超过其双亲;生育期较长（132~134 d）,属中晚熟类型;分蘖数多达6.24~6.82个,呈偏父本遗传;穗型呈双亲中间型,每穗小穗数、穗密度均优于其父本苏丹草;茎叶比在3.10~3.33之间,明显低于其母本;株高140 cm时,F1茎叶鲜草氢化物含量很低,变幅为9.38~42.01 mg.kg-1;开花盛期主茎糖锤度值较高,在8.89%~9.46%之间,呈偏母本遗传;F1花粉可育率在94%以上,自然结实率在73.22%~76.62%之间,均不存在育性问题;F1代PMCMⅠ染色体配对行为规则,平均构型为2n=2x=20（10Ⅱ）,但其棒状二价比例较高（6.702~7.215）,亲本间遗传组成存在一定差异;F1鲜草产量明显超过其父本苏丹草,增产幅度为12.17%~28.28%,超亲优势幅度为13.86%~39.42%。试验确定出育种潜力最大的杂交组合是：高粱V4A×棕壳苏丹草和高粱Z3A×黑壳苏丹草。

4种填闲作物对天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良作用的初步研究

通过夏季填闲的方式来解决设施农业次生盐渍化在20世纪初就已被提出,但相关研究在天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良方面还没有开展。通过盆栽试验研究了4种填闲作物(毛苕子、苏丹草、甜玉米和苋菜)对天津地区黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良作用。结果显示,与对照土壤相比,4种填闲作物均能显著降低土壤可溶性盐分和Na+的含量(P<0.05),显著降低土壤养分和有机质的含量(P<0.05);毛苕子、甜玉米和苋菜能显著增大土壤K+/Na+的比值;高种植密度对次生盐渍化土壤的改良效果更为突出;4种填闲作物相比,毛苕子对黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良效果最佳。既为改良天津黄瓜温室土壤次生盐渍化提供实践参考,也为延长设施土壤使用年限,促进天津设施蔬菜产业发展提供一种可行途径。

钾肥分期施用对苏丹草生长和产量的影响

在大田条件下研究了KCl分期施用对苏丹草产量及生长性状的影响。结果表明,基肥施用一定量KCl对基本苗数量影响不大,过量施用KCl则对苏丹草基本苗产生抑制作用。施钾没有导致苏丹草叶片质量比例下降。施用KCl明显提高苏丹草对蚜虫的抵抗能力,5个施钾处理所寄生的蚜虫数量平均为不施钾的27.2%。施用KCl显著增加苏丹草鲜草产量和经济效益,在钾肥用量相同时,不同施钾时期及钾肥用量分配对产量产生显著影响。在5个施钾处理中,以50%作基肥、在第2、3和4次收获后平均施用余下50%钾肥的增产效果最好,比对照增产16615kg/hm2,增产幅度达26.1%,每千克K2O增收苏丹草46.2kg;而KCl一次性作基肥施用增产效果较差。

羊草和苏丹草种子结构的比较研究

采用石蜡切片法,对羊草和苏丹草种子的果皮、种皮、种子内含物、胚的形态结构进行了比较研究.结果表明,羊草和苏丹草种子的果皮和种皮结构有明显差别;营养成分差别不大;胚的形态主要表现为盾片的形态结构差异.

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。

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。

元谋干热河谷区海狮苏丹草引种与适应研究

对云南干热河谷典型区元谋引入的海狮苏丹草[Sorghum sudanense(Hay-King)Stapf.]进行适应性评价。结果表明:海狮苏丹草生育期95 d,种子黑亮,平均株高220.0 cm,再生能力强;刈割后分蘖数增多,可达58个,具褐色中脉特性;在元谋干热气候粗放管理条件下,年可刈割3～4次,平均鲜草产量达81.16t/hm^2,干草产量达19.03t/hm^2;营养价值高,粗蛋白含量达17.64%;适口性好,可用于牛羊鱼等草食动物饲养。总之,元谋干热气候条件在一定程度上影响其产量,但其优良功能性状及生态功能在试验区具有较大发展潜力。

刈割对元谋干热河谷区海狮苏丹草生长及生产性能的影响

以牧草鲜草产量、再生速度、分蘖数等为观测指标,研究不同刈割处理和刈割茬数对元谋干热河谷区海狮苏丹草[Sorghum sudanense(Hay king)Stapf.]生长及生产性能的影响。研究结果表明:海狮苏丹草在干热河谷区具有较好的适应性,在其生长季内可刈割5次;留茬高度和茬数对其再生性能和分蘖能力均有显著影响.其中刈割茬数对其再生速度和分蘖数影响最大,随着刈割茬数增加再生速度显著减慢而分蘖数则明显增加:海狮苏丹草不同留茬高度、刈割茬数对生物量均存在显著差异;就生物量和再生能力来看,海狮苏丹草留茬高度以10 cm为宜,其平均再生速度达2.50 cm/d,鲜草产量可达125.76t/hm^2,同时在10 cm留茬高度下各茬间生物量变化较为稳定,持续生长能力较强。

苏丹草种子活力TTC测定试验

采用四唑法和标准法分别测定苏丹草种子的生活力和发芽率,结果表明苏丹草种子生活力和发芽率之间具有极显著的正相关(r=0.775**)。经过试验和统计分析还显示,苏丹草种子的生活力和发芽率的结果相一致,即四唑法测定苏丹草种子生活力的结果可代表其发芽率的结果。

苏丹草生长及光合相关指标对生根剂的响应研究

[目的]探讨植株生长和光合指标对生根剂的响应性。[方法]采用完全随机区组试验设计,研究苏丹草(Sorghum sudanense)植株生长及光合相关指标对NKII-298、NKII-888和NKII-16共3种生根剂的响应。[结果]经NKII-298处理的苏丹草植株,叶片的叶绿素a和类胡萝卜素含量、叶绿素荧光参数(PSII量子效率、光化学猝灭系数和电子传递效率)显著高于对照(P<0.05),光合速率-光响应曲线模拟得出的最大光合速率和呼吸速率较高,单株生物量累积最大;经NKII-888和NKII-16处理的苏丹草幼苗,仅叶绿素荧光参数显著高于对照(P<0.05),其余指标与对照差异不显著。[结论]苏丹草对生根剂种类敏感,在实际生产上应根据生产目的而进行选择。

基于干旱区煤矿废弃物利用的土壤配置及其对苏丹草生长的影响

新疆干旱区煤矿开采利用过程中产生大量废弃物,如粉煤灰、火烧石等,且原生态环境恶劣,不利于植物生长。本文以粉煤灰、火烧石为试验材料,结合当地荒漠土设置土壤配方,并通过小区试验种植苏丹草(Sorghum sudanense(Piper)Stapf.)来验证其效果。结果表明:在荒漠土中添加10%粉煤灰其土壤硬度降低5.94 kg·cm^(-2),土壤速效磷含量增加5.19 mg·kg^(-1);土壤表面覆盖火烧石可降低土壤水分的蒸发,覆石处理组总失水率仅为未覆石处理组的43.8%~58.8%。2019年4—8月通过小区试验种植苏丹草,在夏季高温干旱期,“荒漠土+10%粉煤灰+覆石”处理于灌溉后1~3 d,15∶30 TM时,石缝中地表温度显著低于荒漠土(CK)裸地温度,降低了2.07℃~12.57℃,昼夜温差减少4.54℃~14.17℃,含水率高于荒漠土(CK)裸地5.93%~10.84%。在“荒漠土+10%粉煤灰+覆石”的配土方式下,苏丹草长势显著好于荒漠土(CK)(p<0.05),其株高是CK的1.9倍,地上生物量是CK的5.9倍,地下生物量是CK的2.7倍。“荒漠土+10%粉煤灰+覆石”是一种有效的保水、促苗配土方式。

不同的激素配比及培养基类型对苏丹草185愈伤组织诱导率的影响

以苏丹草185的成熟种子为外植体,就不同培养基和激素配比对愈伤组织的诱导率进行研究,筛选出了适合苏丹草185愈伤诱导的培养基。研究中发现,对于苏丹草185种子在相同激素配比条件下,采用MS基本培养基的诱导率高于N6培养基。在相同的基本培养基培养条件下,采用不同激素配比,8个处理组合的诱导率有较大差别。在MS培养基中,2,4-D浓度为2.0mg/L、KT浓度为0.1mg/L时的诱导效果最好;而在N6培养基中,2,4-D浓度为4.0mg/L、KT浓度为0.5mg/L时的诱导效果最好,较易形成胚性愈伤。