Preliminary Assessment of Genetic Diversity in Three Taro （Colocasia esculenta L, Schott） Landraces Using Agro-morphological and SSR DNA Characterisation

Taro （Colocasia esculenta L. Schott） is an important underutilised crop in South Africa, East Africa and Indonesia. Three taro landraces, namely, Dumbe Lomfula （wild）, KwaNgwanase and Umbumbulu, were collected from two locations in KwaZulu-Natal （KZN）, South Africa, and planted at two locations, Pietermaritzburg （KZN） and Roodeplaat, Pretoria. Ago-morphological characterisation of vegetative and corm characteristics were done four months after planting and at harvest, respectively. Sampling for DNA fingerprinting using five SSR primers was done using leaf material four months after planting. Agro-morphological characterisation was useful in showing differences between the wild landrace and the two cultivated landraces, as well as identification of dasheen and eddoe types. SSR primer characterisation showed that despite significant morphological difference, the wild Dumbe Lomfula and Umbumbulu landraces were closely related but different from the KwaNgwanase landrace. Although landraces showed great morphological variation, this did not necessarily imply genetic variation. It is concluded that SSR primers are more useful for characterising taro landraces.

芋(Colocasia esculenta)的民族植物学

应用民族植物学的基本原理和方法,选择中国云南和山东为试点,兼顾其他省区,开展芋〔Colocasiaesculenta(L. )Schott〕的民族植物学研究。结果表明:在云南传统栽种芋的菜园和农地被高附加值的经济作物所代替,芋在不同民族家庭中的地位也从传统作为主食变成蔬菜或杂粮;在山东已形成芋的产业化、标准化生产的格局,芋在汉族农家经济中的地位得到提升。在云南分布有芋的野生近缘种、半栽培种、栽培品种,种质资源丰富;在山东未发现芋的野生类型,以旱芋类型的多子芋栽培品种为主。由于经济的发展和主流文化的影响,民间对芋的植物崇拜及植物崇拜文化丢失的速度大大加剧。在古朴的传统食芋文化中,蕴含着丰富的关于芋植物资源利用和保护的传统知识和朴素的科学内涵,需要进行深入的挖掘和探讨。

Molecular Detection of Phytophthora colocasiae of Taro Leaf Blight Based on PCR

The present PCR assay was conducted to develop rapid and sensitive detection of Phytophthora colocasiae,in order to provide a robust and reliable tool for healthy seedling production of taro and limiting the transmission and spread of the causal organism of taro leaf blight in taro planting regions.The samples were used to extract total DNA and to be detected by PCR with P.colocasiae specific primer pairs PCSP-RL F/PCSP-RL R and PCSP-T F/PCSP-T R,respectively.Distinct fragments of about 200 bp and 240 bp were amplified by PCR using primers PCSP-RL F/PCSP-RL R and PCSP-T F/PCSP-T R,respectively.The analysis of the nucleotide sequence of the PCR products were found to be 99% identical to sequence of RAS-related protein (Ypt1) and phospho-ribosylanthranilate isomerase (TRP1) in P.colocasiae,respectively.It is concluded that rapid and sensitive developed PCR assay for detection of P.colocasiae could be used in routine diagnosis and aid in management practices to mitigate taro leaf blight.

不同红芽芋地方品种新鲜子芋自然富集元素能力的鉴定与评价

【目的】红芽芋为典型的多子芋类型,品质风味居芋类之首,是老幼皆宜和药食兼优的滋补佳品。阐明红芽芋子芋自然富集元素能力的基因型间差异,筛选出高富集有益元素且低富集有害元素的地方品种,为高产优质营养安全红芽芋地方品种的遗传改良和品种选择提供理论依据及实践指导。【方法】以21个在不同原产地广泛种植的红芽芋地方品种为材料,统一种植在同一块大田,采用电感耦合等离子体质谱法分析其新鲜子芋中有益元素[镁(Mg)、铁(Fe)、锌(Zn)、硒(Se)]和有害元素[镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、汞(Hg)和砷(As)]的含量及累积量,并利用模糊隶属函数法、熵权优劣解距离法和模糊综合评判法对其自然富集元素能力进行综合鉴定与评价。【结果】不同红芽芋地方品种的新鲜子芋产量存在巨大差异,最高的HY09(浙江嘉兴)为最低的HY10(云南昆明)的4.5倍。不同红芽芋地方品种新鲜子芋自然富集元素能力(含量及累积量)存在明显差异,无论是同一红芽芋地方品种新鲜子芋的不同有益和有害元素含量及累积量间还是不同红芽芋地方品种新鲜子芋的同一有益和有害元素含量及累积量间均存在显著或极显著差异。有益元素中,以镁含量及累积量最高,其次为铁和锌,硒极低;但品种间的锌含量及累积量的差异最大,铁和硒次之,镁差异最小。有害元素中,以镉含量及累积量最高,汞最低,铬的品种间差异最大,砷的品种间差异最小。红芽芋地方品种对Cd的富集能力较强,对Mg的富集中等,对其他元素的富集能力极小。红芽芋新鲜子芋中的Se与Fe、Cr、Hg和As,Fe与Zn、Cr、Hg和As,Zn与Cr、Hg和As,Mg与Cd,Cr与As和Hg及Hg与As间的含量及累积量间均呈极显著正相关。【结论】综合分析显示,不同红芽芋新鲜子芋天然富集元素能力的可分为高、中和低三类,高富集能力的品种是HY14(湖南永州),中等富集能力的品种是HY04(江苏无锡)和HY20(江西赣州),其他均为低富集能力品种。

多子芋叶柄及芽色的多样性及芋形观察

介绍了多子芋种质资源叶柄及芽色的多样性 ,总结了多子芋的叶柄颜色及芽色的对应关系及芋形的一般规律。叶柄为绿色或紫色时 ,芽为白色 ;叶柄为乌绿色时 ,芽为淡红色。叶柄紫色类的子孙芋芋形最好 ,卵圆形 ,且表皮棕毛少 ;叶柄绿色类和叶柄乌绿色类的子孙芋芋形较叶柄紫色类差 ,其中 ,叶柄绿色类的子芋芋形一般为头大尾小的卵圆形 ,表皮棕毛较多 ;叶柄乌绿色类的子芋一般为长卵圆形至卵圆形 ,且表皮棕毛较多。 3种类型的孙芋一般为卵圆形 ,且表皮棕毛少。芋形指数基本上反映了芋的实际形状。

江西铅山红芽芋再生苗遗传稳定性的RAPD分析和流式细胞术检测

通过RAPD分子标记和流式细胞术来分析和检测江西铅山红芽芋再生苗的遗传稳定性,为其种质资源的离体保存和试管苗的工厂化生产提供理论依据。结果表明,经流式细胞术检测,江西铅山红芽芋9种再生苗与对照组的第1个主峰对应的荧光强度值和第2个峰所对应的荧光强度无显著变化。通过20条随机引物对江西铅山红芽芋9种再生苗与对照组进行RAPD扩增。扩增出来的片段大小为200~3 000 bp,20条引物的扩增位点数分别为12,10,7,8,9,14,9,14,10,8,10,10,10,10,11,8,9,10,8,15,共获得202个位点,平均每个引物获得10.1个位点,其中160个为可重复的多态性位点,平均每个引物检测到的多态性位点数为8个,平均多态性位点百分率为79.21%。用NTsys2.10软件对9种再生苗与对照组进行聚类分析,9种再生苗与对照组分成了两类,一类只有1种,即愈伤组织再生苗,另一类包括8种再生苗和对照组。表明愈伤组织再生苗与其他8种再生苗和对照组比较具有显著差异,而其他8种再生苗和对照组之间差异不显著。

江西铅山红芽芋胚性愈伤组织小滴玻璃化法超低温保存技术的研究

探索江西铅山红芽芋胚性愈伤组织的小滴玻璃化法超低温保存,为其种质资源的超低温保存提供技术基础和理论依据。植物组织培养和单因子试验的方法。江西铅山红芽芋胚性愈伤组织小滴玻璃化法超低温保存的较佳程序为:约0.2 g胚性愈伤组织在25℃下转入MS+2 mg·L-1TDZ+1 mg·L-1NAA+0.5 mmol·L-1蔗糖的培养基中,于14 h·d-1光周期下预培养3 d后用MS+2 mmol·L-1甘油+0.4 mmol·L-1蔗糖在25℃下装载20min,然后用PVS2在0℃下脱水40 min,吸取5滴PVS2到铝箔条上,将脱水后的红芽芋胚性愈伤组织块转到铝箔条上的PVS2液滴里。附有胚性愈伤组织块的铝箔条在液氮里蘸一下,然后迅速将其转入2 mL装满液氮的冷冻管中,再投入液氮保存1 d。从液氮中取出冷冻管中的铝箔条,浸入用40℃温水预热过的洗涤液(MS+2 mg·L-1TDZ+1 mg·L-1NAA+1.2 mmol·L-1蔗糖)中,使胚性愈伤组织块从铝箔条上脱落下来,然后再将胚性愈伤组织块转入新鲜的洗涤液中洗涤3次,每次10 min。洗涤后转入MS+2 mg·L-1TDZ+1 mg·L-1NAA固体培养基上,先暗培养7 d再转到14 h·d-1光周期中培养。30 d后将分化出的胚状体再次转入MS+2 mg·L-1TDZ+1 mg·L-1NAA固体培养基上可再生完整植株。红芽芋胚性愈伤组织包埋玻璃化超低温保存后的平均成活率约为80%。红芽芋胚性愈伤组织冻后再生苗没有发生形态学、生理学和细胞学的变异。红芽芋胚性愈伤组织小滴玻璃化法超低温保存可以保证其遗传资源的稳定性,为江西铅山红芽芋种质资源的离体保存提供了一条新的途径。

红芽芋驯化苗对盐胁迫的光合及生理响应

为探讨江西铅山红芽芋的耐盐机制，以其组培移栽驯化苗为材料，研究了盐胁迫对其生物量积累、光合特性、荧光特性等抗逆生理特性的影响。结果表明：（1）红芽芋幼苗生物量和根冠比在低盐胁迫下（50mmol·L^-1）得到显著促进，而在高盐胁迫下（100～250mmol·L^-1）受到显著抑制。（2）低盐胁迫幼苗的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、水分利用效率（WUE）和瞬时羧化效率（CUE）比对照（0mmol·L^-1）显著增加，细胞间CO2浓度（Ci）比对照显著下降，蒸腾速率（Tr）与对照无显著差异；高盐胁迫幼苗的Pn,Ls、WUE、CUE和Gs较对照显著下降，Ci比对照显著增加。（3）低盐胁迫幼苗的最大荧光（Fm）、PSⅡ潜在光化学效率（Fv／F0）和光化学猝灭系数（qp）比对照显著增加，初始荧光（F0）较对照显著下降，PSⅡ最大光化学效率（Fv／Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ФPSⅡ）、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率（Fv’／Fm’）和非光化学猝灭系数（NPQ）与对照无显著差异；而高盐胁迫幼苗的F0,Fm,Fv／Fm、Fv／F0、ФPSⅡ、Fv’／Fm’和qp均较对照显著下降，NPQ比对照显著增加。（4）各盐胁迫幼苗叶片的可溶性蛋白含量以及过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与对照相比先升后降，并以低盐下最高；可溶性总糖和脯氨酸含量均比对照显著增加；丙二醛含量和质膜透性相对值在低盐胁迫下无显著变化，而在高盐下显著增加；叶绿素含量和根系活力在低盐胁迫下无显著变化，而在高盐胁迫后开始显著下降。研究发现，江西铅山红芽芋移栽驯化苗的耐盐阈值为50mmol·L^-1，其能够诱导提高叶片可溶性蛋白含量和主要保护酶活性，稳定质膜透性、叶绿素含量和根系活力，增加PSⅡ潜在光化学效率，提高PSⅡ的电子传递活性，维持PSⅡ实际光化学效率，有效启动非辐射热能量耗散机制来保护了光合机构，最终提高净光合速率，增加生物量。

江西铅山红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织诱导及其再生体系的建立

以江西铅山红芽芋脱毒苗为试材，研究不同因素对红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织诱导及其再生体系的影响，以期对红芽芋脱毒苗的再生体系进行优化。结果表明，红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织诱导的最佳培养基是MS＋TDZ2mg·L。＋2，4-D1mg·L-1红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织分化的最佳培养基是MS＋TDZ2mg·L。＋NAA1mg·L-1红芽芋脱毒苗不定芽生根的最佳培养基是1／2MS＋NAA0．5mg-L-1＋PP。0．5mg·L-1红芽芋再生苗最好的移栽基质为发酵后的腐锯木屑。红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织再生苗移栽时最佳的PP。浓度为20～50mg·L-1。本试验成功建立了红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织的再生体系，为红芽芋脱毒苗转基因的研究和种质创新奠定了基础。

3种类型多子芋生长动态的观察与比较

以‘走马羊’(叶柄紫色,芽白色)、‘江汉芋’(叶柄绿色,芽白色)、‘红杆芋’(叶柄乌绿色,芽淡红色)为材料,对3种类型多子芋生长动态进行了观察与比较。结果表明:(1)‘江汉芋’熟性最早,‘走马羊’其次,‘红杆芋’最晚;(2)熟性越晚,叶片生长速度越快;(3)分株出现的早晚是子芋形成早晚的标志,分株数量反映了不同类型品种的分蘖特性,与子芋数及子芋与孙芋的总数不呈正相关;(4)球茎发育过程中,各级球茎干物质积累存在库源关系。

荔浦芋疫病病原鉴定及原生质体制备（英文）

【目的】鉴定荔浦芋疫病病原及制备原生质体,为荔浦芋病原检测、致病机理研究及健康种苗生产提供科学依据。【方法】对采集自广西荔浦县芋头种植区的芋疫病标样进行分离,通过形态特征和r DNA-ITS分子生物学相结合的方法对其病原进行鉴定,同时对获得的病原菌进行原生质体制备。【结果】通过对分离的芋疫病病原进行致病性测定、形态特征观察,将引起荔浦芋疫病的病原初步鉴定为芋疫霉菌(Phytophthora colocasiae);r DNA-ITS序列分析结果表明,菌株DNA序列与Gen Bank已发表的P.colocasiae不同分离物序列同源性达99%,进一步确定所测菌株为芋疫霉菌。制备获得的芋疫霉菌原生质体呈透明圆形或近圆形,大小不一。【结论】引起荔浦芋疫病的病原为芋疫霉菌,制备的芋疫霉菌原生质体可用于芋疫霉病致病机理研究。

多子芋3个品种群球茎质量和数量的差异显著性及变异性比较

多子芋3个品种群在水旱生态环境中的栽培比较试验表明:(1)多子芋在旱生环境中的单株母芋质量、单株子芋质量、单株孙芋质量、单株子芋孙芋总质量、单个子芋平均质量、单个孙芋平均质量、单个子芋孙芋平均质量都显著地高于在水生环境中的相应值,而单株子芋数量、单株孙芋数量、单株子芋孙芋总数量、单个曾孙芋平均质量差异不显著,仅单株曾孙芋质量和单株曾孙芋数量表现为水生环境极显著地高于旱生环境。因此,多子芋以旱栽为宜。(2)在品种群间,单株球茎质量和单株球茎数量在旱生环境中的差异较小,而在水生环境中的差异较大。红紫柄品种群对水生环境的适应性最强,绿柄品种群的适应性最弱。无论是在水生环境还是在旱生环境,品种群间同级别单个球茎质量的差异都不显著。(3)品种群间单株球茎质量、单株球茎数量、品种群内单个球茎质量的变异系数在水旱生态环境中,一般都表现为曾孙芋>孙芋>子芋,水生环境>旱生环境,单株球茎质量>单株球茎数量。

芋氮磷钾吸收规律的研究

采用凯氏定氮法、钼锑抗显色法、火焰光度计法对芋[Colocasia esculenta(L.)schott]的两个品种各器官中的氮、磷、钾含量进行测定,研究芋植株对氮磷钾的吸收与分配规律。结果表明,在幼苗期,氮磷钾的分配主要集中在芋的叶片和叶柄中,氮以叶片中居多,钾以叶柄中居多;从发棵期开始,氮磷钾主要分配在芋的球茎中。

江西铅山红芽芋试管苗对盐胁迫的生理响应

以江西铅山红芽芋试管苗为材料,研究其对盐胁迫的生理响应。结果表明:(1)低浓度的Na Cl(如1、2.5 g/L)有助于试管苗的生长发育,试管苗鲜重和干重显著增加,但对根冠比无显著影响。而高浓度的Na Cl(如5、10、15 g/L)则抑制了试管苗的生长发育,试管苗鲜重、干重和根冠比明显下降。(2)低浓度的Na Cl(如1、2.5 g/L)有利于增加叶绿素和可溶性蛋白含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性。但高浓度的Na Cl(如5、10、15 g/L)则降低叶绿素和可溶性蛋白含量,降低SOD和POD活性。(3)任何浓度的Na Cl胁迫均会导致红芽芋叶片Na+含量和根系K+含量的增加,且叶片和根系的Na+/K+也随Na Cl浓度增加而升高。(4)任何浓度的Na Cl胁迫均会造成红芽芋试管苗叶片可溶性糖和脯氨酸含量的增加。低浓度的Na Cl胁迫不会造成红芽芋试管苗叶片丙二醛(MDA)含量和细胞质膜透性的变化,但高浓度的Na Cl胁迫会造成红芽芋试管苗叶片MDA含量和细胞质膜透性的增加。脯氨酸含量与可溶性总糖含量、MDA含量和质膜透性间呈显著的正相关,表明盐胁迫下脯氨酸积累的多少可反映红芽芋试管苗的伤害程度。

江西铅山红芽芋胚性愈伤组织的玻璃化法超低温保存及植株再生

以江西铅山红芽芋胚性愈伤组织为材料,研究各种因素对其玻璃化法超低温保存的影响。结果表明:江西铅山红芽芋胚性愈伤组织玻璃化法超低温保存较佳的预培养条件为0.3mol·L-1蔗糖预培养3d,较佳的60%PVS2装载时间为20min,较佳的100%PVS2脱水条件为25℃脱水30min,较佳的化冻温度为40℃,较佳的洗涤液蔗糖浓度为1.2mol·L-1,较佳的冻后培养条件为暗培养7d再转到光周期中培养。红芽芋胚性愈伤组织包埋玻璃化超低温保存后的平均成活率约为70%。红芽芋胚性愈伤组织冻后再生苗没有发生形态学、生理学和细胞学的变异。

早中熟芋新品种鄂芋1号的选育

鄂芋1号是以走马羊红禾为亲本,通过单株选择法选育而成的芋新品种。早中熟,株高100～130 cm,叶片长50～56 cm,宽39～45 cm,叶柄紫黑色,叶片绿色;芋芽、芋肉白色,子孙芋卵圆形,整齐,棕毛少,单株母芋1个,单株子孙芋数25个左右,单个子芋质量50～70 g,单个孙芋质量32～42 g,单株子孙芋总质量1.4 kg左右;每667 m2产量为2 300 kg左右,水旱均可种植。

国外芋杂交技术研究进展

对国外芋品种杂交技术、育种、遗传分析等方面进行综述,并对今后芋杂交方面存在的问题进行了讨论。

催芽措施对红芽芋生长及产量的影响

研究催芽措施对红芽芋生长及产量的影响,结果表明:采用大棚加地膜覆盖对红芽芋催芽效果最好,催芽处理植株高、整齐度好,叶片抽生速度快,能提高红芽芋产量,比未催芽处理增产26.1%,增产达极显著水平。

多效唑对芋种质离体保存影响的初步研究

以荔浦芋无菌试管苗为材料，研究了试管苗保存过程中不同浓度多效唑（PP粥）对试管苗保存效果的影响。研究结果表明，多效唑对芋种质资源的离体保存有显著影响，在光照时间14～16h／d，光照强度1500lx，室温（26＋2）℃的培养条件下，在MS＋6-BA2．5mg／L＋NAA0．02mg／L＋30g/L蔗糖的培养基中添加0．6mg／LPP粥，试管苗可保存240d，存活率为89．7％，且恢复生长后试管苗形态正常、长势良好，与对照株无明显差异。

江西铅山红芽芋试管苗染色制片技术优化研究

以江西铅山红芽芋试管苗为材料,探讨不同取材部位、不同预处理剂、不同酸解离时间和不同改良卡宝品红染色时间对江西铅山红芽芋试管苗染色体制片的影响,以期为江西铅山红芽芋的起源、演化及遗传育种提供一定理论依据。结果表明,切取江西铅山红芽芋试管苗根尖,在室温下用0.1%秋水仙素+0.002mol/L 8-羟基喹啉混合溶液预处理4h,然后在60℃条件下用1 mol/L盐酸解离15 min,最后用改良卡宝品红染色5 min,此时染色体制片效果最佳。