甘薯软腐病抗性鉴定方法研究及其对甘薯种质资源抗性评价

通过对甘薯软腐病菌侵染甘薯的发病特征进行研究,首次建立了一种甘薯软腐病抗性鉴定的方法:每个品种取3块中等大小的薯块,经严格消毒晾干后,切薯块中部薯片,每薯块切3个薯片,每薯片厚度约为8 mm,置于放有灭菌湿润滤纸保湿的灭菌培养皿中,接种1块6 mm的甘薯软腐病菌菌碟于薯片中央,将接种好的薯片置于26℃生化培养箱中培养,期间加无菌水保湿1次。21 h后将鉴定材料取出,量取薯片发病直径,根据病斑直径进行分级,计算病情指数,进行抗感评价。该方法的建立为抗病品种的选育提供了理论依据。利用该方法对44份品种资源进行抗性评价,结果显示,鲁薯4号和广紫8号对甘薯软腐病的抗性级别为中抗;湛薯271、泰中11、渝紫1号、赣薯1号和PZJ商27E2-2对甘薯软腐病的抗性级别为感病;其余品种对甘薯软腐病的抗性级别均为高感。

甘薯立柱式无土育苗模式研究初报

【目的】为甘薯立柱式无土育苗模式的推广提供科学依据。【方法】采用立柱式育苗和土床育苗方法,对比两种育苗方式下薯苗的生长性状。【结果】与土床育苗相比,金玉和苏薯8号两个品种在立柱式育苗下,其百苗重、同长度百苗重、叶片数、叶片横纵长度、苗长和茎粗方面均明显提高,特别是在前3次剪苗期,提高幅度更为明显。【结论】立柱式无土育苗在甘薯育苗中有较大的优势,值得推广应用。

甘薯黑斑病菌的生物学特性研究及室内药剂筛选

本试验对甘薯长喙壳菌(Ceratocystis fimbriata Ellis et Halsted)进行了生物学特性研究。结果表明:适宜该病原菌生长的碳源为乳糖,氮源为酵母膏,pH 9,菌落直径分别为4.28,3.96,5.10 cm。菌丝在光照、黑暗、光暗交替下均能生长,其中在黑暗条件下生长最好,菌落直径为5.01 cm,菌丝致死温度为55℃、10 min或58℃、5 min。采用菌丝生长速率法进行了4种杀菌剂对甘薯黑斑病菌的毒力测定。结果表明,供试4种杀菌剂对甘薯黑斑病菌菌丝生长均有抑制作用,其中96.3%苯醚甲环唑抑制作用最佳,EC50值为2.52;其次为97%甲基托布津,EC50值为7.21;97.6%甲基立枯磷和97%氟酰胺抑制作用相对较差,EC50值分别为454.08和425.99。

多种药剂对甘薯黑斑病菌的毒力测定及其对苗期黑斑病的防治效果研究

采用菌丝生长速率法在室内测定了6种杀菌剂对甘薯黑斑病菌(Ceratocystis fimbriata Ellis et Halsted)的毒力,结果表明,1%枯草芽孢杆菌可湿性粉剂和2%宁南霉素对甘薯黑斑病菌菌丝生长的抑制效果居前2位,其中后者对该病菌的EC50值为0.30μg/mL。探讨了7种药剂对甘薯苗期黑斑病的防治效果,结果显示:以50%甲基托布津可湿性粉剂800倍液对苗期黑斑病的防治效果最佳,防效达100%。

DNA分子标记在甘薯遗传育种研究中的应用

甘薯是一种重要的粮食、蔬菜、工业原料作物及新型能源作物。DNA分子标记技术,近年来在甘薯育种方面发挥了重要作用。本文概述了DNA分子标记的研究进展,以及这一技术在甘薯的起源、进化、分类、遗传图谱构建、亲缘关系及遗传多样性分析、品种鉴定和分子标记辅助育种方面的研究进展,并对其发展前景进行了展望。

甘薯紫纹羽病病原菌的生物学特性及室内药剂筛选研究

对甘薯紫纹羽病(Helicobasidium mompa Tanaka)进行了生物学特性研究。结果表明,适宜该病原菌生长的碳源为淀粉,氮源为硝酸钾,pH为10,菌落直径分别为9.50,8.04,7.52 cm,菌丝在光照、黑暗、光暗交替下均能生长,其中在黑暗条件下生长最好,菌落直径为7.54 cm,菌丝致死温度为50℃、10 min。采用菌丝生长速率法进行了5种杀菌剂对甘薯紫纹羽病菌的毒力测定。结果表明,供试5种杀菌剂对甘薯紫纹羽病菌菌丝生长具有较好的抑制效果,其中97.6%甲基立枯磷和97%氟酰胺效果最佳,EC50值分别为0.28和0.45;87.6%拌种灵的抑制作用其次,EC50值为5.50;96.3%苯醚甲环唑和97%甲基托布津抑制作用相对较差,EC50值分别为17.32和19.12。

中国甘薯主要育成品种的遗传多样性及遗传趋势

用ISSR和AFLP分子标记手段，对中国不同时期不同甘薯种植区的26份主要育成品种进行遗传多样性和遗传趋势分析，结果表明：①17条ISSR引物共扩增出410条多态性谱带，平均每条引物扩增24．1条多态性谱带，10对AFLP引物共扩增出203条多态性谱带，平均每对引物组合扩增20．3条多态性谱带，2种标记均具有较高的分辨力，可以用于甘薯品种的遗传多样性分析。②甘薯主要育成品种的遗传相似系数为0．4877～0．7743，平均0．5640，表明中国甘薯主要育成品种的遗传多样性程度低，遗传相似程度高，遗传基础狭窄。通过UPGMA聚类分析，26份品种在遗传相似系数为0．55处可分为2类。③南方薯区主要育成品种的遗传多样性和遗传差异高于长江中下游薯区和北方薯区，北方薯区和长江中下游薯区主要育成品种之间的遗传差异较小，但与南方薯区主要育成品种之间的遗传差异较大。④1990年前甘薯主要育成品种的遗传相似程度高，1990年后育成品种的遗传相似程度依然很高，遗传多样性程度没有明显改变。因此，在未来甘薯遗传改良中，可以通过加强不同薯区育种亲本的交换，逐步改变目前中国育成品种遗传基础狭窄的局面。

中国北方薯区甘薯育种核心亲本初步构建与利用

用ISSR和AFLP分子标记手段,分析中国北方薯区主要育种亲本的遗传差异,初步构建中国北方薯区甘薯育种核心亲本。根据育种亲本之间的遗传相似系数,结合综合农艺性状,分别构建以高淀粉、食用和综合性状为育种目标的核心亲本群,所构建的核心亲本群分别保持了供试品种多态性条带93.61%、94.12%和93.73%的遗传多样性。利用核心亲本群配制授粉组合,选择出后代入选率高的重点组合。

淀粉型甘薯品种直链淀粉含量、糊化特性和乙醇发酵特性的关系

以15个淀粉型甘薯品种为试验材料,测定其直链淀粉含量、糊化特性和乙醇发酵特性,并分析它们之间的差异和相互关系。结果表明,不同甘薯品种的干物率、淀粉含量和直链淀粉含量(AC)均存在较大差异,相关分析表明,AC与干物率、淀粉含量之间呈极显著正相关;不同品种甘薯的糊化特性之间存在一定差异,但RVA谱特征值之间关系密切;不同甘薯品种的乙醇发酵特性之间也存在较大差异,乙醇含量与发酵强度之间呈极显著正相关。进一步分析表明,AC与RVA各特征值之间相关性不显著,而干物率、淀粉含量与糊化温度(PT)均呈极显著正相关(相关系数分别为r=0.661,P<0.01;r=0.670,P<0.01);AC与乙醇含量、发酵强度之间有显著正相关关系(相关系数分别为r=0.653,P<0.01;r=0.698,P<0.01),但与发酵效率、发酵黏度的相关性不显著;发酵黏度与崩解值(BDV)呈显著负相关(r=–0.563,P<0.05),与消减值(SBV)显著正相关(r=0.639,P<0.05),而乙醇含量、发酵效率和发酵强度与淀粉RVA各特征值之间的相关性均不显著。聚类分析将15个品种分为3大类,第I类品种AC和BDV均较高,第II类品种的AC最高、BDV最低,而第III类品种AC最低、BDV最高。甘薯的AC和BDV可以作为评价甘薯乙醇发酵特性的指标,同时较高AC和BDV值应是燃料乙醇专用甘薯品种的选育方向。

甘薯近缘野生种的抗病性鉴定与新型种间杂种的获得

为了发掘甘薯近缘种抗茎线虫病、病毒病基因资源,改良栽培种抗性,拓宽甘薯遗传基础,本文利用田间自然病圃对30份甘薯近缘野生种进行抗茎线虫病鉴定,利用硝化纤维素膜-酶联免疫(NCM-ELISA)对20份野生种进行了抗病毒病筛选。以筛选到的抗性材料为父本、栽培种徐薯18为母本,采用生长调节剂处理方法进行种间杂交,结果得到8份高抗、10份抗茎线虫病野生种,5份高抗、8份抗病毒病材料;获得4个新型种间杂种。经过染色体计数和ISSR分子标记鉴定,证实了所得杂种的真实性。表明甘薯近缘野生材料中存在着栽培种所需要的抗性基因,通过有性杂交手段可以获得含野生种染色体组的种间杂种新类型,为渐渗野生抗性基因起到"桥梁"作用。

耐低钾和钾高效型甘薯品种(系)的筛选及评价指标

甘薯植株生长和块根形成与钾营养吸收利用密切相关。本研究以31份不同类型优质甘薯品种(系)为材料,利用长期肥料定位试验田2个钾肥水平处理(氮磷处理与氮磷钾处理),探讨耐低钾与钾高效型甘薯材料的筛选及评价指标。`结果表明,该试验条件下,不同甘薯品种(系)块根产量差异达显著水平(P<0.05);供试材料的钾敏感指数变幅在0.40～0.98之间,差异达显著水平(P<0.05),经聚类分析,可分为低敏感型、适度敏感型、敏感型和高度敏感型;品种(系)两处理下钾累计量与钾浓度差异均达显著或极显著水平;氮磷钾处理下,块根钾利用效率与整株钾利用效率变幅分别为58.92～384.9 g g–1和42.03～165.52 g g–1,品种(系)差异均达显著水平(P<0.05);相关性分析显示,不同甘薯材料间整株总钾累积量、钾浓度、产量性状指标、钾利用效率与钾敏感性间均有一定相关性。长期肥料定位试验田可用于不同钾营养效率甘薯品种(系)的筛选,块根钾利用效率与钾敏感性可作为筛选耐低钾与钾高效利用型甘薯材料的2个主要指标。

甘薯主要经济性状的遗传倾向及其相关性分析

以甘薯杂交后代155个株系及两亲本为试验材料,对甘薯主要经济性状的遗传规律及其相关性进行研究与分析。结果表明,甘薯杂种后代性状分离很广,调查性状在子代中均出现连续变异分布,符合数量性状遗传规律。供试分离群体材料的胡萝卜素含量变异幅度最大,CV为117.6%;变异最小的性状是淀粉含量,CV仅为10.8%;茎叶干率、蛋白质含量、淀粉含量和单株结薯数等性状的遗传力相对较高,均在100%以上;茎蔓长、茎粗、薯块干率和还原糖含量等性状的遗传传递力居中,在91.4%~95.7%;分枝数、单株茎叶鲜质量、单株鲜薯质量、胡萝卜素和可溶性糖含量的组合遗传力较低,在51.9%~82.1%;选择茎粗适中、蔓长适中、分枝数多、结薯数多、茎叶鲜质量较大以及茎叶干率较低的株系,可以达到甘薯高产育种的目的。经相关性分析可知,要同时提高胡萝卜素、还原性糖和可溶性糖含量等3个性状难度不大,而要同时提高胡萝卜素、淀粉、还原性糖、可溶性糖和蛋白质等5个重要品质性状很困难。本试验表明,高产高淀粉品种选育相对比较容易,而高产高蛋白质品种选育有一定难度。

紫心甘薯新品种徐紫薯3号配套高效栽培技术

通过正交试验研究徐紫薯3号在9种处理条件下的产量、干物率与花青素含量的变化,为实现该品种的高效栽培提供依据。采用正交试验L9(34),试验因素包括密度(A)、钾肥(K2O)(B)、栽期(C),以及1个密度与钾肥的交互作用因素(A×B),而试验水平则是各个单因素对应下的3种水平。完全随机区组排列,共设9个处理小区,每个处理3次重复,四周有保护行。分别对产量、干物率和花青素含量进行调查,每个重复处理进行2次重复,共计6次重复试验。结果表明,徐紫薯3号的干物率和花青素含量的优组合分别为A3B1C1和AnB3C2(n=1、2或3),并且产量与花青素含量间表现为极显著正相关。为更好地提高徐紫薯3号的产量和花青素含量,选取组合A3B3C2,即密度为60 000株/hm2、钾肥为300kg/hm2、栽期为6月7日左右,作为优组合栽培措施应用于徐紫薯3号的田间生产。

抗病高淀粉甘薯品种徐薯26的选育及产量形成特点

抗病高淀粉甘薯新品种徐薯26是中国农业科学院甘薯研究所以徐781为母本,通过集团杂交放任授粉、多年多点综合鉴定选育而成。该品种2009年通过国家甘薯新品种鉴定,鉴定编号为国品鉴甘薯2009003。对徐薯26的形态特征、品质性状、抗病性、生产力和产量形成的生理特点等进行了研究,结果表明:徐薯26全生育期长势平稳,薯干品质和食味较好,抗根腐病和蔓割病,薯干和淀粉产量与徐薯18相比增产极显著,生长后期薯块干物质积累较快,经济系数较高,适宜早栽和密植。

植物生长调节剂对食用型甘薯产量、品质性状及淀粉RVA特性的影响

在大田栽培条件下,以食用型甘薯品种‘徐引0602’为材料,研究了叶面喷施不同植物生长调节剂(多效唑和乙烯利)对甘薯叶片叶绿素含量、块根的产量和品质及其淀粉RVA特性影响。结果表明:叶面喷施多效唑和乙烯利均能有效抑制甘薯藤蔓的生长,显著提高叶片叶绿素含量、块根的产量及淀粉、蛋白质含量,降低其淀粉的崩解值,而对块根的淀粉率、果糖含量及其淀粉的最终粘度值、回复值、出峰时间、糊化温度影响不显著。喷施多效唑显著提高块根的葡萄糖含量,降低块根的蔗糖含量及其淀粉最低粘度值;而喷施乙烯利显著提高块根的蔗糖含量,降低其淀粉最高粘度值,而对块根的葡萄糖含量影响不显著。

高产淀粉型甘薯新品种徐薯27的选育及品质特性

高产淀粉型甘薯新品种徐薯27是以徐薯18为母本,选择遗传背景差异大的20个品种(系)为父本,放任授粉集团杂交后代中筛选。该品种2009年通过山东省农作物品种审定委员会审定。通过对徐薯27农艺性状特征、生产力、抗病性、品质特征性状以淀粉糊化特性等进行研究,结果表明:徐薯27萌芽性好,地上部长势平稳,耐贮藏;高抗根腐病,中抗茎线虫病;鲜薯和薯干产量对照徐薯18,最高增产分别达19.41%和19.21%,具有超高产潜力;徐薯27淀粉RVA谱为A型,不同肥料处理下RVA参数值差异明显,有机肥能明显降低其淀粉最高粘度值(PKV)、最低粘度值(HPV)和最终粘度值(CPV),糊化温度在较高的75～80℃范围。

76份特用甘薯种质资源的鉴定评价

对76份从国际马铃薯研究中心(CIP)引进的胡萝卜素含量较高的特用型资源材料进行鉴定评价,结果如下:筛选到短蔓资源2份,干物率较对照徐薯18(CK)高的材料19份,干物率≥30%的材料3份,胡萝卜素含量≥10mg/100 g鲜样的资源材料有19份,鲜薯产量较CK高的材料1份(440189);通过抗病鉴定评价获得抗黑斑病、根腐病、茎线虫病材料分别为44份、10份、26份,兼抗两种病材料20份,兼抗三种病材料5份。

甘薯膳食纤维构成及对乙醇发酵的影响

对14个甘薯品种(系)的膳食纤维构成成分进行了测定,分析了不同品种甘薯膳食纤维含量和组成差异及其对乙醇发酵的影响。结果表明:甘薯总膳食纤维(TDF)、不溶性膳食纤维(IDF)、可溶性膳食纤维(SDF)含量平均值分别为16.05、11.89、4.16 g/100 g干物质,变异系数分别为15.08%、13.79%、23.31%;甘薯果胶、半纤维素、纤维素和木质素含量平均值分别为33.35、37.46、21.10、2.13 g/100 g DF,变异系数分别为7.44%、16.68%、21.52%、16.89%,不同品种甘薯膳食纤维含量和组成差异显著。相关性分析表明,甘薯膳食纤维含量、各组成成分之间均显著正相关;发酵黏度与SDF、SDF/IDF、果胶显著正相关,而乙醇产量、发酵效率与膳食纤维相关性均不显著,因此甘薯果胶等SDF是影响乙醇发酵特性的重要因素。提高甘薯TDF和SDF含量可以作为高膳食纤维专用品种的选育方向。

紫心甘薯‘徐紫薯3号’主要性状及其生物产量动态变化规律分析

研究‘徐紫薯3号’生长时期的性状变化及其性状之间的相关性、并探明生物产量动态变化规律,有利于通过栽培措施进一步提高该品种的产量和花青素含量。本文对‘徐紫薯3号’在6个时期的田间性状、品质性状以及生物产量进行系统测定,对该品种的主要性状与产量变化规律进行了探讨。‘徐紫薯3号’主要性状除花青素含量外,最盛时期一般出现在90 d以后,其中地上部干率(叶柄干率、叶片干率和茎干率)之间,以及与还原糖含量、单株薯块重两两之间都表现出显著甚至极显著正相关水平。‘徐紫薯3号’栽插后90 d内的同化产物分配于茎叶较多,分配于块根较少,而在90 d以后虽然光合能力和净同化率逐渐下降,但分配于块根的同化产物迅速上升,并到135 d时达到最大值。研究结果表明,‘徐紫薯3号’是一个多肥适应型的晚熟品种,并且其花青素积累过程属于波动变化型。因此,可以通过合理增加施肥量和延长其生育期来提高徐紫薯3号的产量,并在栽苗后60 d内,通过调节温度、光照、水分,以及植物激素处理等方法来提高其花青素含量。

转逆境诱导型启动子SWPA2驱动Cu/ZnSOD和APX基因甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)耐盐性

本研究以盐胁迫下逆境诱导型启动子SWPA2驱动转Cu/Zn SOD和APX基因甘薯叶片一些生理指标的变化研究转基因甘薯耐盐性。结果表明:无胁迫时,转基因甘薯叶的生理指标与未转基因植株无明显差异。相同胁迫条件下,转基因甘薯叶的超氧化物歧化酶(SOD),抗坏血酸过氧化物酶(APX),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性均高于未转基因甘薯叶,尤以100mmol/LNaCl胁迫下差异最显著;转基因植株的根长也大于未转基因植株;转基因植株的叶绿素下降幅度和MDA含量则低于未转基因植株。这说明转基因甘薯具有一定的耐盐性。因此开发种植转基因耐盐甘薯对有效利用盐渍化土地和缓解能源危机有重大的意义。