抗除草剂bar基因与EPSPS基因在转基因甘蔗中的应用研究

通过农杆菌介导法,分别将bar基因和EPSPS基因导入到甘蔗中,分别获得了抗草铵膦和草甘膦两种除草剂的转基因甘蔗。通过直接喷洒田间施用浓度的草铵膦和草甘膦除草剂,证明了转基因甘蔗T0、T1代、宿根1代和宿根2代外源基因遗传稳定,且均具有稳定的耐除草剂的功能。因此转耐除草剂基因的甘蔗,可以与转耐除草剂基因的玉米、大豆、油菜和棉花一样,有广阔的应用前景。

甘蔗转基因育种研究进展

由于复杂的遗传背景、较低的可育性和缺乏优异种质资源等因素给甘蔗品种改良带来了很大的困难,而通过转基因技术为甘蔗品种改良提供了有效的途径。甘蔗通过转基因,不仅在其抗虫性(螟虫和蚜虫)、抗病性(白条病、花叶病和黑穗病)、蔗糖改良(蔗糖产量、蔗糖纯度和色泽)、抗除草剂、抗旱性等方面已经取得了很大的进展,而且转基因甘蔗作为生物反应器生产重组蛋白(GM-CSF等)和生物塑料聚羟基丁酸酯(PHB)也取得了很好的成果。综述甘蔗主要性状遗传改良研究进展、转基因存在的问题以及转基因安全性研究状况,并对今后的甘蔗转基因育种前景和研究方向进行分析。

甘蔗对螟虫的抗性及其机制研究进展

甘蔗是主要的糖料作物和能源作物,螟虫是甘蔗生产中为害最严重的钻蛀性害虫,使甘蔗的产量和品质显著降低。尽管目前普遍采用化学药剂和生物防治方法,但因甘蔗的特殊性使防治效果甚微。利用品种的抗虫性是最为经济有效的防治方法。从抗性方式来看,甘蔗抗螟虫性机制主要是幼虫的排趋性和抗生性。本文从甘蔗对螟虫的田间抗性鉴定、室内抗性鉴定讨论了抗性鉴定方法,以及茎表皮硬度、纤维素含量、硅含量等物理结构特性和类黄酮、氮素和必需氨基酸等化学因子与抗性的关系,阐述了物理结构和化学因子在甘蔗对螟虫抗性机制中的作用,最后从抗性来源等方面探讨抗性机制的研究,并对今后的研究方向提出展望。

甘蔗脱毒健康种苗田间繁育技术研究

通过对甘蔗脱毒健康种苗进行原种苗假植、假植苗田间移栽及田间扩繁的方法、季节等多地多点生产性试验。结果表明:脱毒原种苗露天假植成活率稍低于温室大棚假植,但其田间移栽的成活率、恢复生长等较具优势;采用蔗渣作为保湿基质的露天假植原种苗成活率达98.5%;田间扩繁时,海南蔗区按"一年两采法"繁育,广西、云南等蔗区按"一年半两采法"繁育,其田间繁育倍数可达400倍。本研究建立的甘蔗脱毒健康种苗田间繁育技术体系为甘蔗脱毒健康种苗的繁育与应用提供理论与实践依据。

甘蔗螟虫综合防治技术研究进展

根据国内外对螟虫的研究成果,对甘蔗螟虫的农业防治、物理防治、生物防治、化学防治等方面的研究进展进行了综述,并提出了甘蔗螟虫的综合防治策略。

甘蔗基因组多倍化研究进展

主要介绍了甘蔗基因组起源、染色体组成,基因组多倍化遗传机制,基因组多倍化的优点:降低基因进化选择的压力、促进优良性状的固定、提高甘蔗的生物量及经济价值,以及多倍化育种的研究进展,为甘蔗多倍化育种提供理论参考。

超低温技术的研究进展及其在甘蔗脱毒中的应用前景

超低温处理是以植物组织培养以及超低温保存为基础的一种新型的脱毒技术。为研究其在甘蔗脱毒中的应用前景,笔者对超低温技术在常见作物中脱毒方法及效率进行了分析,对超低温的原理、方法以及脱毒效果做了总结,对甘蔗现有的脱毒技术进行了分析。阐述了超低温技术为甘蔗脱毒工作中所提供的新的思路。

甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析

为研究甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量变化,解析甘蔗“源-库”糖分积累调控机制,分别对分蘖期、拔节期、成熟期‘新台糖22号’甘蔗成熟叶片中蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶、酸性转化酶、中性转化酶的活性及叶片中蔗糖和还原糖含量采用比色法进行测定。结果表明随着茎秆生长及糖分积累,甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性从10.3μmol/(gFW·h)逐渐升高至14.6μmol/(gFW·h),成熟期甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性显著降低至5.3μmol/(gFW·h);甘蔗叶片中蔗糖合成酶在茎秆中糖分积累时蔗糖合成活性由14.0μmol/(gFW·h)降低至9.1μmol/(gFW·h);分蘖期甘蔗叶片中蔗糖转化酶活性介于26.0~30.2μmol/(gFW·h),而成熟期甘蔗叶片中蔗糖转化酶活性显著降低至13.9~16.4μmol/(gFW·h)。甘蔗叶片中蔗糖含量在茎秆中糖分积累时达到最高20.57 mg/gFW;分蘖期甘蔗叶片中还原糖含量2.1 mg/gFW,而拔节期、成熟期甘蔗叶片中还原糖含量分别升高至5.45 mg/gFW和7.15 mg/gFW。甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性与蔗糖含量呈正相关,表明甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶直接调控蔗糖合成。研究结果表明叶片中蔗糖磷酸合成酶及蔗糖含量积极响应茎秆中糖分积累信号,蔗糖磷酸合成酶是甘蔗“源-库”糖分积累调控的关键作用靶点,进一步解析甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶调控网络可为甘蔗糖分性状改良提供理论依据。

甘蔗脱毒原种苗生物量累积特征及水分需求研究

【目的】探讨甘蔗脱毒原种苗生长和水分需求规律,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培和水分管理提供参考依据。【方法】通过分析甘蔗脱毒原种苗的干物质量累积规律,结合广西扶绥试验基地气象数据的采集,采用作物系数法计算广西扶绥县甘蔗脱毒原种苗各生长发育时期的作物需水量及水分盈亏量。【结果】甘蔗脱毒原种苗干物质量积累主要集中在茎伸长生长期,8月中旬开始拔节至10月下旬,平均每日干物质累积量达2.92 g,11月后干物质量日均累积速率减缓至1.77 g,至12月下旬可收获约15节健康种茎。甘蔗脱毒原种苗需水量整体呈先上升后下降的变化趋势,其中8月中旬至9月下旬需水量最大,日需水量达5.5 mm。甘蔗脱毒原种苗生育期内广西扶绥试验地降雨主要集中在7月中旬至9月中旬,累积降雨量达177.9 mm,9月下旬至12月降雨较少,累积降雨量仅22.3 mm。甘蔗脱毒原种苗仅苗期表现为水分盈余,其余时间7月下旬至12月水分表现为持续亏缺,总亏缺量达473.4 mm。【结论】明确了甘蔗脱毒原种苗干物质量累积特征和水分需求规律,为今后甘蔗脱毒原种苗田间繁育和规模化生产过程中合理栽培和科学灌溉提供理论依据和参考。

海南蔗区甘蔗黄叶病与花叶病发生情况的分子鉴定

于2010年甘蔗生长季节,对海南甘蔗产区8个县(市)24个乡镇进行甘蔗病毒病的调查和检测,初步明确海南蔗区甘蔗病毒病种类主要有2种,即由甘蔗黄叶病毒(Sugarcane yellow leaf virus,ScYLV)引起的甘蔗黄叶病和由高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)引起的甘蔗花叶病。其中甘蔗黄叶病最为普遍,检出率达到75%,可能是影响海南蔗区甘蔗产量的重要因素之一,而由高粱花叶病毒引起的甘蔗花叶病次之。同时针对甘蔗病毒病提出推广甘蔗脱毒健康种苗是其防治的主要措施,对指导海南蔗区乃至全国甘蔗生产具有重要的意义。

高等植物蔗糖代谢研究进展

蔗糖是植物体内重要的能量载体,也是人类食品加工的重要原料。近些年人们在蔗糖代谢的生理学、生物化学、分子生物学等领域取得了很多研究成果。主要针对近些年高等植物蔗糖的合成、转运和降解等代谢过程进行归纳和总结,期望能为今后利用生物工程手段提高植物体内的蔗糖含量提供帮助。

干旱胁迫对甘蔗近缘材料抗氧化系统酶活性的影响

本文报道了在干旱胁迫条件下甘蔗栽培种ROC22和ROC16与近缘种果蔗、大茎野生种、斑茅、割手密抗氧化系统相关酶活性的变化情况。结果表明:斑茅的POD、CAT活性和可溶性蛋白含量均最高,推测其是抗旱性强的材料。另外,甘蔗野生的近缘种斑茅、割手密、果蔗、大野的SOD、POD、CAT酶活性和可溶性蛋白含量均明显高于栽培种ROC22和ROC16,可以认为野生的甘蔗近缘种材料抗旱性高于栽培种。不同胁迫时间与SOD、POD、CAT酶活性存在一定的相关性,与可溶性蛋白含量存在负相关性。

60Co-γ辐射对甘蔗种子萌发和幼苗生长的影响初探

由于甘蔗遗传基础狭窄,传统的甘蔗杂交育种难以获得创新种质,而辐射育种为创新种质提供了新途径。为探讨^(60)Co-γ辐射对甘蔗杂交种子的诱变作用,以70Gy的剂量对5个甘蔗杂交组合的种子进行辐射处理,鉴定其对甘蔗杂交种子的萌发及幼苗生长状况的影响。结果表明,辐射处理对甘蔗杂交种子萌发状况的影响较小,甘蔗杂交组合间存在一定差异。辐射处理对甘蔗杂交种子幼苗生长状况的影响较大,甘蔗杂交组合间存在的差异偏大。辐射后的甘蔗幼苗出现生长缓慢、矮小、叶片卷缩等发育不良状况。

海南蔗区趋光性昆虫种类及其动态研究

采用太阳能杀虫灯连续2a对儋州、临高蔗区进行了诱捕试验.结果表明,海南蔗区趋光性昆虫共有10目27科45种,主要为鳞翅目（5科14种）和鞘翅目（11科20种）,分别占诱捕虫量的50.82％、17.74％.甘蔗害虫6目17科34种、天敌昆虫6目10科11种,分别占诱捕虫量的97.74％、2.26％,益害比1：44.大部分昆虫趋光高峰呈现在19：00～23：00.主要害虫发生峰期出现于4～10月,6月左右种群数量最为丰富,年发生规律显示天敌种群密度随害虫数量增多而加大.

2种不同启动子驱动下1-SST基因转化甘蔗的抗旱性比较

将从菊芋中克隆到的蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶基因(即1-SST基因),与根部特异性表达启动子pPST2a组合,通过农杆菌介导法获得转pPST2a:1-SST基因甘蔗植株,通过分子检测共得到15个阳性转基因株系。将前期工作得到的转rbcs:1-SST基因甘蔗5个株系与转pPST2a:1-SST基因甘蔗进行抗旱性比较。结果发现,转pPST2a:1-SST基因甘蔗的抗旱性高于转rbcs:1-SST基因甘蔗。与启动子rbcs相比,启动子pPST2a能够更大程度上增强转1-SST基因甘蔗植株的抗旱性。

不同热处理对甘蔗蔗茎脱毒效果的影响

为确定甘蔗脱毒的最佳方式,以期为甘蔗脱毒健康种苗的生产提供一条切实可行的途径,将甘蔗蔗茎分别置于不同温度的恒温水浴中进行不同时间的恒温热处理。结果表明:不同热处理对蔗茎处理7 d后,低于52℃的各处理萌芽率均在90%以上,52℃处理30 min以内萌芽率均为60%以上,其余处理蔗茎萌芽率低于30%;当热处理温度高于55℃、58℃和61℃时可以分别获得脱去宿根矮化病(RSD)、花叶病毒(Sc MV)和黄叶病毒(Sc YLV)的腋芽,但是蔗茎萌芽率低于20%;而在52℃恒温热处理30 min后经过38℃恒温气候箱中培养1周后,蔗芽生长点均未检测出以上3种病原微生物。以此最佳条件,研究了心叶诱导愈伤组织培养、腋芽培养、温水处理种植和恒温热处理结合腋芽分生组织培养4种脱毒方式的脱毒效果,发现心叶诱导愈伤组织培养和恒温热处理结合腋芽分生组织培养脱毒效果最佳,但是继代培养过程中发现,经诱导愈伤组织培养产生的无性系后代中变异个体较多。因此,恒温热处理结合腋芽分生组织培养为甘蔗的最有效的脱毒途径,可以培养出脱毒健康种苗。

甘蔗新台糖22号的干物质及氮素积累与分配特征

以新台糖ROC22号为试材,对甘蔗全生育期各器官干物质积累、氮素积累和分配特征进行研究。结果表明:甘蔗随着植株的生长,其干物质积累逐渐增加,其中以茎的积累最快。整个植株的氮素积累随着植株生长不断上升,在生长稳定期达到顶峰后下降;茎中氮素的积累从拔节开始不断上升,但叶片中氮素的积累表现出先升后降。氮素在叶片的分配比例是随着植株生长而下降,而茎则相反。随着生育期的延长,氮素浓度总体呈下降趋势,但茎和根的浓度先升后降。

12种杀虫剂对不同时期甘蔗害虫的防治效果

为了高效、科学地防治不同时期的甘蔗害虫,筛选适宜的药剂及其使用剂量,分别采用浸种、枯心苗“拔灌”处理、中耕培土施药等方式,用12种杀虫剂对新植蔗种植期、幼苗期、分蘖期的害虫进行防治效果研究.结果表明：1）新植蔗种经康宽、度锐、浸种剂药液处理后田间枯心苗显著减少,其中度锐、浸种剂还可显著提高出苗率.2）幼苗期进行“拔灌”处理,垄歌、康宽对甘蔗螟虫防治效果显著高于福戈、敌杀死、高效氯氟氰菊酯、18％杀虫双AS、敌百虫.3）分蘖期中耕培土时施药,随3.6％杀虫双GR施用量加大对螟虫防治效果显著增加,当用量为120 kg/hm2防治效果可达（72.03±17.06）％;辛硫磷用量超过30 kg/hm2时对地下害虫防治效果达（44.00±14.80）％,用量在30～60 kg/hm2无显著差异.

甘蔗转基因甘露糖筛选系统的建立

以甘露糖作为筛选底物,对甘蔗品种新台糖22号进行临界筛选浓度测定,获得愈伤组织的继代、分化、生根的临界筛选浓度。而后应用含有甘露糖筛选标记基因pmi及绿色荧光蛋白报告基因GFP的植物表达载体,通过农杆菌介导法对新台糖22号的愈伤组织进行遗传转化。用所测定的临界筛选浓度先后进行继代、分化、生根筛选培养,获得抗性植株。对获得的抗性植株分别进行pmi基因和GFP基因的PCR检测,以及GFP显微镜荧光检测,结果证实已成功建立了高效的甘蔗转基因甘露糖筛选系统。

甘蔗叶片宿根矮化病的PCR检测

采用PCR方法对甘蔗植株不同生长时期(幼苗期、分蘖期、拔节期、成熟期)、同一植株的不同叶片及同一叶片的不同部位(叶尖、叶中、叶基)分别取样进行宿根矮化病检测。结果表明:在不同甘蔗生长时期常规PCR方法都可以检测出宿根矮化病阳性植株;对呈阳性植株的不同叶片及同一叶片的不同部位检测均呈阳性,说明被检测甘蔗品种植株不同位置叶片对甘蔗宿根矮化病检测效率影响差异不明显。