云南省农业科学院功能食品作物产业技术创新简介

云南省农业科学院功能食品作物产业技术创新团队是作物遗传育种、食品营养功能组学及预防医学前沿交叉建立功能食品作物学科和预防慢性病功能食品作物的种质、品种、理论、技术、产品、标准和品牌技术体系,以功能粮食(大麦青稞和功能稻米等)、功能杂粮(荞麦和燕麦等)和功能蔬菜(魔芋和姜科等)功能食品作物研发为主的创新团队。

云南省新平县农业生物资源调查与分析

对云南省新平县3个乡镇的11个村进行了重点调查,实地走访了15个村小组,访问了90户农户,共收集到与彝族、傣族、哈尼族、拉祜族生产、生活密切相关的特优、特有、特用农业生物资源164份。分析了当地农业生物资源现状和消长情况及原因和调查、收集到的资源种类及其利用价值,并针对该地区的农业生物资源的特性,提出了利用、保护和开发建议。

云南金荞麦叶斑病病原菌的鉴定及其生物学特性

从云南省嵩明县试验基地采集金荞麦叶斑病病叶,采用组织分离法分离培养病原菌,根据柯赫氏法则测定病原菌的致病性,观察病原菌形态学特征,并与ITS、TUB2系统发育分析相结合鉴定病原菌,测定病原菌的生物学特性。结果表明:云南金荞麦叶斑病病原菌代表菌株GY3的孢子形态与拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)真菌相似,菌株GY3的rDNA–ITS及TUB2联合序列与小孢拟盘多毛孢(P.microspora)2个菌株(ZK1–1、ZK5–5)的序列聚在同一分支,鉴定认为金荞麦叶斑病的病原菌为小孢拟盘多毛孢(P.microspora);病原菌生物学特性测定结果表明,GY3菌丝生长最适培养基为PDA,以PDA培养基培养GY3,菌丝生长最适pH为7,最适温度为25℃,菌丝的致死温度为50℃(水浴10min),连续光照最有利于菌丝生长,菌丝生长的最适的碳源和氮源分别为葡萄糖和蛋白胨。

云南紫色种皮稻种资源的遗传多样性及其色素含量分析

云南紫米资源丰富多样,收集来自云南省11个地州40多个县和地区的紫色稻米资源材料141份,对其农艺性状及紫色种皮中的总黄酮、花青素含量等进行测定,并对来自不同地州的紫米资源的遗传多样性进行分析,以及种皮的色素含量与遗传多样性的相关性进行了研究。结果表明,在县(市)分析单元内云南紫色米地方稻种资源的遗传多样性丰富。利用分布于水稻11条染色体上的40对SSR引物检测出151个等位基因,平均每对引物2.425个,每个标记的基因型多样性指数(H′)平均值为1.9469,变幅为1.4119~3.1069,筛选出4个评价云南地方紫色米资源的理想SSR标记。云南地方不同品种的紫米种皮中总酚、类黄酮含量的离散程度较低;云南地方紫米种皮中总酚、类黄酮、花青素含量之间的相关性达极显著水平,表明它们关系较紧密;但花色素的含量与总酚、类黄酮、花色素含量相关性不显著;云南地方紫米种皮中总酚、类黄酮、花青素和花色素含量与苯丙氨酸酶的活性相关性不显著;而各色素成分的含量与酪氨酸酶活性具有一定的负相关性;总酚、类黄酮、花青素含量与多酚氧化酶的活性达显著或极显著相关,但花色素含量与多酚氧化酶的活性呈负相关。综上所述,本研究对云南紫色种皮稻种资源主要农艺性状、遗传多样性以及色素含量进行分析和评价,将有利于初步探索云南优异紫色种皮的形成机制,为紫色水稻种质资源的利用与创新提供优异的种质。

麦穗干插花加工型小麦种质资源的筛选

本研究以麦穗干插花(以下简称麦穗花)加工企业认可的云生1号、云麦53号品种为对照,采用芒长、穗长和茎秆强度3个加工企业认为影响麦穗花加工和销售的重要指标,对42份长芒小麦种质资源进行性状筛选与评价,并利用文献报道的与小麦茎秆强度相关的SSR分子标记对参试资源进行茎秆强度辅助选择,挑选出在农艺性状和分子遗传学上都适合加工麦穗花的优异种质资源,为云南干花产业发展提供新的原材料。结果表明,通过两年的田间种植观测与数据分析,未发现3个性状都较两个对照优异的资源。其中,C6(小黑麦)两年的芒长都较两对照显著优异且穗长和茎秆强度差异不明显或也显著优异,是比两个对照更适合加工麦穗花的优异资源;其次是C3和C9,两年的穗长和茎秆强度都显著优于或与两个对照差异不显著,也是加工麦穗花的较理想资源;C4、C5、C7和C8的穗长较云麦53号显著优异,芒长和茎秆强度则差异不显著或也显著优异。对茎秆强度的SSR分子标记辅助选择结果表明,C4、C6可能携带有与云麦53号相同的BARC59、BARC134和WMC48位点以及与云生1号相同的BARC59位点,C3、C5、C8也可能携带与云麦53号相同的BARC59、BARC134和WMC48位点以及与云生1号相同的BARC59、BARC358位点,C9可能携带有与云麦53号相同的BARC59、BARC134位点以及与云生1号相同的BARC59、WMC48位点。但是,用这些引物获得的分子标记结果与表型评价结果之间的一致性都在50%及以下,可能这些分子标记都不适宜用作供试小麦材料茎秆强度的辅助筛选。今后还需进一步筛选适合评价麦穗花加工型小麦种质资源的指标及分子标记,为选育满足生产需求的优良小麦品种提供技术支持。

云南地方小麦种质资源条锈病抗性鉴定与抗病基因分子检测

作物种质资源深入鉴定是育种利用的前提和基础。云南省农作物种质资源库保存了丰富的云南地方小麦种质资源,但其条锈病抗性特征尚不明确。本研究通过开展田间成株期条锈病抗性鉴定及3个已知抗病基因Yr5、Yr10、Yr15的基因型分析,明确云南省农作物种质资源库保存的260份云南地方小麦种质资源条锈病抗性水平及3个已知抗病基因位点分布,为小麦条锈病优异抗性资源筛选与抗病基因发掘利用提供理论参考。结果表明:260份云南地方小麦种质资源在2022年嵩明试验点的田间成株期条锈病抗性表现免疫和近免疫材料38份,占14.62%;高抗材料93份,占35.77%;中抗材料46份,占17.69%;中感和高感材料83份,占31.92%。同时利用毛细管电泳检测技术,明确260份云南地方小麦种质资源中携带Yr10抗病基因的材料为11份,占比为4.23%,携带Yr5和Yr15抗病基因的材料均为0份。综上,260份云南地方小麦资源中具有较为丰富的条锈病抗性材料,免疫、近免疫及高抗材料占比为50.39%,并且未检测出已知抗病基因Yr5和Yr15,推测上述材料很可能携带有未知抗病新基因。

46份甜荞种质萌发期耐盐资源评价与筛选

盐渍化土壤是我国农业发展的重要后备土壤资源,而筛选耐盐种质是盐渍化农业应用的重要基础。本研究用浓度18‰的NaCl溶液对46份萌发期甜荞种子进行胁迫处理,通过测定发芽率、发芽势、发芽指数以及相对盐害率指标,对甜荞种质进行萌发期耐盐评价与筛选。结果表明,盐胁迫下甜荞萌发期指标遗传多样性丰富,变异系数在48.95%~75.01%之间;聚类分析结果表明,46份甜荞种质可划分为耐盐、中耐盐、不耐盐(敏感、高敏感)三大类群,同时筛选出耐盐种质3份、高敏感种质2份。

云南阿昌族地区农业生物资源调查

2008年9月、2009年5-6月分别对云南省陇川县户撒阿昌族乡和梁河县的九保、曩宋2个阿昌族乡共18个村分布的与阿昌族生产、生活密切相关的农业生物资源进行了调查、收集与整理,共收集到农业生物资源300份。本文对当地农业生物资源现状、消长情况及原因和调查、收集到的资源种类及其利用价值进行了分析,并对云南省阿昌族地区农业生物资源的利用、保护和开发进行了讨论。

云南德昂族地区农业生物资源调查

2008年9～10月、2009年9月分别对云南省潞西市三台山德昂族乡、镇康县南伞镇、镇康县军赛佤族拉祜族傈僳族德昂族乡2乡1镇10个村分布的与德昂族生产、生活密切相关的农业生物资源进行调查、收集与整理,共收集到农业生物资源257份。文章对当地农业生物资源现状、消长情况及原因和调查、收集到的资源种类及其利用价值进行了分析,并对云南德昂族地区农业生物资源的利用、保护和开发进行了讨论。

云南怒族利用的农业生物资源及其传统知识

对云南省怒江僳傈族自治州兰坪、贡山、福贡3县4个乡怒族村寨的农业生物资源及其传统知识或经验进行了较系统地调查、收集和整理。结果表明:在调查区怒族利用的农业生物资源共有24科、49种、121份,包括粮食、蔬菜、果树、药用4类,分别占收集样品的58.68%、19.83%、15.70%和5.79%;怒族利用这些农业生物资源的传统知识主要涉及食用、药用、文化宗教等方面,其中以食用和药用为主,在用途、用法上具有独到的地方,有非常明显的民族和地方特色。这说明农业生物资源不仅为怒族的基本生存提供了食物和药品来源,也在他们的宗教活动中扮演着重要角色。

贵州优异农业生物种质资源

"贵州农业生物资源调查"项目是国家科技基础性工作专项,根据项目要求,现已完成对贵州省42个县(市)的普查和21个(市)的系统调查。本项目历时5年,经过多个科研院所的共同努力,基本查清了贵州现有的农业生物资源,共采集了4800多份种质资源样本。经过鉴定筛选,从抗病、抗逆、优质、早熟、丰产等不同方面筛选出150多份优异种质资源。这批优异种质资源可为作物育种和基础研究提供更有价值的种质材料,应加强利用和保护。

云南省不同生态区糯玉米种质资源数量性状变化与多样性

为了解云南省糯玉米地方种质资源数量性状在滇中温暖、滇西北冷凉、滇南暖热和滇东北温凉4个生态区之间的变化与多样性差异,采用SPSS 22.0分析了物候性状、株高及穗位高、子粒产量性状及品质性状等共16个性状的变异系数和Shannon-Wiener多样性指数在4个生态区之间的差异,并对参试材料进行聚类分析。结果表明,滇东北生态区的株高及穗位高的变异系数显著高于其他3个生态区,滇中生态区玉米穗粗、轴粗、千粒重、穗行数和含油量的变异系数显著高于滇东北生态区。株高、穗位高、穗长和轴粗的多样性指数在4个生态区之间有显著差异,且滇南生态区的最大,滇中生态区的次之,滇东北生态区的最小;其余12个性状在滇南生态区的多样性指数虽然多数较滇中生态区的更高,但差异不显著;除抽雄至散粉时间、散粉至吐丝时间和全生育期3个性状外,另外9个性状的多样性指数在滇东北与滇西北生态区之间的差异也显著不同,且为滇西北生态区高于滇东北生态区。聚类分析结果显示,参试材料能被划分为2个类群,第Ⅰ类群包括了43份材料,第Ⅱ类群只有5份材料。

云南省金平苗族瑶族傣族自治县蔬菜种质资源考察

经过28天的调查和对有关文献资料的查阅,初步了解了金平县蔬菜种质资源的种类、分布及利用现状。本次调查到的蔬菜资源共39份,分为七大类,即叶用芥菜类、瓜类、葱蒜类、茄果类、薯芋类、根菜类、野菜类。其中叶用芥菜类、野菜类资源较为丰富。

云南省高蛋白地方小麦及“铁壳麦”种质资源抗条锈性的初步研究

为了从云南省地方小麦种质资源中发掘优异抗条锈材料,采用近年来国内主要流行小种条中31、条中32、水源11-14及Hybrid46-7、Hybrid46-8等,对37份高蛋白地方小麦(普通小麦)和23份特有小麦(云南小麦,俗称"铁壳麦")种质的抗条锈性进行了初步研究。结果表明,参试材料不同程度地具有很强的抗条锈性,全生育期表现免疫的占48.33%,仅成株期表现免疫的占18.33%,成株期表现中～高抗的占6.67%,具有慢锈性的占26.67%,说明这批优异抗锈种质可作为云南省小麦抗条锈育种的宝贵抗源材料。

云南哈尼族农业生物资源及传统文化知识调查

2007—2008年,对云南省元阳、金平、元江、江城、勐海、景谷、勐连、澜沧8个县中,哈尼族人口分布较多的15个乡镇、23个村委会的农业生物资源及其传统知识进行系统调查、收集和整理。共获得与哈尼族与生产、生活密切相关的各类农业生物资源299份;按用途分粮食、药用植物、蔬菜、果树、油料作物6类,分别占收集样品的48.2%、21.7%、18.4%、7.7%、2.0%;调查发现哈尼族的农村社会经济中种植业和养殖业占据主导地位,所以农业生物资源是维系哈尼族农村社会发展的最基础性生产资料。笔者分析了当地农业生物资源现状和消长情况及原因,并对农业生物资源的利用、保护和开发进行了讨论。

搞好农业生物技术和资源的科技创新促进高原特色农业快速发展

云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所是云南省专业从事特有农业生物资源发掘利用及农业生物技术研究、人才培养及国内外合作交流的研究机构。所内建有农业部西南地区作物基因资源与种质创制重点实验室、云南省农业生物技术重点实验室、北京大学一云南省农业生物技术联合实验室、云南省农业科学院农作物品种资源站，国家人事部博士后科研工作站。与云南大学、云南农业大学、昆明理工大学、中国科学院昆明植物研究所等机构开展博士生、硕士生联合培养。

云南水稻种质资源农艺性状表型多样性分析及综合评价

【目的】分析云南省16个州(市)881份水稻种质材料12个农艺性状表型多样性并进行综合评价,为拓宽栽培稻的遗传基础及选育高原特色水稻新品种提供理论依据。【方法】以881份云南16个州(市)的水稻种质为材料,测定其株高、有效穗数、穗长、剑叶长、剑叶宽、每穗实粒数、每穗总粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、谷粒长、谷粒宽和千粒重等12个农艺性状,通过计算各农艺性状的Shannon-Wiener多样性指数进行表型多样性分析,并对种质材料进行聚类分析和相关分析,最后结合主成分分析与隶属函数法计算综合评价D值,通过建立回归模型筛选综合评价指标。【结果】881份水稻种质材料12个农艺性状的多样性指数为1.9378~2.0973,其中穗长的多样性指数最大,有效穗数的多样性指数最小;12个农艺性状的变异系数为9.92%~43.01%,其中谷粒长的变异系数最小,二次枝梗数的变异系数最大。云南16个州(市)881份水稻种质材料12个农艺性状的多样性指数均值为1.6513~2.0040,其中,普洱市、红河州、临沧市、玉溪市、保山市、西双版纳州、德宏州、曲靖市和文山州水稻种质材料12个农艺性状的多样性指数较高,均在1.900以上。在欧式距离2.2处881份云南水稻种质材料可分为八大类群,其中,第Ⅶ类群综合性状最差,第Ⅷ类群综合性状最优,聚类分析结果与种质来源地无明显相关性。主成分分析和综合评价结果显示,881份水稻种质资源中凤仪白谷(保山市)、陆引46号(普洱市)及白霉谷(临沧市)的综合性状较好。穗长、谷粒长、谷粒宽、二次枝梗数和剑叶宽5个农艺性状对综合评价D值影响显著(F为1814.654),可作为云南水稻种质综合评价的指标。【结论】云南水稻种质具有较高的表型多样性,筛选出的凤仪白谷(保山市)、陆引46号(普洱市)及白霉谷(临沧市)可为水稻育种提供优良的亲本或中间材料。

云南苦荞种质资源主要性状的遗传多样性分析

为了从云南苦荞种质资源中挖掘优异种质资源,拓宽苦荞遗传基础,以48份苦荞种质资源为材料研究了6个主要农艺性状和5个品质性状的遗传多样性。结果表明,云南的苦荞资源存在着丰富的遗传多样性,6个农艺性状中株粒重的变异系数为34.4%最大,品质性状中总黄酮含量的变异系数为51.72%最大。聚类结果表明,将48份材料聚为3大类,可区分为低产型、矮秆高产型和中秆高产型。6个主要农艺性状和5个品质性状的主成分分析结果表明,前3个累计贡献率分别达84.105%和80.332%,各主成分性状载荷值反映了主要数量性状的育种选择潜力。综合分析种质资源的主要农艺性状,可为云南苦荞种质资源的利用提供有效的科学依据。

云南水稻种质资源的遗传多样性及群体结构分析

利用SSR分子标记对覆盖云南16个州(市)的908份水稻种质资源进行遗传多样性及群体结构分析。结果表明,22对SSR标记共检测到193个等位基因,每对标记的等位基因数为4~18,平均8.78;主要等位基因的频率为0.2048~0.7941,平均0.3803;基因多样性指数为0.3477~0.8876,平均0.7307;多态信息含量为0.3202~0.8777,平均0.6986。以地理来源进行分类并分析其遗传多样性,结果表明,云南水稻种质资源在不同州(市)间的遗传差异较大,其中普洱市水稻种质资源的多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性及Shannon’s指数最高,而迪庆州和楚雄州相对较低,说明普洱市水稻种质资源的遗传多样性最丰富,而迪庆州和楚雄州相对较低;遗传距离和遗传一致度分析表明,普洱市与西双版纳州水稻种质资源的遗传距离最小、遗传一致度较高,亲缘关系最近,而昆明市与楚雄州水稻种质资源的遗传距离最大、遗传一致度较低,亲缘关系最远。遗传分化分析显示,908份水稻种质资源的遗传变异主要来源于种质内个体间,且种质间的基因流为2.8388,该值大于1,说明云南水稻种质资源间存在频繁的基因交流现象;NJ聚类分析、PCA主成分分析及Sturcture群体遗传结构分析均将供试材料分为2大类群,其中NJ聚类分析和PCA分析又在2大类群的基础上分为4个亚群,908份云南水稻种质资源并没有按照地理来源进行聚类,交错分布于各个类群中。表明云南水稻种质资源具有极其丰富的遗传多样性,且不同州(市)水稻种质资源的遗传差异较大,将为今后水稻新品种选育提供宝贵的资源材料。

云南薏苡种质资源农艺性状的主成分和聚类分析

为了揭示云南薏苡种质资源多样性,发掘薏苡资源中的有益基因,利用主成分分析和聚类分析,对收集的65个薏苡种质资源的13个农艺性状进行多样性评价。结果表明,云南薏苡资源存在丰富的遗传多样性,其中栽培种的分枝数和分蘖数的遗传变异系数分别达到57.4%和47.5%,野生种百粒重的遗传变异系数达到60.4%。应用主成分分析将云南薏苡13个性状简化为7个主成分,其累积贡献率为85.67%,以叶片宽因子贡献率最高,为49%。采用系统聚类分析,将65份供试材料在遗传距离16.21水平上聚为5个大类,可区分为株高较矮叶片较短型、株高较高叶片较长型以及3个特殊型。