大茎野生种57NG208血缘甘蔗群体F_(1)种质叶片的叶绿素荧光特征

【目的】探究大茎野生种57NG208血缘群体F1种质叶片的叶绿素含量SPAD值和叶绿素荧光特性,为含大茎野生种血缘甘蔗高光效品种或亲本的选育奠定基础。【方法】以大茎野生种57NG208血缘F1群体为试验材料,采用手持便携式SPAD-502叶绿素仪、PAM-2500便携式荧光仪,对其叶片的叶绿素SPAD值、初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))、实际光化学效率Y(Ⅱ)、非光化学淬灭系数NPQ、光化学淬灭系数qP等指标进行相关分析和聚类分析。【结果】120份种质材料甘蔗叶片的8个光合指标的差异均达到极显著水平。相关性分析结果表明,潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))与最大光化学效率(F_(v)/F_(m))呈极显著正相关,光化学荧光猝灭系数(qP)和非光化学荧光猝灭系数(NPQ)呈极显著负相关,Y(Ⅱ)值与叶绿素SPAD值呈正相关,与其余指标呈极显著正相关;基于实际光化学效率Y(Ⅱ)值进行系统聚类分析,参试种质被分为3大类,即低等光能转化效率类型(Ⅰ类)、中等光能转化效率类型(Ⅱ类)、高等光能转化效率类型(Ⅲ类)。【结论】在120份大茎野生种57NG208血缘F1种质中,云瑞19-8-43、云瑞19-8-54、云瑞19-8-62、云瑞19-8-64、云瑞19-8-106、云瑞19-8-44、云瑞19-8-2、云瑞19-8-108、云瑞19-8-38、云瑞19-8-57、云瑞19-8-26、云瑞19-8-50、云瑞19-8-107等13份材料属于高光效种质,在创新育种过程中要加大利用力度。

5个甘蔗新品系叶绿素荧光参数的比较

[目的]比较了5个甘蔗新品系的光合生理特性,以期为高光效甘蔗亲本或种质的筛选和栽培提供理论依据。[方法]选择云蔗02588、云蔗14658、云蔗14599、云蔗17613和云蔗17637为参试新品系。采用手持便携式SPAD-502 Plus叶绿素仪、PAM-2500便携式荧光仪测定参试品系叶片的叶绿素含量(SPAD值)、叶绿素荧光参数、单产及蔗糖产量。通过相关性分析、主成分分析、隶属函数法和灰色关联度分析对参试品系进行综合评价。[结果]5个品系的SPAD值和叶绿素荧光参数均存在显著或极显著差异。相关分析表明,初始荧光(F_(0))与最大荧光(F_(m))、潜在光化学效率(F_(v)/F_(0))与最大光化学效率(F_(v)/F_(m))呈极显著正相关;PSⅡ光能捕获效率(ΦPSⅡ)分别与光合量子产量[Y(Ⅱ)]和光化学淬灭系数(qP)呈极显著正相关,与非光化学淬灭系数(qN)呈显著负相关。主成分分析表明,前3个主成分累计贡献率达91.078%,代表了绝大部分数据的信息;灰色关联度分析表明,F_(m)、F_(0)、Y(Ⅱ)与单产的关联度最高,F_(0)、qN、Y(Ⅱ)与11月理论蔗糖产量关联度最高,ΦPSⅡ值和SPAD值与单产、11月理论蔗糖产量的关联度最低。[结论]在参试的5个甘蔗新品系中,云蔗17637和云蔗14599的光合生理综合评价优于其他3个品系,具有高产潜力,可作为优质的高光效亲本或种质。

甘蔗属热带种与滇蔗茅远缘杂交F1代花粉母细胞减数分裂及花粉败育研究

采用染色体压片法研究甘蔗属热带种与滇蔗茅远缘杂交F1代花粉母细胞减数分裂过程及染色体行为,显微观察结果显示:在终变期观察到单价体、二价体和四价体;分裂中期Ⅰ、后期Ⅰ、中期Ⅱ和后期Ⅱ均出现落后染色体;中期Ⅱ形成"八"字形纺锤丝、后期Ⅱ二分体2个子细胞染色体不同步分离;四分体时期观察到三分体、微核、大小不等的四分体以及多面体等异常细胞;同一小花的3个花药中几个不同时期的分裂相同时存在。进一步应用DAPI荧光染料进行染色观察,结果表明,大多数小孢子在单核时期就发生皱缩变形。该结果说明减数分裂过程异常染色体行为和异常细胞分裂是导致杂交F1代花粉完全败育的主要原因。花粉败育时期为小孢子母细胞时期、四分体时期和单核小孢子时期。

27个甘蔗杂交组合经济育种值评价

为了评价选配的27个甘蔗杂交组合育种潜力及亲本的遗传特点,对27个杂交组合F1群体的株高、茎径、丛茎数、蔗糖分、丛重、丛含糖量等6个农艺性状进行调查,采用澳大利亚家系评价试验法,分析遗传变异和经济育种值(EBV)。结果表明,18个母本中,HoCP92-648、CP81-1254、科5、ROC1等经济育种值高,可作为优良生产性母本。18个父本中,桂糖92-66可作为优良生产性父本。在27个组合中,科5×云蔗02-588、HoCP92-648×桂糖92-66、CP81-1254×CP89-2143、桂糖02-901×ROC25、粤糖00-236×桂糖96-211、CP84-1198×粤糖00-236,6个杂交组合经济育种值高,可选育出高经济效益的新品种。

甘蔗-滇蔗茅杂交F_1花粉母细胞减数分裂过程GISH分析

研究甘蔗属与滇蔗茅属间远缘杂交F1染色体遗传行为具有重要科学意义,可为发掘利用滇蔗茅野生优异基因资源提供细胞学依据。本研究采用常规压片技术对可育父本及不育杂交F1花粉母细胞减数分裂过程进行比较观察,结果显示可育父本云南95-19减数分裂正常,而不育杂交F1分裂异常;进一步对F1花粉母细胞减数分裂过程进行基因组荧光原位杂交(GISH,genome in situ hybridization)分析,结果表明:滇蔗茅与甘蔗属热带种的亲缘关系较远,双亲染色体在F1细胞中不能进行同源配对,终变期,15条滇蔗茅染色体以单价体形式存在,花粉母细胞减数分裂细胞中存在滞后染色体、染色体丢失和不均衡分离现象。甘蔗-滇蔗茅属间远缘杂交F1花粉母细胞减数分裂异常因而杂交F1花粉完全败育。

甘蔗黑穗病菌的快速检测

利用分子生物学方法对甘蔗黑穗病菌进行了检测,建立了该病原菌的快速检测方法。从田间采集样本,在马丁氏培养基上分离获得甘蔗黑穗病菌的单菌落,经培养获得大量菌体,提取菌体基因组DNA并进行PCR检测,证明获得了甘蔗黑穗病的病原菌。该方法能简便、快速、准确、有效的检测甘蔗黑穗病菌,结果稳定、可靠。建立快速有效的检测甘蔗黑穗病的方法,将为甘蔗抗黑穗病育种工作提供方便。

甘蔗属热带种与滇蔗茅杂交后代BC_1核型分析

对甘蔗属热带种(Saccharum officinarum)越南牛蔗和滇蔗茅(Erianthus rockii Keng)云南95-20杂交后代BC_12个无性系(云南06-278和云南06-279)的根尖进行染色体制片,用以鉴定其体细胞染色体数目和核型分析。结果表明,这2个BC_1后代的体细胞染色体数目均为2n=110,云南06-278和云南06-279核型公式分别为2n=110=116m+4sm和2n=110=102m+8sm,核型分别为2B和2C类型。根据BC_1后代染色体数目鉴定结果,推断杂交F1子代与甘蔗商业品种新台糖10号(ROC10)杂交时,染色体以2n+n方式遗传到BC_1后代。

DTOPSIS法对云蔗05型甘蔗品系的综合评价

采用DTOPSIS法对云蔗05型9个甘蔗品系品比试验进行综合评价。评价结果表明:品系云蔗05-49、云蔗05-51综合性状优于双对照,云蔗05-39及云蔗05-211优于ROC16(CK2),次于ROC22(CK1)。上述4个品系应重点试验和评价,其余综合性状次于双对照的品系,仍需作进一步观察试验或直接淘汰。

甘蔗新品种云蔗072178的选育及评价

云蔗072178是云南省农业科学院甘蔗研究所从"桂糖92-66×Ho CP93-750"组合后代中经多年试验选育而成的甘蔗优良新品种,于2016年12月通过云南省品种审定。经云南省甘蔗品种区域化试验和生产试验多年多点试验结果表明:11—3月各月平均蔗糖分分别为12.05%、14.43%、15.52%、16.47%、17.13%,其中12—3月平均蔗糖分为15.89%,分别比对照ROC22(CK_1)、ROC16(CK_2)高0.19、0.62个百分点;平均蔗茎产量95.29t/hm^2,较CK_1减产10.42%,较CK_2增产5.33%;平均糖产量14.12t/hm^2,较CK_1减产10.91%,比CK_2增产9.71%;平均有效茎8.50万条/hm^2,分别较CK_1、CK_2增11.11%、4.17%。该品种为中熟、高糖、丰产品种,中大茎,有效茎多、均匀,直立抗倒,宿根性好,适宜机械化种植与管理,经鉴定为强抗旱、高抗黑穗病、中抗花叶病品种。

2,4-D、NAA对甘蔗胚性愈伤组织形成及分化的影响

以新台糖22(ROC22)、福农94-0403、云蔗03-258及P44为材料,MS为基本培养基,研究切割厚薄不同的外植体及2,4-D浓度对甘蔗愈伤组织诱导的影响,R1、R2及R3三种不同培养基对分化不定芽的影响。结果表明:①外植体切片0.1cm时的诱导率较切段0.5cm高;②切片时最适2,4-D浓度为1～2mg/L,而切段时则以3mg/L时诱导率达最大;③R2和R3分化效果优于R1,R3分化培养基:MS+6-BA 1mg/L+NAA 1mg/L对愈伤组织分化不定芽的效果最佳。

42份甘蔗种质试验评价

通过田间试验,分析了42份繁殖更新的甘蔗种质的糖分和产量,并从中筛选出高糖种质6个,占总数的14.29%,高产种质6个,占总数的14.29%,高含糖量的种质7个,占总数的16.67%。这些筛选出的种质可作为杂交或回交利用。

云瑞甘蔗种质资源梢腐病田间抗性评价及农艺性状分析

【目的】对云瑞甘蔗种质资源进行梢腐病抗性鉴定及农艺性状分析,筛选出优异的云瑞甘蔗种质,为甘蔗抗梢腐病育种及培育高产高糖新品种提供种质材料。【方法】以161份云瑞甘蔗种质为研究对象,3个生产性品种为对照,分别调查参试材料新植蔗和宿根蔗梢腐病发病情况,根据病情指数进行抗病性评价;于甘蔗成熟期测量与甘蔗产量和糖分相关的株高、茎径、锤度和有效茎数4个农艺性状,并进行方差分析、相关分析和聚类分析。【结果】新植蔗与宿根蔗间的梢腐病自然发病率、病情指数和农艺性状田间表现差异极显著(P<0.01,下同);梢腐病发病率和病情指数与株高、有效茎数和锤度呈负相关,其中发病率与株高呈显著负相关(P<0.05),病情指数与株高呈极显著负相关,梢腐病的发生对甘蔗产量和糖分影响大;根据病情指数将161份云瑞种质划分为高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感6大等级,其中高抗30份(占18.63%)、抗病54份(占33.54%)、中抗24份(占14.91%)、中感13份(占8.08%)、感病10份(占6.21%)、高感30份(占18.63%);新植蔗和宿根蔗均未发生梢腐病的有11份(占6.83%);聚类分析将86份抗病型种质分为六大类群,第Ⅱ和第Ⅴ类群产量和糖分性状较好,其中云瑞04-145、云瑞09-753、云瑞05-283、云瑞05-733和云瑞10-554等27份材料不仅抗梢腐病,还具有高产高糖育种潜力。【结论】大部分供试云瑞甘蔗种质易感梢腐病,且宿根蔗较新植蔗发病率高、发病更严重。CP×云瑞类型组合具有较好的梢腐病抗病性和高产高糖育种潜力,评价出的27份云瑞甘蔗材料可为甘蔗抗梢腐病和高产高糖育种提供种质来源。

荧光原位杂交技术(FISH)及其在植物分子细胞遗传学中的应用与展望

荧光原位杂交是在分子水平上检测外源染色质的一种有效方法。该技术在研究植物分子细胞遗传学、基因扩增、基因作图及植物进化和亲缘关系的鉴定上已广泛应用。本文简要介绍了荧光原位杂交探针类型、探针标记方法和染色体制片技术等,概述了荧光原位杂交技术在构建植物基因组物理图谱,功能基因定位,远缘杂种的鉴定及外源染色质的检测,减数分裂时期染色体行为研究和探讨种的起源中的应用与展望。

禾本科主要农作物抗虫转基因研究进展

本文主要综述了水稻、玉米、小麦及甘蔗等4种禾本科主要农作物的抗虫转基因研究进展,分析了其存在的主要问题及解决途径,并对其研究前景作了展望。

大茎野生种血缘F1和F2的主要农艺性状分析与综合评价

【目的】对大茎野生种血缘F1和F2创新种质进行分析评价,为丰富甘蔗育种材料的遗传多样性打下基础。【方法】以11份云瑞16系列大茎野生种血缘F1和F2创新种质为试验材料,测定其株高、茎径、锤度和有效茎数等7个农艺性状指标,利用方差分析、相关性分析、主成分分析和隶属函数值法,对参试甘蔗种质的主要农艺性状进行综合评价。【结果】11份大茎野生种血缘后代种质的7个农艺性状具有丰富变异性,其中以单茎重和单产的变异系数最大,分别为25.42%和22.89%。方差分析结果表明,11份大茎野生血缘后代种质的单产存在显著差异(P<0.05,下同),而11月理论蔗糖分存在极显著差异(P<0.01,下同)。相关性分析结果表明,单产与茎径和单茎重呈显著正相关,11月理论蔗糖分与锤度呈极显著正相关。主成分分析结果表明,前3个主成分的累计贡献率达94.241%,可反映总体数据的大部分信息。通过隶属函数计算综合评价值(D),并基于D进行聚类分析,可将11份参试种质分为三大类,其中第Ⅰ类(云瑞16-12、云瑞16-61和云瑞16-10)综合表现较差,第Ⅱ类(云瑞16-60、云瑞16-63和云瑞16-8)综合表现较佳,其余5份种质为第Ⅲ类,综合表现居中。【结论】云瑞16-60、云瑞16-63和云瑞16-8的单产在93.00 t/ha以上,11月锤度在14.00%以上,大田表现高产高糖,可作为育种实践中的核心种质加以利用。

秋水仙素对斑茅愈伤组织诱导及分化的影响

斑茅是重要糖料作物甘蔗的近缘属植物,是甘蔗抗逆、抗病育种的重要基因源。秋水仙素是目前多倍体育种中最常用及效果最好的化学诱变剂。为探寻秋水仙素对斑茅愈伤组织诱导及分化的影响,以2n=60的斑茅‘云83-183’为材料,研究不同2,4-D浓度、秋水仙素浓度、处理时间及培养方式对愈伤组织诱导及分化的影响。结果表明:当秋水仙素浓度为0.07%、固体培养7天,或秋水仙素浓度为0.05%、液体培养0.5天时,愈伤组织皆失去分化能力,说明液体培养时,秋水仙素不但对愈伤组织抑制作用比固体培养更大,而且所用的浓度更低、时间更短;当秋水仙素处理浓度皆为0.03%,固体培养7天或液体培养0.5天时,抗愈率、抗芽率达最大,虽然抗愈率差异不大,皆在88.00%左右,但液体培养的抗芽率仅为6.00%,比固体培养减少了16.22%,说明固体培养比液体培养效果好。斑茅‘云83-183’的最佳2,4-D浓度为2 mg/L,秋水仙素浓度为0.03%,固体培养7天时对愈伤组织的生长及分化效果最佳。该试验结果可为今后斑茅染色体加倍研究提供参考依据。