太空诱变膜荚黄芪种质资源表型特征变异分析

以膜荚黄芪太空搭载种子建立的33D、22H群体及未搭载原种(CK)群体的SP2代成药株为研究对象,对19个表型性状进行特征变异及多样性分析,以筛选具有优异性状的膜荚黄芪种质资源。结果表明:诱变后代群体的19个性状变异幅度、遗传多样性存在不同程度差异,33D、22H群体及CK群体地上部分的4个质量性状的变异系数CV范围分别为0.35~0.78、0.38~0.84、0.41~0.64,即变异幅度表现为22H>33D>CK,遗传多样性指数H′范围分别为1.67~2.13、1.66~2.02、1.44~2.21,即变化幅度为CK>33D>22H;7个数量性状的CV范围分别为0.17~0.62、0.17~0.67、0.20~0.83,H′范围分别为1.47~2.01、1.72~2.04、1.59~2.11,即变异幅度表现均为CK>22H>33D;8个产量构成性状的CV范围分别为0.09~0.53、0.15~0.55、0.09~0.97,即变化幅度为CK>22H>33D,H′范围分别为1.81~2.09、1.73~2.06、1.59~2.03,即变化幅度为33D>22H>CK。通过主成分因子分析将诱变后代群体植株的12个数量性状指标简化为4个主因子,33D和22H群体数量性状累计贡献率均大于CK,分别达68.669%和70.414%,并筛选出二级分枝数、单根干质量、有效根长、侧根数、根长、折干率可作为膜荚黄芪评价代表性指标;诱变后SP2代地上部性状隶属函数值小于CK,产量构成性状隶属函数值大于CK。通过隶属函数和聚类分析将诱变后SP2代的2个群体分别归为3类不同类型植株(即Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型),第Ⅰ类群为良好类、第Ⅱ类群为优势类、第Ⅲ类群为后备类,综合评价筛选出性状优异种质39份、产量构成性状优异种质16份、矮株型高产种质3份。

当归种子航天诱变二代(SP_(2))性状研究

当归为我国大宗中药材品种之一,但种性退化导致药材产量与质量下降,因此亟待加强当归种质创新和新品种选育研究。为探究创造优良变异群体的途径,本研究通过航天器搭载当归种子(搭载22 h,命名为航归22 h;搭载33 d,命名为航归33 d),获得SP0代当归诱变群体,以岷县当地栽培品种为对照(岷归CK),与经SP1代育苗栽培获得的SP2代种子繁殖期性状进行比较。结果表明,在种子繁殖期,航归植株株高均大于岷归CK,航归22 h植株株幅大于航归33 d。在植株采挖期,航归植株株高和根粗均大于岷归CK,株幅均小于岷归CK;航归22 h根长和根重分别较岷归CK提高5.06%和200.41%,航归33 d根长和根重分别较岷归CK降低15.00%和27.41%。航归22 h醇溶性浸出物含量较岷归CK提高5.46个百分点,航归33 d较岷归CK降低7.39个百分点;航归22 h和航归33 d阿魏酸含量分别较岷归CK提高0.2100和0.0527个百分点。航归植株伞数均大于岷归CK,航归22 h和航归33 d种宽分别较岷归CK降低1.67%和8.57%;航归22 h种长、百粒重和种果重分别较岷归CK提高5.81%、36.16%和75.15%;航归33 d种长、百粒重和种果重分别较岷归CK降低2.64%、9.30%和91.22%。航归22 h发芽率、发芽势和发芽指数分别较岷归CK提高16.00、16.00和5.11个百分点,航归33 d发芽率和发芽指数分别较岷归CK提高5.00和1.86个百分点,发芽势较岷归CK降低8.00个百分点。综上,经航天搭载当归种子选育获得的植株性状表现出不同程度变异趋势。本研究为当归优良性状的定向选育积累了宝贵的优异种质。

栽培方式对航天诱变当归SP_(2)繁种特性的影响

当归3年完成正常生活史,繁种周期长,成种株率低。为提高当归新品种选育效率,将搭载“长征7号”运载火箭在太空运行22 h(命名为航归22 h)和搭载“神舟十一号”宇宙飞船在太空运行33 d(命名为航归33 d)的当归种子作为SP0种子,以未搭载种子为对照(CK),经育苗栽培获得SP_(2)种苗。采用留苗和移栽2种栽培方式,测定进入第3年繁种年的SP_(2)群体的种株率、农艺性状和种果重。结果表明,CK群体未能进入繁种期而被淘汰,太空诱变获得的2个群体均进入正常繁种年。航归22 h的返青株成活率较航归33 d提高14.65个百分点,成种株率提高19.7个百分点。与移栽航归33 d、留苗航归22 h和33 d群体相比较,移栽航归22 h的繁殖特性有明显改善,单株果重分别增加1527.5%、428.2%和377.7%,根重分别增加235.3%、256.8%和265.2%,根长分别增加44.5%、36.7%和6.0%,根粗分别增加83.3%、83.7%和83.9%。航归SP_(2)代群体性状综评指数大小依次为移栽航归22 h(0.8133)>留苗航归33 d(0.4083)>留苗航归22 h(0.2378)>移栽航归33 d(0.0334)。综上,太空搭载种子对当归具有诱变效应,运载火箭搭载时间短,群体诱变效应更佳,选育效率更高;采用移栽和留苗互补栽培可保障繁种的安全性。本研究结果为当归新品系扩繁提供了科学技术依据。

不同施肥对旱地小扁豆农艺性状及经济效益的影响

为了探寻小扁豆合理安全施肥方案,在旱地基施不同量有机肥(O1:750 kg/hm^(2);O2:1500 kg/hm^(2);O3:2250 kg/hm^(2);O4:3000 kg/hm^(2);O5:3750 kg/hm^(2))、化肥和有机肥混合(C+O:161.7 kg/hm^(2)+1500 kg/hm^(2))、单施化肥(C:161.7 kg/hm^(2)),以不施肥(CK)为对照。通过测定出苗率、生长发育指标并在采收期测定产量指标,最后对各处理进行综合因子评判。发现在纯有机肥O3栽培条件下小扁豆出苗率最高为87.85%,农艺性状明显优化,产量最高1356.30 kg/hm^(2),较CK和C分别显著增产32.68%和33.04%。处理CK株幅、一级分枝数均最大,但结荚率较低,经济产量低。处理C小扁豆茎粗、一级分枝数、生物量和产量均较低。纯施有机肥对小扁豆具有显著增效作用,有机肥施用量以2250 kg/hm^(2)为宜,建议在小扁豆标准化栽培中推荐应用,以改变经济作物依赖化肥的生产现状,促进粮食绿色有机栽培。

太空搭载膜荚黄芪SP_(2)代2年生群体遗传变异分析

目的:探寻创造多年生膜荚黄芪优异种质的途径,筛选新品种选育的优异变异群体。方法:将其种子搭载“神舟十一号”和“长征七号”,在太空分别历时33 d和22 h,统计分析SP_(2)代2年生群体表型性状,用简单重复序列(SSR)分子标记技术对其遗传多样性进行分析。结果:33 d、22 h和对照(CK)群体表型性状的平均变异系数分别为29.37%、26.17%和26.10%,平均遗传多样性指数分别为1.27、1.22和1.24,在欧氏距离5处,33 d有5类群、22 h有6类群、CK有3类群。SSR标记的8对有效引物扩增显示,33 d、22 h和CK群体平均每对引物的多态信息值分别为0.320、0.427和0.333,遗传距离变幅分别为0~0.8959、0.0270~0.9435和0~0.8959,遗传相似系数分别为0.4000~1.0000、0.3846~0.9730和0.4000~1.0000,在遗传相似系数为0.68时,33 d和CK群体均归为4类群,22 h归为5类群。尽管表型和分子聚类结果有一定差异,但各群体均以株高、株幅、茎粗、复叶数、茎色和花色为主要类群性状。结论:以太空搭载膜荚黄芪种子为研究对象所建立的SP_(2)代2年生群体后代遗传多样性丰富,是新品种选育的优异变异群体。