广西北海蔗区甘蔗白条病发生情况调查

【目的】对广西北海蔗区疑似发生甘蔗白条病的样本进行PCR检测鉴定,明确甘蔗白条病在广西北海的发生情况,为甘蔗白条病的防控提供科学依据。【方法】2016年11月,在广西北海合浦县、银海区和铁山港区采集疑似甘蔗白条病样本372份,涉及19个甘蔗品种/系,采用甘蔗白条病病原白条黄单胞菌[Xanthomonas albilineans(Ashby)Dowson]特异引物XAF1和XAR1对采集样本的DNA进行PCR检测。对部分有阳性条带的PCR产物进行切胶回收,并送样测序,然后在NCBI上进行BLAST比对分析。【结果】所采集的372份样本中,有78份样本扩增出目的条带,阳性检出率为20.97%;19个甘蔗品种中,有13个品种检测出阳性条带,检出率为68.42%,其中白叶病检出率较高的是柳城07-95、桂糖46号、桂糖42号和柳城07-536,检出率分别为75.00%、68.75%、48.15%和33.33%。部分阳性条带经克隆后测序,在NCBI上进行BLAST比对分析,发现其与广西白条病分离物KY315212.1的同源性为99%,表明它们均属于甘蔗白条病基因片段序列。【结论】甘蔗白条病已在广西北海蔗区发生危害,今后需加强检疫工作,防止从疫区调运感病蔗种,以控制病害进一步扩散蔓延。

广西蔗区甘蔗品种结构优化的途径及思考——以金光农场为例

广西农垦国有金光农场近年来在优化甘蔗品种结构方面做了大量的工作,通过分析其采取的措施、取得的成效、存在的问题等,对广西蔗区甘蔗品种结构优化的途径提出建议:应加大甘蔗新品种选育力度,转变育种思路与目标,加强政策引导,加大优良新品种引进、筛选试验与示范推广的力度,加强良种繁育体系建设,并制定甘蔗优良新品种在当地的配套高产栽培技术。

科技特派员视角下甘蔗产业科技扶贫的建议与思考——以广西河池市为例

蔗糖业是河池市的支柱产业,是贫困人口脱贫致富的重要途径,甘蔗产业扶贫是河池市脱贫攻坚的主要形式之一。笔者基于多年贫困村科技特派员工作的经验与成效,从河池市贫困村甘蔗产业的发展现状出发,剖析甘蔗产业存在的主要问题,并针对问题提出了相应的建议与思考,为甘蔗产业科技扶贫工作提供参考。

2017-2019年广西蔗区甘蔗主要病虫发生情况调查及防治建议

为了了解2017-2019年广西蔗区主要甘蔗病虫发生情况及规律,采用面上调查、数据收集和实地调查相结合的方法,发现广西蔗区螟虫连年为害,特别是条螟为害较为严重;近3年的黑穗病发生严重,桂南蔗区黑穗病为害比桂中蔗区严重,而且发生时间要早7~10 d;甘蔗梢腐病、凤梨病、花叶病、白条病、绵蚜、蔗根天牛、蝗虫、蓟马等病虫害在不同年份不同地区为害不同,且2019年4月发现草地贪夜蛾为害甘蔗。因此,要及时做好甘蔗病虫害的防治工作。

广西甘蔗良种繁育推广体系建设与发展

广西甘蔗良种繁育推广体系的建设实施,对加快甘蔗优良新品种的推广做出很大贡献。甘蔗种苗工厂化生产是甘蔗生产必经之路,我国种苗工厂化生产还处于探索阶段,与国外先进甘蔗生产国相比还有很大差异。本文从广西甘蔗良种繁育推广体系产生背景和建设现状分析了存在的主要问题是:甘蔗良种推广体系还需完善,甘蔗良种推广模式不健全,良种繁育基地建设进度相对滞后、缺乏育繁推一体化、供种能力严重不足。提出的发展措施是:进一步完善甘蔗良种繁育基地经费预算、申报、考核制度,加强甘蔗良种田间繁育关键技术研究,完善甘蔗新品种推广模式,探索甘蔗健康种苗工厂化生产。

甘蔗白叶病研究概况

甘蔗白叶病(Sugarcane white leaf disease,SCWL)是一种由植原体寄居甘蔗韧皮部筛管引起并对甘蔗生产造成毁灭性破坏的检疫性病害。文章综述了SCWL的病症、致病植原体、传播途径和发病规律等;阐述了几种病原检测方法的应用前景,指出DNA生物传感器将发展成最简便高效且能实现大田实时评价的诊断方法;重点介绍了SCWL几种防控措施的应用情况和防控效果,指出利用传播虫媒体内共生微生物进行基因改造的共生控制方法将成为未来阻断SCWL病源传播研究的新方向。提出加强蔗区间引种、调种时对SCWL的检疫监测工作,并应根据各地气候环境条件采取有效的综合防控措施等建议,以避免SCWL植原体在蔗区间扩散蔓延,确保蔗糖产业的可持续稳定健康发展。

我国甘蔗属割手密种质资源收集与研究概况

对我国割手密的调查和收集、遗传多样性、种质鉴定评价、种质创新和基因开发利用等多个前沿方向的研究概况进行了系统性综述,同时展望了割手密在甘蔗育种中的应用前景。

甘蔗ABA生物合成关键酶SoNCED基因克隆及表达分析

【目的】克隆甘蔗体内9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因,分析其基本生物学信息及在逆境胁迫下的表达分析,为进一步探讨So NCED基因在甘蔗脱落酸(ABA)生物合成途径中的作用提供理论依据。【方法】以甘蔗品种桂糖21号为材料,待蔗苗长至5~6片叶时分别进行干旱、低温、高盐和氧化胁迫处理,利用反转录PCR(RT-PCR)和c DNA未端快速扩增(RACE-PCR)克隆So NCED基因,应用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,构建原核表达载体并进行目的蛋白的诱导表达,通过实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析So NCED基因在受到不同逆境胁迫时的表达情况。【结果】克隆获得的So NCED基因(Gen Bank登录号JQ314108),c DNA全长为2521 bp,包含1个1827 bp的开放阅读框(ORF),编码608个氨基酸。多重序列比对及系统发育进化树分析结果表明,So NCED基因编码的氨基酸序列与其他植物有一定的相似性,尤其与禾本科C4植物高粱和玉米的同源性最高,均达96%。成功构建So NCED基因的原核表达载体p ET-So NCED,且通过IPTG诱导时可得到约66.0 k D的蛋白,确定该蛋白为So NCED基因的表达蛋白。q RT-PCR结果分析表明,So NCED基因在干旱、低温、高盐和氧化胁迫下均能诱导表达,其中氧化胁迫下其表达量在6 h时达峰值,其他胁迫方式下其表达量在12 h时达峰值。【结论】成功克隆获得甘蔗So NCED基因,并从不同逆境下的表达情况推测该基因在甘蔗体内参与了干旱、低温、高盐和氧化等非生物胁迫的调控过程。

甘蔗品种桂糖46号的选育及高产栽培技术

桂糖46号是广西农业科学院甘蔗研究所采用"五圃制"选育程序,经过区域试验和生产试验选育出的优良甘蔗品种。该品种具有丰产、稳产的突出优点,还具有中熟,高糖,宿根性好,有效茎多,生长整齐、均匀,抗黑穗病能力强等优良种性,其抗倒能力强,极易脱叶,既适于机械化管理和收获,也适合人工作业,是个有推广潜力的品种。于2015年6月通过广西农作物品种审定委员会审定(桂审蔗2015001),目前已有一定规模的种植面积。

我国甘蔗白蚁研究进展

白蚁是甘蔗作物上的重要害虫之一,危害严重时可导致甘蔗产量明显减产,给糖厂和蔗农带来巨大的经济损失。本文从白蚁的分类地位、种类、生物学特性、发生规律、危害情况和防治措施等几个方面对我国甘蔗白蚁研究进展进行了介绍,并对甘蔗白蚁今后的研究重点和方向进行了讨论,建议加强甘蔗白蚁生物学、发生危害规律、食诱剂等与化学药剂结合的粘药传递防治技术研究。

不同甘蔗品种收获指数研究

研究甘蔗收获指数遗传与性状相关特点,为甘蔗机械化品种选育、亲本选配、杂交后代选择提供参考和指导;选用国内外20个甘蔗品种连续2年在干旱胁迫条件下测试甘蔗收获指数与相关农艺性状,采用相关和线性混合模型等方法进行数据分析。结果表明所有参试甘蔗品种的收获指数为58%～77%,平均为68.5%;不同甘蔗品种的收获指数差异较大且受到试验年度、品种与年份互作和干旱胁迫与年份互作的显著影响,而干旱胁迫及复水对其影响极小。ROC22是参试品种中收获指数最高的品种且极显著高于其他品种;ROC10是收获指数最低的品种且极显著低于其他品种。甘蔗收获指数属广义遗传力较高的性状,与枯叶数、株高、蔗茎产量和总叶数存在显著或极显著正相关,与叶梢重、绿叶比、绿叶数和有效茎数存在极显著负相关。因此,选配机械化品种杂交组合时,宜用收获指数高的亲本进行杂交,并注重利用甘蔗叶梢重、蔗茎产量、株高、绿叶比和枯叶数等性状对杂交后代的甘蔗收获指数进行间接选择。

广西崇左蔗区小头钩白蚁危害及其防治技术探讨

蔗糖生产是崇左市的经济支柱产业,近年来由于白蚁危害严重,造成甘蔗产量大幅下降。白蚁为害将蔗株蛀空的同时,往往伴随蛀洞填入大量泥土,致使甘蔗含杂率升高,出糖率降低,蔗糖品质变劣;白蚁危害也严重缩短了甘蔗续生年限,无形中增加了种植成本。由于蔗区白蚁巢群密集,危害猖獗,使用药剂高毒、操作繁锁的传统防治方法已无法有效解决蚁害问题。为找到适宜的防治新技术,已经在蔗区进行多年研究和探索,开展大量试验和筛选,采用"粘药传递"新技术对蔗区白蚁进行防治,取得了很好的效果。文章对广西崇左蔗区小头钩白蚁生物学、发生危害、防治措施和防治效益进行了介绍,并对防治技术推广应用提出了具体的建议。

低温胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗抗寒性及内源激素的影响

为探讨外施ABA(脱落酸)对甘蔗抗寒性的影响,以抗寒性强的甘蔗品种桂糖28号和抗寒性弱的甘蔗品种园林6号为材料,喷施100μmol/L ABA于甘蔗幼苗叶片,12 h后进行低温胁迫,然后于不同时间采叶样,研究甘蔗幼苗在低温胁迫和ABA处理下叶片细胞膜透性、丙二醛(MDA)、脯氨酸及内源激素含量的变化。结果表明:低温胁迫下,甘蔗幼苗细胞膜受破坏,GA3(赤霉素)含量下降;丙二醛、脯氨酸、ABA含量及相对电导率、ABA/GA3、ABA/IAA和ABA/ZR升高。外施ABA能有效缓解低温胁迫对细胞膜的影响,降低MDA、GA3含量,提高脯氨酸、ABA含量及ABA/GA3,从而提高甘蔗幼苗的抗寒性。低温胁迫下,植株体内低MDA、GA3含量,高脯氨酸、ABA含量及高ABA/GA3值是甘蔗高抗寒性的重要生理基础。

干旱后复水对甘蔗伸长期生理生化特性的影响

【目的】研究干旱后复水对甘蔗生理生化特性影响,进一步揭示甘蔗受水分胁迫的响应机理,为甘蔗抗旱育种和甘蔗抗旱遗传改良研究提供参考依据。【方法】以桂糖11号为材料,在温室人工控水条件下,测定干旱及复水后叶片脯氨酸、丙二醛(MDA)、超氧阴离子、可溶性糖、脱落酸(ABA)和可溶性蛋白质含量及脯氨酸脱氢酶(Pro DH)、Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GSH-R)、多胺氧化酶(PAO)活性等生理指标,探讨甘蔗伸长期在水分胁迫下生理响应机理。【结果】在干旱胁迫下,除可溶性蛋白含量和Pro DH活性外,GT11叶片MDA、可溶性糖、超氧阴离子、脯氨酸、ABA含量及POD、CAT、SOD、GSH-R、P5CS和PAO活性均明显高于对照处理;复水后,除可溶性蛋白含量和CAT、SOD活性外,叶片中其他生理指标均逐渐下降至稍高于对照水平。在甘蔗伸长生长期,随着干旱胁迫的加重,GT11叶片中超氧阴离子、MDA、脯氨酸、可溶性糖和ABA含量均呈不同程度的增加趋势,POD、PAO和GSH-R等酶活性明显上升,而可溶性蛋白质含量和CAT活性下降,P5CS、Pro DH活性被抑制。恢复供水后,甘蔗叶片中超氧阴离子、MDA、ABA和脯氨酸含量及P5CS、POD、SOD、GSH-R和PAO等酶活性出现不同程度下降,而可溶性蛋白质含量和CAT活性出现上升;可溶性糖含量呈先下降后上升的变化趋势,Pro DH活性则呈先上升后下降的变化趋势。【结论】在伸长期干旱胁迫条件下,抗旱甘蔗品种GT11具有较强的生理调控和自我修复能力,其膜损伤、渗透调节、保护酶系统、内源激素等均对干旱胁迫有积极的响应。

甘蔗品种桂糖42号的种性及其高产稳产性分析与评价

【目的】对甘蔗品种桂糖42号的种性及其高产稳产性进行分析与评价,为其大面积推广应用提供参考依据。【方法】以可代表广西蔗区70%土壤类型的金光农场为试验地点,选择高、中、低3种不同土壤类型的地块,以新台糖22号(ROC22)为对照,连续进行桂糖42号4年新植3年宿根共30点次的生产性试验;试验期间调查其主要农艺性状、抗性及产量表现,并采用高稳系数与变异系数相结合的方法分析其高产稳产性。【结果】桂糖42号新植蔗的萌芽率和茎径与ROC22接近,分蘖率、单位面积苗数和有效茎数高于ROC22,但差异均不显著(P>0.05,下同),株高则显著低于ROC22(P<0.05,下同)。宿根蔗的株高略高于ROC22,茎径与ROC22相当,单位面积苗数和有效茎数较ROC22有明显优势,与ROC22的差异达显著或极显著(P<0.01,下同)水平。桂糖42号抗螟虫和抗梢腐病能力与ROC22相当,抗黑穗病、抗倒伏能力及抗旱性强于ROC22。新植蔗和宿根蔗的平均蔗糖分为14.95%~15.36%,均高于ROC22,但差异未达显著水平。1~3年宿根蔗茎产量和糖蔗产量分别比ROC22增产28.86%~62.93%和28.98%~63.03%,其中第3年宿根仍有较高的蔗茎产量和蔗糖产量,分别达80.02和12.32 t/ha,4新3宿的平均蔗茎产量和蔗糖产量分别达95.32和14.43 t/ha,比ROC22极显著增产18.38%和18.86%。从高稳系数和变异系数来看,桂糖42号新植蔗的产量稳定性较ROC22略差,但宿根蔗和新宿平均的产量稳定性较高,较ROC22有明显优势。【结论】桂糖42号在广西金光农场表现出高产高糖、宿根性强、抗旱性好、脱叶性好及抗倒性强等诸多优良特性,适宜在广西及国内相同土壤类型蔗区进一步推广种植。

甘蔗中性/碱性转化酶基因SoNIN1的克隆和表达分析

中性/碱性转化酶(Alkaline/Neutral Invertase)能不可逆地催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖,在植物生长发育中起重要作用。本研究采用RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种GT28心叶中克隆到甘蔗中性/碱性转化酶基因全长cDNA序列,基因命名为SoNIN1。该基因全长2289 bp(GenBank登录号为JX109944),开放阅读框为1812 bp,编码603个氨基酸,相对分子量为67.79 kD,等电点为6.41。具有中性/碱性转化酶保守结构域,N-端不含跨膜结构和信号肽。其编码氨基酸序列与玉米、水稻和黑麦草的亲缘关系较近,属于同一进化分支。利用染色体步移技术克隆到SoNIN1基因5′侧翼启动子序列,长度为1174 bp(GenBank登录号为KC854419)。启动子序列含有多个CAAT-box和TATA-box等基本作用元件,参与分生组织特异性激活,参与干旱诱导的MYB结合位点,脱落酸、茉莉酸甲酯和赤霉素响应等作用元件。利用实时荧光定量PCR技术,在生理成熟期甘蔗茎、叶、花序和芽中均能检测到SoNIN1的表达,其表达量在叶中最高,芽中次之,而在+1节间最低。苗期根和叶中SoNIN1基因都受PEG和NaCl诱导表达。

甘蔗可溶性酸性转化酶(SoSAI1)基因的克隆及表达分析

【目的】克隆甘蔗可溶性酸性转化酶基因(SoSAI1)全长cDNA序列和5侧翼启动子序列,并分析其序列特征和基因表达模式。【方法】利用RACE技术克隆SoSAI1的全长cDNA序列,应用生物信息学软件分析SoSAI1预期编码蛋白特征;采用Genome Walking技术克隆SoSAI1的启动子序列;采用实时荧光定量PCR分析不同生长期SoSAI1在甘蔗叶和茎中的表达,以及PEG 6000、100 mmol·L-1NaCl和6℃胁迫下,SoSAI1在甘蔗苗期根和叶中表达模式。【结果】SoSAI1的cDNA序列全长为2 387 bp,ORF长2 058 bp,编码685个氨基酸,预测其分子量和等电点分别为74.44 kD和5.6,GenBank登录号为JQ406875。5侧翼启动子序列长417 bp,含有胚乳特异表达顺式作用元件和参与干旱诱导的MYB结合位点,GenBank登录号为KC862314。SoSAI1表达在生理成熟期的花序和花序轴中较高,而在成熟茎和老茎中较低。15%PEG和6℃能诱导叶中SoSAI1表达,而15%PEG和NaCl能诱导根中SoSAI1表达。【结论】获得SoSAI1全长cDNA序列和部分启动子序列,SoSAI1在甘蔗生长发育和蔗糖积累,并在应对环境胁迫中发挥作用。

水分胁迫下甘蔗差异表达基因筛选及激素相关基因分析

甘蔗是经济和环境上日益重要的C4作物,干旱在全球范围内严重限制甘蔗产量。了解甘蔗对水分胁迫反应的分子机制将有助于甘蔗抗旱性的分子遗传改良。利用基因芯片技术分析水分胁迫下甘蔗叶片的15 593个基因的表达谱,结果表明,中、重度胁迫下的差异表达基因数量分别为300个和853个,中度胁迫中差异基因以上调表达为主,重度胁迫中下调表达占多数。功能注释分析显示,差异表达基因分子功能主要为结合、载体和催化活性,主要参与代谢、细胞和生物调控等生物过程。此外,功能未明确的假定蛋白和无匹配信息的基因序列仍占据注释结果的相当一部分,表明还有大量的基因尚待发掘。在水分胁迫下,甘蔗内源ABA和IAA含量显著上升而GA含量显著受到抑制。以参与生物进程分类,对植物激素相关基因进行筛选并分析,发现激素响应表达基因代谢途径具有多样性,显示了激素代谢网络的交叉性与复杂性。挑选9个差异表达程度不同的基因进行实时荧光定量PCR检测,表明芯片数据具有良好的重复性。

甘蔗新品种桂糖46号的丰产性及稳产性分析

采用高稳系数法和变异系数法分析了甘蔗新品种桂糖46号在2年区域试验中的丰产稳产性。结果表明:相比ROC22号,桂糖46号具有非常优良的丰产性,蔗茎产量和含糖量的增产(糖)非常明显,蔗糖分略高;在此基础上,桂糖46号还具有优良的稳定性,蔗茎产量和含糖量的高稳系数均高出对照30%以上,蔗糖分的高稳系数也略高,分析结果用变异系数法也得到了验证。综合来看,桂糖46号是一个高产、稳产、宿根性好、适应性广、抗倒性强、脱叶性好的优良甘蔗新品种,具有很好的推广前景。

引进甘蔗品种抗寒性评价

【目的】探明广西新引进的13个甘蔗品种(系)的抗寒能力及其生理生化特性,并研究蔗区筛选抗寒品种的有效方法。【方法】以当前广西蔗区主栽品种新台糖22号作为对照,对自然低温条件下引进甘蔗品种的农艺性状进行调查,采用隶属函数值法对各品种的抗寒性进行综合分类,并分析比较人工低温条件下各类抗寒品种的生理生化指标。【结果】相比新台糖22号,湖光1号、台糖88-99、CP84-1198和云蔗99-601属于强抗寒性品种;赣蔗18号、C1-2003、园林9号、台糖98-0432、福农15号、台糖98-1626和粤糖96-86属于中抗寒性品种;园林6号和园林8号属于弱抗寒性品种。强抗寒品种的脯氨酸含量比中弱抗寒品种约高25%,可溶性糖含量与中弱抗寒品种相当,可溶性蛋白含量与比弱抗寒品种高19%,丙二醛含量和质膜渗透率与中抗寒品种差异不大,但分别比弱抗寒品种低15%和30%。【结论】湖光1号、台糖88-99、CP84-1198和云蔗99-601属于强抗寒性品种;低温胁迫条件下,叶片脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛含量及质膜渗透率可以较好地反映出甘蔗品种抗寒力高低,可用作评价甘蔗抗寒性的指标。