芝麻繁育特性研究Ⅳ:海南南繁芝麻的天然异交率

利用显/隐性单基因控制的单花/三花性状为标记,对海南南繁芝麻的天然异交率进行了测定。结果显示:邻近异花粉源的芝麻的天然异交率为4.44%⁴.76%;天然异交率与异花粉源距离存在极显著的负相关(r=-0.626**),随着距离的增大,天然异交率不断下降,大约在距离异花粉源154.76%;天然异交率与异花粉源距离存在极显著的负相关(r=-0.626**),随着距离的增大,天然异交率不断下降,大约在距离异花粉源15²0行(620行(6⁸ m)处未检测到天然异交率;不同种植方向的天然异交率存在一定的差异。     

西北地区芝麻异交率研究

为了研究西北地区气候条件正常年份下芝麻的天然异交率,以单花芝麻品种汾黑芝3号和三花芝麻品种晋芝3号为材料,以显性基因控制的单花芝麻为异源花粉,采用单花和三花芝麻混合播种、在三花芝麻中间单株播种三花芝麻、与单花芝麻不同距离播种3种试验设计,测定三花天然异交后代群体中的单花性状比率。结果表明,混合播种异交率较高,最高达到18.71%,是所有试验设计中最高的。单株播种设计异交率低于混合播种,但高于除第2行外所有不同行距离播种;三花芝麻种植在距离单花芝麻较近,且周边单花芝麻较多的环境下异交率较高,以第2行的异交率最高,达到11.56%;距离单花芝麻远且周边单花芝麻较少的环境下异交率较低,第42~69行的异交率仅有0~0.25%。     

糜子天然异交率研究初探

糜子是自花授粉作物,天然异交率在2%～13%。以宁糜16号(紫秆红粒)作为花粉供体材料,以内糜5号(绿秆黄粒)作为花粉受体材料进行了糜子异交试验,同时对6组糜子材料分别做了糜子异交率的零距离套袋试验。结果表明,糜子的异交率在0～7.8%;随着种植距离的增加,异交植株出现的几率逐渐减少,一般距离5m以外很少出现异交植株;零距离套袋,糜子异交率在0.8%～4.2%。     

木芙蓉的繁育系统及传粉生物学

以木芙蓉为研究材料,运用杂交指数、花粉数/胚珠数、座果率、种子萌发率等指标对木芙蓉的繁育系统及传粉生物学等进行研究。结果表明:木芙蓉单花的花期1 d,整体花期7—11月份;木芙蓉的杂交指数为4,繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者;木芙蓉的花粉数/胚珠数为415±11.3,繁育系统属于兼性异交类型;木芙蓉自然座果率为74%;同株同花授粉的座果率为40%;人工异株异花授粉座果率为71%;各种授粉方式下,单个果实的种子个数为128~148,差别不大;各种授粉方式下,平均种子萌发率为47%~60%,没有显著差异;传粉昆虫有蜂类、甲虫,其中中华蜜蜂、黑小蜜蜂为主要传粉昆虫。     

芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量变异及杂种优势分析

[目的]明确不同芝麻杂交组合的杂种优势,发掘出高芝麻素和芝麻林素含量材料及合理组配亲本,为培育高芝麻素和芝麻林素品种提供基础材料.[方法]应用高效液相色谱(HPLC)结合近红外光谱(NIR),对62份地理来源不同且表型变异明显的芝麻种质材料及18个杂交组合进行芝麻素和芝麻林素含量测定分析,并评价其杂种优势,筛选出更多高芝麻素和芝麻林素含量的芝麻材料.[结果]62份芝麻材料中芝麻素和芝麻林素的含量在不同年份间极显著相关(P<0.01).其中,芝麻素含量变异范围在0.51~8.85 mg/g,平均3.56 mg/g,77.42%以上芝麻材料的芝麻素含量分布在2.00~5.99 mg/g;芝麻林素含量变异范围在0.72~3.22 mg/g,平均2.02 mg/g,82.26%芝麻材料的芝麻林素含量分布在1.50~3.49 mg/g.芝麻籽粒芝麻素和芝麻林素含量平均值排序均为褐色芝麻>白色芝麻>黑色芝麻,褐色芝麻表现出较高的芝麻素含量变异系数(CV),而黑色芝麻表现出较高的芝麻林素含量变异系数.芝麻育成品种的平均芝麻素含量(3.90 mg/g)高于地方品种(3.44 mg/g),但芝麻林素含量稍低于地方品种.层次聚类分析可将62份材料分为七大类,其中第VII类包含5个褐色芝麻,其芝麻素和芝麻林素含量均较高,芝麻素含量高出总体平均值58.74%,芝麻林素含量高出总体平均值22.13%.芝麻素和芝麻林素含量的杂种优势主要表现为中亲优势,且以负向优势为主,芝麻素含量的杂种优势变化在-69.63%~31.62%,平均-20.07%;芝麻林素含量的杂种优势变化在-36.48%~25.84%,平均-5.44%.在18个组合仅有5个组合表现出超高亲优势.[结论]芝麻籽粒中芝麻素和芝麻林素含量呈显著正相关,且不同基因型间存在明显变异;芝麻素和芝麻林素含量的杂种优势主要表现为中亲优势,且以负向优势为主.因此,育种上若要提高目标材料的芝麻素和芝麻林素含量,应发掘和应用高含量供体亲本以提高成功概率.     

基于FIASCO技术的芝麻SSR标记及其遗传多样性分析

采用FIASCO法构建了芝麻(Sesamum indicum L.)GATA\AAAG\AAAC微卫星富集文库,阳性克隆率62%,其中58%为完美型SSR。利用30个芝麻材料对其中10个扩增稳定、多态性好的SSR位点进行了多样性分析,等位基因数介于4~7之间,平均6.2个;有效等位基因数介于2.18~5.13之间,平均3.73。25个育成品种(系)遗传相似系数平均为0.740 7,遗传距离平均为0.258 9;5个地方品种间的遗传相似系数平均为0.659 3,遗传距离平均值为0.312 8,说明地方品种多样性比育成品种(系)丰富。AMOVA分析表明,品种(系)间变异大于品种(系)内变异,地方品种种内变异大于育成品种(系)。聚类分析表明,一把白与所有育成品种(系)聚为同一类。研究还鉴定出一些遗传差异较大的材料。     

北黄花菜的花部特征与繁育系统特性

以北黄花菜(Hemerocallis lilio-asphodelus)为试材,通过引种观察,运用定量测量、花粉萌发试验、人工授粉试验等对其花部形态特征、开花动态、花粉活力、柱头可授性、繁育系统进行了研究,对其柱头表面及花粉形态进行了扫描电镜观察。结果表明:北黄花菜花型大,芳香,单花花期持续2 d左右,花部具有吸引传粉者的特征;花粉活力在刚开花时较低,12~18 h达到最高,柱头在开花当天即有可授性,花粉活力和柱头可授性均呈先升高后降低的趋势,在持续时间上存在较长相遇期;开花时柱头高于花药,两者存在空间间隔;北黄花菜杂交指数为4,花粉胚珠比为1 838,自然条件下北黄花菜的坐果率达到82.93%,经过人工自花授粉、人工异花授粉后坐果率分别为96.68%和94.32%,人工授同株异花花粉后坐果率为83.45%。综合上述结果,认为北黄花菜的繁育系统为兼性异交,自交可孕,北黄花菜不存在自动的自花授粉及无融合生殖。     

木薯花粉原位萌发及柱头可授性观察

以木薯华南5号(SC5)和华南7号(SC7)品种为实验材料,应用花粉活体原位萌发技术及联苯胺-过氧化氢法雌蕊柱头可授性检测技术,对木薯花粉萌发及花粉管发育特征进行观察,并分析木薯品种内自交及品种间异交花粉管萌发过程的差异,以确定木薯雌蕊柱头的最佳授粉时期。结果表明,木薯在同品种自交和异品种杂交上均存在授粉亲和性上的差异,异交授粉无论在花粉萌发速度及萌发率上均具有明显的优势。雌蕊柱头的最佳授粉时间为雌花开放后2~5 h,5~24 h内柱头具较强可授性,时间越长可授性越差,72 h后柱头不再具有可授性。     

离子束诱变核不育水稻育性特点观察

利用低能氮离子束为诱变源对籼型水稻品系99-02进行诱变处理,在其后代中筛选到育性特殊的突变材料FHS,为了更好地在生产上利用这个不育系,对其败育类型、异交结实率等特征特性进行了观察,结果表明:(1)FHS花粉败育主要发生在花粉母细胞形成至减数分裂期及单孢花粉时期。(2)完全不育期,花粉可染率和自交结实率均为零。而其他时期可染率与自交结实率作为育性考察指标存在一定的差异,而且自交结实率均高于花粉可染率。(3)FHS异交结实率明显高于其同期自交结实率。     

刺槐开花传粉及交配方式

在北京延庆县观测刺槐花朵的形态特征、开花动态以及传粉媒介,用杂交指数(OC,I)、花粉—胚珠比(P/O)、人工授粉等方法分别测定刺槐的交配方式。结果表明,刺槐为两性花,有10个雄蕊,且分布在雌蕊周围,柱头比花药最多高出(4.53±0.11)mm,雌雄蕊同熟;单花花粉量高达28 071.67±879.47,花粉保存1 d后有活力的占87.67%,花粉胚珠比(P/O)高于1 000;雌蕊的可授期从开花前2 d持续到开花后2 d,共持续4 d左右,超出这一阶段,可授性大大下降;刺槐杂交指数(OC,I)为4,授粉试验结果表明天然授粉坐果率最高,其均值为40.67%,套袋自交平均坐果率18.0%,去雄杂交平均坐果率3.56%。刺槐属于异交为主、部分自交亲和的交配方式,异花授粉方式为虫媒传粉。     

入侵杂草五爪金龙有性繁育系统的初步研究

【目的】定点观察粤东地区农林业入侵杂草五爪金龙(Ipomoeacairica L.)的开花动态,并研究其有性繁育系统类型。【方法】在生态学外业调查的基础上确定4个样地,观察五爪金龙开花动态,计算花粉-胚珠比(P/O)、种子-胚珠比(S/O)、花粉活性率、柱头可授率和杂交指数OCI。【结果】五爪金龙花粉-胚珠比(P/O)为2224,种子-胚珠比(S/O)为0.56,介于兼性异交与专性异交之间,以异交为主。五爪金龙开花期持续时间长,结实期短,单花开放时间仅为1d。花粉活性率和柱头可授率在一天中均呈现抛物线趋势,且各自的最高峰分别出现在上午09:30与下午14:30～15:30;杂交指数OCI=5,为部分自交亲和,异交,需传粉者。【结论】五爪金龙繁育系统类型为混交繁育系统,即自交和异交并存;建议对五爪金龙采用全株清除的人工防治措施。     

主要农作物转基因飘流频率和距离的数据调研与分析Ⅴ.油菜

转基因植物在批准商业化之前通常要求在控制条件下开展实验。我国规定转基因油菜田间试验的隔离距离为1 000 m,该距离大于世界上绝大多数国家和地区的规定。转基因油菜基因流研究的数据显示,自然条件下甘蓝型油菜品种间的天然异交率一般不超过3%,多数在1%以下,隔离距离和保护行可以显著降低异交率,隔离距离400 m处异交率低于0.01%。白菜型油菜、自交不亲和系和雄性不育系的异交率则要高得多。建议对转基因油菜的安全监管采取分类管理和阈值管理的原则,在0.1%允许阈值下,普通甘蓝型油菜的隔离距离可设为400 m,而以异花授粉为主的其他油菜（包括白菜型油菜与其他类型油菜的自交不亲和系和雄性不育系）的隔离距离可设为1 000 m。     

高产优质芝麻新品种冀航芝3号的选育及配套栽培技术

冀航芝3号是河北省农林科学院粮油作物研究所利用航天育种技术经系统选择育成的芝麻新品种。2011~2012年连续2 a参加全国(北方片)芝麻品种区域试验,平均产量为1 072.80 kg/hm2,较对照品种冀芝1号增产17.88%,增产点次率为66.67%;2013年参加全国芝麻品种生产试验,平均产量为1171.05kg/hm2,较对照品种冀芝1号增产5.57%,增产点次率为66.67%。该品种粗脂肪和粗蛋白平均含量分别为53.45%和22.90%;茎点枯病平均发病率为57.79%,在全国(北方片)芝麻品种区域试验参试品种中发病率最低。2014年3月通过全国芝麻品种鉴定委员会鉴定(鉴定编号:国品鉴芝麻2014002)。     

钾元素对芝麻产量的影响

2012-2014年设计安排了芝麻吸钾特点、施用钾肥肥效、钾肥用量和施用方法试验。结果表明:每生产百千克籽实芝麻需要钾素(K——2O)6.24~6.68 kg,且不同生育阶段吸收钾素的比例相差很大。钾肥的增产效果因年份不同而异;缺钾土壤,其速效钾含量低于12 mg K_2O/100g土,每亩施用K_2O 7~8 kg全做底肥,可获得最大增产效益。     

海滨木槿的繁育系统及传粉生物学特征

【目的】探索海滨木槿的繁育系统及传粉生物学特征.【方法】以海滨木槿为试验材料,运用杂交指数、花粉/胚珠比、座果率等指标,首次对海滨木槿的繁育特征及传粉生物学等进行了初步研究.【结果】海滨木槿的花朵包括5个花瓣,少数为4个或者6个花瓣;花期5～10月;开花当天的花粉活力呈单峰曲线,在13∶00时活力最高,开花当天柱头都具有可授性;海滨木槿的杂交指数为4,繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者;海滨木槿的花粉/胚珠比为350.6±11.6,繁育系统属于兼性异交;5)海滨木槿自然坐果率为95%;人工同株同花授粉的座果率为70%;人工异株异花授粉坐果率为92%;各种授粉方式下,种子平均数为31～35,没有显著差异;海滨木槿的主要传粉昆虫是蚂蚁.【结论】海滨木槿繁育系统属于兼性异交;主要传粉昆虫是蚂蚁.     

芝麻与甘薯套种模式及增产效益研究

以普通大田肥力为基础,甘薯选择地方品种07-8-6、芝麻选择中早熟品种豫芝11号进行芝麻与甘薯套种模式研究;试验采取随机区组排列,3次重复,3个处理水平(纯种芝麻、纯种甘薯、甘薯芝麻套种)。结果表明:甘薯与芝麻套种均较单一种植其中一种作物增效明显,套种甘薯大薯块增加,小薯块减少;套种芝麻千粒重增加,株高降低。套种芝麻折合产量较纯种芝麻增产达9.07%,套种甘薯折合产量较纯种甘薯增产达17.42%,增产均显著。芝麻与甘薯以合理的密度套种可以增强芝麻的抗逆性及增加千粒重,增加甘薯大薯率及提高品质,从而增产增收。间作套种模式可采取每栽3垄甘薯套种1垄芝麻,甘薯密度5.25万~6.00万株/hm~2,芝麻密度18.0万~22.5万株/hm~2。     

芝麻繁育特性研究Ⅴ：花粉活力与柱头可授性

比较分析直接观察法、醋酸洋红染色法、I₂-KI染色法、无机酸法、MTT染色法、TTC染色法和FDA荧光检测法在芝麻花粉活力上的检测效果，监测芝麻花粉活力的日变化情况，并采用联苯胺-过氧化氢法和不同时间直接授粉法对芝麻柱头可授性的日变化进行研究。结果表明：（1）直接观察法、TTC染色法和FDA荧光检测法不适合芝麻花粉活力的检测，而醋酸洋红染色法、I₂-KI 染色法、无机酸法和MTT染色法等4种方法可用于芝麻花粉活力检测，其中，醋酸洋红染色法操作简单、易于观察。（2）芝麻花粉活力的日变化表现为不断下降趋势，在7:30-9:30最高，11:30-17:30不断下降，达显著水平。（3）联苯胺-过氧化氢法测定的芝麻柱头可授性的日变化表现为先升后降，早晨7:30时已有很高的可授性，随后稍有升高， 9:30时达到最高值，11:30后随时间推延呈显著下降趋势。（4）不同时间直接授粉法测得芝麻授粉时间越晚，结蒴率越低，7:30时具有最高的结蒴率；相对结实率在7:30-11:30时差异不明显，均处在较高状态，13:30后开始不断显著下降。（5）花粉活力、柱头可授性、结蒴率和相对结实率等4个指标的日变化值的相关分析结果表明，4个指标相互之间的相关性均呈极显著正相关，其中柱头可授性与相对结实率的相关系数最大，达 0.940。     

红心柚‘橘湘红’无核原因初探

以红心柚‘橘湘红’为材料,安江香柚为对照,通过物候期和花器特征的观察、花粉活力的测定、自交和异交花粉管在柱头中的生长及果实种子差异分析,探讨‘橘湘红’无核的原因。结果表明:‘橘湘红’的物候期与对照仅相差2~3 d,花器发育均正常;‘橘湘红’、安江香柚花粉在柱头上的萌发率分别为98.81%、97.96%,花粉活力分别为96.75%、94.61%,可育性高;自交与异交授粉96 h后,花粉管生长开始出现差异,自交花粉管生长速度减缓,异交花粉管生长正常,授粉120 h后,自交的花粉管停滞生长,异交的花粉管生长到达花柱基部;‘橘湘红’异花授粉平均每个果实有正常种子103.8粒,自花授粉果实无正常发育的种子。综合分析认为自交不亲和性可能是‘橘湘红’无核的主要原因。     

甘蓝型油菜与芝麻菜远缘杂交研究

 以4个甘蓝型油菜品种为母本,3个芝麻菜材料为父本,研究了单一授粉、混合花粉授粉、重复授粉和GA₃处理柱头后授粉等4种授粉方式对其杂交亲和性的影响。结果表明：甘蓝型油菜与芝麻菜的远缘杂交为高度不亲和,最强的组合是花油3号×凤庆芝麻菜,其亲和指数为0.032。混合花粉授粉降低了其杂交亲和性,花油3号×芝麻菜的亲和指数为0.021。重复授粉和GA₃处理柱头后授粉可以提高杂交亲和性,花油3号×凤庆芝麻菜的亲和指数分别为0.046,0.067。但角果中的种子几乎都是皱瘪的,可见甘蓝型油菜与芝麻菜杂交是受精后不亲和,其杂种胚发育受到阻碍而不能形成正常的种子。     

海桐花部特征与繁育系统研究

通过定点观测海桐的开花物候和花部形态特征,运用花粉-胚珠比、杂交指数、花粉活力与柱头可授性、人工授粉等方法对海桐的繁育系统进行研究。结果表明,海桐一般在3—4月开花,群体花期22 d,单花花期2～3 d,雌雄蕊同熟。依其花器官的形态不同,可分为雄蕊正常和雄蕊退化株海桐,其中雄蕊退化株海桐花药低于柱头,正常株海桐花药高于柱头。花开放第1天花粉活力最高(79.94%)、柱头可授性最强。花粉胚珠比(P/O)为3 209.59,杂交指数(OCI)为4,自然授粉海桐结果率为11.38%(n=123),人工异株异花授粉结果率为38.00%(n=50),其他处理结果率为0(n=30),综合以上结果可判断,海桐的繁育系统为自交不亲和的异交繁殖类型,不存在自动自花授粉和无融合生殖。