甜高粱杂交种——新的生物质能源

1 能源利用现状 　　以甜高粱杂交种作为高产、优质青贮饲料,已为人们熟知,产量高于玉米,适应性广.2006年11月召开的中国生物质能源发展战略论坛上,作者在会上介绍了甜格雷兹(Sugargraze)甜高粱杂交种试验、示范过程和作为新的生物质能源利用的可行性.生物质能源主要是利用边际性土壤种植的能源作物等生物基因原料及有机废弃物等生物基因原料生产的一种可再生的清洁能源.……     

A3型细胞质不育化甜高粱新品种辽甜10号选育

甜高粱杂交种辽甜10号(309A3/310)是辽宁省农业科学院高粱研究所于2006年以309A3为母本,310为父本杂交组配而成。2010~2011年连续2年参加全国高粱品种能源/青贮组区域试验,两年区试全国鲜重平均产量5 184.2 kg/667m2,比对照辽饲杂1号增产27.2%。该品种是A3型细胞质甜高粱杂交种,为不育化类型,茎秆多糖多汁,含糖锤度19.3%,出汁率52.7%,是生产燃料乙醇较理想的能源作物品种。     

甜秆型粒用高粱杂交种选育展望

甜高粱生物产量高,是我国发展生物质能源的优势作物.但是,目前推广的甜高粱植株高大,抗倒伏能力差,生育期偏长,发展区域受到严重限制.文中提出的甜秆型粒用高粱杂交种是指在普通粒用高粱基础上的高糖选育,通过引进、创新高糖资源,创新育种路线,应用群体改良、分子标记、转基因技术等将高产、高抗与高糖有效结合,在籽粒产量、茎秆含糖量、抗性等方面取得突破,既丰富甜高粱品种的类型,又能够较有效解决甜高粱生产中的实际问题,促进我国生物质能源产业的发展,保证粮食安全.     

9E型细胞质甜高粱杂交种辽甜15选育及栽培技术

9E细胞质甜高粱杂交种辽甜15(Tx398 9E/LTR108)是辽宁省农业科学院高粱研究所以Tx398 9E为母本、LTR108为父本杂交组配而成。2014—2015年连续2年参加全国高粱品种能源/青贮组区域试验,2年全国区试鲜质量平均产量75 951 kg/hm~2,比对照增产13.0%,2年共27个点次,23个点次增产,4个点次减产。该品种为9E型细胞质甜高粱杂交种,茎秆多糖多汁,含糖锤度17.4%,出汁率49.1%,是生产燃料乙醇较理想的能源作物品种。辽甜15的选育填补了国内外没有9E细胞质甜高粱杂交种的空白。     

大力士甜高粱高产栽培技术

农2师30团从2003年就开始引种大力士甜高粱,每年收获两茬,667米~2产鲜草可达7吨以上,2005年推广种植面积已达到200公顷。一、特征特性饲用大力士甜高粱为特晚熟高粱种内杂交种,具有产量高、抗旱能力强、抗病性好、耐涝、耐盐碱等特点。植株高达2～4米,叶片大,茎秆柔软,分蘖能力强,单株分蘖可达24个,刈割后再生速度快,在灌溉     

绿色能源作物甜高粱高产栽培管理技术

甜高粱属于C4作物,是普通籽粒高粱的一个变种,是一种新的饲料、糖料和能源作物,有“高能作物”、“骆驼型植物”、“三元作物”之称。在世界矿质能源愈来愈匮乏的情况下,生物质能源的研究和开发日益紧迫,甜高粱作为能源作物无疑具有广阔的开发前景。近年来,甜高粱在我国发展较快,特别是在北京、天津、河南等省市已推广利用。2003年拜城县引进甜高粱,通过几年的试验示范,引种试种获得成功。现将其栽培技术要点介绍如下:     

高粱田苗后除草剂筛选及安全性评价

本研究通过田间试验评估了部分苗后除草剂对高粱的安全性及除草效果,筛选出对高粱使用安全且除草效果好的药剂或药剂组合。本试验分两年进行,第一年以高粱品种凤杂4号为试验材料,分别使用以下4种药剂或药剂组合进行苗后茎叶喷雾,设苗后清水喷洒处理(CK1)和苗后人工除草处理(CK2)两组对照,通过对高粱药害情况、杂草防效以及产量情况的评估,筛选出适合高粱苗后除草使用的药剂。第二年使用筛选出的药剂对吉林地区种植面积较大的10个高粱杂交种进行苗后茎叶喷雾,每个杂交种小区设苗后清水喷洒处理(CK1)和苗后人工除草处理(CK2),通过评估该药剂在各高粱杂交种的药害情况、杂草防效以及产量等指标,确定了药剂组合Po-h4(二氯喹啉酸、莠去津、氯氟吡氧乙酸异辛酯)可以进入推广试验。     

基于GGE双标图对江苏省大麦鉴定试验品种的高产稳产和适应性分析

以2014～2015年江苏省大麦鉴定试验的14个品种在8个试验点的产量数据为材料,采用GGE双标图法分析参试品种的高产、稳产和区域适应性。基于对试验点的区分力和代表性分析发现,尽管各个试验点在区分力方面存在一定的差异,但均具有较强的代表性。通过对参试品种的高产性和稳产性分析,发现苏B1202和连啤9091在区域试验中具有较好的高产性和稳产性,且适宜种植的试验点较多,具有一定的广适性,是大麦生产上具备推广潜力的理想品种。     

甜高粱栽培要点

甜高粱是普通高粱的一个变种,属高光效作物,种植甜高粱不仅能收获高粱籽,而且能收获可观的茎秆。甜高粱株高3～5m,最粗的茎秆直径为4～5cm,茎秆含糖量较高,是生产白酒(酒精)的原料或极好的青贮饲料。甜高粱耐旱、耐涝、耐盐碱,适应性很广,已在全国各地推广种植,在云南省也已引进试验种植。现将甜高粱栽培要点介绍如下:     

高粱新品种对比试验

为了鉴定参试品种的适应性、丰产性及抗逆性,筛选出适合肇源县种植的高产、抗逆性强高粱新品种,为大面积推广优良的高粱新品种提供依据,2005年我们对9个高粱品种进行比较试验,现将试验结果总结如下.     

A3型细胞质能源用甜高粱生物产量、茎秆含糖锤度和出汁率研究

本研究以A3型细胞质甜高粱杂交种和A1型细胞质甜高粱杂交种为试材,通过套袋和不套袋2种处理,研究分析了它们在不同生态区的生物产量、茎秆含糖锤度、出汁率及预期产糖量的变化。结果表明:虽然出汁率降低,但不育化的A3型细胞质杂交种生物产量、含糖锤度和总产糖量均得到显著提高。A3型细胞质杂交种完全可以在能源用甜高粱生产中应用,并为解决A1型细胞质杂交种所存在的倒伏、分期收获、鸟害等问题开辟新的途径。     

A1、A3型细胞质甜高粱品种抗倒性能研究

为探讨比较A1和A3两种细胞质甜高粱品种在抗倒性上的异同点,以便有针对性地培育抗倒伏品种,解决生产中的倒伏问题。试验应用5个典型的A1细胞质品种和5个A3细胞质品种为试材,对其自然倒伏率、倒折率,各倒伏影响因子以及抗倒参数进行了比较与分析,同时进行了拉力试验。结果表明：在自然条件下,A3细胞质品种的倒折率和倒伏率均明显低于A1细胞质品种;A3细胞质品种茎秆充实度和茎秆壁厚度显著高于A1细胞质品种;A3细胞质品种较A1细胞质品种在抗弯能力上有较大的优势;用拉力秤将茎秆拉至偏离竖直方向45°、60°和75°时,A3细胞质品种所用的拉力可分别比A1细胞质品种高16.4%、15.6%和18.6%,回复后角度分别低3.70°、3.96°和4.08°。说明A3细胞质品种的抗倒潜力很大,用做生物乙醇的原材料栽培有明显优势,有必要进行进一步研究。     

不同类型高粱主要农艺性状与品质性状差异分析

对来自国内外60份不同类型高粱材料的农艺性状、产量性状和品质性状在新疆干旱区的表现进行分析比较,目的是了解不同高粱类型在新疆干旱区的差异表现,为新疆干旱区能源用高粱品种选育提供参考依据.研究发现,供试高粱材料间生育期差异显著(P＜0.05),其中,甜高粱的生育期最长,平均为116.8 d,变幅在100.5～131.5 d之间.农艺性状分析发现,帚高粱的株高最高,平均为275.2 cm,籽粒高粱最矮,平均只有235.6 cm.甜高粱的伸长节间数最多,平均为12.6个,其中,甜高粱X054伸长节间数最多,为15.6个.各高粱类型的产量构成差异较大,籽粒高粱的籽粒产量最高,平均为7.9 t/hm2,而甜高粱和帚高粱的茎秆产量较高,分别为10.3和10.2t/hm2,全株总干物质积累量以甜高粱为最高,平均为25.3 t/hm2,变幅在18.4～31.5 t/hm2之间,其次为帚高粱的23.6 t/hm2,籽粒高粱最低,平均只有20.3 t/hm2.品质性状分析表明,籽粒各组分含量最为稳定,各高粱类型间差异较小,其次为叶片和叶鞘,而不同高粱类型间茎秆的碳水化合物含量和木质素含量差异较大,其中,甜高粱表现出更高的可溶性总糖含量,平均为236.6 g/kg,是籽粒高粱的3倍、帚高粱的2倍之多,而甜高粱的木质纤维素含量明显低于籽粒高粱和帚高粱,特别是纤维素含量,平均要低100 g/kg以上.碳水化合物产量分析发现甜高粱和帚高粱的平均积累量较高,分别为14.2和13.8 t/hm2,各高粱类型中均以纤维素和半纤维的贡献最大,特别是帚高粱材料,平均贡献率达65.9％.综上,相比于籽粒高粱和帚高粱,甜高粱整体表现出更强的能源利用潜力.同时应指出,各类型高粱材料均为宝贵的种质资源,应充分的挖掘利用,以筛选并进一步培育出适合新疆干旱区种植的能源用高粱新品种.     

甜高粱生产生物燃料关键因素分析

针对以甜高粱为原料生产生物燃料中存在的原料不足、产品成本高等问题,根据近10年甜高粱育种与栽培研究成果以及与企业的合作经验,对影响上述问题的主要因素如品种、种植区域、技术、政策等进行分析。结果表明：甜高粱虽有较好的品种,但不能满足所有地区以甜高粱秆为原料生产燃料产业持续发展的需要,这是造成原料基地不足的首要原因。我国的边际土地面积巨大、类型众多,不都完全适合种植甜高粱来生产燃料乙醇,选择种植区域不当是甜高粱种植不足的第2个原因。在甜高粱高产种植、加工技术方面,重视了高产栽培、发酵技术等核心技术的研究,忽略了配套技术研究,这是造成生产成本高的主要原因。国家虽然制定了相关产业政策,但不足以引导生物质能产业健康持续发展。在今后发展以甜高粱为原料生产生物燃料过程中,首先需注意甜高粱品种的多元化,要特别注意选育早熟、高产、高含糖量品种、杂交种;其次根据区域气候特点,选择适宜地区不仅适合种植甜高粱,更要适合甜高粱的储藏和加工;同时研究甜高粱机械化收储运、甜高粱秆连续发酵、糟渣利用等配套技术研究,构建完整的产业链;制定中小规模生物质能产业持续发展的政策法规和生物能源研发的国家持续投入机制,保障生物质能产业稳步发展。     

耐高温活性干酵母在甜高粱茎汁发酵生产酒精中的应用

以甜高粱茎汁为原料,采用耐高温活性干酵母对其进行发酵生产酒精。当甜高粱茎汁液糖浓度为28.0g·100mL-1,以酒精得率为指标,通过设计正交试验确定甜高粱茎汁中营养盐的最适添加量为(NH4)2HPO40.20%、MgSO40.10%、CaCl20.10%。在此条件下进行发酵,酒精得率可达到93.0%,酒精度可达14.1%(v/v)。     

高粱亲本系萌发期抗旱性鉴定

根据高粱亲本系萌发期对干旱胁迫的响应,筛选出抗旱性鉴定指标和抗旱性强的种质,为高粱抗旱基因挖掘与种质创新奠定基础。以15份保持系、18份恢复系和8份杂交种为材料,采用人工气候箱内培养皿培养,以水势为-0.3MPa的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫环境,蒸馏水处理为CK。测定发芽率、发芽势、芽长、根长、芽干重、根干重、剩余物质干重和萌发抗旱指数等8个性状。通过隶属函数法和聚类分析对参试材料进行抗旱性综合评价,并进行因子分析。利用隶属函数法对参试材料抗旱性排序表明,不同参试材料间表现出较大差异。高粱保持系、恢复系隶属函数值显著低于杂交种,保持系与恢复系隶属函数值差异不显著。聚类分析把参试材料按抗旱性强弱分为5类,L116等2份材料为抗旱类型,Ms18B等18份材料为较抗旱类型,Ms19B等9份材料为抗旱中间类型,L5172等8份材料为干旱较敏感类型,2055B等4份材料为干旱敏感类型。结果表明,萌发抗旱指数、根长和剩余物质干重分别在萌发因子、根部生长因子和生物量转化因子中的负荷量最大。对应水势为-0.3 MPa的PEG-6000浓度能够作为高粱亲本系萌发期抗旱性鉴定的适宜浓度。保持系、恢复系抗旱能力显著低于杂交种,保持系、恢复系抗旱能力差异不显著。筛选出萌发期抗旱性强亲本材料,分别为恢复系L116和保持系Ms27B。萌发抗旱指数、根长、剩余物质干重可作为高粱亲本系萌发期抗旱性鉴定的适宜指标。     

我国能源甜高粱育种现状及应用前景

简要介绍了高粱及甜高粱的生物学特性、起源分类与在农业产业中的作用,同时对高粱杂交育种历史进行回顾。并对杂交体系中的遗传资源与种质资源角度进行阐述。探讨目前甜高粱杂交的种质资源与育种体系存在的问题,以及今后发展能源甜高粱的育种目标和设计思路,并希望引起各界对甜高粱育种与能源产业的重视。     

能源甜高粱遗传改良研究进展

甜高粱是最有应用前景的再生能源作物之一,它的能源转换效率取决于植株总生物量和茎秆汁液含糖量的高低。探明决定甜高粱总生物量和茎秆汁液含糖量积累相关过程的生物学机制并开发相应分子标记,是选育生物能专用甜高粱品种的有效途径。该文从甜高粱糖分积累、遗传多样性研究、遗传图谱的构建、含糖量相关性状的定位及遗传工程研究等方面介绍了近年来甜高粱遗传研究进展。     

RAPD分子标记技术在甜高梁基因组研究中的应用

[目的]应用RAPD技术对甜高粱丝黑穗病基因进行分子标记研究。[方法]以抗病亲本7050B与感病亲本TX622B杂交后的F2代以及抗病甜高粱品种8113和感病甜高粱品种8101为试材,用CrAB法提取DNA,用RAPD分子标记技术对其DNA进行多态性扩增与初步分析,同时对琼脂糖凝胶电泳检测体系进行优化。[结果]CTAB法适宜提取DNA。在对抗病亲本7050B与感病亲本TX622B杂交后的F1代进行RAPD标记时,用60个引物进行筛选,其中27个引物扩增出了多态性谱带;应用20个具有多态性扩增谱带的引物对抗病甜高粱品种8113和感病甜高粱品种8101进行RAID分析时,共有7个引物扩增出了差异谱带,分别为S56、S66、S67、S70、S72、S75、S78。[结论]该研究为甜高粱优良品种的培育提供科学基础。     

甜高粱种子为外植体离体再生体系构建

甜高粱是最具优势的生物质能源作物之一,为提高甜高粱转基因育种效率,以甜高粱成熟种子为外植体,分析了影响愈伤组织生成以及离体再生的相关因素,建立了一套利用甜高粱成熟种子离体再生甜高粱的技术体系。结果表明:用0.1%升汞处理甜高粱种子10 min,具有较低的污染率(低于20%)和较高的发芽率(76.7%)。雅津4184的成熟种子,接种在添加3.0 mg/L的2,4-D和0.3 mg/L的6BA的MSB5基本培养基上培养3周后,可以获得最高的出愈率(81.7%)。愈伤组织在添加0.2 mg/L NAA和1.6 mg/L KT的B5培养基上培养4周后出芽率最高,为93.3%。不定芽在添加2.0 mg/L的IBA的1×MS培养基上培养3周后,具有最大的生根率(96.7%)。建立的甜高粱高频、高效离体培养再生体系,将为利用转基因技术改良甜高粱遗传性状提供便利的方法,加速甜高粱高育种进程。