甜高粱茎秆含糖量遗传研究进展

甜高粱(Sorghum bicolor)是普通粒用高粱的一个变种。与粒用高粱相比,甜高粱育种研究进展相对缓慢,特别是茎秆含糖量高的亲本系创造比较滞后。开展甜高粱茎秆含糖量的遗传研究,对甜高粱亲本系选育及杂交种组配具有重要意义。本文从茎秆含糖量的评价指标入手,分别对茎秆含糖量的遗传与子粒产量及其他性状的关系、基因定位等方面的相关研究结果进行了系统地概括和归纳,并分析了当前茎秆含糖量研究的热点和亟待解决的问题。     

甜高粱与粒用高粱茎秆生长过程中糖及其代谢相关酶活性的比较

以粒用高粱和甜高粱为材料,对甜高粱与粒用高梁不同时期茎秆的可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量及SS、SPS酶活力进行比较,结果表明:茎秆中的可溶性糖含量、果糖含量在完熟期甜高粱高于粒用高粱,乳熟期茎秆中蔗糖含量甜高粱高于粒用高粱;两种高粱类型的SPS酶活力变化趋势基本相似,从乳熟期到完熟期粒用高粱茎秆中的SPS酶活力明显增高,SS酶活力在粒用高粱茎秆中随生育期呈上升趋势,甜高粱茎秆中SS酶活力到乳熟期达到最大,明显高于粒用高粱.对糖含量与其相关代谢酶活力的相关性分析表明:甜高粱茎秆中利用SPS酶合成蔗糖的效率要高于粒用高粱;两种类型高粱的SS酶活力与其茎秆中的果糖含量存在明显差异,SS的作用模式不同.     

甜高粱茎秆含糖量性状的QTL定位

本研究以低茎秆含糖量的粒用高粱品系LR625(P1)和高茎秆含糖量的甜高粱品系Rio(P2)杂交获得的234个F2:3家系为试验材料,构建了含有92个高粱SSR标记、6个玉米SSR标记和自主开发的28个INDEL标记的遗传连锁图谱,并进行了茎汁混合锤度、茎秆重和出汁率性状的QTL定位。研究结果显示:共检测到7个与茎汁混合锤度有关的QTL,分布在高粱的第LG-3、LG-5、LG-7和LG-9连锁群上,解释的总表型变异为62.45%;4个与茎秆重有关的QTL,分布在高粱的第LG-2、LG-5、LG-6和LG-7连锁群上,解释的总表型变异为60.92%;8个与出汁率有关的QTL,分布在高粱的第LG-1、LG-2、LG-3、LG-6、LG-7和LG-9连锁群上,解释的总表型变异为99.75%。研究结果有助于深入理解茎秆含糖量遗传基础,为茎秆含糖量QTL精细定位和基因挖掘提供依据。     

基于主基因+多基因混合模型的甜高粱茎秆含糖量基因遗传分析

此文以茎秆含糖量（锤度）较低的粒用高粱品系LR625（P1）和茎秆含糖量（锤度）较高的甜高粱品系Rio（P2）及其杂交后代F1、F2群体为研究对象，运用主基因+多基因混合遗传模型对茎秆含糖量的遗传进行了联合分离分析。结果表明：茎秆含糖量性状受2对加性-显性-上位性主基因和加性-显性多基因共同控制。2对主基因的加性效应分别为-4.004和-2.116，显性效应分别为0.084和-0.462，主基因遗传力为83.27%，多基因遗传力为7.38%。这说明锤度性状主要受2对主基因的作用，而且2对主基因均以加性效应为主。这一研究结果为茎杆含糖量性状的基因定位和育种选择提供了理论依据。     

A3 CMS在甜高粱育种中的可行性研究

以5个高粱不育系、6个甜高梁杂交种和甜格雷兹为材料，通过对茎秆含糖量和鲜重的测定分析，研究利用A3CMS选育不育化甜高粱杂交种的可行性。结果表明：同核异质不育系在茎秆含糖量方面差异不显著，同核异质杂交种在茎秆产量上差异不显著，但茎秆含糖量差异显著，A3杂交种的含糖量明显优于A1杂交种。认为，利用A3CMS选育不育化甜高粱杂交种是可行的。     

甜高粱的综合利用与开发

甜高粱是普通粒用高粱的一个变种,同样具有抗旱、耐涝和耐盐碱、耐瘠薄的特点,其籽粒产量为3t/hm2￣9t/hm2。它的精华不在于它的籽粒,而是在于植株高大、茎叶繁茂和富含糖分的茎秆。甜高粱茎秆的含糖量一般可达13%￣23%。陕西省对甜高粱的研究和开发高度重视,确立科技先行,以甜高粱生产为基础,建立农业、畜牧业和加工业一起发展的产业化体系,充分发挥甜高粱在粮食、饲料、能源、糖料和造纸等多方面的综合开发利用价值,取得了一定的进展。     

高粱茎秆含糖量遗传研究

高粱茎秆按汁液含量可分为:成熟时茎秆不含汁液的干涸类型和成熟时茎秆内含有大量汁液两类。茎秆内多汁液且含有一定糖分的高粱称甜高粱,属普通高粱的一个变种。因为这类高粱集糖用、饲用、能源和粮食等多种用途于一身,受到世界许多国家重视。了解它的糖分遗传是非常必要的。然而对高梁茎秆含糖量研究报道甚少,且分歧较大。本文是我们进一步研究的结果。     

利用外源DNA导入技术创新甜高粱种质

利用花粉管通道导入技术，将不能进行常规有性杂交的生育期长、茎秆多汁、含糖量高的热带高粱总ＤＮＡ导入到黑龙江省当地高粱品种中，７．９％的导入后代的茎秆含糖量有所提高。通过对部分导入后代的过氧化物酶及酯酶同工酶分析结果表明，外源ＤＮＡ片段已整合到受体基因中，并得到表达。此项技术可作为甜高粱常规育种的一个辅助手段，丰富黑龙江省甜高粱品种资源     

延迟收获对甜高粱糖分含量的影响

本文研究了不同基因型甜高粱延迟收获对其含糖量的影响。结果表明:适当延长收获期,甜高粱茎秆含糖率增加,叶的含糖率降低,总的含糖量有所增加。因此,适当的延迟收获有利于提高甜高粱茎秆的含糖量。     

甜高粱与粒用高粱干物质积累分配与产量形成的比较研究

1978—1988年,我们对甜高粱与粒用高粱的干物质积累、分配与产量形成进行了比较研究,结果表明:(1)两者干物质积累过程都可用 Logistic 模型描述,但甜高粱较粒用高粱干物质积累峰值高,后期积累速度快,单株生物量高。(2)甜高粱是具有穗和茎两个库的双库型作物,其营养生长与生殖生长并进时间长,几乎从拔节延续到成熟。甜高粱茎的     

甜高梁茎秆糖分含量的变化分析

通过对2个甜高粱品种茎秆的糖分含量分析可知:茎秆糖分含量在开花期急剧增长,而后逐渐缓慢增长,在乳熟期出现糖分含量不增长和负增长,接近成熟的时候又快速增长的一个过程;锤度最高值在开花期出现在茎秆中部,随后逐渐向上推进,最后最高值又回到茎秆中部的一个规律;茎秆的榨汁率随着甜高粱的生长一直下降;根据每个品种不同的生物特性来决定收获时期.     

24份甜高粱主要农艺性状与生物产量综合分析

为了探究甜高粱主要农艺性状与生物产量的关系,筛选出综合表现优良的甜高粱材料,进而为今后甜高粱育种提供理论依据。以24份甜高粱杂交组合为试材,对其主要农艺性状及生物产量进行灰色关联度分析、相关性分析、通径分析以及主成分分析。结果表明：主穗长度和穗粒数的变异系数较大;灰色关联度结果表明糖锤度与生物产量关联度最大。相关分析表明株高与茎秆长度,主穗长度与千粒重达到极显著正相关;通径分析结果表明主穗长度、茎秆长度、千粒重、榨汁率、糖锤度本身的直接效应对甜高粱的生物产量有正向作用。主成分分析得出株高、茎秆长度、穗粒数、糖锤度、榨汁率、主穗长度、生物产量这7个性状相对品种的综合表现影响更大。因此,在选育甜高粱杂交种时,要注重对糖锤度、茎粗、茎秆长度的选择,同时兼顾对株高、穗粒数、主穗长度、榨汁率、千粒重的选择。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜高粱(Sorghum bicolor)幼苗的影响

为探究外源亚精胺(spermidine,Spd)对盐胁迫下甜高粱幼苗生长及生理生化的影响,以‘辽甜1号’甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.5 mmol/L,1.0 mmol/L,1.5 mmol/L)的Spd喷施处理165 mmol/L NaCl胁迫下的甜高粱幼苗,测定处理7 d和15 d后甜高粱幼苗的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性等生理生化指标,测定处理15 d后甜高粱幼苗的株高、鲜重、干重及幼苗相对含水量。结果表明,盐胁迫显著抑制了甜高粱幼苗的生长及生理生化指标,喷施不同浓度Spd可提高盐胁迫下甜高粱幼苗叶片叶绿素含量、Pn、Gs、Tr,降低Ci,提高可溶性糖、可溶性蛋白和Pro含量,降低MDA含量,提高SOD、POD、CAT和APX活性。说明在盐胁迫下外源喷施Spd能够增强甜高粱幼苗的光合作用,促进幼苗生长,同时增加渗透调节物质含量,提高抗氧化物酶活性以稳定细胞内环境,从而增强甜高粱幼苗的耐盐性,其中1.0 mmol/L的Spd处理效果最佳。本研究为利用外源Spd缓解植物盐胁迫伤害提供科学依据,为提高甜高粱幼苗的耐盐性提供一种新的手段。     

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。本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。     

高效液相色谱法测定甜高粱茎秆中三种糖含量

采用高效液相色谱法（HPLC）对新高粱3号和新高粱4号两种甜高粱茎秆在采后220天贮藏期内，不同贮藏方式下（去叶立放、去叶平放、带叶立放、带叶平放、金字塔型）茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量进行了测定。结果表明：在0-220d贮藏期间内，所有贮藏方式下，3号和4号甜高粱茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量均呈下降趋势。同一种贮藏方式下3号甜高粱茎秆的果糖、葡萄糖、蔗糖含量始终比4号茎秆高。在整个贮藏期内3号和4号甜高粱茎秆果糖、葡萄糖、蔗糖含量由高到低依次为整秆去叶立放＞整秆去叶平放＞整秆带叶立放＞整秆带叶平放＞金字塔五层＞金字塔四层＞金字塔三层＞金字塔二层＞金字塔一层。     

Effect of Deheading on Juice Quality Characteristics and Sugar Yield of Sweet Sorghum

A field experiment involving 10 sweet sorghum cultivars was undertaken to study the effect of panicle removal at anthesis on juice quality characteristics and sugar yield in sweet sorghum; control plants were left intact. The plants were harvested at grain maturity, and juice extracted from the millable stalk was analysed for sucrose contact (Pol percentage), brix and purity. Deheading treatment resulted in significant increases in millable stalk and sugar yields over those of the intact control plants. As a result of panicle removal, stem dry matter accumulation increased and side tillers were generated. The amount of juice extracted increased in the treated plants, but sucrose (Pol percentage), brix and purity levels in the juice were reduced in comparison with the intact plants.     

贵州不同地区高粱种质资源表型多样性与聚类分析

对贵州地区220份高粱种质资源进行了多样性和聚类分析。结果表明：籽粒包被度、壳色和粒色分布较分散,穗形、穗柄状态和穗型频率分布较集中,侧散（伞）类型居多;生育期、有效分蘖数、节间数、株高、茎粗、穗长、穗柄长、穗粒重和千粒重均存在较大变异,变异系数为8.36%~37.46%,各性状多样性指数均较大,平均为2.00;从区域来看,黔东南地区种质变异系数和多样性指数均最高,分别为28.56%和1.52;相关分析结果显示,部分数值型性状间存在显著的相关性;聚类分析将220份高粱种质分为3个类群,类群Ⅰ包含211份种质,表现为侧散（伞）穗、生育期短、分蘖力强、穗长和穗粒重小等特点,可作为中早熟侧散型高粱育种的基础材料;类群Ⅱ包含8份种质,主要表现为周散（伞）穗、穗柄直等特点,可用作帚用高粱材料的改良亲本;类群Ⅲ仅含1份种质,主要表现为棒形紧穗、生育期长、分蘖力弱、节间数多、植株高大粗壮、主穗短、穗柄长和穗粒重大等特点,可作为能源用高粱种质创新。     

玉米茎秆糖含量的分布

利用手持糖度计(PAL-1)，2年7个时期测定3 种不同基因型玉米茎秆糖含量(Brix %)，以研究玉米不同节间、不同测定时期、不同类型间茎秆糖含量的变化规律。结果表明: (1)从植株基部到顶部各节间糖含量呈现增加趋势，但多以穗位或穗位上下一节间糖含量最高。苏玉16(普通玉米)、05-8(普甜玉米)和扬甜1号(超甜玉米)节间糖含量和节间位置的非线性方程分别为Y = 5.0277 exp(0.020564X - 0.017816X²)、Y = 8.8489exp(0.05949X - 0.006454X²)、Y = 9.6652 exp(0.06944X - 0.009475X²)。(2)随着生育进程的推进，苏玉16(普通玉米)茎秆糖含量表现为低-高-低的变化，而05-8和扬甜1号生育后期茎秆糖含量没有下降反而呈上升趋势，这可能与甜玉米的灌浆特性有关。(3)通过系统分组资料方差分析，3个品种的茎秆糖含量存在极显著差异，且普通玉米＜普甜玉米＜超甜玉米，不同节间、不同测定时期玉米茎秆糖含量差异也达极显著水平。(4)去雌可以显著提高茎秆含糖量，籽粒库容量对茎秆含糖量的分布也有影响。