薏苡种质资源及其遗传特性研究进展

总结了薏苡在种质资源收集、分类及分子标记的应用现状,综述了薏苡在细胞遗传学、远缘杂交、遗传改良和基因发掘鉴定等方面的研究进展,并对薏苡在种质资源和遗传特性方面的研究方向进行了展望.     

薏苡种质资源的AFLP遗传多样性分析

薏苡是传统药食兼用经济作物,本研究基于AFLP分子标记技术对来自贵州、云南、广西3省24份优良材料的遗传多样性和亲缘关系进行分析,以期为薏苡杂交组合选配和种质创制提供遗传基础。结果表明:我们筛选出的8对引物组合共扩增条带996个,其中多态性为792条,多态性百分率的平均为79.52%,揭示薏苡种质中存在丰富遗传多样性;24份种质的遗传距离范围在0.189 6～0.485 4之间,相似系数变异范围为0.615 5～0.840 4,平均相似系数为0.730 9,薏苡种质资源的遗传相似系数较小;根据遗传相似性系数进行聚类分析,当遗传相似系数为0.718 5时,24份薏苡种质资源在遗传聚类上被分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ大类,其中CK与S1种质资源分别为第Ⅰ、Ⅳ类群,由Y81、Y81F组成第Ⅲ类群,第Ⅱ类又可以分为3个亚类有20份种质;主成分分析发现材料间分布分散,说明24份薏苡种质资源之间存在较大遗传变异,分子主效应分析结果与分子聚类结果一致。从而说明AFLP是研究薏苡种质资源遗传多态性及亲缘关系的有效手段之一,为薏苡亲本组合选配、种质创制和遗传育种提供遗传基础数据。     

利用叶绿体基因组SSR标记揭示薏苡属种质资源的遗传多样性

从分子水平研究国内外薏苡属种质资源的遗传多样性差异,为薏苡属种质资源的保护、发掘和利用提供依据。从38对cpSSR引物中筛选出33对多态性引物,对93份薏苡属资源的遗传多样性、群体结构和亲缘关系进行了比较分析。33对cp SSR共扩增出153个等位基因,每个位点等位基因数目3～8个,平均4. 64个,Nei's多样性指数(H)和Shannon's信息指数(I)平均为0. 368 8和0. 720 2,种质资源的遗传多样性丰富。野生和栽培类群之间遗传分化不明显,北方早熟生态型、长江中下游中熟生态型和南方晚熟生态型类群之间的遗传距离相对较近、一致度高,但是与国外类型的遗传差异大。小珠薏苡种和窄果薏苡种独立分支,表现出明显的分化差异;台湾薏苡变种、念珠薏苡变种、薏苡变种和薏米变种4个类群之间的遗传差异较小;种质遗传距离与地理距离不存在绝对相关性,而不同类群之间可能存在基因渐渗现象。     

花生种质资源在育种中的利用

分析了近４０年来花生种质资源在遗传改良中的利用情况。分析表明,我国杂交育成的花生品种的遗传基础非常狭窄,对龙生型花生、多粒型花生以及国外引入资源的利用很少,近缘野生种在遗传改良中的利用也不多。拓宽花生的遗传基础是今后花生育种工作的重要问题。     

薏苡细胞遗传学及生理生化研究进展

从细胞遗传学及生理生化方面就薏苡近年来的研究概况进行综述。首先在细胞遗传上,研究发现薏苡和川谷染色体核型及带型均十分相似,而且薏苡、川谷和玉米均可进行远缘杂交;其次在生理生化方面,前人对薏苡种子萌发生理变化、逆境生理、营养生理、干物质测定以及各种同工酶均进行了研究和分析,为薏苡的进一步研究提供了参考。在此基础上作了进一步的探讨。     

不同产地栽培薏苡种子性状的变异研究

主要就不同产地栽培薏苡种子性状的变异情况进行了详细分析,首先阐述了试验的材料和方法,详细说明了材料来源地、种子性状测定以及数据分析准备工作,然后指出了试验结果并进行分析,最后全面总结了由试验得出的结论,旨在为不同产地栽培薏苡种子性状变异提供有效的理论基础,从而得出栽培薏苡种子性状变异是由栽培方法、遗传因素以及生态因子共同作用的成果。     

薏苡黑穗病PCR检测体系的建立

薏苡黑穗病是薏苡栽培上最主要的病害之一,严重影响薏苡田间产量。薏苡黑穗病病瘿中存在多种真菌菌群,其中,真菌属Sporisorium和Ustilago为优势菌群。本研究选择Sporisorium和Ustilago线粒体全长序列中保守且常见的基因ATP6设计引物,分别检测薏苡成熟期已发黑穗病的病株和正常植株的叶片,结果显示,发病株全部能扩增出目的片段,而田间表现正常的部分植株也能扩增出目的片段,说明该检测方法可鉴定出被黑穗病病原菌侵染而无症状的薏苡植株。因此,本研究建立的薏苡黑穗病PCR检测方法能够快速、准确、灵敏地鉴定出抗黑穗病薏苡种质,为薏苡抗黑穗病的遗传选育工作提供分子鉴定技术。     

薏苡功能性成分研究进展

中国薏苡资源非常丰富,具有巨大的医药应用开发价值。为明确薏苡各部位的主要功能性成分,充分挖掘其利用价值,本研究总结了薏苡功能性氨基酸和蛋白质、油脂、维生素和矿物元素、薏苡多糖、多酚等功能性成分的研究进展,结果表明:薏苡非种仁部位同薏苡仁一样富含具有增强免疫、抑制肿瘤生长等多种功能的成分,而且生物量比薏苡仁大,利用前景将更为广阔,并提出利用薏苡非种仁部位代替薏仁开展饲用、药用、食用和日化用的设想,为薏苡功能的深度挖掘和开发利用提供参考。     

李祥栋 理学硕士(编委)

正李祥栋,男,汉族,1987年7月出生,贵州大学理学硕士,高级农艺师。现就任于贵州黔西南喀斯特区域发展研究院从事科研工作。2014年8月就职于黔西南布依族苗族自治州农业科学研究所,2015年1月至今,就职于贵州黔西南喀斯特区域发展研究院。主要从事高粱、薏苡等作物种质资源农艺和品质评价,薏苡属的系统进化与演化、遗传改良及栽培生理等方面研究。近年来,主持省级项目2项,参与省科技厅项目4项;主编和出版《薏苡种质资源描述规     

中国北方落叶松分子遗传改良研究进展

落叶松(Larix SPP.)是我国东北、内蒙古林区的主要森林组成树种,是东北地区针叶用材林最重要树种之一,我国从上世纪七十年代开始进行的落叶松遗传改良,至今已经40余年。随着科技水平的日益发展,在林木的定向遗传改良中,分子遗传改良已经成为越来越重要的一种途径,学者们利用分子标记及转基因技术探索出一批与落叶松生长、材性相关的基因,为落叶松定向遗传改良提供方向,本研究对中国北方落叶松分子育种相关研究进行总结,并对落叶松分子育种中存在的主要问题进行探讨,提出发展方向和建议,为落叶松分子遗传改良提供理论基础。     

种植密度和播期对薏苡产量的影响及相关性分析

为薏苡在北方地区的高产栽培和育种提供科学依据,采用二因素随机区组排列设计,研究了种植密度、播期对薏苡产量的影响,利用通径分析对产量构成因素进行了相关性分析。结果表明种植密度和播期对薏苡产量及其构成因素的影响均达极显著水平,种植密度为8.25万株/hm2（株行距40cm×60cm）时薏苡的产量最高,若考虑经济效益,则最优种植密度为4.05万株/hm2（株行距60cm×80cm）,适宜播期在4月27日左右。通径分析表明,单株粒数和百粒重是影响薏苡产量的首要因素,应作为育种中的首选指标;分蘖数和结实率对产量具有较大的间接增加作用,可通过栽培中对密度的调节得以提高,从而获得薏苡高产。     

薏米蛋白的酶水解工艺优化

为确定蛋白酶水解薏米蛋白的最佳工艺条件,以氮溶解指数(NSI)和水解度(DH)为指标对中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶进行筛选,确定碱性蛋白酶为最佳水解用酶,并通过单因素和二次回归正交旋转试验,建立了碱性蛋白酶水解薏米蛋白的数学模型。结果表明,碱性蛋白酶在底物质量浓度39.95 g/L,酶用量1 201.75 U/g,温度54.61℃,pH值7.99,反应时间4 h的条件下,水解后的氮溶解指数可达95.79%。     

根癌农杆菌介导的转双价抗虫基因(CryIA+CpTI)苎麻

利用苎麻下胚轴高频再生体系,将携带人工合成的CryIA杀虫基因和CpTI基因的高效双价杀虫基因的植物表达载体pGBI4ABC转化到苎麻主栽品种中苎1号中。经根癌农杆菌侵染和共培养后,用50 mg L^–1卡那霉素+ 300 mg L^–1头孢霉素筛选共获得32株抗性植株; PCR检测显示26株为阳性, 占80%。Southern杂交结果证实, 外源基因已经整合到苎麻的基因组中。这项研究为最终创造兼抗鳞翅目及鞘翅目等害虫的苎麻种质材料奠定了基础。     

燕麦产量形成生理机制研究进展

燕麦是我国北方重要的粮饲兼用作物。低产是制约燕麦产业健康稳定发展的主要问题。本文从燕麦小穗多花多粒特性、小穗不孕性和抗倒伏性能等角度分析了燕麦产量形成的主要特征;并从产量构成因素、光合生产性能和源库关系等方面系统梳理和总结了燕麦产量形成的生理机制研究进展,比较了皮燕麦和裸燕麦产量形成的生理学差异,提出了提高燕麦产量的技术途径。     

悬钩子属植物分子标记技术和基因组研究进展

中国有着丰富的悬钩子属植物资源。近几年来,随着国内外分子生物学研究方法的不断提高和完善,国外对悬钩子属的植物深入研究取得了较好的效果。而国内利用分子生物学手段研究该属植物的报道还较少或欠深入。综合有关文献,笔者综述了国内外悬钩子属植物DNA分子标记技术应用情况和主要的研究领域,遗传图谱构建及基因定位的最新研究进展,并对其研究前景进行了讨论。认为既要看到各种分子标记方法在悬钩子属植物生物学许多领域得到了广泛的应用,并取得很好的效果,也要充分估计这些分子标记方法在使用过程中具有局限性。文章指出,根据不同的研究目的以及研究对象,采取不同的分子标记方法是研究取得成功的关键。同时,选择适当的分子生物学手段对悬钩子属植物进行广泛和深入研究,对该属植物不论是在生产上的应用,还是生物多样性的保护方面都有不可估量的作用。     

中国线辣椒产业发展的思路与对策

线辣椒作为制干辣椒的一个重要类型,在中国年种植约43.3万hm2,它不仅可以满足国内市场的需求,而且在国际市场上也有较强的竞争实力。加入WTO后,随着经济全球化的推进,中国线辣椒产业将面临若干挑战,如老基地的污染引起残留超标进而面临“绿色壁垒”;品种相对单一且更新换代速度滞后于生产发展的要求;某些发展中的辣椒生产大国的崛起等。针对上述挑战,加强新品种选育及育种方法研究,加强综合生产技术研究并建立绿色生产基地,发展加工品以逐步取代辣椒干的直接出口,在WTO规则范围内调整相关政策并加强“绿色补贴”,这些措施及对策的综合应用将推动中国线辣椒产业健康持续发展并继续保持在国际市场上的竞争优势。     

甜瓜基因组学研究进展

甜瓜是一种世界性的园艺作物.随着现代生物技术的迅速发展,甜瓜基因组学研究越来越深入,国际葫芦科基因组计划也已经筹备完成即将启动.目前已构建有14张甜瓜遗传图谱,多个重要性状的分子标记及数量性状位点已找到并定位在图中,并开始在葫芦科作物之间进行比较基因组图谱方面的研究.已克隆出枯萎病抗性基因Fom-2,其它农艺性状基因的克隆工作也在陆续开展.本文在甜瓜遗传连锁图谱的构建、重要性状分子标记及OTL定位、比较基因组学及基因克隆等方面分别对其研究进展进行了探讨,以期为我国的甜瓜基因组学研究提供有益的参考.     

鱼类食性的基因调控与遗传改良研究进展

食性是影响鱼类生长的重要性状,也是鱼类遗传改良研究中的一个重要内容;食性受多种因素调控,不仅与内在的遗传和生理因素如食欲、消化道结构有关,还与外在的饵料性质如蛋白来源、饲料适口性等有关;其中,相关基因的遗传调控是食性的主要决定因素。通过改良鱼类的食性,促使依赖冰鲜投喂或依赖活鱼饵料的养殖品种接受人工饲料,可扩大鱼类尤其是肉食性鱼类养殖产业的规模,提高养殖产业的经济效益。本文从鱼类食性的基因调控和改良研究方面进行综述,结合食性相关基因的多态性和人工饲料蛋白源等方面研究,以期为进行鱼类食性的遗传改良的研究提供帮助。     

贵州省主要农作物及其副产物资源调查与饲用价值评价研究

为了充分挖掘贵州省丰富的农作物副产物资源、缓解饲料资源短缺和加快推进农作物副产物综合利用,基于《贵州统计年鉴》（2006-2019年）及实地调查数据,开展贵州主要农作物（稻谷、小麦、玉米、大豆、甘蔗、花生、油菜、薏苡和荞麦）及其副产物资源调查,对收集到的部分农作物副产物的常规营养成分、消化能和相对饲用价值（RFV）进行综合评价。结果表明,在9种贵州主要农作物副产物中,小麦秸秆、薏苡秸秆和花生秸秆具有较高的粗蛋白含量（8.68%、8.52%和8.45%）、较低的酸性洗涤纤维（46.74%、40.63%和37.75%）和中性洗涤纤维含量（51.74%、46.37%和43.16%）,营养成分较好;油菜秸杆、花生秸秆和薏苡秸秆的消化能（分别为10.91、9.25和8.91MJ/kg）均显著优于其他6种农作物副产物;油菜秸秆、花生秸秆和稻草的RFV均显著高于其他6种农作物副产物,且RFV高于100（分别为148.65、110.34和102.68）。说明在贵州地区,油菜秸秆、花生秸秆和薏苡秸秆等农作物副产物相对利用价值较高。     

我国花生生产技术现状及发展趋势研究

花生是中国重要的油料与经济作物，在促进农民增收和社会经济发展方面具有重要作用。笔者简述了中国当前花生生产发展概况，根据农业供给侧结构性改革以及种植业产业结构调整的要求，分析了目前花生生产在品种与种子、栽培技术、机械化等方面存在的主要问题，提出了中国花生生产技术未来发展趋势和方向。分析认为，为进一步挖掘花生产量潜力，必须加强关键生产技术的研究与集成。笔者最后就国内花生生产技术的发展提出了建议，为促进花生生产水平的提高和花生产业的健康、持续发展提供了参考。