甜高粱蔗糖合酶表达与蔗糖积累的相关分析

以甜高粱为原料生产酒精是一种有潜力的生物能源途径,了解甜高粱蔗糖积累机理对生物能源开发具有重要意义。以两个甜高粱品种为材料,利用Western blotting技术检测高粱叶片和茎秆中蔗糖合酶(Sucrose Synthase, SS)的表达,分析其与蔗糖积累的相关性。结果表明,甜高粱叶片和茎秆中的SS蛋白质表达量在发育早期(拔节期、抽穗期)较低,发育后期(开花期、灌浆期和腊熟期)明显升高,在开花期最高。同2个普通高粱品种相比,在发育后期2个甜高粱品种叶片和茎秆中SS的表达明显增加,且与茎秆中的蔗糖积累相关,推测这是甜高粱与普通高粱蔗糖含量差异的重要原因。试验结果为选育甜高粱品种和提高茎秆蔗糖含量提供了一条可能的策略。     

不同贮藏方式对甜高梁茎秆含糖量的影响

作者旨探讨可作为再生能源的甜高粱贮藏期间的糖的种类及含量变化和减少糖分损失的贮藏方法,为科学合理贮藏甜高粱茎秆方法提供理论依据。采用甜高粱品种新高梁4号茎秆在捆扎竖立堆垛和捆扎横放堆垛两种条件下贮藏至157-199天期间其总糖、可溶性糖、还原糖、蔗糖及纤维素含量的变化。结果表明: 横放条件下的甜高粱茎秆总糖、可溶性糖、还原糖、蔗糖含量比竖放的甜高粱高;竖放与横放的甜高粱茎秆纤维素含量无变化。     

甜高粱不同播期下光合特性的变化及其与气象因子的关系

为了确定甜高粱适宜播期及关键气象影响因子,以新疆玛纳斯地区甜高粱主栽品种为试材,对不同播期下甜高粱糖分积累过程中光合特性的变化及其与气象因子的关系进行了比较分析。结果表明,甜高粱各个生育时期叶片叶绿素含量、光合速率的变化呈单峰曲线,开花期达到最大值,灌浆期后逐渐下降。不同播期之间甜高粱叶片叶绿素含量、净光合速率均存在显著差异(P?0.05),不同品种间差异变化有所不同。随播期延后,‘新高粱3号’不同生育期叶绿素含量、净光合速率均以4月25日播种时最高,早熟T601以5月8日播种时较高;说明‘新高粱3号’适宜早播,T601适宜迟播。相关分析结果表明,不同播期下甜高粱叶片光合特性与温度呈显著(P?0.05)正相关,与风速呈显著负相关;温度是影响甜高粱糖分积累过程的关键气象因子,降水影响不明显。     

甜高粱茎节含糖量和榨汁率研究

通过相关、回归分析及通径分析,研究了10个甜高粱品种自上而下各茎节锤度以及茎节锤度与茎秆锤度、榨汁率的关系。结果表明:自上而下各茎节锤度呈现出低一高一低的变化趋势,不同甜高粱品种茎秆的锤度最高值都出现在中上部。总体上说可以用第7或第8节锤度代表茎秆锤度,但对于不同甜高粱品种来说,能代表茎秆锤度的茎节不同。各茎节平均锤度可以代表茎秆锤度。第1,3,7,9茎节的锤度对茎秆锤度表现出正直接效应,其中第7和9节直接效应值最大,而第4,6,8,10节的锤度具有负值效应;第1,2,7,8茎节对榨汁率表现出正直接效应,其中第8节直接效应值最大,而第3,5,9,10节直接通径系数都是负值,不利于提高甜高粱茎秆的榨汁率。     

不同基因型甜高粱糖分积累规律研究

本试验选用不同基因型甜高粱为材料,通过田间试验和室内检测方法,研究了不同基因型甜高粱品种的糖分积累规律,结果表明:(1)不同基因型甜高粱品种糖分积累规律的总趋势是从出苗至拔节期几乎不积累糖分;拔节至抽穗阶段开始积累糖分;抽穗至成熟期糖分积累达到高峰。(2)在同一播期条件下,不同基因型甜高粱其进入各个生育阶段的时间和持续天数不同,其在同一个生育阶段里的糖分积累量也不同。(3)同一个品种在不同的生育阶段中所积累的糖分总量不同。因此,欲求增加甜高粱的糖分含量,就须选含糖量较高的品种,并在糖分积累期采取相应栽培措施,促进其糖分积累。     

甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖代谢及其相关酶活性的变化研究

为明确甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖降解的关键酶,以期通过对蔗糖降解关键酶的分子调控解决甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖易降解的难题。采用高效液相色谱法和酶学测定方法对3个品种甜高粱在采后75天贮藏期内,茎秆中的蔗糖、果糖、葡萄糖含量和可溶性酸性转化酶(SAI)、中性转化酶(NI)和蔗糖合成酶(SS)分解蔗糖的酶活性变化进行了测定。结果表明：在采后75天贮藏期内,‘辽甜1号’、‘辽甜4号’和‘辽甜6号’甜高粱的茎秆中,糖分降解迅速,总糖损失近一半,分别为68.2-31.9（g/100g干基）、43.0-18.1（g/100g干基）和59.6-25.3（g/100g干基）。3个品种果糖、葡萄糖和蔗糖含量呈总体下降趋势,并呈现贮藏期开始时糖分降低很快,而后缓慢降低的趋势。可溶性酸性转化酶活性在茎秆贮藏15天时增幅较大,而后以微小幅度持续增加,一直保持较高的酶活性。中性转化酶活性一直以微小幅度持续增加,酶活性较低,变化不大。蔗糖合成酶分解方向的活性则更低,且变化不大。这表明可溶性酸性转化酶可能与甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖降解密切相关。     

不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律研究

为了探讨不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律,根据物理学的色差原理,首次采用色差法,对高粱蜡粉进行测定。结果表明,不同类型高粱之间茎秆的蜡粉含量有明显的差异,同一类型不同基因型间也不同;饲草高粱茎秆自上而下各节段的蜡粉含量呈现出高-低-高的变化趋势,中间茎节的蜡粉含量与全株混合蜡粉含量总平均值最接近,可代表全株的蜡粉含量;不同类型高粱进入各生育期的时间和持续天数不同,同一生育期内蜡粉累积量也不同,饲草高粱为抽穗期开花期乳熟期蜡熟期完熟期,甜高粱为乳熟期抽穗期开花期蜡熟期完熟期,开花期与整个生育期平均蜡粉含量最接近,可代表整个生育期的蜡粉含量;不同类型高粱在同一个生育期内蜡粉日变化呈单峰曲线,蜡粉含量的峰值出现在13:00时;高粱蜡粉与茎秆糖锤度部分呈极显著负相关。研究表明,遗传因素导致不同类型高粱茎秆蜡粉含量存在显著差异并且含量变化具有规律性,为选育高蜡粉含量品种从而提升高粱抗逆性提供科学参考。     

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。……     

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.     

甜高粱茎秆含糖量研究

采用77个粒用高粱和21个甜高粱作为研究材料,对甜高粱的含糖量进行了研究。结果表明,甜高粱茎秆的含糖量是粒用高粱的2~5倍,而且茎秆秆芯蜡质,汁液含量高。甜高粱茎秆不同茎节的含糖量有差异,其含糖量随节位由低到高的变化趋势有4种类型,并以低-高-低的变化占多数,因此利用中间节段第4,7,9节的含糖量平均值可表示植株含糖量。收获后,随着茎秆水分的丧失,其含糖量逐渐上升,但是25 d后开始急剧下降。     

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。     

滨海滩涂盐碱地甜高粱生长和地上部干物质积累特性的研究

摘 要：【研究目的】明确不同密肥水平下滨海滩涂盐碱地甜高粱生长特性、干物质积累特征,为盐碱地甜高粱高产栽培提供理论基础。【方法】以甜高粱ST008为试验材料,采用二因素随机区组设计,研究不同种植密度及氮肥用量水平对盐碱地甜高粱农艺性状、产量及茎秆糖锤度的影响,利用通径分析,对甜高粱不同生育阶段干物质积累与生物产量、糖锤度之间的相互关系进行了相关性分析。【结果】甜高粱ST008在种植密度120000株/hm2、氮肥用量300kg/hm2条件下获得的生物产量、籽粒产量和茎秆含糖量较高,株高、叶片数、茎粗等较为适宜。通径分析表明,拔节至抽穗期地上部干物积累量和生物产量、茎秆含糖锤度之间呈极显著的正相关关系,对提高生物产量、茎秆糖锤度的贡献最大。【结论】盐碱地甜高粱在密度120000株/hm2、施氮量300kg/hm2水平下生物产量最高。提高拔节至抽穗阶段甜高粱植株的光合生产是提高甜高粱产量、含糖量的关键。     

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。     

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.     

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。     

甜高粱分蘖去留与糖产量及氮素利用的比较分析

大田条件下采用人工去除分蘖的方法,研究了两种种植密度下甜高粱高产品种分蘖特性对糖产量及其干物质生产和氮素吸收利用特性的影响。结果表明, 常规种植密度(每公顷75 000株)下,保留分蘖较单茎秆植株对主茎和分蘖茎含糖量影响较小;在较低种植密度(每公顷37 500株)下,保留分蘖植株主茎含糖量明显下降,分蘖茎含糖量与单茎秆植株接近。在不同种植密度条件下,保留分蘖植株较单茎秆植株开花前和开花后茎秆、叶片和穗各器官干物质积累量均显著增加,保留分蘖显著提高了总生物量,达21.9%和81.6%,总糖产量分别增加了17.1%和63.8%。保留分蘖植株开花后氮素向茎秆分配比高,同时,保留分蘖植株叶片氮积累及分配比例明显提高,叶片干重占植株总干重比例显著增加,单位氮素糖生产效率下降,但未达显著水平。常规密度和较低密度下分蘖茎糖产量的补偿效应分别可达20%和62%以上,说明常规种植密度下保留分蘖利于增加甜高粱糖产量,并能够达到简化栽培管理和降低经济人力投入的目的。     

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。