影响甜菜品质因素探讨

甜菜块根中的组成成分直接影响制糖过程中的糖分提取,其中钾、钠、α-氮是具有代表性的影响糖分提取的有害灰分。甜菜是以制糖为目的,糖分是重要的评价指标,但钾、钠、α-氮三种灰分含量直接影响提取糖量,因此在甜菜中糖分、钾、钠、α-氮称为评价甜菜品质的四项指标,以此来判定甜菜块根的优劣。本文在总结文献以及相关研究的基础上就有关影响甜菜品质的影响因素进行探讨,为评价甜菜块根质量提供科学依据。     

影响甜菜品质的因素浅论

甜菜块根中的化学组成成分直接影响制糖过程中的糖分提取,其中钾、钠、α-氮是具有代表性的影响糖分提取的有害灰分。甜菜是以制糖为目的,糖分是重要的评价指标,但钾、钠、α-氮3种灰分含量直接影响提取糖量,因此在甜菜中糖分、钾、钠、α-氮称为评价甜菜品质的4项指标,以此来判定甜菜块根的优劣。本文在总结文献以及相关研究的基础上就若干影响甜菜品质的影响因素进行分析讨论,提出甜菜块根品质质量评价的重要性。同时,对中国的甜菜栽培现状进行分析,提出了目前甜菜栽培中存在的问题,并提出建议,旨在为改善甜菜品质提供参考。     

优异甜菜种质资源筛选评价

旨在筛选评价优异的甜菜种质资源,为在育种上科学利用提供可靠信息支撑。本研究对277份甜菜种质资源的块根产量、含糖率、有害性非糖分以及主要病害抗性等8个主要性状的试验数据,按规范标准进行分组划类,分别对各类型种质资源进行筛选与评价。筛选出块根产量52 t/hm²以上的高产型种质资源37份,含糖率17%以上高糖型88份。其中,高产高糖型4份、高产中糖型的21份、中产高糖型的72份。种质资源中有害性非糖分：钾含量低于3.79 mmol/100 g的25份、钠含量低于2.00 mmol/100 g的96份,α-N低于4.76 mmol/100 g的49份,其中,低钾、低钠含量的4份,低钾、低α-N含量的4份,低钠、低α-N含量的20份,低钾、低钠、低α-N含量的3份。参试种质资源中具有高抗褐斑病兼中抗立枯病的种质资源10份,高抗褐斑病兼抗根腐病的5份,抗褐斑病兼中抗立枯病的14份,抗褐斑病兼抗根腐病的5份、抗褐斑病兼中抗根腐病的3份。结果表明,现有甜菜种质资源中高产型较少、高糖型的比较丰富;抗褐斑病种质资源较多,抗立枯病和抗根腐病的数量少并且抗性级别低。     

不同氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明：在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160kg/hm²)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160kg/hm²可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160kg/hm²）可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160kg/hm²。     

应用模糊隶属函数法对高粱种质资源的农艺性状和品质性状进行综合评价

以18份高粱种质资源为试验材料,测定株高、穗长、千粒重、穗粒重、生育期等5个主要农艺性状及蛋白质含量、淀粉含量和粗脂肪含量等3个品质性状,采用隶属函数法综合评价18份高粱种质农艺性状和品质性状.方差分析表明,18份高粱种质资源农艺性状间差异达显著、极显著或者不显著水平.参试材料的农艺性状和品质性状的变异系数存在较大差异...     

表型与分子标记相结合分析130份糖用甜菜种质的遗传多样性

旨在对甜菜种质进行比较系统的遗传多样性分析与遗传距离分析。将表型与分子标记相结合,从3 个角度分析了130 份甜菜种质的遗传多样性,并对种质进行了遗传距离的分析。130 份甜菜种质表现出比较丰富的遗传多样性,其中22 项描述性性状的多样性指数在0.0451~1.1867 之间,平均值为0.8559;23 项数值型性状的变异系数在2.94%~594.84%之间,平均值为59.10%;34 个SSR标记的多态性信息含量在0.1289~0.7847 之间,平均值为0.4887。联合使用形态标记与分子标记计算遗传距离,将130份种质分成了5个近缘组,相邻组间产糖量、块根锤度、根腐病病情指数3项性状均有显著差异。结果表明被分析的甜菜种质遗传多样性比较丰富,遗传距离分析结果有生物学意义,可为种质创新工作提供参考。     

绿肥品种资源研究

已收集到４科２０属２６种９１６份绿肥作物品种资源，通过对主要农艺性状、适应性、养分含量等方面的系统研究，评选出一批综合性状好、丰产性能强的优良品种（系），繁殖优异种质材料４０７份送国家种质资源库长期保存。     

引进马铃薯种质资源在干旱半干旱区的表型性状遗传多样性分析及综合评价

马铃薯种质资源缺乏,适宜干旱半干旱条件下生长的品种更为紧缺,引进马铃薯种质是丰富种质资源的有效途径。本文采用Shannon-Wiener’s多样性指数及综合得分(F值)对119份从秘鲁国际马铃薯中心引进的马铃薯材料的表型性状(出苗率、株高、茎粗、叶面积、生育期、单株结薯数、单株产量、商品率、干物质含量和块茎长宽比)进行遗传多样性分析及综合评价。结果表明,参试材料的10个表型性状中生育期遗传多样性最为丰富;茎粗、叶面积、生育期、单株结薯数、单株产量、商品率、干物质含量、块茎长宽比对马铃薯种质资源表型性状综合值具有显著影响,这些指标可用于旱作条件下对马铃薯种质资源的综合评价;综合得分F值与所测经济性状(单株产量、商品率、干物质)具显著相关性,可作为马铃薯种质资源的主要评价指标;引进材料中CIP393228.67和CIP 385561.124在干旱区,CIP304350.95、CIP392797.22、CIP388615.22在半干旱区分别表现出较好的丰产稳产特性。这些材料综合评价较好,可有效补充中国马铃薯种质资源。     

甜菜种质资源苗期耐旱性综合评价

对336份甜菜种质资源苗期的15个表型和生理生化指标进行测定，并通过隶属函数、主成分分析、聚类分析和相关性分析方法对甜菜种质资源耐旱性进行综合评价。结果表明，干旱胁迫后叶干重、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶片饱和鲜重和叶片相对含水量等指标均显著降低，根冠比、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量等4个指标均显著高于对照。主成分分析将15个单一指标转化为6个综合指标，可代表原始数据信息的75.95%。聚类分析将336份甜菜种质资源分为5个类群，其中耐旱性强种质16份，耐旱性较强种质49份，耐旱性中等种质109份，耐旱性较弱种质79份，耐旱性弱种质83份。相关性分析结果显示，胚轴直径、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶干重、叶片饱和鲜重、叶片相对含水量和根冠比与D值呈显著相关性。     

甜菜种质资源叶部性状多样性及聚类分析

为进一步挖掘甜菜种质资源潜力促进甜菜品种改良及种质资源的高效利用,利用软件SPSS 22.0采用聚类分析方法对从中国甜菜种质资源中期库中筛选出的121份国内外甜菜种质资源进行了遗传多样性研究和分类。结果表明：对9个叶部形态性状进行了调查分析,其中多样性指数最高的是叶片薄厚,然后依次为叶色、叶柄长、叶面形、叶柄色、叶缘形、叶柄宽、和叶柄厚,多样性指数最低的为叶形;基于各种质间叶部性状的遗传差异,在遗传距离为12.5时将来自不同国家的121份种质资源分为4大类。第Ⅰ类群甜菜种质资源主要来自中国、美国、意大利和比利时,第Ⅱ类群甜菜种质资源主要来自俄罗斯、美国和中国,第Ⅲ类群甜菜种质资源主要来中国、美国、俄罗斯和比利时,第Ⅳ类群甜菜种质资源主要来自中国、意大利、美国、比利时和俄罗斯。聚类结果表明,不同国家的种质资源多样性较丰富,充分了解了甜菜种质资源叶部性状遗传多样性地理分布特点和种质资源群间的遗传关系,对于鉴别特异种质,挖掘优异种质材料具有现实意义。     

中国甜菜主要种质资源抗病性鉴定与评价

旨在鉴定与评价不同生态区甜菜主要种质资源的抗病性,为种质资源在抗病育种上科学有效利用提供依据。以甜菜3个生态区的313份主要种质资源为试材,在自然发病条件下,按照甜菜的规范标准,调查种质的发病级数,计算病情指数,划分抗性级别。鉴定出高抗甜菜褐斑病种质资源85份、抗病89份,抗甜菜根腐病种质资源11份,抗甜菜丛根病种质资源3份,抗甜菜白粉病种质资源28份。同时鉴定出兼抗2种病害的种质资源,高抗褐斑病兼抗根腐病种质资源5份、抗褐斑病兼抗根腐病种质资源5份、抗褐斑病兼抗丛根病种质资源2份,高抗褐斑病兼抗白粉病种质资源20份。结果表明,中国甜菜种质资源比较匮乏,除抗褐斑病种质资源外,抗根腐病、丛根病和白粉病的资源不但数量少,而且抗性级别低。     

PEG模拟干旱胁迫对耐旱型与干旱敏感型甜菜种质形态指标的影响

探讨不同程度干旱胁迫对甜菜苗期生长状况的影响,旨在为耐旱甜菜种质选育与抗逆性研究提供理论依据。本研究以两种耐旱型BGRC16137(V₁)、依安一号(V₂)和两种干旱敏感型92011/1-6/1(V₃)、7412/823-3(V₄)的甜菜种质为材料,采用PEG模拟干旱,以差异显著性检验和逐步回归分析的方法来衡量干旱胁迫对甜菜的影响。随着干旱胁迫程度的增加,4个甜菜种质的幼苗地上部指标、地下部指标与叶片相对含水量都有显著的降低,根冠比逐渐升高。在各种浓度的干旱胁迫下,耐旱型V₁、V₂种质的叶鲜重、叶干重、叶饱和鲜重、根长和根鲜重的下降程度都低于旱敏感型V₃、V₄种质。重度干旱胁迫下,旱敏感型V₃、V₄种质的叶片相对含水量分别比对照组下降37.33%、43.90%,而耐旱型V₁、V₂种质仅下降14.94%、20.45%。结果表明耐旱型甜菜种质通过增加叶鲜重、叶干重、叶饱和鲜重、根长、根鲜重和叶片相对含水量来适应干旱胁迫。     

甜菜苗期抗旱性鉴定及指标筛选

为筛选甜菜苗期抗旱种质资源及确定抗旱指标。本研究以国家甜菜种质中期库提供的24份甜菜种质资源为材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,以正常生长条件的Hoagland水培溶液(CK)为对照,对甜菜幼苗进行7天的6% PEG-6000处理,并测定地上部和地下部的表型指标。结果表明,干旱胁迫对叶鲜重、根鲜重、叶饱和鲜重和叶干重的影响较大,降幅均超过50%;且干旱胁迫后甜菜种质根冠比明显增加。聚类分析将24份甜菜种质分为四类,其中ZT000516单独为一类,是抗旱性最强的种质资源;第二类为抗旱性较强的种质分别为ZT000078、ZT000547、ZT000247;第三类为中等抗旱型种质共7份;第四类为抗旱性弱种质共13份,其中ZT001698、ZT001398为干旱高度敏感型种质资源。通过逐步回归分析筛选出叶干重和叶饱和鲜重与D值极显著相关。ZT000516为抗旱性强种质资源,ZT001698、ZT001398为干旱敏感型种质资源,叶干重和叶饱和鲜重可以作为甜菜苗期干旱胁迫快速准确地鉴定指标。     

Effect of N Fertilization Rate on Sugar Yield and Non-Sugar Impurities of Sugar Beets (Beta vulgaris) Grown Under Mediterranean Conditions

For three successive growing seasons (1999–2001), a completely randomized block design experiment was established at the surrounding area of each of four sugar beet processing plants of Hellenic Sugar Industry SA, Greece (a total of 12 experiments). Nitrogen was applied at five rates (0, 60, 120, 180 and 240 kg N ha⁻¹) and six replications per rate. Nitrogen fertilization had site-specific effects on quantitative (fresh root and sugar yields) and qualitative (sucrose content, K, Na, α-amino N) traits. When data were combined over years and sites, fresh root and sugar yields were maximized at high N rates (330.75 and 295 kg N ha⁻¹ respectively), as derived from quadratic functions fitted to data. In three trials, increased N rates had negative effects on root and sugar yield. These sites were characterized by high yield in control plots, light soil texture (sand > 50 %) and low CEC values. When data were converted into relative values (the ratio of the trait values to the control mean of each experiment), root and sugar yield was found to be maximized at higher N rates (350 and 316 kg N ha⁻¹, respectively). Sucrose content was strongly and linearly reduced by the increased N rates when data were combined but a significant reduction with increasing N rates was found in only two sites. Non-sugar impurities (K, Na, α-amino N) were positively related to the increased N rates when data were combined. Sodium and α-amino N showed to be most affected by N fertilization as positive relationships were found in six and eight of 12 locations, respectively. Increased N supply resulted in higher soil NO₃-N concentrations (0–90 cm depth) at harvest which were related with amino N contents in sugar beet roots (in 1999 and 2001).     

Selective Absorption of K over Na in Sugar Beet Cultivars and its Relationship with Yield and Quality in Two Contrasting Environments of Central Greece

Selective absorption (SA) of K over Na (i.e. the preferential absorption of K over Na) has been proposed as a Na tolerance mechanism but genotypic variation for this trait has not been assessed with sugar beet in the field. Thus, the aim of this study was to explore the variation of SA in 14 sugar beet cultivars and to relate SA with yield and root quality in two sites of central Greece (Amfithea and Pyrgetos). Genotypic variation for SA was significant and the SA values were higher in Pyrgetos, the site with the lower soil K and Na concentrations. In Pyrgetos, a favourable environment for sugar beet growth, cultivars yielded more and root quality was better. In that site, a negative relationship between SA and yield (fresh root weight, sugar yield) was found indicating that strong Na exclusion from root is a disadvantage for high yielding. Negative SA–yield relationships were evident in Amfithea when five cultivars with very low SA values (<1.00) were excluded from the analysis. Combined all the cultivars, curvilinear functions were the best-fitted curves for the SA–yield relationships. In Amfithea, where sugar beets had lower water content in root (WCR), a significant, positive correlation between SA and % sucrose content in fresh root weight was found. This finding was ascribed to the dilution of sucrose in roots due to the increased WCR as a result of the increased root Na concentration. In both sites, SA was positively related with root K concentration and negatively with Na concentration. The positive correlations between SA and root α-amino N concentration indicated that sugar beet N nutrition could be affected by the genotypic ability to exclude Na from the root.     

甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应

干旱胁迫是抑制甜菜生长发育和影响产量的重要非生物因素。以耐旱型甜菜种质依安一号（V1）和干旱敏感型种质92011/1-6/1（V2）为试验材料,探讨不同耐旱品种甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应。研究了干旱胁迫对甜菜幼苗生长发育、总叶绿素含量和表观光合指标的影响。结果表明,干旱胁迫下2种甜菜幼苗的茎粗、根长、株高、叶鲜重、根鲜重、叶干重和根干重均呈下降趋势,V1下降幅度不明显且各指标降低幅度均小于V2;干旱胁迫降低了2种甜菜幼苗的叶绿素含量,叶绿素含量在第7天降到最低,且V1的含量明显高于V2;干旱胁迫使甜菜幼苗的净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度和胞间CO₂浓度显著下降,V1受到的影响比V2要小。不同耐旱性甜菜品种对干旱胁迫的响应机制存在一定差异,可以进一步分析其抗旱能力,为甜菜的育种、抗逆栽培和稳产提供理论依据。