2023年茶树遗传育种研究进展

文章总结概述了2023年度茶树遗传育种领域取得的主要进展,包括茶树育种基础理论的创新研究、茶树育种技术的创新探索、茶树新品种的授权与登记情况。2023年度,茶树的品质成分形成、生物及非生物胁迫响应、生长发育、叶色变异等分子调控机制,仍是育种基础理论研究的热点,获得的创新性成果为培育茶树新品种提供了明确的靶基因资源;茶树泛基因组图谱首次构建成功,进一步揭示了茶树基因组扩张的遗传基础;77个茶树品种授权获得植物新品种权,83个茶树品种通过非主要农作物品种登记,为茶产业稳健发展提供了强有力的支撑。     

我国向日葵品种登记状况分析

2017年5月起我国正式实施非主要农作物品种登记制度。向日葵是重要的油料作物之一,也是首批列入品种登记目录的29种作物之一。截至2019年底,全国共登记向日葵品种1687个。本文概述了向日葵登记品种的基本情况。向日葵品种登记实施后涌现出一批广泛应用于生产的高质量品种,本文指出向日葵登记品种中种质资源利用不够和品种保护意识淡薄等问题,并提出了充分利用种质资源,提升育种技术手段,加强联合技术攻关等相关建议。     

2022年茶树遗传育种研究进展

文章总结概述了2022年度茶树遗传育种领域取得的主要进展。2022年度，科研工作者在茶树遗传育种领域取得了丰硕的成果，基于转录组、同源和异源转化、分子互作等研究手段，大量与茶树逆境胁迫抵御、功能物质代谢、生长发育调控相关的遗传分子机制及关键作用基因获得解析；茶树氨基酸含量、发芽期等性状相关的数量性状位点（QTL）被精细定位，为开发性状关联分子标记奠定了基础；62个茶树品种通过非主要农作物品种登记，5个品种授权获得植物新品种权，为茶产业高效发展提供了多样化的品种保障。     

优质高产啤酒大麦新品种“新引D_(10)”

新引D10是石河子大学农学院作物育种教研室1999年从中国农科院品种资源研究所转引选育而成的多棱优质啤酒大麦新品种.经引种观察、品系鉴定、品种比较、区域试验和生产试验,均表现出优质高产、抗病和抗倒伏能力强等特点.该品种已于2008年9月19日通过新疆维吾尔自治区非主要农作物品种登记办公室登记,适宜在新疆北疆各春大麦区推广种植.     

糖料作物品种登记现状分析与种业创新建议

统计分析表明,我国非主要农作物品种登记制度实施以来,现有糖料作物登记品种205个,其中,甘蔗登记品种55个,占比26.8%;甜菜登记品种150个,占比73.2%,境外引进甜菜品种占登记甜菜品种的89.9%。糖料作物登记品种特点是:⑴选育单位相对集中。甘蔗前3位:广西农业科学院甘蔗研究所、云南省农业科学院甘蔗研究所和福建农林大学;甜菜前两位:新疆农业科学院经济作物研究所和黑龙江大学;国外种业公司选育的品种以荷兰安地国际有限公司占登记甜菜品种的41.79%,占比最高。⑵适宜种植区域广泛。适宜广西、云南和广东种植的甘蔗品种分别占已登记甘蔗品种的68.5%、57.4%和42.5%;适宜内蒙古、新疆和黑龙江种植的甜菜品种分别占已登记甜菜品种的77.8%、75.8%和72.4%。⑶抗病性较好。甘蔗黑穗病和花叶病中抗以上分别占比92.6%和90.7%;甜菜褐斑病、根腐病和丛根病抗、耐品种分别占比100%、97.3%和94.6%。分析了糖料作物品种登记面临的问题是:品种登记进展缓慢、登记信息填写不规范以及登记品种存在质量问题。提出了糖料种业创新发展的措施建议:①以挖掘优质品种为核心,提高糖料种业创新能力;②以集中展示评价为抓手,加大优良品种推广应用;③以产业协同发展为导向,增强糖料企业核心竞争力。     

我国油菜品种登记与推广现状分析

依据《中华人民共和国种子法》，从2017年5月起，我国对油菜品种由原来的审定管理改为登记管理。截至2021年7月，我国共登记油菜品种1212个。为掌握我国油菜品种选育水平，围绕产业需求指明育种创新方向，更好地发挥品种登记制度作用，本文分析了我国油菜登记品种现状，提出了有关建议。研究发现，登记品种中新选育品种占比近一半，几乎全部为国内自主选育品种（仅1个为境外引进），主要由主产区省份登记，以甘蓝型杂交品种为主，抗寒性受到更多关注，抗病性增强，含油量提升明显，品质明显改良，但也存在多数品种未申请品种权保护、短生育期品种较少等问题。针对存在的问题，围绕产业发展需求，本文建议在完善品种登记制度的基础上，要尽快修订品种登记办法及指南，加强事后监管；在品种选育创新方向上，要加强生育期短、适宜机械化种植和菜用、肥用、饲用等多用途品种的选育，从而推动我国油菜产业高质量发展。     

青稞新品种康青11号的选育及栽培技术

康青11号(原代号160505)为甘孜藏族自治州农业科学研究所和四川省农业科学院作物研究所以甘孜黑六棱为母本、康青3号为父本进行杂交,并经系谱法选育的裸大麦新品种。该品种于2021年1月通过中华人民共和国农业农村部非主要农作物品种登记审核,登记编号:GPD大麦(青稞)(2020)510058。该品种具有丰产性好、品质优、籽粒紫色等优点,适宜在四川省甘孜藏族自治州及类似地区春播种植。     

冬性饲草型小黑麦新品种——石大1号小黑麦

石大1号小黑麦是由石河子大学农学院麦类作物育种课题组在冬性小黑麦材料10059中的自然变异单株,经过连续单株选择而成的饲草型小黑麦新品种.于2009年2月经新疆农作物品种登记办公室登记,命名为新小黑麦6号,同年4月又经全国草品种审定委员会审定登记,并命名为石大1号小黑麦.     

超高产兼用小黑麦新品种—新小黑麦5号

新小黑麦5号是由石河子大学农学院与东北农业大学合作选育的超高产粮饲兼用型六倍体春性小黑麦新品种.该品种籽粒产量超高,同时其株高较高,可粮饲兼用,于2007年2月通过了新疆维吾尔自治区农作物品种登记委员会登记与命名.     

日本茶树良种普及概况

日本现有茶园面积82万多亩.民间育种工作始于1868年(明治初期)。1919年(大政8年),设立农林省茶业试验场。这是日本茶树育种事业的起点。其后,奈良、静岗等县分别设立试验场.开始了有组织的茶树育种事业。1953年,农林省实施茶树品种登记制度。迄今为止,日本除农林省登记的32个茶树品种外,各县还育成了一部份良种.目前,日本茶树良种普及进度较快,已占全国茶园面积的48.4%.有的县达到了90%以上。现将日本主产茶县茶园面积、良种普及概况搜集整理如表一、二,供各地茶树育种工作者参考。     

干旱胁迫对茶树幼苗生长及叶绿素荧光特性的影响

在全球变暖的气候背景下,干旱已成为限制作物生产发展的重要因素,但目前关于干旱胁迫下不同茶树的生理生化响应研究相对较少。以黄金茶1号（HJC-1）、壶瓶山8号（HPS-8）和壶瓶山15号（HPS-15）等10个茶树品种（系）的一年生幼苗为材料进行盆栽控水试验,对持续性干旱胁迫处理下茶树幼苗的表型、叶片结构、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和可溶性糖含量进行研究。结果表明,干旱胁迫使其叶长、叶宽缩短,叶片数减少,侧根数增多,植株矮化;叶片厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、下表皮厚度、栅栏组织与海绵组织比值均呈现下降趋势。叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量与对照组相比均有所增加,且叶绿素a含量存在极显著性差异（P<0.000 1）。10个茶树品种（系）在干旱胁迫下均受到光抑制,与对照组相比,Fo、Fv/Fm和Fv/Fo值减少,而Fm值增大。叶片可溶性糖含量在干旱胁迫下与正常水分环境相比有所增加,除湘农1号（XN-1）外,其他品种（系）的增加量均有显著性差异。通过耐旱性隶属函数值法比较得出,茶树HPS-8、湘农18号（XN-18）、湘农9803号（XN-9803）、湘农9810号（XN-9810）和湘农9809号（XN-9809）的抗旱能力较弱,HJC-1、HPS-15、XN-1、湘农9802号（XN-9802）和壶瓶山20号（HPS-20）的抗旱能力相对较强。     

加锰处理对茶树锰含量及生理变化的影响研究

运用溶液培养方法对福鼎大白茶和槠叶齐茶树进行长期的加锰处理,探讨在锰胁迫条件下茶树对锰的吸收和累积及生理生化的影响。结果表明:长时期加锰处理,福鼎茶树会表现出锰胁迫。在处理初期(50d)和处理后期(176d),各加锰处理的福鼎和槠叶齐叶片锰含量随培养液锰浓度升高而增加的变化趋势一致,处理初期,槠叶齐各处理叶片中锰含量较福鼎高,而福鼎在处理中期(143d)时,除对照外,其他处理叶片锰含量均高于槠叶齐,平均增幅达3142.67mg/kg。在处理中期,部分锰处理的福鼎茶树叶片出现锰害症状,叶绿素含量急剧降低,嫩叶变黄,老叶变褐,其叶片中的超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)以及丙二醛(MDA)活性均反映了该时期加锰处理茶树处于胁迫状态,而槠叶齐较福鼎表现出较强的耐锰性,表明锰对茶树的胁迫与茶树品种有很大关系。     

基于荧光标记SSR的CID法快速鉴定福建茶树品种

茶树品种真实性鉴定是茶树种质资源研究的重要组成部分,是茶树品种知识产权保护的前提。在茶树基因组上按照均匀分布的原则选择45个SSR标记合成荧光标记引物,利用这些标记引物对54个福建无性系茶树品种进行PCR扩增,标记基因型分型后进一步筛选出9个SSR标记核心引物。这批核心引物的多态性信息含量(Polymorphism information content,PIC)均大于0.5,等位位点数在3~5之间,基因型数在5~10之间,属于高度多态性引物且方便进行基因型数据统计,适宜用来进行无性系茶树品种的真实性鉴定。利用其中的6个标记核心引物建立了54个福建无性系茶树品种的品种鉴别图(Cultivar identification diagram,CID),该CID能直观地提供对其中任意品种进行鉴定所需要的标记引物以及相应的标记基因型,且能够方便地进行扩容以用来对更多的无性系茶树品种进行真实性鉴定。利用该方法对无性系茶树品种进行真实性鉴定,操作方便、快速准确、稳定性高、实用性强。本实验所获得的茶树品种鉴定图(CID)对茶树品种知识产权保护,以及促进茶树品种选育工作健康可持续发展具有重要的意义。     

茶树快速育苗方法研究

针对茶树无性系育苗周期长以致不适应茶产业快速发展需求的问题,本研究开发了一种基质育苗技术,将育苗周期由传统的14-18个月缩短到2个月,加速茶树育种进程。同时,对40个不同茶树品种的扦插发根特性进行了比较研究,证明‘浙农121’发根最快,而‘竹枝春’发根最困难,为品种推广提供有用资料。     

山东茶树叶片解剖结构分析

本文描述了茶树叶片的形态及解剖结构研究意义和现状,比较了51个茶树品种、育种材料的解剖结构,分析比较了不同品种、育种材料以及不同地区间的抗寒性,为茶树的北方地区茶树引种栽培、新品种和抗寒类型的筛选提供了理论依据。     

适宜茶园套种的绿肥型油菜资源筛选及初步应用

为推广生态茶园的油菜绿肥套种模式，于2017-2018年在茶园系统筛选和评价适宜套种的油菜资源。比较23个不同油菜品种（品系）的盛花期鲜草的生长与养分还田量，结果发现：茶园套种油菜的生物量、株高、养分还田量等指标表现存在差异；种植后根际土pH、有机质、碱解氮含量发生改变或提升。综合比较分现，品种阳光131、 圣光86和中双11表现相对较好：单株生物量达0.81～1.00 kg；植株养分还田量高，三者的氮磷钾养分还田量分别为 49.21～72.48 kg/hm2、12.64～17.40 kg/hm2和33.64～56.29 kg/hm2，可基本满足茶青的生长需求，且三个品种种植后土壤有效养分和有机质的改善较为明显。大地69和油肥1号株高相对较矮，适宜在低龄或矮枞茶园中套种。于2018-2019年探索油菜品种阳光131作为绿肥在不同树龄的茶园套种的应用，发现土壤的有机质含量显著改善，pH 值显著提升。综上，认为优选油菜品种应用于冬季茶/油菜（绿肥）套种模式     

甘蔗新品种栽培品比试验研究

2007～2008年，对粤糖95/168、福农15号、桂糖23号、新台糖22号(CK)甘蔗新品种进行1新 1宿品比试验。结果表明：新品种福农15号萌芽生长快，分蘖率强，宿根性好，适应性广，早熟高产高糖，品种较优，具有显著的推广应用价值。并对该良种的大面积推广工作提出建议。     

茶树品种'木禾种'成品茶的感官特征及干茶识别

‘木禾种’与‘鸠坑种’、‘龙井种’并称为浙江三大有性系茶树品种,然而对‘木禾种’成品茶特征尚未见研究报道。本文通过感官审评、理化指标检测和卷积神经网络识别三种方法对7个‘木禾种’原料加工的成品茶进行分析,旨在获取‘木禾种’在茶类适制性、成品茶辨别度上的基础数据和信息。结果表明‘木禾种’在黑茶陈香纯正,红茶显甜香,各茶类均具有一定的适制性;‘木禾种’成品茶水浸出物含量整体偏低;与丽水香茶、寿眉白茶、贡眉白茶、武夷岩茶、熟普、茉莉花茶、金骏眉7种成品茶比对结果,‘木禾种’的7个成品茶的识别率平均达到了99.24%,具有非常高的外形辨识度。本文还分析了‘木禾种’茶树在各类茶的适制性,其成品茶具有非常高的品种辨识度,可为‘木禾种’资源的进一步开发利用提供参考。     

茶树花Cu/Zn-SOD酶活性及其基因表达分析

为研究Cu/Zn-SOD基因在茶树花不同发育阶段、不同品种间的表达规律以及Cu/Zn-SOD基因表达量与酶活性之间的关系,本研究将‘龙井43’品种茶树花分为4个发育阶段,选择15个品种的茶树花为研究对象,采用实时荧光定量PCR技术对3个Cu/Zn-SOD基因表达水平进行定量分析,同时测定Cu/Zn-SOD酶活性。结果表明:在茶树花的4个发育阶段中,第4阶段Cu/Zn-SOD酶活性最低,与其他3个阶段具有显著差异;不同品种的茶树花Cu/Zn-SOD酶活性有较大差异,其中‘紫鹃’茶树花Cu/Zn-SOD酶活性最高,其次是‘黄金芽’和‘白叶1号’,‘黄观音’的Cu/Zn-SOD酶活性最低。茶树花不同发育阶段中Cu/Zn-SOD基因表达水平存在较大差异,细胞质型Cu/Zn-SOD1基因表达水平远高于叶绿体型Cu/Zn-SOD2和过氧化物酶体Cu/Zn-SOD3;不同品种茶树花Cu/Zn-SOD基因表达水平有较大差异,Cu/Zn-SOD1基因在‘黄牡丹’茶树花中表达量最高,Cu/Zn-SOD2基因在‘白叶1号’和‘黄观音’茶树花中表达量最高,Cu/Zn-SOD3基因在‘紫鹃’茶树花中的表达量最高。相关性分析得知‘龙井43’茶树花不同发育阶段Cu/Zn-SOD酶活性与Cu/Zn-SOD基因表达量之间的相关性不明显,而不同品种茶树花的Cu/Zn-SOD酶活性与Cu/Zn-SOD3基因表达量存在显著相关性。本研究初步明确了Cu/Zn-SOD酶活性较高的茶树品种和茶树花适宜的采摘时间,为茶树花SOD进一步研究提供参考。     

小贯小绿叶蝉取食诱导抗、感茶树品种挥发物的释放

为研究不同抗性水平茶树应对小贯小绿叶蝉取食诱导的挥发物释放及相关代谢机制,以抗虫茶树品种举岩（JY）和感虫茶树品种恩标（EB）为试验材料,利用动态顶空收集法结合GC-MS技术检测茶树在小贯小绿叶蝉取食不同时间（6、12、24、36、48、72βh）释放的主要挥发物组分,并结合转录组数据分析主要挥发物合成途径上的相关基因的表达水平及其调控趋势。结果表明,在健康状态下,茶树释放的挥发性物质较少;在虫害后不同时间段的茶样中检测到顺-β-罗勒烯（β-Ocimene）、(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯[(E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene,DMNT]、芳樟醇（Linalool）、法尼烯（Farnesene）等10种主要挥发物。其中,单萜类物质在虫害诱导的感虫品种茶树上含量高,倍半萜类物质在虫害诱导的抗虫品种茶树中含量高。转录组数据显示,小贯小绿叶蝉取食诱导抗、感茶树品种中调控萜类合成的关键基因均被明显激活。调控单萜类物质合成的相关基因在感虫茶树品种中的表达量相对较高,而调控倍半萜类物质合成的相关基因在抗虫品种中的表达量与感虫品种差异不显著。本研究结果为茶树抗虫机制和小贯小绿叶蝉绿色防控提供一定的理论依据。