不同基因型高粱品种对盐胁迫的生理响应

利用250mmol/L NaCl溶液对河农16和623B高粱幼苗进行盐胁迫处理0h、2h、4h、6h、8h、12h后,测定其可溶性蛋白、脯氨酸、叶绿素和丙二醛含量,并测定超氧化物歧化酶以及过氧化物酶的活性。结果表明:河农16和623B在盐胁迫下各生理指标有不同的变化趋势。可溶性蛋白、总叶绿素含量、过氧化物酶活性在短时间盐胁迫下变化不明显,在6h或8h时表现下降。脯氨酸、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性变化不大或最终表现为上升趋势。623B在盐胁迫下,可溶性蛋白、总叶绿素含量、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性均明显高于河农16;脯氨酸、丙二醛含量略低于河农16。相对来说,623B的耐盐性更强。     

高粱籽粒灌浆动态及产量品质变化的研究

为了研究高粱籽粒灌浆动态规律,采用方差分析和回归分析法,对3份高粱品系dk81、a8203、sh18在开花期测定开花速率;在灌浆期对穗部上、中、下3层定期取样,测定百粒重、籽粒含水量、总淀粉含量等性状。经回归分析发现高粱穗部灌浆上、中、下层不完全同步;中部百粒重干重与开花后天数符合三次方曲线;中部淀粉含量随着灌浆出现多峰曲线;百粒重干重与籽粒含水量也符合三次方曲线。因此,可以用籽粒含水量与百粒重干重建模结合淀粉含量预测最适收获期。     

高粱OFP转录因子家族生物信息学及盐胁迫下的表达分析

为了解OFP(Ovate family proteins)基因家族在高粱基因组中的特征,本研究利用生物信息学方法对高粱OFP基因家族进行了家族成员鉴定,进化关系分析,基因定位,保守motif分析,基因结构、功能启动子元件、基因共线性以及盐胁迫条件下的表达特征进行了分析。结果表明:高粱中鉴定得到37个OFP基因,编码139～543个氨基酸,分子量大小在15.379 88～60.055 64 kD之间,等电点为4.49～11.62,均为亲水蛋白;通过系统发育分析发现,该家族基因可分为三大类,分别包含高粱OFP家族13、8、16个基因;该家族成员在高粱10条染色体上呈不均匀分布,其中3号染色体上分布最多,含有10个SbOFP基因;该家族蛋白保守结构域基本由Motif1和Motif2组成,有13个基因同时具有干旱诱导响应元件(MBS)、脱落酸响应元件(ABRE)和茉莉酸甲酯响应元件(CGTCA-motif和TGACG-motif);高粱内部有20对共线性基因,与水稻、谷子和玉米共线性基因个数分别为27、27、32。胁迫发现SORBI_3005G042800、SORBI_3003G227000、SORBI_3003G010700和SORBI_3006G187600共4个基因的表达与盐胁迫关系密切。本研究结果将有助于了解高粱OFP基因家族,为高粱OFP基因家族成员的深入研究奠定理论基础。     

不同高粱基因型感蚜虫前后POD、PPO、PAL酶活性变化分析

对几个不同高粱基因型田间感蚜虫前后的三种酶POD、PPO、PAL活性进行了测定,结果表明,感蚜前后各材料POD活性都有明显的增加,抗蚜虫材料河农16前后均比其它几个材料的活性低;PPO活性感虫后有明显的增加,变化情况与POD类似;PAL活性感后有明显的增加,河农16与其它几个感蚜型相比,稳定性显著。表明POD、PPO与诱导抗性有关,而PAL在抗蚜材料河农16中为组成型表达的,可能受抗蚜虫基因的控制。     

高粱同源四倍体与二倍体胚胎发育的比较Ⅱ：胚及胚乳发育的比较

观察了高梁同源四倍体与地倍体受精后胚及乳发育的全过程。四倍体高梁在受精后胚胎发育的进程上均较其二倍体母体滞后，而且四倍体胚胎的发育在进度上很不整齐。     

不同高粱品系萌发期耐碱性筛选与鉴定

以8个品种(系)为材料,以两种碱性盐Na2CO3和NaHCO3摩尔比1∶1作为模拟碱胁迫,采用人工气候箱培养皿纸上发芽法培养高粱种子,测定不同品种(系)高粱发芽率、发芽势、根长、叶长、根重、叶重、计算出发芽指数与活力指数、分析不同胁迫处理下高粱各指标差异,计算各测定指标间相关性,用主成分分析法对高粱品种进行耐碱性强弱排序。结果表明:碱胁迫能抑制高粱种子萌发,降低幼苗生物量。多项萌发和生长参数的相对值之间存在极显著或显著的正相关。主成分分析结果表明,根干重、发芽势、叶鲜重、干重可作为高粱萌发期耐碱性鉴定的主要指标。根据主成分分析,8个高粱品种耐碱性的顺序为GZK4623A/千三623A/GZ623A千三623A/HN16HN16。     

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.     

中国高粱地方品种和育成品种穗部表型性状精准鉴定及综合评价

【目的】 通过对高粱种质资源穗部表型多样性与遗传变异规律的研究,筛选高粱优异种质,丰富高粱穗部相关性状的遗传信息,为现有种质资源的保护、高效利用及新品种的选育等提供参考。【方法】 以320份来源于中国各地的高粱种质为供试材料,对其在2个不同生态环境下的12个穗部性状（粒长、粒宽、千粒重、籽粒硬度、籽粒容重、角质率、穗粒重、穗长、穗柄长、穗柄直径、一级枝梗长和一级枝梗数）进行精准鉴定。运用相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法对高粱种质资源进行综合评价,并根据综合评价F值及目标性状筛选出不同突出特点的优异高粱种质。【结果】 各数量性状分布频次呈中间高两边低的分布趋势,籽粒硬度、穗粒重和籽粒容重、角质率2年间的频次分布和曲线走势分别在保定和晋中试验点较为相似,多数性状只在一个年份或单个试验点呈正态分布;除穗长和一级枝梗数外,其余性状的均值在同年两点间存在差异;12个穗部性状的平均多样性指数（H'）分布范围为1.72—2.11,其中,籽粒硬度的多样性指数均值最高,一级枝梗长的多样性指数均值最低;籽粒硬度、角质率、穗粒重、一级枝梗长和一级枝梗数的变异系数均高于30.00%;所提取的4个主成分累计贡献率为65.39%;聚类分析将320份种质划分为3个类群,第Ⅰ类可作为筛选工艺（帚）用高粱的种质类,第Ⅱ类适用于粒用（酿造）高粱优异种质的选育,第Ⅲ类为穗部性状表现较差的种质;依据综合得分F值及目标性状筛选出具有不同突出特点的29份优异种质。【结论】 参试高粱种质资源穗部性状表型变异丰富,多样性程度较高;角质率和一级枝梗长的变异系数较高;粒长、粒宽、籽粒硬度、籽粒容重和穗粒重受环境条件影响较大,一级枝梗长相对稳定;筛选出优异种质29份。