农杆菌介导高粱成熟胚遗传转化获得耐草甘膦植株

利用萌动的成熟胚作外植体进行基因转化,可有效提高高粱转基因材料选育的效率。为了建立并完善以高粱萌动种胚作为外植体的遗传转化体系,本研究以高粱材料Is-623为转化受体,质粒pM3301UbiSpCP4为外源基因供体,采用农杆菌介导法进行遗传转化,并对转化的关键因素进行分析。结果表明,麦草畏(dicamba)诱导高粱萌动的成熟胚产生愈伤组织适宜浓度约为5 mg·L^-1;农杆菌侵染时间为2 h时遗传转化效率较高;经筛选共获得301块抗性愈伤组织,75个转化事件,经PCR、Southern blotting杂交分析、CP4-EPSPS蛋白检测试纸条检测及田间草甘膦耐性鉴定,最终获得草甘膦耐性等级1级株系6株,耐性等级2级株系3株的转基因高粱株系。本研究初步建立了以高粱萌动种胚作为外植体的遗传转化体系,为高粱遗传转化体系的研究和应用奠定了基础。     

控制高粱分蘖与主茎株高一致性的基因定位

用分蘖与主茎株高一致的高粱品系K35-Y5与分蘖明显高于主茎的高粱恢复系1383杂交, F1自交获得F2分离群体,构建两混池,采用BSA (bulked segregation analysis)和SLAF (specific length amplified fragment sequencing)技术将高粱分蘖与主茎株高一致基因定位。遗传分析表明,分蘖与主茎株高一致性状由1对隐性核基因控制。参考已公布高粱基因组设计酶切方案,构建SLAF文库并测序。对高粱参考基因组序列进行电子酶切预测,确定限制性内切酶为Rsa I+Hae III,酶切片段长度为364～414 bp;测序Q30为91.70%, GC含量为45.79%,达到测序要求;与水稻的测序数据相比,高粱的双端比对效率为93.35%,酶切效率为90.60%, SLAF建库正常。共获得30.80 M reads,开发出133,246个SLAF标签,再通过分析SLAF标签的多态性,检测到319,428个SNP位点。利用SNP-index法和Euclideandistance法及取两者交集进行关联分析,最后得到一个关联区域,位于第9染色体上的54,788,026～56,740,873区间内,关联区域长度1.95 Mb。分析关联区域内的基因在2个亲本之间SNP,对这些SNP进行变异的注释,发现4个非同义突变的SNP。经验证,这4个SNP位点和分蘖与主茎株高一致性状相关。对应到Sobic.009G197901.1、Sobic.009G213300.1和Sobic.009G221200.1三个基因上,这些基因可能是与性状直接相关的功能基因。     

不同类型饲草高粱产量、农艺和品质性状间的相关性及聚类分析

通过饲草高粱新组合在山西榆次、山阴不同生态环境下的饲草高粱产量性状、农艺性状与品质性状的表现,探讨它们之间的量化关系,从而对各参试组合从产量和品质全方位进行综合评价与聚类分析。试验采用NCⅡ完全双列杂交区组设计,利用6个饲草高粱不育系(P1组)和3个饲草高粱恢复系(P2组)及其组配的18个杂种F1为材料,测量P1、P2组及F1鲜质量、干质量等18个性状,进行饲草高粱不同类型亲本的遗传变异性和相关性研究,并对其进行聚类分析。结果表明,27个饲草高粱试验组合,在山西榆次、山阴不同生态环境下产量性状以第1次刈割后干质量的变异系数最小;农艺性状中第1次刈割时茎粗的变异系数最小;品质性状中总可消化养分的变异系数最小,受遗传因素影响较大。主成分分析表明,前7个主成分的方差累积贡献率达93.00%,各性状的变异信息已被基本反映出来。聚类分析表明,27个参试组合聚为5大类。     

叶面喷施锌、硼肥对晋荞麦（苦）5号产量和品质的影响

为探索提高荞麦产量和品质的施肥技术,运用三因素随机区组设计法,研究了现蕾期和盛花期喷施锌、硼微肥对荞麦产量及品质的影响。结果表明,单施锌、硼肥显著提高了荞麦籽粒蛋白质含量、千粒重及产量,显著降低了总黄酮含量,单施锌、硼肥的最高浓度为60和45mg/L,配施锌浓度为60mg/L、硼为30mg/L;适宜喷施时期为现蕾期;锌、硼肥配施对籽粒蛋白质和产量形成具有增效性,对籽粒总黄酮的形成具有拮抗性,有效减轻了总黄酮的降低程度。由此可知,适量的锌、硼微肥配施,可显著提高荞麦籽粒产量和蛋白质含量。     

EMS诱变对高粱出苗及农艺性状的影响

利用不同浓度的EMS对高粱晋粱5号和V4B种子进行不同时间处理,分析EMS处理对高粱出苗及株高、叶片、穗型、育性和成熟期的影响,确定高粱EMS处理的最适条件,为高粱种质创新以及品种培育和改良提供参考。结果表明,晋粱5号和V4B的出苗率、相对成苗率变化总趋势为随EMS浓度升高和处理时间增长而升高,但是与对照相比,部分EMS处理能提高种子的出苗率。株高变异率、育性变异率及成熟期变异率变化总趋势为随EMS浓度升高而升高,而EMS处理对两个种质的叶形变异率和穗型变异率的影响趋势不同。不同浓度EMS应用于高粱诱变育种时,0.20% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B构建突变体库的适宜条件;0.20% EMS和0.25% EMS浸种12h可分别作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选矮秆突变体的适宜条件;0.25% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选穗型突变体的适宜条件,以及晋粱5号筛选叶片突变体的适宜条件;0.35% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选成熟期突变体的适宜条件。     

不同密度和生长调节剂对高粱产量及农艺性状影响的研究

旨在确定生长调节剂施用与高粱丰产种植密度的最佳耦合度。以高粱‘晋杂18号’为材料,试验采用不同密度和化控试剂的双因子随机区组设计,3次重复。化控试剂喷施浓度设置4个梯度。结果表明,密度为150000株/hm~2效果最佳。处理A1B2光合速率分别比A2B2、A3B2和CK提高15.55%、22.22%和24.44%;处理A1B2叶绿素含量分别比A2B2、A3B2和CK提高7.01%、9.72%和17.06%;处理A1B2高粱产量分别比A2B2、A3B2和CK提高7.66%、9.10%和10.19%;处理A1B2株高分别比A1B1、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3、A3B1、A3B2、A3B3和CK降低了2.01%、2.76%、4.83%、6.45%、10.3%、6.21%、11.7%、13.78%、21.38%。低密度条件下,抗折力高于高密度种植条件。以处理A1B2效果最佳。适宜浓度的乙烯利、矮壮素具有促进高粱多种生理代谢和提高光合性能的作用,最终使籽粒产量增加。确定生长调节剂施用与高粱丰产种植密度的最佳耦合度为乙烯利稀释200倍喷施和高粱种植密度为150000株/hm~2。     

中国主要高粱杂交种农艺及品质性状多样性分析

为全面了解我国高粱杂交种主要性状变迁,对1970年以来的60份高粱主推杂交种的生育期、株高、穗长、千粒重等4个农艺性状和蛋白质、粗脂肪、粗淀粉、单宁含量等4个品质性状分来源和年份进行了多样性分析。结果表明,不同来源杂交种农艺、品质性状差异明显。不同年份杂交种的农艺性状有显著差异,品质性状中粗淀粉和单宁含量有显著差异,蛋白质和粗脂肪含量差异不显著,农艺性状的变异大于品质性状。     

高粱机械化种植品种选择及优质高产栽培技术

高粱是人类栽培的重要谷类作物,也是全国第五大粮食作物。随着入民生活水平的提高,高粱的生产和用途也发生了巨大的变化,现主要以酿造、饲用等工业原料生产为主。该文通过对机械化高粱品种选择以及优质高产栽培技术等的研究,发现今后高粱机械化推广前景非常广阔,且社会效益与生态效益良好,在种植结构调整中起着重要作用。高粱实现机械化,不仅可降低劳动强度和劳动量,还可以减少成本,容易被广大农民朋友接受易于推广。     

狗尾草种子休眠破除方法研究

采用化学和物理处理方法研究了不同水温、不同浓度GA_3和不同时间25%盐酸浸种处理方法对狗尾草种子休眠的解除效果。结果表明,随着水温的升高、GA_3浓度的增加、盐酸浸种时间的延长,萌发率均呈现出先增大后减小的变化趋势,当水温为70℃时,萌发率达到最大,为23.67%;当GA_3质量浓度为800 mg/L时,萌发率达到最大,为36.67%;当25%盐酸浸种4 min时,萌发率达到最大,为34.00%。3种处理均可以不同程度地解除狗尾草种子的休眠,提高其发芽势、发芽率和活力指数,其中,GA_3浸种浓度和25%盐酸浸种时间效果较佳。     

分子标记技术在糯高粱育种中的应用

分子标记技术在理论和实践上的逐步发展和不断完善意味着其将被应用于多种领域,充分发挥该技术的优势。经过多年的科学研究和实践人们发现将分子标记技术应用在植物中,可以有效辅助植物的选择育种,不仅可以减少育种过程的盲目性,而且可以在一定程度上提高有效育种率。该文阐述了分子标记辅助选择育种技术的特点,介绍了遗传连锁图谱的构建与分子标记辅助选择育种的选择,最后分析了分子标记技术在糯高粱育种中的应用。