不同连作年限高粱生长及根际土壤微生物群落功能多样性差异

为了明确不同连作年限对高粱生长及根际土壤微生物群落代谢结构的影响,采用BIOLOG-ECO微平板方法,研究轮作(CK)、连作5 a(C5)、连作10 a(C10)的高粱生长情况、高粱根际土壤微生物群落代谢结构的变化,以期为高粱连作障碍调控提供理论依据。结果表明,连作显著抑制高粱生长,与CK相比,C5和C10的株高分别显著降低了10.18%、21.28%,且C10对高粱的抑制作用大于C5;C5降低了高粱根际土壤微生物AWCD值,而C10的AWCD值显著增加,在培养96 h时,C10的AWCD值分别是C5和CK的2.05倍和1.47倍;与CK相比,C10高粱根际土壤微生物群落对碳源代谢的多样性及均匀性显著增加,但C5对Shannon多样性指数的影响并不显著;C10和C5均显著增加了高粱根际微生物对羧酸类的代谢活性,分别是CK的2.62倍和2.48倍。因此,高粱不同连作年限根际土壤微生物代谢功能发生变化,随着连作年限的增加高粱根际土壤微生物代谢活性呈现先降低后升高的趋势,这与高粱根系分泌物及根际土壤微生物群落结构的变化有关。     

雁门关畜牧生态区青贮玉米品种鉴选与评价

雁门关畜牧生态区是山西畜牧业发展的核心区域。为了鉴选适宜该区域种植的青贮玉米品种,引进13个青贮玉米品种在山阴县进行了生态适应性、产量水平和营养品质等方面的鉴定评价。结果表明,不同品种之间生育期、株高和生物产量差异显著;粗蛋白差异不显著;淀粉、粗脂肪、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、木质素、总可消化养分和泌乳净能差异显著。青贮品质达到国家青贮玉米一级标准的品种有3个,二级标准的品种有5个,三级标准的品种有4个。从生物产量和品质兼顾的角度评价,龙生19号在优质品种中产量最高,大京九23产量和品质均较好,A3606生物产量最高,这3个品种在参试品种中各具优势,建议将其作为雁门关畜牧生态区主推品种进行推广。     

高粱液体再生系统初步研究

选用幼穗为外植体并进行匀浆,将匀浆物进行振荡培养,获得颗粒状培养物。再把这些颗粒状培养物接入到液体分化培养基中,振荡培养后有些颗粒会萌发出新芽,然后把这些已长出芽的培养物接入到固体分化培养基中可获得完整的苗。研究还将幼穗固体培养模式获取的愈伤组织接入到液体分化培养基中进行振荡培养,结果获取了相互分离能生根发芽的胚状体。该研究丰富了高粱再生培养技术手段。     

基于SSR的光敏型饲草高粱分子辅助育种体系

【目的】利用分子标记技术对光敏型饲草高粱新品种传统选育方法进行改良,构建分子辅助育种体系,从而提高品种选育效率,降低育种成本,为形成新的育种体系奠定理论基础。【方法】以光敏型（不抽穗）饲草高粱品种晋光1R去雄后为母本、非光敏型（抽穗）饲草高粱BMRC-3-2为父本进行杂交,构建F₂群体。按照光敏与非光敏性状将群体分为两类,各选30株,取叶片提取DNA,利用微卫星分子标记技术（SSR）和集团分离分析法(BSA)对晋光1R/BMRC-3-2的F₂群体进行光敏感基因定位分析,以及特异性SSR引物的设计、筛选;将筛出的特异性引物对F₁杂交种（以晋光1R为亲本选育的高代稳定恢复系作为父本与其他不育系测配得到的F₁代杂交种）进行光敏性鉴定,通过与田间表型对照,确定最终目标引物,从而构建新的光敏型饲草高粱新品种选育体系。【结果】经过SNP index分析,选取99%阈值线最高点前后约250 kb的区域作为性状相关的候选区域,区域总长度为500 kb,共400个SNP位点,对这些SNP位点注释,其中非同义突变或者stop-gain或者stop-loss的SNP位点有6个,最终确定2个候选基因与高粱光敏感性相关,这两个基因位于高粱第7染色体。利用微卫星标记技术开发引物51对,对光敏和非光敏的亲本及F₁杂交种进行毛细管电泳检测,选定1对特异性引物70.2-3,结果表明,以251 bp处出现“单峰”为判断依据,引物70.2-3对50个非光敏型F₁杂交种的鉴选准确率达到100%,所有材料均在251 bp附近出现峰值。以214和251 bp两处附近出现“双峰”为判断依据,该引物对另外50个光敏型F₁杂交种鉴选的准确率达到90%,其中F₁-69、F₁-70、F₁-71这3个材料在214和262 bp附近出现“双峰”;F₁-81仅在251 bp处有“单峰”,而F₁-86则在251和232 bp两处附近出现“双峰”。【结论】发现了控制高粱光敏性的候选基因LOC8068537和LOC8068548,位于高粱第7染色体810 000—1 310 000 bp,获得特异性引物70.2-3,可在一定程度上改良传统育种手段,用实验室验证替代田间测交观察,节省了育种成本,提高了育种效率。     

高粱育种资源耐瘠性鉴定及评价

通过对高粱育种资源进行全生育期瘠薄胁迫,探讨瘠薄胁迫对高粱主要农艺性状及产量的影响,明确不同高粱资源的耐瘠性,为高粱耐瘠材料鉴选和选育提供支持。试验在2016-2018年4月至10月进行,采用随机区组设计,设置正常和瘠薄胁迫处理,运用耐瘠系数和隶属函数相结合的方法对56份高粱材料的耐瘠性进行综合评价。结果显示,与正常处理相比,瘠薄胁迫下高粱材料生育期延长,株高变大,茎粗、穗长、穗宽、穗粒重和千粒重下降。供试高粱材料各农艺性状瘠薄与对照处理的变异系数为0.10~0.46,其中穗粒重变异最大。56份高粱材料平均隶属函数值为0.23~0.79,鉴定筛选出耐瘠材料BTx378、BSX44和A2早BTx623-5B等。     

43份高粱恢复系农艺性状鉴定及评价

对43份高粱恢复系的农艺性状进行了分析比较,目的是了解新选及外引恢复系的性状特点,为进一步利用提供依据。鉴定结果表明,农艺性状中,千粒质量以小粒和中粒为最多,各占27.9%,其次是大粒,占25.6%;穗粒质量在51~60 g的为最多;株高以矮秆品种最多,其次是特矮秆品种;穗长大多集中在21~30 cm;穗柄长在19.9~30,30.1~40 cm的各占46.5%;茎粗集中在1.1~1.5 cm;生育期集中在116~130 d;分蘖性以无分蘖性为最多;穗型以紧穗型和中紧穗型为最多,各占39.5%;绝大多数材料的穗形为纺锤形;芒性最多的为有芒;颖壳包被度以1/4为最多;粒色以红粒为主。方差分析表明,千粒质量、穗粒质量等数量性状的均值均存在极显著差异。总之,43份高粱恢复系各农艺性状变异类型丰富,可以为粒用高粱育种提供良好的种质资源。     

影响高粱饲用价值主要内在因素及其对策

大量研究结果显示,饲用高粱含有3种物质不利于高粱在动物体内的消化,一是酚类化合物,二是醇溶蛋白,三是植酸。本文从3类化合物的特征、对消化酶的抑制作用、醇溶蛋白与淀粉以及氨基酸的消化率、植酸和植酸磷以及酶制剂在高粱型畜禽饲粮中的应用等方面,就高粱在动物饲料应用的研究动态和进展进行了简要综述。     

高产、优质酿造高粱新品种汾酒粱2号的选育

汾酒粱2号高粱新品种是由山西省农业科学院高粱研究所2015年育成的酿造高粱新品种,其试验用名为晋中13-2。该品种以自选不育系A22783A为母本、自选酿造专用高粱系恢复系EM1383为父本组配而成。该杂交种生育期133 d,比对照晋杂22号晚1 d,株高174.4 cm,具有分蘖力强、高抗高粱丝黑穗病、综合性状优异、产量高等特点,省区试平均产量为9 354.0 kg/hm~2,比对照晋杂22号增产10.1%,籽粒粗淀粉(干基)含量74.96%,是优良酿造专用高粱新品种。     

1970s—2000s中国高粱杂交种亲本遗传距离演变的SSR分析

【目的】对中国高粱不同时期主干品种的遗传背景进行分析,全面系统了解高粱杂交种及其亲本的亲缘关系、遗传多样性及种群间遗传距离的大小,可以减少亲本选配的盲目性,有效提高杂交育种工作的预见性。应用SSR标记技术分析高粱亲本及其F1的遗传差异,探讨中国高粱品种的遗传多样性及其高粱杂种优势利用以来的优势种群演变。【方法】通过对20世纪70年代以来最具代表性的中晚熟区杂交种及其亲本进行SSR标记遗传距离分析,从分子水平上分析中国高粱杂交种优势类群,研究高粱的育种进展以及杂种优势利用的演变特点。【结果】利用109对引物对55份材料进行扩增,结果表明,47对引物有较好的多态性,共得到等位基因变异373个,平均每个等位基因检测到多态性位点7.5个,多态性位点变化范围为2—14个。供试材料标记位点的PIC变化范围为0.0351—0.8836,平均为0.6085。55个材料间的遗传距离变幅为0.0889-0.9500,平均为0.6011。聚类分析将55份高粱材料聚成4类,聚类结果与根据地理来源、遗传背景的分类结果基本一致。不同年代杂交种亲本间的平均遗传距离在1970-1980年代呈上升趋势,之后略有下降。对不同杂种优势模式亲本间的遗传距离进行分析,得出Durra种群不育系×中国高粱恢复系和倾中国高粱恢复系、Kafir-caudatum种群不育系×中国高粱恢复系和倾中国高粱恢复系遗传距离远,产量高,因此,杂种优势利用模式应以Durra高粱×中国、倾中国高粱,Kafir-caudatum高粱×中国、倾中国高粱模式为主。【结论】高粱亲本间的遗传距离与杂种优势水平有较密切的关系,高粱亲本的选配应充分考虑遗传距离。