低温胁迫对4个果蔗品种幼苗根系活力和保护酶活性的影响

以4个果蔗品种幼苗为试材,采用人工模拟低温环境的方法对其进行低温胁迫,测定各品种根系活力以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的变化,为果蔗向北方低温地区引种提供理论基础。结果表明,随处理时间的延长,4个果蔗品种幼苗的根系活力先升高后降低,在低温胁迫后3 d达到最大值,大小顺序为桂果蔗1号闽引黄皮果蔗拔地拉川蔗26号。随着低温处理时间的延长,叶片中SOD、POD、CAT、APX活性呈先升高后降低的趋势。根据5项生理指标测定的结果对4个果蔗品种的抗寒性强弱进行比较,表明桂果蔗1号品种具有较强的抗寒性,栽培区域可适当北扩。     

甘蔗常用亲本黑穗病抗性初步调查

为明确甘蔗常用亲本宿根黑穗病的发生情况及品种抗性,2017年对我单位海南杂交基地的401个常用亲本一年宿根的黑穗病发生情况进行初步调查和抗性评价。结果表明,有219份常用亲本材料表型为高抗(占54.6%),109份材料表现为抗病(占27.2%),51份材料表现为中抗(占12.7%),20份材料表现为感病,2个材料表现为高感;国内引进亲本对甘蔗黑穗病抗性达抗病(R)及以上抗性水平的占90.7%,抗病性表现最优,国外引进亲本和区内自育品种(系)的抗病性水平相当。该调查结果为杂交亲本的选用和新品种的推广提供依据。     

斑割复合体BC1材料性状的遗传变异与相关分析

探讨斑茅割手密复合体后代叶片性状与单茎性状的关系,为挖掘斑茅、割手密农艺性状的优异基因提供理论依据。对斑茅割手密复合体GXASF108-2-28分别与甘蔗品系GT05-164和GT05-3279杂交获得的BC1后代及亲本共15个材料伸长期蔗叶性状(绿叶数、总叶数和绿叶面积)和单茎性状(株高、茎径和单茎重)进行比较分析。结果表明,两个组合后代在绿叶数、株高、茎径及单茎重上都有超越双亲或亲本之一的优势。绿叶面积在6个数量性状中遗传变异最大,且与株高和单茎重呈极显著正相关,其可作为斑割后代产量相关性状的间接选择指标。聚类分析表明,16份材料可以分为4大类,Ⅰ类材料12-A6-1、12-A6-3、12-A6-5、12-A6-25和12-A6-27绿叶面积大,总体表现较佳,是进一步研究利用的重点材料。     

甘蔗家系的遗传测定与选择

以2013—2014年配制的108个甘蔗常用组合为研究对象,进行了1新1宿家系试验。通过测定家系新植和宿根的株高、茎径、丛有效茎数、锤度及新植丛重、新植锤重性状,分析各性状的遗传变异及估计性状的遗传参数,并进行了家系的综合指数选择。结果表明:除宿根丛有效茎数之外,其他所有性状在家系间均存在极显著差异;新植蔗的株高、茎径、丛有效茎数的广义遗传力、遗传变异系数和相对遗传进度均高于宿根蔗的。新植蔗和宿根蔗的锤度的广义遗传力、遗传变异系数和相对遗传进度的差异无统计学意义;在新植家系的性状相关分析中,只有锤重与丛重之间,表型和遗传相关达到了极显著水平;通过综合指数选择,选出了湛蔗74–141×CP72–1210、桂糖05–3084×粤糖91–976、云蔗02–588×ROC22、福农39号×桂糖03–1229、桂糖02–901×桂糖03–2357、桂糖05–2743×桂糖03–1229、桂糖92–66×ROC22、德蔗93–88×ROC22、桂糖05–3445×桂糖03–2309、粤糖00–319×CP72–1210、桂糖03–3089×ROC22、粤糖91–976×CP84–1198、粤辐90–95×CP72–1210、云蔗99–601×桂糖00–122、粤糖00–236×ROC22共15个优良家系,入选家系的丛重和锤重的遗传增益较大;综合指数选择与以锤重单性状选择的结果不完全相同,秩次相关系数为0.748,达极显著水平。     

低温胁迫对不同品种果蔗膜脂过氧化及渗透调节物质的影响

以4个引种果蔗品种幼苗叶片为试验材料,采用人工模拟低温环境对其进行低温胁迫,测定各品种叶片的相对电导率,丙二醛（MDA）、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量。结果表明,随处理时间的延长,4个引种果蔗品种幼苗叶片的相对电导率一直保持升高的趋势;MDA含量呈先显著升高后降低的趋势,分别在第7天和第10天达到最大值,顺序均为川蔗26号>拔地拉>闽引黄皮果蔗>桂果蔗1号。低温胁迫下,可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量呈上升趋势。随着低温处理时间的延长,叶片中可溶性糖和可溶性蛋白质含量明显增加。低温处理初期,脯氨酸含量急剧上升,随着处理时间延长脯氨酸含量开始缓慢降低,但整个过程中脯氨酸含量始终保持在较高水平。各项指标测定结果显示,4个引种果蔗品种的耐寒性表现为桂果蔗1号>闽引黄皮果蔗>拔地拉>川蔗26号。     

甘蔗S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(ScSAM)的克隆及表达

利用RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种新台糖22号(ROC 22)中克隆获得SAM基因的cDNA序列,命名为ScSAM,GenBank登录号为KC172558。用生物信息学方法预测分析其序列,cDNA全长1466 bp,含有1个1191 bp的完整开放阅读框(ORF),编码396个氨基酸,与高粱和玉米等植物的SAM蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,甘蔗ScSAM与高粱的SAM蛋白亲缘关系较近。Real-time PCR分析表明ScSAM为组成型表达,在根中的表达量最高,是叶中表达量的3.6倍。其在黑穗病菌胁迫和低温(4℃)、聚乙二醇(PEG)、NaCl非生物胁迫下均被诱导表达,但表达模式不同;在H₂O₂胁迫下其表达被抑制。推测其可能参与甘蔗抗黑穗病过程,且在甘蔗抗寒、抗旱、抗盐和抗氧化等胁迫过程中也起某种作用。     

斑割复合体及其杂交后代的生物量及根系性状

本研究利用前期获得的含广西斑茅和广西割手密血缘的甘蔗育种新材料及其亲本共11份无性系进行桶栽试验,分析了参试材料植株地上部生物量和根系的主要相关性状在斑茅割手密复合体杂交利用过程各世代的变化。结果表明:参试的斑茅割手密复合体及其与甘蔗杂交、回交获得的F1代材料以及BC1代在株高、茎径、单茎重和叶面积上都表现比其亲本甘蔗有更大的优势;根系重量和活力都略有增加;地上部分生物产量上均表现出超亲效应,其超亲效应与绿叶面积的超亲表现相关性显著。     

甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代真实性鉴定及染色体遗传分析

【目的】掌握斑茅割手密复合体(简称斑割复合体)在杂交利用过程中的染色体遗传规律,为斑割复合体适宜回交利用代数提供参考依据。【方法】选用4对引物对甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代进行SSR标记鉴定,并利用甘蔗根尖细胞酶解去壁低渗法对真实杂种进行染色体数目观察。【结果】供试的28个杂交后代材料(15个GT05-164与GXASF108-2-28杂交BC1代,13个GT42与GXASBC112-A6-25杂交BC2代)均为真实杂种。选择在2对SSR引物中均扩增出父本特征带的后代(5个BC1代和7个BC2代)进行染色体观察,结果发现,5个BC1代的染色体数目介于95~98条,其染色体按“n+n”方式传递;7个BC2代的染色体数目介于94~101条,其染色体也按“n+n”方式传递。【结论】甘蔗与斑割复合体杂交BC1和BC2代中染色体传递方式均为“n+n”,母本甘蔗的染色体未加倍,高贵化育种进程减慢,可能需要更高的杂交代数才能获得聚集斑茅和割手密血缘的优良品种(系)。     

低温胁迫下不同果蔗品种光合及荧光特性的变化及耐寒性评价

以6个果蔗品种幼苗为试材,研究低温（0℃）胁迫对各品种叶片的叶绿素含量、气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标的影响,利用隶属函数对果蔗品种的抗寒性进行综合评价。结果表明,随着低温胁迫时间的延长,‘桂果蔗1号’和‘拔地拉’的叶绿素（Chl）含量先上升后下降,其余4个果蔗品种幼苗叶片Chl含量持续下降;低温胁迫下,6个果蔗品种的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著下降,但胞间CO2浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）和气孔限制值（Ls）却显著增加,说明光合作用的下降主要由非气孔因素引起;在叶绿素荧光参数方面,低温胁迫下6个果蔗品种的初始荧光（Fo）和非光化学淬灭系数（NPQ）呈上升趋势,而PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭系数（q P）和PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)均显著下降,表明低温对PSⅡ反应中心的电子传递潜力产生明显的抑制。用隶属函数法综合评价抗寒性由强到弱依次为:‘桂果蔗1号’>‘拔地拉’>‘闽引黄皮果蔗’>‘白玉果蔗’>‘龙黑果蔗’>‘川蔗26号’。      

广西斑茅表型性状遗传多样性分析

为有效评价和利用广西斑茅种质资源,扩增甘蔗遗传基础。对183份广西斑茅种质资源主要表型性状及遗传多样性进行分析。结果表明：广西斑茅种质资源表型遗传多样性比较低,13个描述型性状的遗传多样性指数在0.0000~1.2349之间,平均为0.3070,以毛群较高,生长带形状较低,空心、气根、根点排列和脱叶性4个性状无多态性表现;不同地区的斑茅资源遗传多样性指数在0.2851~0.5072之间,且以钦州的多样性最大,其次是桂林和崇左,以来宾的多样性最小。5个数值型性状的变异系数在13.54%~29.11%之间,平均为19.59%,以叶宽比较大,叶长较小;10个地区的斑茅资源变异系数在16.48%~21.92%之间,以桂林最大,百色最小。通过聚类分析,183份资源可以分为10个类群,各类群遗传分化不明显,与地理来源无密切联系。本研究揭示了广西不同地区斑茅的表型特异性和遗传多样性,为斑茅资源的采集、保育和杂交利用提供理论参考。