自研型黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]黑曲霉(Aspergillus niger)是一种广泛存在于自然界的腐生真菌,也是重要的工业发酵微生物,在工业酶制剂及有机酸发酵方面得以应用.因其具有强大的酶系统,可溶解土壤中的难溶盐分,促进植株生长,且具有抑菌性而在农业上被广泛应用.在黑曲霉作为丸粒化种衣剂的有效成分的条件下,探究了该制剂对高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)种子萌发及幼苗生长的影响,为新型高粱种衣剂的研发及其合理应用提供理论依据.[方法]以高粱种子及幼苗为研究对象,采用室内发芽和盆栽试验相结合的方法,采用自研型黑曲霉丸粒化种衣剂对高粱种子进行丸粒化包衣,播种后测定高粱种子的发芽势、发芽率、幼苗素质及对高粱幼苗叶斑病的防效,以评价黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长发育的影响.[结果]黑曲霉的最佳的包衣浓度为5×108 cfu/g,当浓度为1×109 cfu/g黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长有一定程度的抑制作用;适宜浓度的黑曲霉丸粒化种衣剂对高粱种子的发芽率及发芽势有促进作用,使发芽率提高3.3～10个百分点,出苗率提高11.6个百分点;可使高粱根长伸长11.2～34.8个百分点,株高矮化27.8～41.5个百分点,单株幼苗鲜质量提高21.9～162.8个百分点,根冠比增大6.7～46.7个百分点,根系活力提高4.6～20.2个百分点;对高粱叶斑病防治效果达63.37％～82.77％.[结论]将适宜浓度的黑曲霉引入到丸化种衣剂中,可促进高粱种子萌发,显著提高其幼苗根长、根冠比、根系活力及单株鲜质量,使株高矮化,提高其抗倒伏能力,并且对高粱叶斑病有一定的防效;但过量浓度的黑曲霉包衣高粱种子则降低高粱种子发芽势、根长及根系活力,对高粱种子萌发及幼苗生长有一定程度的抑制作用.适宜浓度的黑曲霉丸化种衣剂是保苗壮苗及安全生产的新型环保种衣剂.研究结果可对新型丸化种衣剂的研发提供科学参考、对黑曲霉的应用前景提供新的理论依据、对有机高粱的生产提供新的思路及保障高粱质量安全具有重要的意义.     

地膜覆盖免放苗栽培技术在高梁上的应用研究

为丰富平凉高粱品种资源并大面积推广应用地膜覆盖免放苗栽培技术,以吉杂127露地栽培为对照,对引进的7个酿造高粱品种进行地膜覆盖免放苗栽培技术配套种植,系统研究了8个品种的物候期、主要农艺性状及产量.结果表明,川糯梁1号表现为植株高、穗子长、穗柄长、穗粒重大、耐倒伏、植株生长整齐、生育期适宜、抗病虫危害、穗粒优势大等特点,产量可达9800.49 kg/hm2,极显著高于其他参试品种,较对照产量增加64.48％,应作为地膜覆盖免放苗栽培技术的主配品种在域内种植推广;通杂139、吉杂224-2和吉杂237具有幼苗生长快、茎秆粗壮、耐倒伏、成熟较早、籽粒性状优良的特性,产量分别达到了8333.75、8108.74和7775.39 kg/hm2,较对照品种分别增产39.86％、36.08％和30.49％,可作为地膜覆盖免放苗栽培技术的搭配品种进行种植;其他3个品种虽然在一些农艺性状上有较好的表现,但增产水平偏低,不建议作为该技术的配套品种.进一步分析试验结果得出,吉杂224-2和吉杂237的株高、茎粗、穗部性状、成熟期等与机械收获高粱品种的性状指标要求相吻合,产量水平较高,应作为地膜覆盖免放苗栽培机械化收获配套品种在域内种植推广.     

拔节期钾肥施用量对糯高粱物质生产及氮磷钾积累量的影响

以贵州本地糯高粱红缨子为研究对象,探讨不同钾肥施用量对糯高粱的物质生产和氮、磷、钾积累量的影响。在拔节期设置5个不同的钾肥处理(CK,不施任何肥料;K1,拔节期施入K_2O 75 kg/hm~2作追肥;K2,拔节期施入K_2O 150 kg/hm~2作追肥;K3,拔节期施入K_2O 225 kg/hm~2作追肥;K4,拔节期施入K_2O 300 kg/hm~2作追肥)。结果表明,施用钾肥可显著提高糯高粱植株株高、叶面积、产量、干物质积累量以及氮、磷、钾积累量,而且均会随着施钾量的增多而提高,在K_2O 150 kg/hm~2达到最高,施钾量继续增加,其植株株高、叶面积、产量、干物质积累量以及氮、磷、钾积累量反而减小。在移栽前施入N 75 kg/hm~2、P_2O_5 75 kg/hm~2做基肥,在拔节期施入N 75 kg/hm~2、K_2O 150 kg/hm~2做追肥时,为糯高粱施肥的最佳施用方式。     

基于多重表型的高粱耐盐性综合评价方法

高粱耐盐性因种质、发育时期及生长条件的不同而存在明显差异,因此建立一套全面、客观、准确的高粱耐盐性鉴定方法,对于高粱耐盐种质的筛选和评价具有重要意义。选择64份高粱材料通过室内萌发期耐盐性评定,从中选择36份不同等级材料进行田间苗期耐盐性鉴定,并从中选出13份材料进行室内苗期耐盐性复筛。通过隶属函数值法、主成分分析法、聚类分析法对田间和室内苗期测定的株高、茎粗等形态指标以及超氧化物歧化酶、脯氨酸、丙二醛等生理生化指标的评价,最终确定耐盐材料2份,盐敏感材料2份。建立了一套基于多重表型的耐盐性综合评价方法,即针对高粱不同生育时期(萌发期、苗期)、不同生长条件(田间与室内)采用不同形态指标与生理生化检测指标,并结合多种数据分析方法对不同高粱材料耐盐性进行准确、系统地评价。该方法的建立对于高粱种质资源的耐盐性评价以及高粱耐盐育种具有一定的参考价值。     

中国高粱产业发展特征及趋势分析

高粱是我国重要的杂粮作物。近年来，中美贸易中高粱交易量剧烈波动，高粱供需形势发生显著变化，高粱产业发展备受关注。从中国高粱的生产特征、贸易特征、消费特征等方面入手，对1960-2018年国内高粱产业发展趋势及发展现状进行分析。研究发现，中国高粱从主要粮食作物转变为小杂粮，近年来种植面积略有提高；国内高粱消费主要用于酿酒和饲料，虽然中国是世界第三大高粱消费国，但人均消费水平并不高；目前，中国作为世界第一大高粱进口国，进口量受饲料高粱需求影响猛增猛减，出口量极小且相对稳定。未来，中国高粱的发展规模将保持相对稳定，新的增长空间主要取决于旱作粮食作物的发展和消费途径的拓展。     

中晚熟粒用高粱不同组合杂交种的筛选

为选育优质中晚熟粒用高粱新材料,本试验采用单因素随机区组设计,以4份不同杂交组合高粱亲本为试验材料,分析不同组合杂交种的生育期、农艺性状及产量性状的差异,筛选最佳的中晚熟粒用高粱组合。高粱组合杂交种的生育期存在差异,但相差不大,生育期最长的高粱组合23A×014-52,生育期为134天,生育期最短的高粱组合147A×014-34,生育期为123天;高粱组合23A×014-52的农艺性状较好;与对照相比,增产的高粱组合为23A×014-52、27A×017-95,其中高粱组合23A×014-52增产明显,较对照高出30.06%。结合分析农艺性状、产量性状等,高粱组合23A×014-52杂种优势较突出,可以作为培育中晚熟粒用高粱的亲本材料。     

农杆菌介导高粱遗传转化的相关因素优化

为建立一个稳定的高粱遗传转化体系,以高粱RHMC品种为试验材料,采用内含有PCAMBIA3301质粒载体的根癌农杆菌EHA105介导的方法研究了高粱遗传转化的相关因素。结果表明,外植体预培养2d,GUS表达效果最好;在侵染液和共培养基中加入200μmol/L乙酰丁香酮时,GUS表达效果最好;侵染液浓度OD600值的适宜范围为0.8~1.0;农杆菌侵染愈伤组织的适宜时间为5~10min;共培养的适宜时间为2d。初步建立了一套高粱遗传转化体系,为今后高粱转化提供一些参考。     

粒用高粱耐盐种质资源的鉴选与综合评价

旨在为高粱耐盐种质资源的开发利用及耐盐新种质的创新提供一定的理论依据。选用20 份高粱种质作为试验材料，采用150 mmol/L NaCl 溶液进行处理，置于人工气候培养室，测定发芽率、发芽势等相关指标；将20 份材料置于25℃恒温培养箱中进行催芽，用150 mmol/L NaCl 溶液浇灌，以等量的浇水为对照，调查并比较幼苗成活率、生长速率及枯萎指数。采用隶属函数进行相关性分析，并进行聚类分析。结果表明，在150 mmol/L盐胁迫下，‘3438’、‘航天育种SP42’、‘09305R’、‘3560R’品种的发芽率高于对照，其他指标均小于对照。20 份材料中，在芽期鉴选出耐盐材料4 份，苗期筛选出3 份；相关性大小顺序为相对芽长＞相对根长＞相对植株鲜重＞发芽势；20 份材料分成高度耐盐型、耐盐型、中等耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型品种5 类。确定150 mmol/L NaCl选定为高粱品种萌发期耐盐性鉴定的标准盐浓度，确定发芽率、发芽势、根长、叶长、植株鲜重可用于高粱耐盐性的鉴定指标。     

高粱幼叶细胞悬浮系的建立

以高粱无菌苗幼叶为试验材料,对颗粒状胚性愈伤组织的获得、细胞悬浮系的建立及影响悬浮细胞生长的主要因素进行了研究。结果表明:幼叶在MS(Murashige and Skoog)+2mg/L 2,4-D培养基上诱导出的愈伤组织,经2~3次继代筛选后获得了浅黄色、颗粒状胚性愈伤组织;胚性愈伤组织接种于液体培养基中,于25±1℃、黑暗条件下,经45~60d的悬浮震荡培养建立了高质量的细胞悬浮系,细胞生长曲线呈"S"型,细胞密度可达6.45×10~5~5.08×10~6个/mL以上,活细胞率可达72.76%,近圆细胞率可达87.50%;培养基的基本成分、激素种类和水平对悬浮细胞生长状态有很大的影响,相比1/2MS培养基,MS培养基为适宜的培养基,2,4-D对保持细胞系的稳定增殖至关重要,适宜的浓度为1mg/L;培养液中加入0.5mg/L KT或6-BA会造成悬浮液褐化,影响悬浮细胞的生长;最适宜的细胞悬浮培养基为L2培养基(MS+1mg/L 2,4-D,30g/L蔗糖,pH5.8),震荡培养转速为110~120r/min,继代周期为7d,新旧培养基的接种比例为2∶1。