甘蔗基因定位及分子标记辅助育种研究

甘蔗许多重要性状是质量性状或数量性状,受单基因或多基因控制,对这些性状进行基因定位对甘蔗育种研究具有重要意义.近年来随着分子生物学特别是分子标记技术的快速发展,使质量、数量性状基因定位研究可以更深入地进行,同时也促进了标记辅助选择(Marker-Assisted Selection,MAS)育种技术快速发展起来.综述了近年来国内外在分子图谱构建、甘蔗基因定位和分子辅助育种方面的研究进展,讨论了当前出现的问题及解决方法,同时展望了该领域的发展前景.     

甘蔗属热带种与滇蔗茅远缘杂交F_1代花粉母细胞减数分裂及花粉败育研究

采用染色体压片法研究甘蔗属热带种与滇蔗茅远缘杂交F1代花粉母细胞减数分裂过程及染色体行为,显微观察结果显示:在终变期观察到单价体、二价体和四价体;分裂中期Ⅰ、后期Ⅰ、中期Ⅱ和后期Ⅱ均出现落后染色体;中期Ⅱ形成"八"字形纺锤丝、后期Ⅱ二分体2个子细胞染色体不同步分离;四分体时期观察到三分体、微核、大小不等的四分体以及多面体等异常细胞;同一小花的3个花药中几个不同时期的分裂相同时存在。进一步应用DAPI荧光染料进行染色观察,结果表明,大多数小孢子在单核时期就发生皱缩变形。该结果说明减数分裂过程异常染色体行为和异常细胞分裂是导致杂交F1代花粉完全败育的主要原因。花粉败育时期为小孢子母细胞时期、四分体时期和单核小孢子时期。     

甘蔗花芽分化及花序发育过程的石蜡切片显微观察与分析

常规杂交是甘蔗遗传改良的主要手段,开花诱导是亲本杂交的关键。花芽分化和花序发育对甘蔗开花至关重要,但目前笔者们对这一过程还缺少必要的了解。本研究以当前甘蔗主栽品种粤糖93-159为材料,对其茎尖分生区花芽分化及花序发育过程进行石蜡切片显微观察。结果显示,甘蔗开花过程可明显划分为6个阶段:营养生长阶段——甘蔗分生区维持营养生长;花芽分化阶段——生长锥分生区膨大,产生花序分生组织;枝梗分化阶段——分生区周围的褶皱分化产生一次、二次枝梗分生组织;小穗/小花原基分化阶段——沿枝梗产生的小穗分生组织分化出2朵小花分生组织;花器官分化阶段——小花分生组织分化形成典型花器官;成熟阶段——抽穗开花,可以授粉。此结果揭示了甘蔗花发育分化过程中的组织形态变化,可为甘蔗开花机理的深入研究提供参考。      

甘蔗Co419创新血缘后代的DTOPSIS综合评价

应用DTOPSIS法对49份甘蔗Co419创新血缘后代材料和2个对照品种进行综合评价。结果表明,创新材料的蔗茎数量性状多优于对照品种,但糖分性状和蔗茎质量性状多次于对照品种。其中7份甘蔗创新材料的综合性状优于亲本对照Co419,但低于品种对照桂糖11,可作为核心后代继续进行杂交利用;另有15份甘蔗创新材料单项性状优良,综合性状稍次于亲本对照Co419,可作为备选材料进一步观察。     

甘蔗根尖染色体制片技术研究

甘蔗是异源多倍体植物,染色体数目多、体积小,染色体制片困难,导致细胞遗传学研究进展缓慢。以分裂旺盛的甘蔗根尖为材料,对不同采样时间、预处理方法、解离时间、染色方法等各技术环节进行实验研究。结果表明：在冬季气温较低的条件下,于15:00进行采样,饱和对二氯苯与0.002 mol/L 8-羟基喹啉等体积混合液室温预处理4~4.5 h,1 mol/L HCl与45%乙酸等体积混合液于60℃水浴锅解离8 min后,用改良苯酚卡宝品红进行涂片滴染,所获得的染色体制片效果最好。     

34个国外引进甘蔗种质三年宿根性产质量评价

对34份国外引进甘蔗种质3年宿根的表现,根据糖分和产量结果从中评价出28个表现优异的甘蔗种质。其中,宿根性强、高产、高糖种质7个,占总数的20．59％;宿根性强、高产种质12个,占总数的35.29％;高糖种质9个,占总数的26．47％．为进一步提供生产和育种利用。     

甘蔗AFLP标记和SSR标记的PAGE胶快速银染检测方法

银染方法是一种重要的DNA染色法.其原理是利用银离子和核苷酸结合,在碱性环境下甲醛使银离子还原从而使凝胶中的DNA片段得以显现[1,2].     

甘蔗杂交后代真实性鉴定技术发展与应用

综述了甘蔗杂交后代真实性鉴定中几种常用遗传标记的历史发展阶段、应用概况与新近研究进展.探讨各种鉴定方法的优缺点及其应用前景.     

基于SSR分子标记数据构建割手密核心种质库

以92份割手密初级核心种质为研究对象，利用SSR分子标记数据，依据Jaccard、SM和Nei & Li 3种遗传相似性系数逐步进行UPGMA聚类、多次抽样构建割手密核心种质库。结果显示：92份样本在15个SSR 位点上呈现出丰富的多态性，共获得331个多态性条带，平均多态性条带比例达100%；利用3种遗传相似性系数和随机取样共获得5个核心种质库；Shannon–Wiener多样性指数、总条带数和多态性条带数3个指标在核心种质库代表性检验中呈现出较高的检测效率，其他6个指标检测效率相对较低；5个核心库中依据SM遗传相似性系数逐步构建的核心种质库质量最优，该库由80份样本组成，Nei’s多样性指数和Shannon?Wiener多样性指数分别为0.984 1和4.259 8，在P<0.05概率条件下与原库(分别为0.985 6和4.358 3)无显著差异，而且与原库的农艺性状均值差异百分率为0(<20.00%)，极差符合率为99.16%(>80.00%)。研究认为，依据SM相似性系数，通过UPGMA聚类构建的80份割手密核心种质较好地代表了基础原始种质的分子水平和表型遗传多样性，可为后续割手密种质资源的精准鉴定、优异抗性基因发掘和种质资源杂交利用提供依据。     

不同生态蔗区气候土壤差异对甘蔗生产的影响

通过分析中国主产蔗区甘蔗综合实验站的气候和土壤差异、甘蔗产量和糖分差异,明确影响甘蔗大田生产的关键气候、土壤要素,探讨如何通过土壤改良和水肥优化管理提高甘蔗生产潜力,为促进甘蔗产业提质增效提供依据。通过收集云南、广西和广东3个主产蔗区5个代表站点2018～2019年甘蔗产量和糖分数据,测定土壤指标14项:有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH、容重、总孔隙度、毛管孔隙度、饱和度、充气孔隙度、初始含水量、饱和含水量、田持含水量、有效含水量,比较耕作层(0～40 cm)、深层(40～80 cm)和底层(80～120 cm)各项土壤指标差异;综合分析不同生态蔗区气候、土壤因子与甘蔗产量和糖分间的相关性,明确影响甘蔗大田生产的关键指标,建立数学模型对甘蔗产量和糖分进行预测。不同生态蔗区站点的昼夜温差、降水量、蒸发量和日照时数年际变异显著,同一站点不同土层的养分指标差异显著,耕作层的有机质和有效氮、磷、钾含量显著高于其它两层;蔗区土壤为红壤,偏酸性(4.50.8的6个关键指标,分别为土壤萎蔫含水量、有效含水量、速效钾含量以及种植地海拔、降水量和蒸发量。上述变量构建的回归预测模型对甘蔗产量、糖分的拟合优度为0.79～0.97,相对误差为4.54%～5.61%。基于偏最小二乘法数学模型,采用种植地海拔、降水量和蒸发量等气候环境关键变量,以及土壤速效钾含量、萎蔫含水量和有效含水量等土壤水肥关键变量,可以对中国主产蔗区甘蔗产量和糖分进行较准确的预测。另外,建议今后除更新甘蔗良种外,还应注重提高蔗区土壤pH,加强中耕培土、合理施肥并提高钾肥比例,有利于实现甘蔗高产高糖。