苗期甘蔗氮高效基因型评价指标的筛选

本研究通过低氮压力选择,筛选出甘蔗氮高效种质,分析影响甘蔗氮高效的重要指标,为甘蔗氮高效育种及栽培提供理论依据。以58份甘蔗种质资源为材料,在苗期采用正常供氮（2 mmol/L N）和低氮（0.2 mmol/L N）处理,分析甘蔗植株形态、干重及氮素在各器官中累积分配的特征。通过主成分分析方法筛选影响甘蔗氮高效利用的重要指标,通过聚类分析对58份种质进行聚类。结果表明,低氮（0.2 mmol/L N）处理可以明显从植物形态区分不同种质的氮利用差异,58份种质低氮条件下的干重范围为0.64~14.75 g/株,氮累积量为5.53~63.00 mg/株,氮利用率范围为115.40~279.30 g/g。对低氮压力下甘蔗干重及氮累积等25个指标进行主成分分析后,提取出4个主要成分,总贡献率为92.35%。通过高、低氮条件下与氮利用效率有关的氮转移系数及基因潜力等19个指标分析后提取出5个主成分,总贡献率为82.21%。影响甘蔗氮高效的重要指标有甘蔗的干重（全株、叶、根）、氮累积量（全株、叶、茎）、氮利用率（全株、叶）、叶的相对氮利用率、茎的基因潜力、茎的相对干物质量和茎的相对氮累积量。经聚类分析后初步将58份甘蔗种质分为氮高效基因型、偏氮高效基因型、偏氮低效基因型和氮低效基因型。     

机械收获条件下 14 个甘蔗品种在海南临高的区域试验评价

为筛选适宜海南蔗区种植的高产、稳产、宜机收甘蔗优良新品种，以参加全国第十四轮区试的 13 个新品种和 1 个对照品种为供试材料，在机械收获条件下，进行了 1 年新植和 2 年宿根的田间区域比较试验。试验结果表明：中糖 1301、福农10-14405、桂糖 13-386 和粤甘 51 号 4 个品种蔗糖分较高，宿根性和丰产性较好，适宜在海南蔗区进一步扩大面积开展生产性示范推广。     

甘蔗脱毒原种苗田间繁育过程中氮、磷、钾营养元素的吸收及累积特征

探讨甘蔗脱毒原种苗不同生长时期氮、磷、钾营养元素的累积需求状况,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培过程中养分管理提供参考。试验分别在2020、2021年进行,调查中糖1号甘蔗脱毒原种苗全生育期生长情况,测定其生物量及其在各生育阶段根、茎、叶中氮、磷、钾各营养元素的含量,并分析氮、磷、钾的累积量、阶段吸收量、日吸收速率。结果表明：甘蔗脱毒原种苗从种苗假植到种茎最佳收获时需6～7个月可达15茎节,在7、8月至9月下旬（茎1期至茎2期）蔗茎生长速度最快,以茎4期（10月下旬至11月下旬）干物质量累积增加最快,此阶段为生物量累积的关键阶段。在甘蔗脱毒原种苗全生育期中各元素含量及累积量从高到低依次为钾>氮>磷,在根茎叶各器官中蔗叶、蔗茎始终为氮、磷、钾含量相对较高的器官,氮、磷、钾累积量在茎伸长生长1期前主要贮存于蔗叶中,而后以蔗茎为新的主要贮存器官。甘蔗对氮、磷、钾的吸收比例在苗期和分蘖期分别为24.84%、26.18%、27.74%,在茎1～3期（7月下旬至10月下旬）分别为55.54%、58.61%、52.30%,茎4、5期（10月下旬至12月下旬）分别为19.62%、15.20%、...     

甘蔗钾素吸收、累积和分配的动态变化特征

以国内当前甘蔗主栽品种ROC22为材料,通过田间实验分析了甘蔗主要器官钾素含量、累积、分配和吸收的动态变化特征。结果表明:在相同生育期,上部茎和青叶鞘始终是钾素含量较高的器官,青叶和中、下部茎次之,根系、枯叶和枯叶鞘则始终相对较低。钾素主要累积于青叶(鞘)和蔗茎中。拔节前青叶(鞘)中的钾素占植株总累积量的95%以上,拔节后其钾素分配比例持续下降,而蔗茎中则持续上升,在工艺成熟期分配至蔗茎的钾素占整个植株的83.3%。甘蔗钾素阶段吸收量和吸收速率则呈现了先上升后下降的趋势,分蘖期至茎伸长4期为甘蔗主要钾素吸收积累阶段,占生育期总吸收的86.8%,其中分蘖期至拔节期的钾素阶段吸收量(4 791.3 mg/plant)和吸收速率(159.7 mg/plant·d)最高,为甘蔗钾素吸收的最大效率期。     

种植行距对斜排稀植甘蔗脱毒 种苗生长和产量的影响

以新台糖22号二代脱毒种苗为试材,在播种量为45 000芽/hm2条件下,考察行距为1.3、1.4、1.5 m的斜排稀植模式甘蔗的生长、产量、含糖量变化。结果表明,斜排种植模式下甘蔗分蘖率、不同生育期株高、单茎重、每公顷蔗茎产量、折算每公顷含糖量均较对照下降,且随行距的增加下降幅度增大;其中1.5 m行距下斜排种植甘蔗成熟前株高与1.3 m行距、对照的差异达到显著水平。斜排种植模式下甘蔗成茎率、单位面积有效茎数、蔗茎直径、蔗茎锤度均较对照增加,且随行距增大增加幅度变大;除1.4、1.5 m行距下斜排种植模式甘蔗成茎率与对照间差异达到显著水平外,其余指标差异均未达到显著水平。     

甘蔗液泡膜二羧酸转运蛋白基因ScTDT克隆与表达分析

【目的】克隆甘蔗液泡膜二羧酸转运蛋白基因（ScTDT）,并分析其在甘蔗不同组织及在铝胁迫下的表达模式,为深入研究该基因功能及抵抗铝胁迫的分子机制提供理论依据。【方法】利用同源克隆技术从甘蔗品种ROC22中克隆ScTDT基因,利用生物信息学软件进行序列分析,采用实时荧光定量PCR技术检测该基因在甘蔗不同组织（根、茎和叶）及在铝胁迫（0、10和20μmol/L Al3+）下的表达水平。【结果】克隆获得的ScTDT基因,开放阅读框（ORF）全长1623 bp,编码540个氨基酸残基,蛋白相对分子量57.34 kD,理论等电点（pI）5.77,为不稳定的疏水蛋白,可能定位于质膜、液泡和/或高尔基体,其氨基酸序列与高粱（XP_002460443.1）、水稻（XP_015612609.1）和玉米（PWZ04635.1）的TDT氨基酸序列具有高度相似性,其中与高粱的TDT氨基酸序列相似性最高,达96.30%,说明ScTDT与高粱TDT的亲缘关系最近。ScTDT基因在甘蔗根、茎和叶中均有表达,但根中表达量显著高于茎和叶（P< 0.05,下同）。在铝胁迫处理下,3个甘蔗品种（ROC22、柳城05-136和中糖1202）的根中ScTDT基因表达量较对照组（0μmol/L Al3+）均显著升高,尤其是柳城05-136和中糖1202随着营养液中Al3+浓度增加,ScTDT基因的表达量呈显著升高趋势,说明高浓度Al3+胁迫更能诱导ScTDT基因高效表达。3个甘蔗品种中,以中糖1202的ScTDT基因表达量变化最大,柳城05-136次之,以ROC22的变化最小。【结论】克隆获得的ScTDT基因表达具有组织特异性,在根中高效表达可能与甘蔗抵抗铝胁迫相关,即植株通过上调根中ScTDT基因表达,从而加快液泡中苹果酸的释放,促使苹果酸从根中分泌到土壤与Al3+反应,从而减少铝毒害,表明ScTDT基因可能参与甘蔗抵抗铝胁迫,且不同甘蔗品种的抗铝胁迫能力有所不同。     

甘蔗新台糖22号的干物质及氮素积累与分配特征

以新台糖ROC22号为试材，对甘蔗全生育期各器官干物质积累、氮素积累和分配特征进行研究。结果表明：甘蔗随着植株的生长，其干物质积累逐渐增加，其中以茎的积累最快。整个植株的氮素积累随着植株生长不断上升，在生长稳定期达到顶峰后下降；茎中氮素的积累从拔节开始不断上升，但叶片中氮素的积累表现出先升后降。氮素在叶片的分配比例是随着植株生长而下降，而茎则相反。随着生育期的延长，氮素浓度总体呈下降趋势，但茎和根的浓度先升后降。     

植物激素对铝毒胁迫反应调控的研究进展

铝是地壳中含量最丰富的金属元素,土壤酸化会导致其中铝的溶解度大幅增加,产生大量对植物有毒害作用的离子态 Al3+,抑制根系生长,对养分吸收及众多生理生化代谢过程都会产生影响,进而降低作物产量。铝毒胁迫已经成为占全球耕地面积 40% 酸性土壤中作物生长的最主要限制因子。植物激素是调控植物应对各种环境胁迫反应的关键内源因子,对植物提升抗逆性和应对胁迫适应性生长、生存至关重要。脱落酸、生长素、乙烯、细胞分裂素和茉莉酸等主要植物激素在调控植物应对铝毒胁迫反应过程中发挥重要作用。大量研究表明,植物激素还可以通过调控细胞壁修饰酶活性、活性氧代谢和有机酸分泌来提升植物对铝毒胁迫的适应性。此外,不同植物激素信号间也存在复杂的交互作用,共同介导和调控植物应对铝毒胁迫适应性反应。为全面了解植物激素在铝毒胁迫反应中的作用机制,为植物铝毒耐性分子遗传改良提供新的思路,对植物激素信号在参与植物响应铝毒胁迫反应过程中的信号转导和调控作用进行综述,并对铝毒胁迫下植物激素的研究方向进行展望。     

甘蔗脱毒健康种苗田间繁育技术研究

通过对甘蔗脱毒健康种苗进行原种苗假植、假植苗田间移栽及田间扩繁的方法、季节等多地多点生产性试验。结果表明:脱毒原种苗露天假植成活率稍低于温室大棚假植,但其田间移栽的成活率、恢复生长等较具优势;采用蔗渣作为保湿基质的露天假植原种苗成活率达98.5%;田间扩繁时,海南蔗区按"一年两采法"繁育,广西、云南等蔗区按"一年半两采法"繁育,其田间繁育倍数可达400倍。本研究建立的甘蔗脱毒健康种苗田间繁育技术体系为甘蔗脱毒健康种苗的繁育与应用提供理论与实践依据。     

强宿根性甘蔗新品种中糖1号的选育

中糖1号是中国热带农业科学院热带生物技术研究所从粤糖99-66×内江03-218杂交组合后代中选育出的甘蔗品种。该品种表现为出芽整齐均匀、分蘖力强、宿根发株多、有效茎数多、丰产、宿根性强,耐旱、耐寒。海南临高试验结果,一新两宿3年平均蔗产量,中糖1号比对照新台糖22号增产22.13%,其中宿根一季和二季蔗茎产量分别为8.626 t·(667 m^2)^-1和8.576 t·(667 m^2)^-1,分别比对照增产33.23%和30.45%。一新两宿3年平均产糖量,中糖1号比对照新台糖22号增糖21.1%;其中宿根一季和二季产糖量均为1.08 t·(667 m^2)^-1,分别比对照增糖25%和28.6%。该品种于2018年5月获得国家农业农村部认定的非主要农作物新品种登记。