菊芋新品种兰芋1号的选育

兰芋1号是以从吉林收集的优良野生菊芋种质LZJ040为母本,通过对其自然结实种子的收获,并结合组培扩繁和田间产量表现,筛选出的抗旱高产菊芋新品种。出苗至收获生育期约160 d(天),属于晚熟品种,花序少,结实率为0,花期短,15 d(天)左右,整个生长过程基本为营养生长,株型紧凑,分枝较少,适合密植;块茎颜色呈浅棕色,干物质含量27.85%,菊糖含量639.5 g·kg~(-1),田间抗根腐病能力强于对照定芋1号,块茎产量高、大小均匀且集中,一般每667 m2产量可达3 300 kg以上,适合在甘肃中东部干旱、半干旱地区及同类地区大规模推广种植。     

中国濒危植物金钱松转录组测序 及生物信息学分析

金钱松是中国特有的孑遗单种属裸子植物,现存的自然种群数量很少,多被引种栽培,也是著名的庭院观赏树种。迄今为止,其遗传背景和基因组信息并不清楚,对于金钱松的保护及其遗传结构研究迫切需要基因组资源。采用Illumina HiSeqTM2500高通量测序平台对金钱松叶片进行转录组测序,经de novo组装共获得70 761条Unigene,平均长度为699 bp,N50的长度为1 300 bp,Q20和Q30序列分别占96.59%和91.29%。通过对7个不同的蛋白质和功能域数据库进行比对和功能注释,有43 674条Unigene(61.72%)注释成功。在GO数据库中,有28 355条Unigene按功能被划分成3大类56个小类,以执行生物过程的类区所占比例最多。通过KEGG pathway分析,有14 623条Unigene注释成功,发现了显著性富集的32条代谢通路,以代谢相关的基因最多。在KOG数据库中,有15 931条Unigene被分配到26个基因功能大类中,其中以参与一般功能、转录、翻译、修饰及蛋白运输的基因最为丰富。此外,利用MISA软件对转录组序列进行EST-SSR位点搜索与分析,共检测到2 260条Unigene含有2 462个EST-SSR位点,分布频率为3.48%,其中有180条序列含有一个以上EST-SSR位点,83条序列含有复合EST-SSR位点,以三核苷酸重复基元类型最为丰富,占42.53%(1 047个EST-SSR),重复次数主要以5～8次为主。这些重要的转录组序列为进一步了解金钱松生物学过程的分子机制提供了有价值的信息,并为未来的功能基因组分析、分子标记开发和群体遗传学分析提供了丰富的资源。     

菊芋有性繁殖特性与人工杂交育种研究

【目的】菊芋(Helianthus tuberosus L.)作为极具开发潜力的能源植物,培育高产优质品种(系)是限制菊芋生物产业发展的关键环节,而全面了解不同菊芋种质材料有性繁殖特性和人工杂交的可能性对菊芋育种研究具有重要意义。【方法】本文通过开放授粉、套袋自交、单性结实、人工杂交等方法,系统研究56份菊芋种质材料的繁殖特性。【结果】(1)菊芋开放授粉结实率较低(25.28%);(2)虽有部分材料可以获得少量的自交种子,但菊芋倾向于自交不亲和;(3)菊芋不存在单性生殖现象;(4)紫色块茎和棕色块茎种质材料开放结实率较高,而白色块茎和红色块茎种质材料结实率较低,进一步分析得出杂交结实率主要与母本、父母本互作相关。此外,筛选出具有高结实率的母本种质材料9份,分别为LZJ039,LZJ010,LZJ037,LZJ032,LZJ029,LZJ033,LZJ026,LZJ031和LZJ056。【结论】为菊芋育种研究提供新的理论依据,加快菊芋种质资源创新和新品种培育进程。     

半干旱地区不同生育期菊芋生长特性与气体交换特征

为了探讨半干旱地区不同生育期菊芋的生长特征和气体交换特性,加快菊芋高产品系选育进程。本文以菊芋块茎高产品系(LZJ004和LZJ119)和低产品系(LZJ018和LZJ188)为研究材料,研究不同生育期菊芋品系生长表型和光合生理基础。结果表明,各生育期菊芋高产品系株高、节长、叶片数及叶面积均高于低产品系。高产品系在花冠直径、花托直径、舌状花花瓣数量和花瓣长度方面分别比低产品系大44.94%、8.26%、12.11%和24.79%。高产品系净光合速率(P_n)高于低产品系。高产品系水分利用效率WUE(除根茎形成期外)高于低产品系,且整个生育期内高产品系水分利用效率变化不大。另外,菊芋高产品系P_n、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)对大气饱和水蒸汽压差(VPD)变化的敏感性小于低产品系。在整个生育期,菊芋高产品系表现出强的生长势和低的干旱胁迫敏感性,从而保证了地下块茎产量的高效形成。     

菊芋新品种‘兰芋1号’

‘兰芋1号’菊芋是从吉林通化收集的‘J1’品系自然结实种子繁殖的材料中选育获得的优良后代。株形紧凑;株高230 ~ 250 cm,主茎通常1个,分枝较少,茎秆浅紫色;块茎浅棕色,生长较集中,形状较规则。生育期约160 d,花期约20 d;单株块茎产量可达1.7 kg以上,产量高,抗逆性强,适宜年降雨量150 mm以上的干旱半干旱地区种植。     

半干旱地区菊芋品系植株表型与光合特性分析

为了加快半干旱地区的新型资源作物菊芋品种的选育进程,探讨菊芋产量及相关性状表型和光合生理基础是必要的。选用本课题组收集和培育的4个品系( 2个高产,2个低产品系),设置随机区组试验,比较菊芋高产和低产品系与产量形成相关的生物量累积、植株表型和光合特性的差异。结果表明,高产菊芋品系的地上生物量、块茎产量及根生物量显著高于低产品系;高产品系整体表现出明显的生长优势,其株高、基径、叶面积和叶片数均显著高于低产品系。气体交换参数分析表明,高产品系的光补偿点和暗呼吸速率显著小于低产品系,而其他各项参数差异不显著。相关性分析表明,菊芋块茎产量与株高、基径、叶面积、叶片数、地上生物量和根生物量呈显著正相关,而与光补偿点和暗呼吸速率呈显著负相关。建议多的叶片数、大的叶面积和发达的根系作为半干旱地区菊芋高产品系田间选育指标,而低的光补偿点和暗呼吸速率在高产品系选育中也具参考价值。