大茎野生种57NG208在云瑞系列亲本创制中的利用

在2008年至2018年的10年时间中,云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站以大茎野生种57NG208为核心创新种质,先后与含割手密、斑茅、热带种等野生种质血缘的甘蔗亲本进行远缘杂交,创制了一批云瑞系列甘蔗亲本。本文通过对45份参试材料的亲本血缘、产量和糖分数据的整理,采用聚类分析对大茎野生种57NG208在瑞丽站甘蔗育种中的利用情况进行研究。结果表明,大茎野生种57NG208是瑞丽甘蔗育种站甘蔗杂交育种中的高频应用亲本,也是为数不多既可作为父本也可做母本使用的杂交亲本之一,其作为母本杂交应用较多,后代性状表现非常突出。采用大茎野生种57NG208与瑞丽割手密、斑茅、热带种杂交,选育了大批优良杂种后代,虽然迄今尚未育成生产品种,但近年来含大茎野生种57NG208血缘BC_1、BC_2杂种的育成却标志着其杂交利用取得了重大的突破。本研究参试的45份大茎野生种57NG208远缘杂交材料,有8份材料的11月份糖分超过双对照,3份材料介于双对照之间;有21份材料的蔗茎产量超过双对照,6份材料介于双对照之间;有2份材料糖分和蔗茎产量均超过双对照。     

不同甘蔗品种对低温胁迫的生理响应及耐寒性综合评价

本研究以甘蔗的3个杂交品种（ROC22、Co281、KQ01-1390）和3个原种（28NG16、57NG155、96NG16）为供试材料,研究低温胁迫对成熟期蔗株的形态、叶片的质膜相对透性、蔗茎的渗透调节物质含量及抗氧化酶活性等指标的影响,并对6个品种甘蔗耐寒性进行评价。结果表明：经-3 ℃夜间低温处理3 d后,甘蔗植株均出现叶片干枯、卷曲,生长点损伤或坏死变黑,蔗茎侧芽发黑、变软等症状,纵剖蔗茎可明显看到茎内组织呈水煮状,蔗叶相对电导率上升,蔗茎丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量和过氧化氢酶（CAT）活性均上升,蔗茎超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性下降。通过隶属函数法综合评价,6个甘蔗品种耐寒能力依次为：KQ01-1390>Co281>ROC22> 28NG16>57NG155>96NG16,可见供试材料中的甘蔗原种对低温胁迫反应敏感,耐寒性比杂交品种弱。     

干旱胁迫对持绿性甘蔗细茎野生种叶片生理和生物量的影响

以高持绿性甘蔗细茎野生种(云瑞08-254)和低持绿性甘蔗细茎野生种(云瑞09-525)为试验材料,在干旱胁迫和正常浇水两个条件下,研究干旱胁迫对甘蔗叶片生理活性和生物量的影响。结果表明:干旱胁迫下,云瑞08-254的叶片SOD、CAT和MDA含量都明显增加,而云瑞09-525叶片SOD、CAT、POD和MDA含量均明显降低;云瑞08-254的相对电导率增幅显著小于云瑞09-525,云瑞08-254的质膜受损程度相对较小;与云瑞09-525相比,云瑞08-254在干旱胁迫后脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量升高幅度较为明显,且本身即具有较高的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量。在干旱胁迫条件下,持绿性甘蔗细茎野生种能通过产生保护性物质降低对干旱的敏感性,通过调节SOD、CAT和POD活性以及MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量以及持绿生物量的变化,从而减轻干旱的伤害,表现出更好的抗旱性。     

第十四轮甘蔗区试品种抗旱性比较

研究甘蔗品种对干旱胁迫的生理响应,对参试品种进行抗旱性综合排序,为抗旱品种的发掘和选育提供参考。本试验以第十四轮全国甘蔗区试品种中13个参试品种和1个对照品种为供试材料,采用盆栽试验,通过人工称重控制土壤含水量的方式,在伸长期测定干旱胁迫第6天时各品种绿叶率、叶片含水率、叶片丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等9个性状指标。结合主成分分析、隶属函数法对14个品种的抗旱性进行综合评价。结果,在干旱胁迫下,各参试品种绿叶率、叶片含水率降低;抗氧化酶活性、MDA含量有不同程度的变化;配对处理t检验有5个指标处理间P<0.01,3个指标P<0.05,说明所选指标对干旱胁迫响应较敏感;主成分分析表明5个主成分可代表甘蔗抗旱性84.11%的原始数据信息量,可概括为形态因子、生理调控因子和伤害感受因子。根据综合抗旱能力D值对14个参试品种的抗旱性排序为：‘云瑞12-263’>‘福农10-0574’>‘新台糖22号’>‘福农10-14405’>‘云蔗11-1074’>‘海蔗28号’>‘中蔗6号’>‘粤甘52号’>...     

含云南蛮耗细茎野生种血缘甘蔗新品种(系)的宿根性研究

对瑞丽站育成含云南蛮耗细茎野生种血缘的第一个云蔗系列甘蔗新品种——云蔗99—155、云瑞99—113、云瑞99—131、云瑞99—178和云瑞99—601五个甘蔗新品系两新1宿品比试验,及部分品种（系）在云南省甘蔗品种区域试验的蔗茎产量、宿根能力、主要经济性状进行了统计分析,结果表明：（1）在站内品比试验中,5个品种（系）的产量、宿根能力均明显优于对照ROCl0,其中,宿根能力最强的云瑞99-113较ROC10高27．42％,最弱的云瑞99—601亦较ROC10高14．20％;5个新品种（系）均达到国家甘蔗品种审定标准。（2）在云南省区试中,云蔗99—155宿根能力较ROC10优势突出,达101．62％,蔗茎单产居15个参试品种之首;云瑞99-113宿根能力与ROC10相当,蔗茎单产比ROC10高7．92％．初步显,fir,出云南蛮耗细茎野生种对甘蔗品种宿根性及适应性改良的效果。     

云南蛮耗斑茅血缘抗旱性品系筛选及鉴定指标的比较研究

筛选了10份含云南蛮耗宽茅血缘的创新种质材料,以选三、ROC10、闽糖69-421为对照进行了人工干旱胁迫条件下的丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率、正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度6个生理生化指标的测定及其不同指标组合间隶属函数均值的变化比较。结果表明：在云瑞系列10个参试品系中,有云瑞05-782、05-784两个品系的抗旱性表现优于ROC10,可作为抗旱育种的主要亲本材料加以利用;另外,正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度（半叶法）3个指标与丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率3个常用指标的鉴定结果相吻合,前者较后者具有设备要求不高,简便易行的特点,因此,我们认为：正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度3个指标可作为衡量甘蔗品种抗旱性的参考指标。     

利用甘蔗叶绿体荧光参数及活性氧代谢等指标评价甘蔗品种的耐旱性

利用ＯＳ５－ＦＬ叶绿素荧光仪研究干旱胁迫下蔗叶叶绿体荧光参数的变化及其与甘蔗耐旱性关系,应用干旱胁迫下蔗叶的活性氧代谢变化等耐旱鉴定指标鉴定参试品种的相对耐旱性,结果表明,干旱胁迫下甘蔗生长受抑制,蔗叶叶绿素含量,相对含水量,叶绿体ＤＣＩＰ光还原活性下降,ＭＤＡ含理和质膜相对透性提高;叶绿体荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ,Ｆｖ／Ｆｏ,Ｔ均明显降低,表明干旱胁迫使蔗叶光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）原初光能转换效率,ＰＳⅡｉ     

裸燕麦种子萌发对模拟干旱胁迫的响应及其耐旱性综合评价

为了筛选耐旱性较好的裸燕麦新品种,以河北坝上地区新育成和冀西北常用的共15个裸燕麦材料为试材,以不同渗透势的PEG6000溶液模拟水分胁迫条件,通过测定萌发抗旱指数、活力抗旱指数、相对发芽率和相对发芽势4个指标,采用模糊隶属法用上述4个指标对15个参试材料的耐旱性进行了综合评价。结果表明,坝莜6号最耐旱,花早2号最不耐旱,耐旱隶属函数总平均值分别为0.719和0.141。     

氮素对模拟胁迫下土沉香幼苗抗旱生理的影响

以土沉香3个种源的幼苗为材料,用PEG6000模拟水分胁迫,研究氮素营养与水分胁迫对土沉香不同种源幼苗相关生理生化指标的耦合影响.结果表明:不同处理的相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、游离脯氨酸(Pro)质量分数和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度差异显著.正常水分条件下,高氮处理(氮素浓度为15 rtmol/L)有利于提高抗氧化酶(SOD,POD,CAT)活性和Pro质量分数,但造成一定程度的渗透胁迫,使MDA质量摩尔浓度和相对电导率升高.水分胁迫条件下,高氮处理的相对电导率、MDA质量摩尔浓度均小于低氮处理(氮素浓度为7.5 mmol/L),而CAT活性、Pro质量分数大于低氮处理,POD活性对氮素营养及水分处理不敏感.3个种源之间相对电导率差异显著,高低顺序为琼中种源＞临高种源＞澄迈种源.尽管3个种源的SOD和CAT活性以及Pro质量分数和MDA质量摩尔浓度略有不同,但在-0.63 MPa水分胁迫条件下,高氮处理有利于提高3个种源的抗旱性.     

不同堆放时间对甘蔗蔗糖分和还原糖的影响

测定了3个甘蔗品系云瑞99-113、云瑞99-601、云瑞99-155和对照品种ROC10经过不同堆放时间后蔗糖分和还原糖的变化情况。结果表明:随着堆放时间的推移,4个参试材料的蔗糖分均呈下降趋势,还原糖的含量都呈增加的趋势。4个材料的糖分和还原糖在堆放时都表现出一定的差异。云瑞系列的3个品系的蔗糖分转化速率都较ROC10慢,较耐堆储。     

20个甘蔗品种（系）的抗旱性比较

干旱是限制我国甘蔗产量提高的主要原因。采用桶栽和人工控水的方法,对云南省甘蔗主产区临沧市选取的20个甘蔗品种（系）进行抗旱性分析,通过测定苗期和分蘖期的8个抗逆生理指标,以及分蘖率、成活率和株高3个生长指标,采用模糊隶属函数、主成分分析和系统聚类分析方法对各甘蔗品种（系）的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫后,甘蔗叶片相对含水量、叶绿素含量、甘蔗分蘖率、株高和成活率呈下降趋势,而甘蔗叶片丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量、质膜透性、SOD和POD酶活性则呈上升趋势。通过模糊隶属函数、主成分分析和系统聚类分析可将20份甘蔗品种（系）材料分为3类,其中7个为抗旱品种（系）,6个为中等抗旱品种（系）,7个为不抗旱品种（系）;根据抗旱综合值,7个抗旱品种（系）的抗旱能力排名为：‘桂糖06-2081’>‘柳城05-136’>‘福农38’>‘柳城03-1137’>‘德蔗03-83’>‘云蔗05-49’>‘福农40’。相关分析表明,与甘蔗抗旱性呈显著正相关的指标分别为成活率、株高和叶片相对含水量,呈显著负相关的指标分别为质膜透性、脯氨酸和可溶性糖含量。     

玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究

以17份黄淮海常用骨干系及自选系为材料,不同生育期进行干旱胁迫,筛选抗旱性强的玉米种植资源,并探讨其抗旱的生理机制。方差分析表明,与正常水分相比,胁迫后的抽雄至散粉间隔未达显著水平,但ASI间隔达显著水平;不同生育期自交系的叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/Fo均下降,SOD和POD活性均提高,但不同自交系下降或上升的幅度不同,且不同自交系间、胁迫与对照间指标差异及两因素交互作用均达极显著水平。灰色关联度表明,POD活性无论是拔节期还是抽雄期都与ASI关联度很高,可作为筛选抗旱型材料的一个重要指标。模糊隶属函数法鉴定出超4F、郑36、CIMBL12、郑63、HCL645、郑6611和PH6WC在两个生育期均属于抗旱型自交系,其中,超4F、郑36和郑63拔节期和抽雄期干旱胁迫后,ASI增大幅度较小,叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo抗旱指数均较高,说明这3个自交系遭受干旱胁迫时主要通过调节光合系统这种机制来提高抗旱性。     

桂糖03系列新品种(系)抗旱性综合分析

探讨甘蔗主要抗旱性指标变化,以期为选育优良甘蔗品种(系)提供科学依据。在2015/2016榨季,于桶栽条件下对广西农业科学院甘蔗研究所选育的15个桂糖优良新品系和广西主栽品种ROC22号进行水分胁迫,检测甘蔗叶片叶绿素(Chlorophyll,Chl)、赤霉素(Gibberellin,GA)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、可溶性蛋白(Soluble protein,SP)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、相对质膜透性(Relative permeability of plasma membrane,RPPM)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)以及过氧化物酶(Peroxidase,POD)共8个抗旱性相关生理指标在正常供水及水分胁迫下的变化。结果显示:水分胁迫下,Chl、GA和CAT含量有不同程度地降低,而SP含量、MDA含量、RPPM、SOD和POD有不同程度地升高,变化幅度因基因型而异;Chl含量与RPPM、MDA含量呈负相关,而与SP含量、GA及CAT呈极显著正相关,与SOD及POD呈显著正相关,RPPM、MDA含量与SOD、POD及GA呈负相关,GA和CAT呈极显著正相关;通过主成分分析选出了4个主成分,方差累积贡献率达到86.17%;在聚类分析基础上用判别分析选出Chl含量、SP含量、SOD、POD、RPPM及MDA含量等6个对品种抗旱性分类有显著影响的生理指标,并把16个不同基因型品种抗旱性划分为高抗、中抗、不抗3种类型。利用主成分分析法、聚类分析法和判别分析法与生产表现结合在一起来评价甘蔗品种(系)抗性更客观和准确。     

叶面喷施海藻提取物对甘蔗干旱胁迫的缓解效应

为研究叶面喷施海藻提取物对干旱胁迫下甘蔗叶片生理参数及植株形态指标的影响,以‘YT159’和‘ROC22’两个品种甘蔗为试验材料,采用盆栽方法,设置正常灌溉组（C）和干旱胁迫组（D）,分别通过喷施不同用量（SE1、SE2）海藻提取物,测量分析植株形态指标株高、茎径、植株鲜重以及叶片生理参数,包括水分参数、抗氧化酶活性等。结果表明：正常灌溉组喷施海藻提取物的处理（C+SE1、C+SE2）甘蔗叶片生理参数以及形态指标与不施用海藻提取物处理相比差异不显著。干旱胁迫组喷施海藻提取物（D+SE1、D+SE2）与不喷施海藻提取物的C相比,叶片脱水速率、电导率、脯氨酸含量显著降低,叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、相对含水量、植株鲜重显著增加,同时抗旱系数显著提高,2个品种中‘YT159’提高幅度较大,‘ROC22’提高幅度相对较小。因此,叶面喷施海藻提取物能显著改善干旱胁迫下甘蔗叶片生理参数和植株形态指标,提高植株鲜重,从而缓解干旱胁迫对甘蔗造成的伤害,提高甘蔗抗旱能力。     

不同采集地割手密种质资源的耐寒性评价

本研究对不同采集地割手密无性系进行耐寒性综合评价,探究割手密耐寒性与其生长地海拔、纬度的关系,筛选耐寒性种质资源。以40份割手密无性系为试验材料,在苗期低温胁迫后测定各无性系材料的7项生理指标,利用相关性分析、聚类分析和模糊隶属函数分析法对其耐寒性差异进行综合评价。低温胁迫处理后,割手密的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、电导率(PMP)、可溶性蛋含量(SP)均呈上升趋势,其中脯氨酸含量上升最大,升高了43.81%,而叶绿素(Chl)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)均呈下降趋势,其中叶绿素含量减少35.01%,下降程度最大;叶绿素、脯氨酸、超氧化物歧化酶的变异系数较对照有不同程度的增加,其中增长最大的是叶绿素,是对照的1.76倍;相关性分析显示,40份割手密无性系耐寒性与其生长地的海拔、纬度呈极显著正相关,相关系数分别为0.867、0.686;模糊隶属函数和聚类分析将40份割手密无性系的耐寒性分为三类,其中高耐寒类型有10份材料,中耐寒性有19份,不耐寒性11份。研究结果表明,不同采集地割手密材料之间耐寒性指标存在明显差异;耐寒隶属函数与海拔、纬度呈极显著正相关,即高海拔和高纬度的割手密耐寒性强、低海拔和低纬度的割手密耐寒性弱,表明在相近海拔范围内决定耐寒性的主要因素是纬度,在相近纬度范围内决定耐寒性的主要因素是海拔。该结果为割手密种质资源在甘蔗耐寒育种中的进一步利用提供依据。     

不同基因型玉米自交系苗期干旱-复水的生理响应机制

采用称重控水法模拟干旱胁迫,设对照和胁迫两个处理,在3叶期对24个玉米自交系叶片相对含水量(RWC)、游离脯氨酸(Pro)等生理指标进行测定,研究玉米的抗旱机理及复水补偿效应机制。结果表明,干旱胁迫下玉米叶片相对含水量、叶绿素荧光参数(F_v/F_m)和叶绿素含量(Chl)与对照相比显著下降,游离脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)和氧化物酶(POD)明显上升,复水后不同基因型自交系各生理指标表现出不同程度的补偿效应。利用隶属函数法将D17982、郑H71、PH4CV、昌7-2和L269等14份自交系归为抗旱性较强的自交系,PH4CV、HCL645、D17982、郑7314、郑H71和郑9712这6份自交系归为复水恢复能力强的自交系。     

4个甘蔗主栽品种对干旱胁迫的生理响应

为探究短期干旱胁迫下甘蔗伸长期的生理响应,本研究以4个栽培推广面积较大的甘蔗品种‘云蔗08-1609’‘粤糖93-159’‘新台糖22号’和‘桂糖42号’为供试材料,采用人工盆栽控水法,设置正常浇水对照（土壤含水量占田间持水量的80%以上）和轻度干旱（50%~60%）、中度干旱（40%~50%）和重度干旱（30%~40%）3个干旱处理,研究不同甘蔗品种在干旱胁迫下抗氧化酶系统、抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环系统、植株受损状况以及脱落酸（ABA）含量的变化规律。结果表明：干旱胁迫导致4个甘蔗品种的SOD、POD、CAT和GR活性显著提高（P<0.05,下同）;AsA、GSH含量随着干旱时间显著上升;除‘云蔗08-1609’的GSSG表现出先升后降的趋势外,其他3个品种的GSSG含量不断上升;‘云蔗08-1609’的GSH/GSSG值不断上升,‘新台糖22号’不断下降,‘粤糖93-159’和‘桂糖42号’表现出先升后降;干旱胁迫造成4个品种的MDA和质膜透性显著增加,叶片相对含水率显著降低;除‘桂糖42号’的ABA含量表现为先上升后下降的趋势外,其他3个品种干旱胁迫下ABA含量表现为升-降-升的趋势。综上表明：干旱胁迫造成4个甘蔗品种的SOD、POD、CAT活性及GR、ABA、AsA、GSH、GSSG含量显著上升。MDA和质膜透性提高,绿叶率和叶片相对含水率下降。本研究发现不同品种甘蔗干旱胁迫下的响应规律各不相同,‘云蔗08-1609’在干旱胁迫下ABA和叶片相对含水率含量最高,SOD、CAT、POD和GR活性在干旱初期响应最快,质膜透性最小。‘新台糖22号’和‘桂糖42号’在AsA-GSH循环中具有较高的AsA、GSH、GSSG含量。‘粤糖93-159’具有较高的POD和CAT活性以及较低的MDA含量。     

水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种生理特性的影响

为了解燕麦抗旱生理机制,以抗旱性不同的燕麦品种蒙燕1号和坝莜3号为试验材料,采用盆栽方法研究了拔节期和抽穗期水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种生理特性的影响。结果表明,在拔节期,地上部各生理指标在水分处理间与品种间均无显著差异。在抽穗期,随着水分胁迫的加剧,燕麦叶片相对含水量升高,相对电导率、丙二醛含量下降,保护酶(POD、SOD)活性和可溶性蛋白先降低后升高。中度水分胁迫下,与蒙燕麦1号相比,坝莜3号的丙二醛含量、叶片相对含水量变化幅度较大,保护酶活性升幅较小;在其他水分处理下各生理指标在品种间差异不显著。适度控水下,蒙燕1号的可溶性蛋白含量降幅小于坝莜3号。在拔节期,重度水分胁迫下,坝莜3号的根系活力降幅大于蒙燕1号;两个品种分别在适度控水和中度水分胁迫下根系活力最大。在抽穗期,两个品种根系活力受水分胁迫影响较小。综合分析表明,抗旱性强的蒙燕1号在水分胁迫下能保持相对较优的生理状态,其代谢功能和保水能力较强。     

PEG-6000胁迫下玉米品种萌发期抗旱性鉴定与评价

以收集的52个推广应用的春播玉米为供试材料,运用渗透压为0.5 MPa的PEG-6000模拟干旱胁迫,测定各品种发芽率、耐旱萌发指数等10个鉴定指标。以鉴定指标的相对值作为抗旱性评价指标,应用多种分析方法对各指标进行比较分析并对品种进行综合评价和分类。结果表明,干旱胁迫下各指标均受到不同程度的影响,其中,发芽势可用于玉米萌发期抗旱性的快速与初步鉴定。发芽势、发芽率、发芽指数与耐旱萌发指数4项指标可作为抗旱能力的主要鉴定指标,种子吸水率与胚根胚芽长、贮藏物质运转率可作为间接抗旱鉴定指标。根据供试品种隶属函数值,利用聚类分析将其分为4个不同的耐旱等级,筛选出17个抗旱型品种。     

甘蔗抗旱生理测验及BADH基因PCR扩增的研究

对41份甘蔗种质材料进行了抗旱相关基因BADH(甜菜碱醛脱氢酶)基因PCR检测。结果显示，仅7份野生祖亲种种质材料及4份栽培品种材料有扩增带，且不同种质之间扩增带序列长度有差异。同时对30份甘蔗种质材料的离体叶片保水率、叶片相对含水量、气孔开度等水分生理指标进行测验，其结果与生产实际抗旱性表现基本一致。初步筛选出具有较强抗旱性生理和遗传基础的甘蔗祖亲种质和栽培品种种质材料。