谷子抗除草剂种质的人工杂交技术及应用

利用不同种质的特性进行人工杂交是作物创新育种的主要途径。用具有抗除草剂的谷子材料作父本与其它不抗除草剂的材料作母本通过简易杂交法和直接配对法进行人工杂交,其后代鉴定简便准确,既简化了杂交方法,又提高了真杂种率,是快速获得新种质（品系）的有效技术。通过其技术获得的抗除草剂新品种进行推广种植,拓宽了谷田使用除草剂的范围,提高了杀草种类,简化了栽培管理。因此,此技术具有极高的应用价值和推广意义。     

SRAP标记技术在谷子及其近缘野生种青狗尾草的应用分析

青狗尾草（Setaria viridis）被认为是谷子（S.italica）的祖先种,因此研究青狗尾草与谷子品种间的亲缘关系,对于野生有益基因的发掘利用有着深远意义。以来源于不同国家的谷子和青狗尾草共24个品种为试材,分析SRAP技术在谷子和青狗尾草中的适用性研究。结果表明：（1）用24个标记组合共产生127条多态性带,平均每个标记组合产生5.29条多态扩增带。每对引物组合产生的多态性带的比例为16.67%～37.90%,平均为28.30%。说明供试青狗尾草和谷子具有较为丰富的遗传多样性。（2）对所有材料进行聚类分析,遗传相似系数为0.56～0.90,平均遗传相似系数为0.79。相似系数为0.56时,可以将24份材料分成2大类群：第一类群全部为青狗尾草,第二类群则包括谷子和部分青狗尾草材料。综上所述,SRAP技术能够有效地对谷子和青狗尾草属进行多态性分析。     

杂交谷子适宜除草剂筛选研究

以张杂谷8号为试材,研究了12.5%拿扑净、44%谷友可湿性粉剂、72%2甲4氯可湿性粉剂和2,4-D丁酯对谷田杂草的防除效果,以筛选适宜谷子的除草剂种类。结果表明:谷苗4叶期喷施拿扑净,可有效防除禾本科杂草,平均防效为88.63%;阔叶杂草4～5叶期喷施2甲4氯,可有效防除阔叶杂草,平均防效达96.75%。2种药剂结合使用,能达到理想的谷田杂草防除效果。     

谷子氮离子注入诱变育种初步研究

对谷子氮离子注入诱变的效应进行了研究,结果表明,效果显著,突出表现为株高、穗长、生育期等性状的变幅大、变异率高,但品种间效应不同。适宜于不同育种目标,不同亲本材料的最佳诱变剂量待进一步研究。     

谷子动态育种方法的应用

动态育种方法是广大育种工作者近几年探索出的实用性较强的谷子育种方法,是以对光温反应不敏感的品种资源为基础,选择纬度、海拔高度差异较大的地点,进行异地循环选择,进一步驯化,改造后代的适应性,选育出适应性较强的品种。许多品种都是由动态育种方法选育而成,如豫谷1号,豫谷2号,豫谷5号,豫谷13号等。     

利用除草剂快速回交选育抗除草剂谷子新品种

为快速培育抗除草剂谷子新品种,以抗除草剂材料"冀谷19×SK492"为供体亲本,以当地优良品种豫谷18为轮回亲本,以回交转育为基本方法,利用喷除草剂方法对回交后代进行选择,将抗除草剂基因导入豫谷18中,选育出抗除草剂谷子新品种。     

抗拿捕净除草剂谷子的快速检测鉴定方法研究

文章提供了一种快速、简单、可靠的谷子拿捕净抗性鉴定方法,用该方法鉴定谷子拿捕净抗性速度快、准确率高、不受时间空间的限制,操作简单,适于大批量种子鉴定的需要,可提高育种效率,缩短育种周期。     

细胞质抗除草剂谷子遗传发育特点及应用研究

【目的】研究细胞质抗除草剂基因对谷子性状和发育的影响。【方法】利用细胞质抗除草剂谷子与敏感型谷子正反交和多代回交等方法，获得了同核异质杂交群体和近等基因系，比较其F1、F2、回交和复合杂交世代的群体差异和近等基因系的生长发育差异。【结果】具有抗除草剂细胞质的谷子苗期发育迟缓、抽穗晚，灌浆时间短；用其杂交获得的回交、复合杂交及F2的多数群体表现了生长弱势。但是具有细胞质除草剂抗性的谷子，在杂交F1代可产生较大的杂种优势；回交、复合交和F2代有较大的分离，并且个别组合表现了与敏感细胞质一样的丰产性。【结论】细胞质抗除草剂基因对谷子的生长和性状发育有影响，但利用杂交种可避免细胞质抗性产生的不利影响，获得丰产性；对抗性杂交群体和个体进行选择可达到预期效果。在对抗除草剂谷子选育时，应注重苗期发育快、根系发达、抽穗早、灌浆速度快的单株。把以上的研究结果应用于实践，获得了多个细胞质抗除草剂谷子的丰产杂交组合和品系。     

谷子品种间杂交选育雄性不育系研究

以安阳市农业科学院2001-2008年谷子杂交育种过程中配制的杂交组合为基础材料,利用其中杂交后代所产生的不育株选育出一些雄性不育系,并对这些不育系进行了授粉结实性及F1育性可恢复性测定.结果表明,不育株在杂交组合后代中出现的概率为21.7%,其中不育性可得到较好的遗传,占不育组合数目的25.8%.授粉结实性测定表明,...     

抗除草剂谷子新品种朝谷58的选育研究

[目的]为谷子(Setaria italica L.)新品种朝谷58的大面积推广应用提供参考。[方法]介绍朝谷58的亲本来源和选育过程、主要特征特性、产量表现、适应性等。[结果]朝谷58是2007年以高产品种朝谷9号为母本,抗除草剂品种懒谷1号为父本杂交,经6个世代定向选育而成的谷子新品种。该品种平均生育期119 d,株高155.7 cm,叶片数14.6片,幼苗绿色,芽鞘绿色,穗纺锤型,短刺毛、绿色,码中紧,主穗长20.2 cm,单穗穗粒重11.91 g,千粒重2.70 g,出谷率80%～83%,黄谷黄米。连续几年在沈阳、辽北、辽西等地种植,表现突出,具有高产、优质、抗病的特点。2012年通过辽宁省非主要农作物品种备案。[结论]朝谷58综合农艺性状表现优良,高产优质,适宜在沈阳、阜新、朝阳、建平、铁岭、锦州等地进行种植。     

DNA分子标记及其在谷子遗传育种中的应用

分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种较为理想的遗传标记技术。分子标记技术自20世纪80年代产生以来,在水稻、玉米和小麦等作物上已得到广泛应用。自1997年以来,分子标记在谷子方面的研究也取得了明显进展。笔者在介绍分子标记的类型及特点基础之上,对其在谷子上的研究情况进行了综述,并对将来的发展方向做了分析和展望。     

谷子显性恢复基因的AFLP分析

赤峰显性核不育谷子是在谷子中首次发现的核不育材料,该材料的育性受2对核显性基因互作控制,一对是显性核不育基因Msch,另一对是显性上位育性恢复基因Rf。两者共同存在时显性上位育性恢复基因Rf能抑制显性核不育基因Msch的表达,从而表现可育。利用已构建的不育基因Msch的上位育性恢复基因Rf的近等基因系(NILs)为材料,通过对300对AFLP引物组合进行筛选,找到了与显性上位育性恢复基因Rf紧密连锁的2个AFLP标记(E15/M52和E20/M41),与不育基因的遗传距离分别是7.0c M和12.7 c M,而且位于不育基因的同一侧,标记间相距5.7 c M。     

渗水地膜覆盖对旱地谷子生育时期及产量的影响

采用随机区组设计,设3个处理,分别为渗水地膜覆盖、普通地膜覆盖和露地,于2001年和2002年研究了不同处理对旱地谷子生育时期和产量的影响。结果表明:1)渗水地膜覆盖加快了谷子的生长发育进程,可使谷子提早成熟。2)渗水地膜覆盖处理单位面积穗数明显高于其他处理。3)渗水地膜覆盖产量与其他处理差异极显著,比露地增产50%以上。     

利用WGCNA鉴定谷子内源脱落酸响应禾生指梗霉胁迫的共表达基因

【目的】脱落酸(ABA)作为一类逆境激素,在植物生长发育、生物胁迫和非生物胁迫中发挥着重要作用。脱落酸受体蛋白PYR/PYL/PCAR及SNF1相关的蛋白激酶(SnRK2)是介导脱落酸信号转导的重要调控因子。本研究通过预测脱落酸及其信号转导途径中关键基因在谷子白发病致病菌禾生指梗霉(Sclerospora graminicola)中的调控作用,为谷子内源脱落酸响应禾生指梗霉侵染的互作研究提供参考。【方法】通过对禾生指梗霉侵染的晋谷21号谷子进行转录组测序和脱落酸含量测定,基于谷子全基因组对脱落酸信号转导通路上的PYL和SnRK2家族基因进行鉴定、分析,利用测定的转录组构建加权基因共表达网络(WGCNA),并与禾生指梗霉侵染引起的寄主内源脱落酸含量进行关联,预测脱落酸及其下游信号转导基因PYL和SnRK2在谷子与禾生指梗霉互作调控中的关键核心基因;利用qRT-PCR技术对候选基因进行验证。【结果】谷子中存在禾本科中较为保守的PYL和SnRK2家族基因各11个,且在PYL和SnRK2家族基因的启动子上均预测到脱落酸响应元件。在禾生指梗霉侵染后,寄主内源脱落酸在第一、第二时期大量积累,含量显...     

Assessment of Genetic Relationship of Foxtail Millet with Its Wild Ancestor and Close Relatives by ISSR Markers

Inter simple sequence repeat (ISSR) analysis was applied to samples of foxtail millet and its wild ancestor and other close relatives of the genus Setaria in order to detect domestication-related geogr...     

谷子萌发期耐盐种质筛选及其保护酶系统对盐胁迫的响应

【目的】确定谷子萌发期耐盐评价指标,筛选萌发期耐盐种质,并探讨不同基因型谷子苗期盐胁迫对保护酶系统的影响,为谷子大规模耐盐性鉴定、耐盐机理的研究提供鉴定方法和优异资源。【方法】 以不同生态区的54份谷子种质为试验材料,用1.5%NaCl溶液进行盐胁迫,蒸馏水为对照,采用培养皿发芽法在人工气候培养箱内进行谷子萌发期耐盐性鉴定;测定谷子相对发芽势、相对发芽率、相对胚芽长、相对胚根长、相对胚芽比以及发芽率、盐害率等指标;通过对指标值的相关性分析、主成分分析和聚类分析,筛选谷子萌发耐盐评价指标。采用筛选出的3个不同耐盐性谷子品种,以0.5%NaCl溶液进行苗期盐胁迫,测定盐土盆栽条件下苗期叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性。分析盐胁迫下3个基因型间生理响应机理的差异。【结果】 在1.5%NaCl溶液胁迫下,谷子的相对发芽势与相对发芽率（r=0.51,P<0.01）、相对胚芽长之间呈显著正相关（r=0.54,P<0.01）;相对胚芽长与相对胚根长呈显著正相关（r=0.64,P<0.01）;发芽率盐害率与相对发芽势（r=-0.37,P<0.01）、相对胚芽长（r=-0.51,P<0.01）呈显著负相关。通过主成分分析将萌发期盐胁迫处理的6个单项指标转换成3个彼此独立的综合指标;通过隶属函数分析,得到不同品种萌发期耐盐性综合评价值（D值）,并通过聚类分析,将54份谷子品种分成高度盐敏感品种、盐敏感品种、中度耐盐品种、耐盐品种以及高度耐盐品种5个不同类型。其中,高度耐盐品种有4个,分别是华北夏谷区的济谷16、矮88,西北春谷区的陇谷3号和延谷13。苗期盐土盆栽试验表明,盐胁迫条件下谷子叶片SOD、POD、CAT酶活性呈现先上升后下降的趋势。耐盐性强品种济谷16的SOD、POD、CAT酶活性上升幅度显著大于耐盐性弱的品种鲁谷1号。【结论】 54份谷子种质材料在耐盐性上存在显著差异,利用隶属函数法综合分析萌发期各指标,全面地评价谷子种质资源萌发期的耐盐性。不同基因型谷子品种叶片保护酶系统对NaCl胁迫响应能力的差异,可能是由于谷子耐盐能力不同造成的。     

谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35在水稻中对盐胁迫的响应

【目的】盐胁迫影响作物的产量和品质,而作物的耐盐性受特定基因的调控。在前期获得谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35过表达水稻株系的基础上,拟结合植株在盐胁迫下的表型,对部分盐胁迫指标及响应基因的表达模式进行检测和验证,解析谷子SiRLK35参与盐害响应的可能机制。【方法】 选取谷子SiRLK35过表达水稻株系,分别为过表达株系（over-expression,OE）-1（OE-1）、OE-2和OE-3,以野生型中花11为对照,实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）检测各株系中SiRLK35的表达情况;分别用含0、150和200 mmol·L ^-1 NaCl的MS培养液处理三叶期的对照及转基因株系幼苗,观察其表型,统计150 mmol·L ^-1 NaCl处理3 d后苗长及根长;用150 mmol·L ^-1 NaCl处理四叶期幼苗,统计处理14 d后材料干重、死亡率和死叶率,对各材料的耐盐性进行评价;进一步挑选SiRLK35过表达程度高且耐盐表型好的OE-1株系,利用3,3'-二氨基联苯胺（3,3'-Diaminobenzidine,DAB)和氮蓝四唑（nitrotetrazolium blue chloride,NBT）染色检测其胁迫下过氧化物积累及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化物酶（peroxidase,POD）的活性;并对部分盐害响应基因的表达模式进行检测。 【结果】 谷子SiRLK35在株系OE-1中的相对表达量最高;150 mmol·L ^-1NaCl处理3 d幼苗后,中花11苗长和根长的生长受抑制程度均大于SiRLK35过表达株系,其中OE-1的受抑制程度最小;四叶期幼苗经150 mmol·L ^-1 NaCl处理14 d后,转基因株系地上部和地下部干重降低幅度均低于对照,且幼苗死亡率和死叶率均低于对照;盐胁迫下对照过氧化染色反应明显,O ^2-和H₂O₂的积累均高于过表达植株,SOD和POD抗氧化酶活性均高于对照;部分盐害响应基因在SiRLK35过表达株系中表现为上调,其中,OsLEA3在盐处理24 h的相对表达量是对照中的1.9倍。 【结论】 谷子SiRLK35异源转化水稻获得的过表达株系对盐胁迫具有一定的抗性,SiRLK35可通过调控抗氧化酶活性及相关信号途径,从而参与盐害响应。