中国酿造高粱品质遗传改良研究进展

高粱具有抗旱、耐涝、耐瘠、高产等特点,历来是中国北方的主要粮食作物。改革开放后,随着中国国民经济的增长,人民生活水平的提高,高粱的用途发生了重大的改变,逐步从粮食作物转变为轻工业原料,酿造高粱成为中国高粱生产的主体,特别是农业部关于“镰刀弯”地区玉米结构调整的指导意见提出后,酿造高粱成为“镰刀弯”地区优化种植结构的优势作物。为了进一步提高酿造高粱在优化种植结构中的作用,本文综述了高粱酿造品质遗传改良研究、品种选育和产业化开发进展,分析了存在问题和发展方向,认为酿造高粱育种应进一步加强与酿造企业的合作,深入开展高粱品质和酿造品质的关联研究,全面推进高粱产业发展。     

不同糯性高粱胚乳淀粉形成与积累过程的酶学调控机制及显微结构变化

【目的】高粱是酿造白酒和食醋的主要原料,其淀粉组成和结构是影响高粱酿造品质的主要指标。通过研究淀粉积累过程中相关酶活性和淀粉粒超微结构的变化动态,解析高粱淀粉合成与积累的酶学调控机制,了解不同糯性高粱胚乳淀粉的超微结构特点,以期为酿造高粱的优质育种和栽培技术研究提供理论依据。【方法】以辽粘3号、辽杂19和辽杂10号3种不同糯性的高粱品种籽粒为研究对象,利用酶学及扫描电镜技术检测淀粉积累过程中相关酶活性的变化,观测淀粉积累过程中淀粉粒的形成过程及结构特征,利用相关分析研究淀粉合成过程中相关合成酶类的调控作用。【结果】淀粉合成过程中,不同胚乳类型高粱的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)、淀粉去分支酶(DBE)活性均呈单峰曲线变化趋势;糯高粱结合态淀粉合成酶(GBSS)活性呈单峰曲线变化趋势,粳高粱、半粳半糯高粱则表现双峰曲线变化趋势。UDPG、ADPG、SSS活性与直链淀粉、支链淀粉积累速率显著正相关,SBE、DBE活性与支链淀粉积累速率呈显著正相关,GBSS活性与粳...     

甜高粱生产生物燃料关键因素分析

针对以甜高粱为原料生产生物燃料中存在的原料不足、产品成本高等问题,根据近10年甜高粱育种与栽培研究成果以及与企业的合作经验,对影响上述问题的主要因素如品种、种植区域、技术、政策等进行分析。结果表明：甜高粱虽有较好的品种,但不能满足所有地区以甜高粱秆为原料生产燃料产业持续发展的需要,这是造成原料基地不足的首要原因。我国的边际土地面积巨大、类型众多,不都完全适合种植甜高粱来生产燃料乙醇,选择种植区域不当是甜高粱种植不足的第2个原因。在甜高粱高产种植、加工技术方面,重视了高产栽培、发酵技术等核心技术的研究,忽略了配套技术研究,这是造成生产成本高的主要原因。国家虽然制定了相关产业政策,但不足以引导生物质能产业健康持续发展。在今后发展以甜高粱为原料生产生物燃料过程中,首先需注意甜高粱品种的多元化,要特别注意选育早熟、高产、高含糖量品种、杂交种;其次根据区域气候特点,选择适宜地区不仅适合种植甜高粱,更要适合甜高粱的储藏和加工;同时研究甜高粱机械化收储运、甜高粱秆连续发酵、糟渣利用等配套技术研究,构建完整的产业链;制定中小规模生物质能产业持续发展的政策法规和生物能源研发的国家持续投入机制,保障生物质能产业稳步发展。     

高粱品种引种和筛选比较试验

通过引进杂交糯高粱泸糯杂3号(B)与青选二号(A)、青壳洋(C)、航天高粱(D)进行综合比较试验,观察了引进高粱品种的产量性状与适应性。结果表明:高粱产量顺序为A>C>B>D,青选二号高粱品种较对照增产25.55kg/667m2,增产率为9.29%;泸糯杂3号、航天高粱品种较对照减产。青选二号和青壳洋高粱品种均具有良好的产量性状和适宜的栽培性状,可在贵州省仁怀市作主推品种。     

不同类型饲用高粱粗蛋白含量积累规律研究

为了解不同类型饲用高粱粗蛋白含量的积累规律,选用6个品种为材料进行研究。结果表明:饲草高粱和甜高粱品种籽粒粗蛋白含量先升高后降低,籽粒型品种则先降低后升高;饲草高粱和籽粒型高粱品种茎秆粗蛋白含量均从拔节后10d开始逐渐升高,甜高粱品种则呈现出"M"型曲线的变化趋势;饲草高粱和甜高粱叶片粗蛋白含量呈现降-升-降的变化趋势,籽粒型饲用高粱呈单峰曲线变化;饲用高粱茎秆和叶片的粗蛋白含量呈正相关关系。不同类型饲用高粱粗蛋白含量积累规律不同,均宜在含量最高时采收。     

基于SSR标记的粒用高粱资源遗传多样性及群体结构

为粒用高粱资源的科学利用和新品种选育提供参考,利用SSR分子标记对156份全国籽粒高粱进行全基因组基因分型。结果表明:33个SSR分子标记的扫描共获得186条多态性DNA条带。多态指数(PIC,polymorphism information content)值为0.01~0.73,平均值为0.45。材料间遗传相似系数GS(Genetic Similarity)变异范围为0.15~0.9,平均值为0.53。NJ(Neighbor Joining)聚类分析和主坐标分析(PCOA,Principal-Coordinates Analysis)将156份高粱资源划分为3个类群:类群I为来源于贵州、四川和云南的56份南方高粱;类群Ⅱ包含的48份全部是北方高粱,来源于辽宁、内蒙古、山西、北京和河北等地;类群Ⅲ包含52个南方和北方的高粱,来源于黑龙江、吉林、陕西、山东、湖北和云南等地。     

中国高粱产业和种业发展现状与未来展望

高粱是全球第五大粮食作物,也是中国重要的杂粮作物。国家启动产业技术体系10年来,鉴定和创制出277份矮秆、抗病、高支链淀粉、低单宁的育种材料;利用突变体、自然群体全基因组关联分析克隆了高粱重要性状的控制基因;育成了71个矮秆耐密、适宜机械化作业的酿造专用高粱新品种,创新集成适合不同区域高粱轻简栽培技术,全国高粱种植面积增长26.8%,总产增长93.5%,单产提高52.7%,实现了高粱生产方式全面机械化的重大变革。在高端白酒转型升级的拉动下,以茅台、五粮液、汾酒等知名酒企为核心,形成了以"品牌+品种+产地+农户"高粱特色产业发展模式并取得了显著的增收效果。产业发展助推品种权保护与转让,面向产业与企业需求的联合育种与产业化开发带动高粱种业起步发展。在乡村振兴战略和健康中国战略新的时代背景下,高粱的抗旱、耐涝、耐盐碱、粮饲兼用、高光效等特性给中国高粱产业和种业发展带来了新的机遇;同时中国高粱种业和产业也面临着多用途开发不足、品种权保护力度不够、原始性创新能力有待加强、产业政策支撑不足等诸多挑战。未来中国高粱新品种选育和种业由酿造为主向多用途转变,针对企业酿造工艺需求对不同适宜地理环境开展定向...     

Identification and Bioinformatics Analysis of SnRK2 and CIPK Family Genes in Sorghum

Through bioinformatic data mining, 10 SnRK2 and 31 CIPK genes were identified from sorghum genome. They are unevenly distributed in the sorghum chromosomes. Most SnRK2 genes have 8 introns, while the CIPK genes have a few （no intron or less than 3 introns） or more than I0 introns. Phylogenetic analysis revealed that SnRK2 genes belong to one cluster and CIPK genes form the other independent cluster. The sorghum SnRK2s are subgrouped into three parts, and CIPK into five parts. More than half SnRK2 and CIPK genes present in homologous pairs, suggesting gene duplication may be due to the amplification of SnRK family genes. The kinase domains of SnRK2 family are highly conserved with 88.40% identity, but those of the CIPK family are less conserved with 63.72% identity. And the identity of sorghum CBLinteracting NAF domains of CIPKs is 61.66%. What＇s more, regarding to the sorghum SnRK2 and CIPK kinases, they are characterized with distinct motifs and their subcellular localization is not necessarily the same, which suggests they may be divergent in functions. Due to less conserved sequences, complex subcellular localization, and more family members, sorghum CIPK genes may play more flexible and multiple biological functions. According to the phylogenetic analysis of SnRK genes and SnRK functional studies in other plants, it is speculated that sorghum SnRK2 and CIPK genes may play important roles in stress response, growth and development.     

贵州省酒用高粱种植的气候适宜性分析

为给贵州的酒用高粱种植农业规划提供参考,从农业气候统计学角度,应用最小二乘法、相关分析、逐步回归方法,对贵州酒用高粱进行气候适宜性种植区划,确定高粱气候关键期、生育期气候指标以及影响高粱产量的气候关键因子。结果表明:当10日平均气温稳定在10~12℃时,适宜高粱播种育苗;在积温达2 700~2 900℃时,适宜高粱移栽—成熟期的生长需要;从播种到成熟期的总日照时数与单产呈显著正相关性,日照越多单产越高;从播种至成熟(4—8月)需降水量在650mm以上才能满足高粱生产的需求。针对贵州气候因子,在GIS平台上利用空间分析技术,绘制贵州酒用高粱种植气候适宜性区划图显示,全省除西北部地区由于热量条件不够,不适宜种植高粱外,大部地区气候条件均适宜种植;最适宜高粱种植区域大部分分布在贵州省的北部、中部和东部地区。     

甜高粱与粒用高粱主要性状研究

[目的]寻找甜高粱与粒用高粱主要性状的异同。[方法]选用代表性甜高粱T26T、37品种,粒用高粱R123、LR198品种,研究其生长势、植物学性状表现、含糖量、叶绿素含量、呼吸速率。[结果]结果表明,甜高粱生长优势显著优于粒用高粱,主要表现在与生物产量有关的性状;糖含量的积累起点及总含量均高于粒用高粱,而甜高粱和粒用高粱糖积累总趋势是一致的;甜高粱生物产量优势强,而粒用高粱穗部性状优势强;生理性状中叶绿素含量粒用高粱优于甜高粱,而呼吸速率甜高粱偏高。[结论]甜高粱与粒用高粱功能不同而用途不同。     

干旱胁迫对甜高粱幼苗渗透调节物质的影响

为探讨不同水分条件对甜高粱和普通高粱幼苗渗透调节物质的影响,以辽甜1号和辽杂10号为试验材料,采用桶栽人工控水试验方法,研究了不同水分处理甜高粱和普通高粱各渗透调节物质的动态变化,并探讨了这些指标与其抗旱性的关系.结果表明:随着水分胁迫的加剧,甜高粱的叶片保水能力、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量较普通高粱均有不同程度提高,...     

中国高粱产业发展特征及趋势分析

高粱是我国重要的杂粮作物。近年来，中美贸易中高粱交易量剧烈波动，高粱供需形势发生显著变化，高粱产业发展备受关注。从中国高粱的生产特征、贸易特征、消费特征等方面入手，对1960-2018年国内高粱产业发展趋势及发展现状进行分析。研究发现，中国高粱从主要粮食作物转变为小杂粮，近年来种植面积略有提高；国内高粱消费主要用于酿酒和饲料，虽然中国是世界第三大高粱消费国，但人均消费水平并不高；目前，中国作为世界第一大高粱进口国，进口量受饲料高粱需求影响猛增猛减，出口量极小且相对稳定。未来，中国高粱的发展规模将保持相对稳定，新的增长空间主要取决于旱作粮食作物的发展和消费途径的拓展。     

中国高粱产业发展特征及趋势分析

高粱是我国重要的杂粮作物。近年来,中美贸易中高粱交易量剧烈波动,高粱供需形势发生显著变化,高粱产业发展备受关注。从中国高粱的生产特征、贸易特征、消费特征等方面入手,对1960—2018年国内高粱产业发展趋势及发展现状进行分析。研究发现,中国高粱从主要粮食作物转变为小杂粮,近年来种植面积略有提高;国内高粱消费主要用于酿酒和饲料,虽然中国是世界第三大高粱消费国,但人均消费水平并不高;目前,中国作为世界第一大高粱进口国,进口量受饲料高粱需求影响猛增猛减,出口量极小且相对稳定。未来,中国高粱的发展规模将保持相对稳定,新的增长空间主要取决于旱作粮食作物的发展和消费途径的拓展。     

高粱炭疽病研究进展

高粱作为中国主要的酿造原料之一,在国民经济发展中占据重要地位。高粱炭疽病是高粱的主要病害之一,在整个生育期中均可发病,且在温暖湿润的热带和亚热带栽种地区更易发生和流行,不仅影响植株的正常生长,严重时会引起产量的大幅下降和籽粒品质的劣变。多年来,高粱病理学家和育种家对高粱炭疽病病原菌菌株分离、病害发生流行规律、发生原因、寄主抗性利用和抗炭疽病基因定位等方面进行了广泛的研究,取得了一些进展。这些研究为炭疽病的生化防控以及培育抗炭疽病品种奠定了基础。开展高粱炭疽病研究,发掘更丰富多样的优异抗性种质资源,减少农药使用,不仅可以满足中国高粱产业对天然有机高粱原料的巨大需求,还可以推动高粱生产向高产优质转变。对高粱炭疽病的分布和发病症状、炭疽病病原菌侵染机理、病害发生流行规律及流行原因、抗性资源鉴定和高粱抗炭疽病基因定位的相关研究进展进行了综合分析和论述,以期从分子水平上更好地认识高粱与炭疽病病原菌之间的相互作用,为高粱炭疽病研究提供参考。     

不同籽粒淀粉含量高粱花后叶片光合指标的比较

选择籽粒淀粉含量不同的高粱恢复系,在相同的环境条件下种植,于高粱开花后.用Li-6400型光合作用测定系统,测定了叶片的净光合速率,用常规方法测定叶片叶绿素含量和比叶重,用GB5006-85方法测定籽粒淀粉含量.结果表明,在高粱开花28 d后,高淀粉高粱叶片叶绿素含量和比叶重均显著高于低淀粉高粱叶片叶绿素含量和比叶重,...     

我国能源甜高粱育种现状及应用前景

简要介绍了高粱及甜高粱的生物学特性、起源分类与在农业产业中的作用,同时对高粱杂交育种历史进行回顾。并对杂交体系中的遗传资源与种质资源角度进行阐述。探讨目前甜高粱杂交的种质资源与育种体系存在的问题,以及今后发展能源甜高粱的育种目标和设计思路,并希望引起各界对甜高粱育种与能源产业的重视。     

青贮甜高粱与青贮玉米饲喂奶牛、羊及奶品质的比较研究

为了探索甜高粱在青海高原用作青贮饲料,饲喂奶牛及羊的效果、对奶品质的影响,开展了青贮玉米饲喂奶牛、羊的对比研究及奶品质分析。结果:青贮甜高粱日粮饲喂奶牛,比青贮玉米日粮日产奶量增加2.19kg/头;饲喂3~5月龄羊比青贮玉米日粮日多增重2.01g/只,2~3岁龄羊日多增重29.27g/只;奶品质差异不显著。甜高粱用作青贮饲料优于玉米,是优质饲料作物,应大力推广种植。     

饲喂不同方法处理的高粱对绵羊瘤胃微生物蛋白生产的影响

25只绵羊分成5组，每组5只，每只羊每天喂给苜蓿二草420g，另加用下列方法处理的高粱子实280g：a.未处理的高粱；b.微波处理（1．5g高梁微波处理15min）；c。120℃蒸汽处理10min；d。0．5％洗涤剂浸泡30min；e．水浸泡30min。用嘌呤衍生物在尿中的排泄量估测瘤胃微生物蛋白的产量。瘤胃微生物蛋白产量及其生产效率均未受高粱处理方法的影响。     

不同类型高粱主要农艺性状与品质性状差异分析

对来自国内外60份不同类型高粱材料的农艺性状、产量性状和品质性状在新疆干旱区的表现进行分析比较,目的是了解不同高粱类型在新疆干旱区的差异表现,为新疆干旱区能源用高粱品种选育提供参考依据.研究发现,供试高粱材料间生育期差异显著(P＜0.05),其中,甜高粱的生育期最长,平均为116.8 d,变幅在100.5～131.5 d之间.农艺性状分析发现,帚高粱的株高最高,平均为275.2 cm,籽粒高粱最矮,平均只有235.6 cm.甜高粱的伸长节间数最多,平均为12.6个,其中,甜高粱X054伸长节间数最多,为15.6个.各高粱类型的产量构成差异较大,籽粒高粱的籽粒产量最高,平均为7.9 t/hm2,而甜高粱和帚高粱的茎秆产量较高,分别为10.3和10.2t/hm2,全株总干物质积累量以甜高粱为最高,平均为25.3 t/hm2,变幅在18.4～31.5 t/hm2之间,其次为帚高粱的23.6 t/hm2,籽粒高粱最低,平均只有20.3 t/hm2.品质性状分析表明,籽粒各组分含量最为稳定,各高粱类型间差异较小,其次为叶片和叶鞘,而不同高粱类型间茎秆的碳水化合物含量和木质素含量差异较大,其中,甜高粱表现出更高的可溶性总糖含量,平均为236.6 g/kg,是籽粒高粱的3倍、帚高粱的2倍之多,而甜高粱的木质纤维素含量明显低于籽粒高粱和帚高粱,特别是纤维素含量,平均要低100 g/kg以上.碳水化合物产量分析发现甜高粱和帚高粱的平均积累量较高,分别为14.2和13.8 t/hm2,各高粱类型中均以纤维素和半纤维的贡献最大,特别是帚高粱材料,平均贡献率达65.9％.综上,相比于籽粒高粱和帚高粱,甜高粱整体表现出更强的能源利用潜力.同时应指出,各类型高粱材料均为宝贵的种质资源,应充分的挖掘利用,以筛选并进一步培育出适合新疆干旱区种植的能源用高粱新品种.     

高粱不同节间含糖量研究

[目的]筛选新的高粱种源,扩大遗传基础,为甜高粱育种提供理论依据。[方法]采用19个粒用高粱和20个甜高粱作为研究材料,对高粱茎秆糖分的积累规律进行研究。[结果]甜高粱和粒用高粱在含糖量上有明显差别,甜高粱含糖量的积累起点及茎秆含糖量均高于粒用高粱,但二者的糖分积累总趋势是一致的,其含糖量随节位由基部到顶部的变化趋势均有4种类型,并都以低-高-低的变化占多数。[结论]为选育甜秆型高粱杂交种,提高甜高粱品种的抗倒性、抗病性等性状提供了参考。