我国本土割手密育成品种的亲缘关系分析

2011年我国已育成含本土割手密血缘的品种36个,以系谱图直观地描述了我国大陆利用本土割手密创新亲本育成品种的亲缘关系。研究结果显示,虽然当地野生蔗的利用对扩大栽培甘蔗遗传基础起到了积极作用,但迄今成功产生品种的本土割手密仍限于崖城割手密、陵水割手密和云南75-2-11等品系。     

甘蔗亲本的创新与利用

亲本创新对扩大栽培甘蔗遗传基础及选育突破性的新品种具有重大意义。我国海南甘蔗育种场自1953年建场起就开展甘蔗亲本创新和利用的研究,50多年来,在热带种、割手密、大茎野生种和近缘属植物斑茅利用方面取得了可喜的成就。我国近年来使用的293份常用亲本中,220份为自育品种(品系),约占75%,其中广州甘蔗糖业研究所及其下属场选育的材料约占自育亲本材料的56%。海南甘蔗育种场通过"高贵化"育种途径,利用大茎野生种和当地割手密选育出导入新的野生种血缘的崖城73-226、崖城58-43、崖城58-47和崖城82-108等创新材料。至今,我国自育品种中至少有17个品种含有当地割手密的血缘,1个品种为大茎野生种的后代。在斑茅利用方面,海南甘蔗育种场于2001年获得了一批斑茅蔗BC1真杂种,并于2003年育成一批BC2后代。     

广西甘蔗育种四大优良亲本

通过对广西３５年（１９５６－１９９０）甘蔗有性杂交育种的亲本组合资料进行整理，结果表明，用从国外引进的ＣＰ４９／５０、Ｃｏ４１９和国内自育的Ｆ１３４、华南５６／１２等４个品种作为父、母本选配杂交组合的次数均在１００次以上。直接育成品种１３个，占广西自育品种的８６．６％。其中，用ＣＰ４９／５０育成品种８个，占５３．３％；用Ｆ１３４育成品种５个，占３３．３％；用华南５６／１２育成品种４个，占２６．７％；用Ｃｏ４１９育成品种３个，占２０％。从上述４大优良亲本的系谱中可以看出，广西３５年来育成的１５个甘蔗品种皆含甘蔗热带种、印度种和割手密三大＂种＂血缘，种质血缘比较贫乏。因此，在今后的甘蔗育种中要不断探索我国丰富的割手密资源以及其它甘蔗近缘植物的利用新途径。     

两个新台糖甘蔗品种的GISH分析

用DIG标记的原始亲本印度割手密(父本)DNA和用Biotin标记的原始亲本黑车里本(母本)DNA为探针分别对2(新台糖25和新台糖16)个云南甘蔗主栽品种进行双色基因组原位杂交(GISH)。由杂交结果可以看出,在2个供试甘蔗栽培品种的基因组中,含有栽培原种——热带种(黑车里本)血缘的染色体有82-96条,含有野生种——割手密(印度割手密1、印度割手密2)血缘的染色体有10-25条,而发生交换、重组的染色体有2-4条,都表现出明显的差异。GISH技术为揭示甘蔗栽培品种基因组的血缘组成差异提供了科学依据。     

我国大陆甘蔗骨干亲本亲缘关系分析

对50多年来我国甘蔗育种计划的骨干亲本进行亲缘关系分析,结果表明,在统计的186个品种中,全部含POJ2878或其姐妹系POJ2725的血缘,65.59%含F134的血缘.21个骨干亲本育成品种数达163个,占87.63%.21个骨干亲本包含了甘蔗属热带种、割手密、印度种和大茎野生种中2～4个种的血缘,它们之间的共祖系数分布在0.012～0.387之间.在以早期引进品种为主要亲本的阶段,骨干亲本间的共祖系数为0.023～0.285,平均为0.133;以自育品种为主的阶段,骨干亲本间的共祖系数明显较高,达0.051～0.307,平均为0.189;在大量利用野生种质创新材料和新引进品种作亲本的阶段,骨干亲本间的共祖系数平均为0.088,亲本结构得到改善.为扩大甘蔗品种遗传基础,宜选用亲缘关系较远的亲本组配杂交组合.亲本间的共祖系数可作为一个评价亲缘关系的指标.     

崖城割手密11号与拔地拉核型比较分析

热带种与割手密种是甘蔗有性杂交育种的主要亲本材料,为探讨其染色体的数目、类型等特征,采用核型分析方法对崖城割手密11号（Saccharum.spont.YC No.11）和拔地拉（Badila）进行了研究。结果表明：崖城割手密11号染色体数目为2n=64,核型公式为：2n=64=56m（2sat）＋8sm,核型类型为2A型。拔地拉染色体数目为2n=80,核型公式为：2n=80=80m,核型类型为1B型。崖城割手密11号和拔地拉的核型在进化上属于比较原始的类型,而且崖城割手密11号的核型比拔地拉的核型更原始。     

云南八倍体割手密抗逆功能标记遗传多样性探讨

割手密是甘蔗杂交育种中重要的野生血缘供体亲本和抗逆性状基因源。选用根据植物抗旱和耐高温相关基因(DREB,Aquaporin;HSP70,WRKY1)设计的引物对或单条引物与随机引物之一组成的5对功能标记(DBF/Arb1,DBF/Arb2,Aqua/Arb1;SCB174,SCB190)对22份云南八倍体割手密进行抗逆功能标记的遗传多样性评价,同时选用13份甘蔗骨干亲本和10份近年云南主栽甘蔗品种作为对照。多态性统计显示,5对功能标记引物共获得113个条带,其中106个为多态性条带,17个为群体特异带,平均多态性条带比例为93.81%,平均多态信息量为0.914 0,八倍体割手密多态性表现最为丰富;遗传相似性系数分析表明,八倍体割手密无论在抗旱还是耐高温标记方面均有较大的相似性系数范围;群体遗传分化分析表明,八倍体割手密在抗旱和耐高温标记方面都与骨干亲本和主栽品种存在较小基因流,多数仅有30%左右的遗传变异来自于群体之间;UPGMA聚类结果也表明,云南八倍体割手密材料与骨干亲本和主栽甘蔗品种在5对抗逆功能标记上表现出明显的遗传差异。以上结果均表明,云南八倍体割手密在耐高温基因HSP70、WRKY和抗旱基因DREB、AQP等4个抗逆基因(尤其是HSP70和AQP)功能标记上较骨干亲本和近年云南主栽甘蔗品种拥有更为丰富的遗传变异,而且八倍体割手密中还有很多抗逆血缘未渗透到现代甘蔗品种中。因此,甘蔗品种改良上应加大云南八倍体割手密资源的利用力度。     

简讯

◆四川省制糖糖料工业研究所育成甘蔗新品种川蔗 2 3和川蔗 2 4四川省制糖糖料工业研究所育成的两个导入了遗传新种质的早熟、高糖、高产、抗逆性强的新品种川蔗 2 3和川蔗 2 4 ,10日 2 4日通过了专家鉴定。该所针对四川蔗区的生态条件 ,结合工业和农业生产实际 ,根据甘蔗高产、优质、抗逆性强的育种目标 ,在四川创先采用崖城系列割手密后代作亲本 ,前后共做杂交组合数百个 ,培育实生苗 11万余株 ,在前期甘蔗育种研究的基础上 ,通过四川省“十五”农作物育种攻关项目计划的支持 ,前后经过 10余年的努力 ,育成两个导入了崖城割手密种质的新型…     

我国大陆甘蔗远缘杂交的研究和利用

本文探讨了我国大陆甘蔗远缘杂交的研究和利用现状。已获得远缘杂种的组合有 :热带种×割手密、热带种×大茎野生种、竹蔗×栽培种、热带种×斑茅、甘蔗×河八王、甘蔗×滇蔗茅、甘蔗×五节芒、高梁×甘蔗、甘蔗×白茅和甘蔗×竹。培育了一些含我国野生种质资源的亲本材料如崖城 58- 4 3、崖城 62 - 4 0、崖城 71- 374、崖城 73- 2 2 6、崖城 73- 512等 ,利用这些亲本材料育成了一些优良品种如粤糖 64- 395、珠江 75- 53、粤农 76- 191、福农 79- 2 3、赣蔗 65- 54、赣蔗 64- 137、桂糖 82 - 338和桂糖 83- 4 92。远缘杂交研究和利用中遇到的主要问题是杂交不育、部分种 (品种 )难开花、杂种不育和种质资源研究不深入。     

斑割复合体及其杂交后代的生物量及根系性状

本研究利用前期获得的含广西斑茅和广西割手密血缘的甘蔗育种新材料及其亲本共11份无性系进行桶栽试验,分析了参试材料植株地上部生物量和根系的主要相关性状在斑茅割手密复合体杂交利用过程各世代的变化。结果表明:参试的斑茅割手密复合体及其与甘蔗杂交、回交获得的F1代材料以及BC1代在株高、茎径、单茎重和叶面积上都表现比其亲本甘蔗有更大的优势;根系重量和活力都略有增加;地上部分生物产量上均表现出超亲效应,其超亲效应与绿叶面积的超亲表现相关性显著。     

云南不同生态型甘蔗细茎野生种育种潜力分析

【目的】筛选符合育种目标要求的甘蔗组合或种质,以扩大甘蔗遗传种质血缘,提高甘蔗育种效率。【方法】以云南不同生态类型的10份甘蔗细茎野生种无性系及其与栽培种杂交组配的17个组合有性世代群体为研究材料,应用R软件统计分析其株高、茎径、有效茎数、锤度、蔗茎产量和蔗糖产量等6个主要经济性状的配合力、遗传力。【结果】不同生态型甘蔗细茎野生种（父本）对其杂交后代的影响主要表现为蔗茎产量的改变,对后代主要经济性状的改良主要表现为产量性状的变化,而双亲对后代性状的改良主要表现在锤度、茎径、株高、有效茎数4个性状。在亲本及所配组合中,以不同组合方式对后代性状的影响较大,其次为父本,母本影响相对较小。湿热生态型甘蔗细茎野生种蔗茎产量的配合力表现突出,尤其是云割82-114、瑞割06-7-3,可作为高产育种的重要种质。半湿润半干燥型甘蔗细茎野生种的锤度表现出极高的配合力,尤其是云割83-174、云割83-160和云南1号,可作为高糖育种的优良种质。粤糖93-159×云割82-114、CP65-357×瑞割06-7-3和CP77-1776×云割82-114等3个组合的蔗糖、蔗茎产量和锤度特殊配合力均为正效应,是高糖、高产优良组合,应重点利用。【结论】云南不同生态型甘蔗细茎野生种无性系的蔗茎产量、蔗糖分遗传潜力表现不尽相同,应有目的地选择利用多种类型的甘蔗细茎野生种无性系创新种质,培育新型亲本,尽可能地丰富甘蔗育种遗传基础。     

云南不同生态型甘蔗细茎野生种育种潜力分析

【目的】筛选符合育种目标要求的甘蔗组合或种质,以扩大甘蔗遗传种质血缘,提高甘蔗育种效率。【方法】以云南不同生态类型的10份甘蔗细茎野生种无性系及其与栽培种杂交组配的17个组合有性世代群体为研究材料,应用R软件统计分析其株高、茎径、有效茎数、锤度、蔗茎产量和蔗糖产量等6个主要经济性状的配合力、遗传力。【结果】不同生态型甘蔗细茎野生种（父本）对其杂交后代的影响主要表现为蔗茎产量的改变,对后代主要经济性状的改良主要表现为产量性状的变化,而双亲对后代性状的改良主要表现在锤度、茎径、株高、有效茎数4个性状。在亲本及所配组合中,以不同组合方式对后代性状的影响较大,其次为父本,母本影响相对较小。湿热生态型甘蔗细茎野生种蔗茎产量的配合力表现突出,尤其是云割82-114、瑞割06-7-3,可作为高产育种的重要种质。半湿润半干燥型甘蔗细茎野生种的锤度表现出极高的配合力,尤其是云割83-174、云割83-160和云南1号,可作为高糖育种的优良种质。粤糖93-159×云割82-114、CP65-357×瑞割06-7-3和CP77-1776×云割82-114等3个组合的蔗糖、蔗茎产量和锤度特殊配合力均为正效应,是高糖、高产优良组合,应重点利用。【结论】云南不同生态型甘蔗细茎野生种无性系的蔗茎产量、蔗糖分遗传潜力表现不尽相同,应有目的地选择利用多种类型的甘蔗细茎野生种无性系创新种质,培育新型亲本,尽可能地丰富甘蔗育种遗传基础。     

拔地拉和一些竹蔗地方品种的开花诱导及杂交利用

本试验于１９９４年在海南甘蔗育种场进行，采用拔地拉和一些地方竹蔗品种（福建竹蔗、广东竹蔗、江酉竹蔗和广西竹蔗）为材料，３种固定日长（１２小时，１２小时１５分钟和１２小时２５分钟）和２种日长递减率（１５秒／天和３０秒／天）。结果表明：１２小时２５分钟的固定日长更有利于拔地拉和竹蔗开花；１５秒／天和３０秒／天的日长递减率分别适合于拔地拉和竹蔗的开花诱导。拔地拉和竹蔗作母本与斑茅、割手密等杂交产生了大量的后代。竹蔗还发现有少量可育的花粉，自交产生了一些实生苗，表明竹蔗将来可望作为杂交父本。     

甘蔗细茎野生种(S.spontaneum)F1代花粉低温贮存研究

5个甘蔗细茎野生种 (S.spontaneum) F1代花粉经 2种不同干燥方式和 2种不同贮存温度处理 ,授予花粉发育率低且自交无结实的栽培品种母本花穗进行杂交 ,其中 9个花穗育出实生苗 37株 ,经过氧化物酶同工酶鉴定 ,95.2 %的实生苗为真实杂交后代。结果表明 :本试验条件下 ,低温贮存花粉可保持活性时间最长达 12 8天 ,但以 35- 50天的贮存花粉活性较好 ;在 4种贮存方法中 ,硅胶干燥的花粉在低温冰箱 (- 2 8至 - 30℃ )中贮存和经抽湿干燥的花粉在液氮 (- 196℃ )中贮存的效果较好     

云南野生甘蔗种质血缘F_3代亲本材料抗旱性研究初报

对 4个含云南割手密种血缘、5个含斑茅种血缘的 F3 代参试材料 ,进行了桶栽干旱胁迫条件下丙二醛含量、相对质膜透性以及株高伤害率等抗旱性指标的测定 ,筛选出各项指标均优于对照新台糖 10的云割 F3 95 /12 8和云斑 F3 99/719两个材料 ,并从种质基础和血缘关系上对其抗旱性状的遗传背景作了分析。初步认为 :(1)在楚连璧提出的“异质复合分离理论”指导下 ,已经获得云南野生甘蔗种质资源的抗旱性“性状复合遗传力”杂种优势 ;(2 )云割 F3 95 /12 8和云斑 F3 99/719可以考虑作为抗旱性育种亲本材料     

甘蔗种质遗传基础的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术对96份甘蔗种质(39份祖亲种、57份栽培品种或品系)的遗传基础进行了分析.利用筛选出的7对多态性较强的引物,构建了甘蔗96份种质的ISSR指纹图谱,这7对引物组合共扩增出85条谱带,其多态性为100%.96份种质的遗传相似系数变化范围在0.459～0.918,平均0.656.聚类分析表明,随着相似系数结合线的不同,可分别将参试的甘蔗种质从属间(甘蔗属与斑茅种)、野生种(割手密种、大茎野生种、印度种、中国种)与栽培种(热带种)间、栽培种与杂交栽培品种(或品系)间区别开来.各祖亲种与杂交栽培品种(或品系)的遗传相似性由大到小依次为热带种、印度种和中国种、大茎野生种、云南割手密种,其他割手密种,斑茅.多数品种(品系)的ISSR聚类结果与系谱基本相符,某一品种常与其父代或其祖代的某一亲本聚在同一组中.     

甘蔗光周期诱导开花和杂交利用研究

本文报道了１９９８年度云南省甘蔗研究所光周期诱导甘蔗开花及杂交利用结果。本研究以４月１日和６月１日两种起始处理时间,１２ｈ２５ｍｉｎ和１２ｈ１５ｍｉｎ两种固定日长处理,于１０月１日起日递减光３０ｓ至抽穗时止的光周期诱导技术分别对７个难花亲本和７个常用亲本进行了开花诱导。结果表明：在不同的光周期处理下,粤糖５７／４２３、Ｃｏ４１９、闽糖７０／６１１、罗汉蔗等４个难花亲本被诱导开花;７个常用亲本全部孕穗或开花,并提早花期３－４个月。利用诱导开花亲本分别与割手密（Ｓ．ｓｐｏｎｔａｎｅｕｍ）、斑茅（Ｓ．ａｒｕｎｄｉｎａｃｅｕｍ）、滇蔗茅（Ｅ．ｒｏｃｋｉ）、芒（Ｍ．ｓｉｎｅｎｓｉｓ）、河八王（Ｎ．ｐｏｒｐｈｙｒｏｃｏｍａ）等野生种成功地进行杂交或远缘杂交,获得大量实出苗,为野生资源的利用及优良品种的选育奠定了基础。     

四川割手密（S．spontaneum）资源的杂交育种利用潜力研究

１９９１－１９９５年，对本所保育的１９７份甘蔗野生资源，重点是割手密（Ｓ．ｓｐｏｎｔａｎｅｕｍ）的开花习性，形态特征，生物学特性，抗逆性等与杂交育种利用直接有关的性状作了观测，研究和分级，结果表明：四川甘蔗野生资源类型丰富，主要野生资源割手密的花期较长，分蘖力强、高抗黑穗病、抗旱、抗寒、高锤度（＞＝１６％）材料所占比例较高，其中有两份材料的锤度多次在成熟高峰期达２２％，这一表现居目前国内外已报导的同类材料之首。这些具有较高利用潜力和利用可能性的珍贵野生资源可在今后的品种和亲本创新计划中应用。