高梁育种中利用A3类型CMS的探讨

高粱A3类型细胞质雄性不育系可用于A1、A2保持系选育的测验种。A3类型高粱杂交草已应用生产。就高粱A3类型细胞质雄性不育系的利用问题进行了探讨。     

高粱A3细胞质雄性不育的研究与利用

高粱A3细胞质雄性不育系花药肥大,黄色,可散落出部分花粉,但散落出来的花粉无效,自交套袋不结实,雄性不育性稳定。大多数高粱品系对A3细胞质雄性不育表现保持,具有优良性状的多数品系可转育为A3细胞质雄性不育系,这些不育系具有丰产性好、育性稳定、抗败育等特点。A3细胞质雄性不育恢复源很少,只有极少数高粱品系能恢复其育性,恢复度在40%~95%之间。A3细胞质雄性不育恢复源少且恢复系难以选育,是A3细胞质雄性不育研究的主要障碍,解决高粱A3细胞质雄性不育恢复系的选育问题,是实现A3细胞质雄性不育利用的关键。此文主要对高粱A3细胞质雄性不育恢复系和A3细胞质雄性不育系选育及杂交种选育和应用、高粱A3细胞质雄性不育育性遗传表达等方面进行了阐述,以期育种者重视A3细胞质雄性不育的研究。     

中国水稻籼型三系不育系选育的进展与讨论

从开拓不育系新质源、扩大保持系遗传基础、改进不育系选育方法和转变不育系育种目标等方面综述了近年来中国在水稻籼型三系不育系选育中取得的进展,提出了水稻籼型三系不育系育种的主攻方向,认为围绕不育系的综合育种目标,应用常规与生物技术相结合的育种技术,进行种质创新及亲本遗传背景改良是今后水稻籼型三系不育系育种的关键。     

甜高粱茎秆含糖量研究

采用77个粒用高粱和21个甜高粱作为研究材料,对甜高粱的含糖量进行了研究。结果表明,甜高粱茎秆的含糖量是粒用高粱的2~5倍,而且茎秆秆芯蜡质,汁液含量高。甜高粱茎秆不同茎节的含糖量有差异,其含糖量随节位由低到高的变化趋势有4种类型,并以低-高-低的变化占多数,因此利用中间节段第4,7,9节的含糖量平均值可表示植株含糖量。收获后,随着茎秆水分的丧失,其含糖量逐渐上升,但是25 d后开始急剧下降。     

Storage of Non-structural Carbohydrates in Sweet Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench.]: Comparison of Sterile and Fertile Lines

The accumulation of soluble carbohydrates in vegetative parts of sweet sorghum ( Sorghum bicolor (L.) Moench.) represents an intermediate reserve pool for grain filling as well as an irreversible storage up to maturity. In order to study the effect of Sterility on soluble sugar accumulation in vegetative parts, two cytoplasmic male sterile (CMS) lines of sweet sorghum were compared with their corresponding fertile mamtainers for non-structural carbohydrate concentrations in shoots. Plants were harvested at four different physiological stages. The lines showed significant differences in the yield of non-structural carbohydrates. At maturity, the yields of soluble carbohydrates from vegetative parts of the two sterile lines were 93 % and 43 % higher than the yield of the two corresponding fertile lines. At that stage, sucrose represented about 80 % of total soluble carbohydrates and the higher yield of soluble carbohydrates of sterile lines was mainly due to the higher yield of sucrose. This indicates that the yield of extractable carbohydrates, especially sucrose, in vegetative parts of sweet sorghum could be considerably improved by using sterile lines which are utilized in hybrid production.     

甜高粱组织再生研究

通过对不同外植体的筛选和培养条件的优化,建立了甜高粱再生体系。结果表明,以茎尖和茎为外植体的培养可获得甜高粱再生苗,但分化率较低,褐化较为严重;而以叶和根为外植体的培养不能获得甜高粱再生苗;成熟胚作外植体分化率高达98.7%,且未发生褐化。     

去除分蘖对甜高粱主要农艺性状的影响

目前我国甜高粱栽培以去除分蘖栽培为主,去蘖栽培需耗费大量人力,已成为甜高粱生产和大面积推广的重要限制因子之一。用7个甜高粱杂交种,对7个主要经济性状进行调查分析,研究去除分蘖和自然生长对甜高粱主要农艺性状和经济性状的影响。结果表明:去蘖处理使穗长显著变短,鲜重极显著降低。甜高粱留蘖栽培不仅可免除栽培中去除分蘖造成的人力财力浪费,同时可获得更高的产量。     

甜高粱分蘖去留与糖产量及氮素利用的比较分析

大田条件下采用人工去除分蘖的方法,研究了两种种植密度下甜高粱高产品种分蘖特性对糖产量及其干物质生产和氮素吸收利用特性的影响。结果表明, 常规种植密度(每公顷75 000株)下,保留分蘖较单茎秆植株对主茎和分蘖茎含糖量影响较小;在较低种植密度(每公顷37 500株)下,保留分蘖植株主茎含糖量明显下降,分蘖茎含糖量与单茎秆植株接近。在不同种植密度条件下,保留分蘖植株较单茎秆植株开花前和开花后茎秆、叶片和穗各器官干物质积累量均显著增加,保留分蘖显著提高了总生物量,达21.9%和81.6%,总糖产量分别增加了17.1%和63.8%。保留分蘖植株开花后氮素向茎秆分配比高,同时,保留分蘖植株叶片氮积累及分配比例明显提高,叶片干重占植株总干重比例显著增加,单位氮素糖生产效率下降,但未达显著水平。常规密度和较低密度下分蘖茎糖产量的补偿效应分别可达20%和62%以上,说明常规种植密度下保留分蘖利于增加甜高粱糖产量,并能够达到简化栽培管理和降低经济人力投入的目的。     

甜高粱主要性状的遗传参数分析

选用17份试材进行了21种性状的遗传变异系数、遗传力及遗传相关研究,利用其中9种性状作主成分分析。研究结果表明,含有美国、ICRJSAT 资源及中国甜高粱品种的群体在绿色体产量、籽粒产量及茎秆锤度性状上有较高的遗传变异潜势、遗传力和选择响应,是一部分有价值的遗传资源。讨论了性状相关和甜高粱综合性状改进的有效途径。     

142份甜高粱品种的分子身份证构建

从分布在高粱染色体10个连锁群上的103对SSR引物中,筛选出41对多态性引物, 并用其扩增国内外142份甜高粱种质资源, 检测到189个多态性片段, 每对引物的等位基因数在2~11之间,平均为4.6个。引物位点的多态信息含量指数(PIC)变幅为0.089~0.850,平均为0.543。品种间特异指数差异较大,介于109.1~454.7之间,平均为189.0。结果表明, 根据引物的等位基因数确定11对引物(Xtxp329、Xtxp258、Xtxp113、Xtxp303、Xtxp61、Xtxp201、Xtxp14、Xtxp91、Xtxp47、Xtxp217和Xtxp67)组合, 并用于构建142份品种资源的分子身份证, 有效地区分了各品种。     

甜高粱茎秆含糖量性状的QTL定位

本研究以低茎秆含糖量的粒用高粱品系LR625(P1)和高茎秆含糖量的甜高粱品系Rio(P2)杂交获得的234个F2:3家系为试验材料,构建了含有92个高粱SSR标记、6个玉米SSR标记和自主开发的28个INDEL标记的遗传连锁图谱,并进行了茎汁混合锤度、茎秆重和出汁率性状的QTL定位。研究结果显示:共检测到7个与茎汁混合锤度有关的QTL,分布在高粱的第LG-3、LG-5、LG-7和LG-9连锁群上,解释的总表型变异为62.45%;4个与茎秆重有关的QTL,分布在高粱的第LG-2、LG-5、LG-6和LG-7连锁群上,解释的总表型变异为60.92%;8个与出汁率有关的QTL,分布在高粱的第LG-1、LG-2、LG-3、LG-6、LG-7和LG-9连锁群上,解释的总表型变异为99.75%。研究结果有助于深入理解茎秆含糖量遗传基础,为茎秆含糖量QTL精细定位和基因挖掘提供依据。