高粱-苏丹草杂交种研究与利用前景

高粱、苏丹草杂种优势非常明显，杂交种产量高、品质好、抗逆性强、具有较好的适应性、在畜牧、水产养殖业及资源利用与环境保护上有着广阔的开发利用前景，大力发展高粱－苏丹草杂交种生产顺序经济发展大趋势，对21世纪我国农业的可持续发展具有深远的意义。     

高丹草叶片PSⅡ光化学活性的抗旱优势

本试验利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术研究了高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)和苏丹草(S.sudanense)叶片PSⅡ光化学活性对干旱的响应。结果表明,随着干旱的加剧,高丹草和苏丹草幼苗叶片PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和效能指数(PIABS)明显降低,特别是PIABS的降低幅度明显大于Fv/Fm,即干旱下两种牧草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性降低,但不同干旱程度下高丹草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性明显高于苏丹草。分析原因可以发现:干旱下高丹草幼苗叶片OJIP曲线上0.15和0.3 ms时(L点和K点)的相对可变荧光VL和VK增加幅度明显小于苏丹草,即干旱条件下对高丹草幼苗叶片PSⅡ电子供体侧放氧复合体OCE活性和类囊体聚合状态的影响明显小于苏丹草,这对于电子传递链上的电子供应及电子传递的稳定性起到了重要的作用。另外,干旱下两种牧草幼苗叶片OJIP曲线上2和30 ms时(J点和I点)的相对可变荧光VJ和VI明显增加,即干旱导致PSⅡ光化学活性降低还与PSⅡ电子受体侧电子由QA向QB传递受阻以及PQ库接受电子能力的降低有关。但干旱下高丹草和苏丹草幼苗叶片仅VJ差异明显,而VI却无明显差异,这说明干旱下高丹草幼苗叶片电子传递体QB接受电子的能力明显高于苏丹草,从而使干旱下高丹草幼苗叶片PSⅡ受体侧电子传递能力高于苏丹草。     

高粱-苏丹草杂交种的选育利用和问题

高粱和苏丹草之间的杂种优势十分明显,在生长状况、株高、叶长、叶宽、单株鲜重、分蘖等产量性状方面,F1均高于双亲平均值,甚至高于或接近于高亲.经多年试验,高粱-苏丹草杂交种的单位面积产量可显著高于苏丹草,适应范围也很广.经分析,它的营养品质与苏丹草相近,在适口性方面甚至优于苏丹草.但由于高粱-苏丹草杂交种目前尚处试验阶段,因此也有一些试点失败了,但大多属栽培管理不当所致,而不是"品种"本身所造成.因此可以相信,它的示范推广面积将不断得到扩大.     

高粱——苏丹草杂交种的选育利用和问题

高粱和苏丹草之间的杂种优势十分明显,在生长状况,株高、叶长、叶宽、单株鲜重、分蘖等产量性状方面,Ｆ１均高于双亲平均值,甚至高于或接近于高亲。经多年试验,高粱－苏丹草杂交种的单位面积产量可显著高于苏丹草,适应范围出很广。经分析,它的营养品系与苏丹草相近,在适口性方面甚至优于苏丹草。但由于高粱－苏丹草杂交种目前尚处试验阶段,因此一些试点失败了,但大多属栽培管理不当所致,而不是“品种”本身所造成。因此可     

高粱—苏丹草杂交种的应用可行性研究及其选育

利用生产上推广的６个粒用高粱杂交种和４个高粱杂交种为对照,与随机组配的１５个高粱－苏丹草杂交种进行比较。结果表明,高粱－苏丹草杂交种做饲用生产能力上仅次于甜高粱杂交种,但在早熟优质等若干特性上优于甜高粱,有些组合还高于甜高粱杂交种的生产能力。该类型杂交种干物质及绿色体的日生产能力高于甜杂２号２１．１％和４１．２％,原因是杂最高。     

过氧化物酶UTLIEF电泳对苏丹草、高粱及其杂交种品种的真实性鉴定研究

本试验采用超薄层等电聚焦电泳（UTLIEF），检测了苏丹草、高粱以及高粱苏丹草杂交种3个种共15个品种的幼苗、幼根以及萌发种子和干种子的过氧化物酶同工酶。结果表明：采用pH范围为4—5的载体两性电解质制备凝胶进行电泳得到的过氧化物酶电泳图谱谱带数目多且清晰度高，易于鉴定；萌动种子和干种子的过氧化物酶电泳后没有谱带出现。幼苗幼根均出现一定数目的谱带，其中以14d幼苗的过氧化物酶电泳图谱最适宜用作参试品种的鉴定。     

过氧化物酶UTLIEF电泳对苏丹草、高粱及其杂交种品种的真实性鉴定研究

本试验采用超薄层等电聚焦电泳(UTLIEF),检测了苏丹草、高粱以及高粱苏丹草杂交种3个种共15个品种的幼苗、幼根以及萌发种子和干种子的过氧化物酶同工酶。结果表明:采用pH范围为4～5的载体两性电解质制备凝胶进行电泳得到的过氧化物酶电泳图谱谱带数目多且清晰度高,易于鉴定;萌动种子和干种子的过氧化物酶电泳后没有谱带出现,幼苗幼根均出现一定数目的谱带,其中以14d幼苗的过氧化物酶电泳图谱最适宜用作参试品种的鉴定。     

土壤菲胁迫对高丹草幼苗生长和叶片叶绿素荧光特性的影响

通过研究土壤菲胁迫对高丹草（Sorghum bicolor×S.sudanense）幼苗生长及叶绿素荧光特性以及光能分配参数的影响,探讨了土壤菲胁迫下高丹草幼苗的光保护机制。结果表明：低于50mg·kg^-1的土壤菲浓度对高丹草幼苗生长及光合作用的抑制作用较小,当浓度大于50mg·kg^-1时,幼苗生长随着菲浓度的增加受到明显抑制,且对地下部的抑制作用大于地上部。幼苗叶片叶绿素含量随土壤菲浓度增加而降低,且叶绿素a相对于叶绿素b对土壤菲胁迫更敏感。土壤菲胁迫降低了PSⅡ反应中心活性和电子传递能力,导致其光能利用能力降低,特别是对高光强的利用能力下降。最大光化学效率（F_v/F_m）的变化幅度较小,即幼苗叶片未发生明显的光抑制现象。土壤菲胁迫明显改变了高丹草幼苗叶片PSⅡ反应中心光能分配参数,用于光化学反应的量子产额（Y_PSⅡ）降低,而依赖于类囊体膜两侧质子梯度叶黄素循环的量子产额（Y_NPQ）增加,即幼苗叶片启动了依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散机制来保护PSⅡ的正常生理功能,降低光合电子传递链上的压力,另外失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额（Y_NF）仅在土壤菲浓度达300mg·kg^-1时有小幅增加,说明土壤菲胁迫仅仅造成PSⅡ反应中心活性的降低,并未使PSⅡ反应中心大量失活。     

42份高粱与苏丹草及其2个杂交种DNA指纹图谱的构建

选用100个RAPD引物和95对SSR引物进行PCR扩增,旨在构建42份高粱和苏丹草品种资源及2份国审品种高粱-苏丹草杂交种的DNA指纹图谱。结果表明,从100个RAPD引物中筛选到9个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为64.06%,利用4个核心RAPD引物可以为每份品种构建1张特定的数字指纹,并通过其中1个引物F-01构建了1张能鉴别2个杂交种的RAPD指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草3号与其父本Sa。从95对SSR引物中筛选出多态性丰富的引物73对,多态性条带比率为86.06%,通过3对核心SSR引物就可以构建42份高粱和苏丹草的SSR数字指纹,同时利用其中1对SSR引物txp18,寻找到2个杂交种的互补带,从而构建了2个高粱-苏丹草杂交种的SSR指纹图谱,这张SSR指纹图谱不仅能鉴别皖草2号和3号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

高粱×苏丹草杂交种品种选育与饲用价值CSCD

高粱×苏丹草杂交种(Sorghum bicolor×S.sudanense)是以收获地上营养体(茎、叶)为主要目标的一类高粱属饲用作物,其饲草品质好、抗性强、生产潜力大。本文综述了高粱野生近缘种的利用及高粱×苏丹草杂交种品种的选育现状与饲用价值,指出高粱野生近缘种在选育饲草高粱方面具有重要利用价值;利用高粱细胞质雄性不育系与苏丹草种间杂交是选育高粱×苏丹草杂交种的主要途径;我国开展高粱×苏丹草杂交种育种研究起步虽晚,但成果显著,已选育出众多品质优良品种;褐色中脉(brown midrib)高粱×苏丹草杂交种木质素含量低、饲用消化率高,但如何解决木质素引起的产量降低是褐色中脉品种选育需要解决的问题;高粱×苏丹草杂交种青饲与青贮后饲喂都具有很高的饲用价值。     

高粱与苏丹草杂交牧草的生长特点及种植要点

1生长特点 高粱与苏丹草杂交种,可多次刈割利用,直立成长,在适宜的水肥条件下株高可达180～370厘米;茎秆较细,茎叶比小,属多叶型植物,叶量大,叶片又宽又长,分蘖能力强;再生能力出色,每亩（667平方米）可产鲜草3～5吨。     

４２份高粱与苏丹草及其２个杂交种犇犖犃指纹图谱的构建

选用１００个ＲＡＰＤ 引物和９５对ＳＳＲ 引物进行ＰＣＲ 扩增,旨在构建４２份高粱和苏丹草品种资源及２份国审品种高粱－苏丹草杂交种的ＤＮＡ 指纹图谱。结果表明,从１００个ＲＡＰＤ 引物中筛选到９个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为６４．０６％,利用４个核心ＲＡＰＤ 引物可以为每份品种构建１张特定的数字指纹,并通过其中１个引物Ｆ ０１构建了１张能鉴别２个杂交种的ＲＡＰＤ 指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草３ 号与其父本Ｓａ。从９５对ＳＳＲ 引物中筛选出多态性丰富的引物７３对,多态性条带比率为８６．０６％,通过３对核心ＳＳＲ 引物就可以构建４２份高粱和苏丹草的ＳＳＲ 数字指纹,同时利用其中１对ＳＳＲ 引物狋狓狆１８,寻找到２个杂交种的互补带,从而构建了２个高粱－苏丹草杂交种的ＳＳＲ 指纹图谱,这张ＳＳＲ 指纹图谱不仅能鉴别皖草２号和３号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

过氧化物酶UTLIEF电泳对苏丹草、高粱及其杂交品种的真实性鉴定研究

本试验采用超薄层等电聚焦电泳(UTLIEF),检测了苏丹草、高粱以及高粱苏丹草杂交种3个种共15个品种的幼苗、幼根以及萌发种子和干种子的过氧化物酶同工酶.结果表明采用pH范围为4～5的载体两性电解质制备凝胶进行电泳得到的过氧化物酶电泳图谱谱带数目多且清晰度高,易于鉴定;萌动种子和干种子的过氧化物酶电泳后没有谱带出现,幼苗幼根均出现一定数目的谱带,其中以14 d幼苗的过氧化物酶电泳图谱最适宜用作参试品种的鉴定.     

苏丹草及高丹草幼苗对干旱胁迫的生理响应与抗旱性比较

采用沙培植物育苗法,以聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟自然干旱,研究9份苏丹草(Sorghum sudanense)及3份高丹草(S. bicolor×S. sudanense)幼苗期对干旱胁迫的生理响应,并利用隶属函数法对其抗旱性进行综合比较。结果表明,抗旱性强的材料在干旱胁迫下保水能力强、叶绿素持有率高、能维持较高的光合性能和细胞膜结构的完整性。依据叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛含量、叶绿素含量、光化学效率(Fv/Fm)、净光合速率和水分利用效率7项抗逆相关指标,对12份材料的抗旱隶属值进行计算,其综合抗旱适应性鉴定结果为,材料编号1、2和3的苏丹草与10(‘蜀草2号’高丹草)、11(‘蜀草1号’高丹草)及12(‘海狮’苏丹草)抗旱性较强,编号为7、8的两份苏丹草和9号高丹草抗旱性较差。本研究为高梁属作物抗旱新品种选育和优质牧草栽培利用提供了试验依据。     

高丹草生长动态及收割期的研究

对高丹草不同生长阶段的株高、生长速度、物质积累动态及产量组成进行了研究,并对其营养价值进行评定.结果表明,旱作条件下,高丹草株高、生长速度、产草量及茎/叶变化动态符合Logistic模型,苗期生长缓慢,拔节期生长最快,拔节期过后生长速度减缓,表明拔节期是营养体产量形成的关键时期.干/鲜及营养物质变化符合一元线性回归模型...     

高粱和苏丹草生物学特性的数值分析

4个苏丹草(Sorghum sudanense)品种和6个高粱(S.bicolor)品种被用来进行高粱和苏丹草的比较研究.结果表明,定性性状22,24,31在高粱与苏丹草上表现完全一致;数量性状除3,9,13,15,19,27,38,41,42,46,47,48,49,57在2类间差异不显著外,其余皆达显著或极显著水平.高粱与苏丹草品种间F测验达极显著水平,但苏丹草品种内1与2,3的F测验不显著,高粱品种6,7,10间F测验不显著.全部个体判别分析表明,各品种回判正确率为100%.聚类分析表明,参试的10个品种被明显分成2类,即苏丹草1,2,3,4聚为一类,高粱5,6,7,8,9,10聚为另一类.数量指标的方差分析显示,聚类指标的选择是合理的.     

高梁—苏丹草杂交种茎秆糖锤度的分布及与其它性状的关系

利用茎秆有汁含糖的粒用高梁不育系与苏丹草及改良苏丹草配制高梁－苏丹草杂交种，研究糖锤度的分布，杂种优良以及与其它性状的关系。结果表明，全株以及分蘖的平均糖锤度高于主茎平均糖锤度，一级分恭杭茎，二分高于一级分蘖。无论是主戏还是分蘖，其茎秆糖锤度的垂直分布为中部偏上节间较高，上部和下部节间较低。利用现有苏丹草配制的杂交种，其主茎平均糖锤度为５．６０％，最高为８．２７％；利用改良苏丹草配制的杂交种，其主     

氮素水平对高丹草生长特性及营养成分的影响

在大田条件下研究不同氮素水平(N0、N90、N180、N270、N360kgN/hm2)对高丹草鲜草产量和饲用成分含量的影响。结果表明:不同氮素水平处理下,高丹草的株高、分蘖数、茎叶比差异不显著(P0.05),随着刈割次数的增加,株高,分蘖数和茎叶比均有明显下降。提高氮肥施用量,可以提高高丹草鲜草的产量,随着施氮量成倍增加,其鲜草产量的增产幅度却呈现一个下降的趋势。高丹草植株中粗蛋白质的含量在各氮素水平处理下差异不显著。CA(粗灰分)、ADF(酸性洗涤纤维)、NDF(中性洗涤纤维)均表现出先增加后降低的趋势,不同茬次间也表现出相似的趋势,可溶性糖在不同氮素水平的处理下也表现出相似的趋势。植株中钙和磷元素的含量也随着氮量的增加先升高后降低,随着刈割次数的增加,钙磷元素含量则表现出下降趋势。     

苏丹草与高粱染色体核型比较研究

采用去壁低渗火焰干燥法对4个苏丹草和6个高粱品种的核型进行比较研究。结果表明,苏丹草和高粱体细胞染色体数均为20(2n=20);苏丹草品种均为1A核型,并具有1对随体染色体,其中1、2号品种的第2对染色体为近中间着丝点染色体,3、4号品种为中间着丝点染色体;高粱品种除5号为1A核型、中间着丝点染色体外,其余的5个品种为2A或2B核型,且都有1或2对近中间着丝点染色体,9号品种还出现1对近顶端着丝点染色体;高粱8、9号品种各观察到1对随体染色体。染色体数量分析表明,第1到第10对染色体长短臂的绝对长度、相对长度以及绝对全长在苏丹草和高粱2类间的差异均不显著(P>0.05)。因此,苏丹草和高粱的遗传差异不在染色体长度上。