苏丹草高梁及其杂种的细胞遗传学研究

苏丹草(S. sudanense)与高粱(S.bicolor)均为禾本科高梁属植物,两者的杂种优势明显,杂交种品质好,抗逆性强,在水产、畜禽养殖及资源利用与环境保护上有着广阔的开发利用前景,但两者是否属于同一个种至今存在争议.本文采用去壁低渗.火焰干燥法,分析了2份苏丹草、2份高粱及其3个杂种F1有丝分裂核型,观察了3个杂种F1减数分裂染色体行为和2个杂种F2体细胞染色体数目.结果表明,苏丹草、高粱及其杂种F1均为1A核型,但核型公式不完全相同,苏丹草Sa为2n=18m+2sm(sat),高粱3042A和3042A×Sa F1为2n=20m,其余材料均为2n=20m(sat).苏丹草、高粱及其杂种F1 3者在10条染色体的绝对长臂、绝对短臂、绝对全长、臂比和相对全长上差异均不显著(P0.05),说明苏丹草与高粱在染色体长度上的变化不明显.杂种F1花粉母细胞减数分裂,终变期和中期Ⅰ染色体核型和数目清晰可见(2n=2x=20),配对行为规则;棒状和环状二价体的频率因组合不同而异,Tx623A×S722 F1、3042A×Sa F1和Tx623A×Sa F1棒状二价体频率分别为4.887、5.710和5.126,环状二价体频率分别为5.113、4.290和4.874;在后期Ⅰ,配对的染色体能够正常分离.杂种F2体细胞染色体数目为20(2n=20).因此,苏丹草与高粱的亲缘关系非常近.     

高粱、苏丹草及高粱-苏丹草杂交种产量和饲用品质的比较

在大田条件下,比较研究了高粱-苏丹草杂交种（皖草2号、京科草1号）与高粱、苏丹草的生物产量和饲用品质。结果表明,与高粱和苏丹草相比,高粱-苏丹草杂交种的生物产量高,其中,皖草2号的鲜、干物质产量比苏丹草722选分别高83.8%和121.9%,京科草1号的鲜、干物质产量比722选分别高98.6%和139.9%;杂交种的粗蛋白、粗脂肪含量高,无氮浸出物含量低;粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的产量及总能量均最高,高粱次之,苏丹草最低,杂交种饲用品质的改善主要是粗蛋白和粗脂肪的显著提高;从物质分配和能量形成的角度分析,茎秆和叶鞘是鲜物质产量的主要组成部分,而在干物质产量和能量的形成过程中,茎秆、叶鞘和叶片具有同等重要的作用。     

高粱与苏丹草及其杂交种对干旱胁迫的生理响应

采用盆栽控水方法研究了4份苏丹草品种、6份高粱品种和2份高粱-苏丹草杂交种对干旱胁迫的生理响应.结果表明:高粱、苏丹草及其杂交种的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量以及过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,在干旱胁迫条件下均有不同程度的提高.差异性t测验表明,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)在高粱、苏丹草及其杂交种间反应不同,高粱在处理与对照间差异达显著或极显著水平,苏丹草和杂交种在处理与对照间差异不显著;在过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)指标上,高粱、苏丹草及其杂交种反应一致,处理与对照间差异均不显著.利用全部生理生化指标对12个参试品种进行聚类,结果4个苏丹草品种与杂交种11号被聚成1类;高粱5号与6号,7号与8号各聚成1类;高粱10号自成1类;杂交种12号与高粱9号被聚为1类.因此,苏丹草各品种生理特性的差异较小,高粱和杂交种内品种间差异较大.     

高粱──苏丹草杂交种的选育和利用

利用高粱、苏丹草强大的杂种优势，选育的高粱──苏丹草杂交种经试验、示范，不仅单株优势明显、单位面积产量高，而且品质也十分优良，用于养鱼和养牛，均获得成功。     

高粱与苏丹草杂种优势利用的研究

高粱与苏丹草杂种优势明显,F1单株生物产量性状高于双亲平均值,甚至超过或接近高亲。影响高粱-苏丹草杂交种单株茎叶鲜重的主要因素是主茎粗、叶长;决定单位面积鲜草产量的主要是密度、叶长和单株茎叶鲜重。多年随机区组试验结果表明,杂交种单位面积鲜草产量显著超过苏丹草,并以30万株/hm2为最适种植密度。杂交种营养品     

高粱—苏丹草杂交种产量构成因子及最适密度的研究

通过高梁-苏丹草杂交种产量构成因子分析表明，影响单株产量的主要因素是主茎粗和叶长；影响单位面积产量的主要因素是密度、叶长和单株产量，其中密度对单位面积产量的直接通径系数最大，为1.0299^**。随机区组试验结果表明杂交种最适密度为30万株/hm^2。     

不同高粱—苏丹草杂交种产草量和品质分析

采用随机区组试验设计对6个引进品种和对照皖草2号的产草量和营养成分进行差异性分析。结果表明,皖草2号和晋草1号符合高产优质标准,宜于在本地及周边地区种植和推广。     

高粱和苏丹草营养生长阶段的判别和聚类分析

4个苏丹草品种和6个高粱品种在营养生长阶段的生物学性状差异性分析表明：27个数量性状除性状3、9、13、15、19、27在两类间差异不显著外，其余21个性状在高粱和苏丹草间差异达显著或极显著水平。高粱和苏丹草两两品种间差异极显著；苏丹草类内品种1与2、10的F测验不显著；高粱品种5、6、9三者间F测验不显著。逐步判别分析剔除14个性状后，筛选出最主要的16个性状指标，全部观察个体基本散布成两大类但有交叉。聚类分析表明，参试的l0个品种被分成两大类，即苏丹草1、2、3、10为1类，高粱5、6、7、8、9为1类。     

高粱-苏丹草杂交种生物能源利用的前景分析

高粱-苏丹草杂交种产草量高,品质好,抗逆性强,已成为饲喂畜禽和草鱼的重要青饲和青贮作物.针对高粱-苏丹草杂交种的选育与利用现状,分析了能饲兼用型高粱-苏丹草杂交种的应用前景,提出了在生物能源利用上存在的问题与对策,为高粱-苏丹草杂交种研究探讨了一种新的发展思路.     

强弱光下高粱与苏丹草光合特性的比较研究

采用CI-310便携式光合测定系统，对32份高粱和10份苏丹草品种进行强弱光下光合特性的比较研究。结果表明：高粱和苏丹草的各项光合指标除后者的胞间CO2浓度外，在强弱两种光照条件下均有显著或极显著差异。在弱光条件下，各项光合指标在高粱和苏丹草间均没有显著差异；但在强光条件下，高粱的蒸腾速率和胞间CO2浓度极显著或显著超过苏丹草。在弱光条件下，无论高粱或苏丹草，其净光合速率、蒸腾速率和气孔导度三者间均呈显著或极显著正相关；但在强光条件下，苏丹草的各项指标无显著相关，而高粱大部分指标间相关极显著。     

高粱SSA-1无融合生殖特性及其遗传分析

采用去雄杂交鉴定、遗传分析，对高粱ＳＳＡ－１无融合生殖系的结实特性，无融合生殖频率及其遗传行为进行了鉴定分析。研究结果表明ＳＳＡ－１具有自主结实特性，其自主结实为１３．３－３２．７％。绳索产受两对隐性基因控制，无融合生殖频率为２５．５％－５２．２％，为的兼性无融合生殖类型。该系无杂交不孕性，无融合生殖表达不受授粉方式，父类型等因子的影响，是目前无融合生殖研究以及固定杂种优势的良好基因材料。     

大豆资源的筛豆龟蝽[Megacota cribraria (Fabricius)]抗性鉴定

在观察筛豆龟蝽发生情况及其在大豆上的危害特征基础上,比较了田间自然危害条件下各种抗性鉴定指标，以茎枝黑霉程度结合叶片紫斑数为抗性分级指标鉴定了国内外大批资源，筛选出58份抗、感食叶性害虫的大豆材料，其筛豆龟蝽抗性结果表明，品种间、观察日期间和区组间都有极显著差异，品种×观察日期互作也极显著，最终筛选出PI227687、安陆小黄豆、花柒黄毛豆、沔阳白毛豆等高抗种质，并提出了一套鉴定方法和指标。     

大豆抗筛豆龟蝽Megacota cribraria (Fabricius)的QTL分析

筛豆龟蝽是我国南方大豆的主要害虫之一,本研究旨在定位筛豆龟蝽抗性QTL,分析其稳定性,为大豆抗筛豆龟蝽育种提供参考。以科丰1号×南农1138-2组合衍生的184个重组自交系群体NJRIKY（简称KY）和皖82-178×通山薄皮黄豆甲组合衍生的142个重组自交系群体NJRIWT（简称WT）为材料,2004—2006在田间自然虫源下鉴定了筛豆龟蝽抗性。不同年份内以黑霉程度为指标的方差分析结果表明家系间差异在每年都达极显著水平,遗传变异系数都相当大,遗传率中等偏高。利用Windows QTL Cartographer Version 2.5的复合区间作图法(CIM),KY群体的抗性QTL主要位于D1a和C2连锁群,WT群体的抗性QTL主要位于H和D1b连锁群。KY群体3年均检测出的qRMC-d1a-1位于D1a连锁群,贡献率为7.6%~31.4%;2005和2006两年均检测出的qRMC-c2-1位于C2连锁群,与环境有互作,效应相对较小;抗性等位基因来自南农1138-2;qRMC-d1a-1和qRMC-h-1在2005年和2006年存在显著的互作。WT群体连锁群H上的qRMC-h-1在3年中都被检测到,贡献率为16.3%~36.2%;D1b连锁群上的qRMC-d1b-2在2004和2005年被检测到,效应相对较小;抗性等位基因来自通山薄皮黄豆甲。虽然WT群体D1b和H连锁群上的这2个QTL在KY群体中也有一年被检测到,但2个群体抗性位点基本上是不同的。QTL在不同环境被重复检出,说明大豆对筛豆龟蝽的抗性由稳定的主效QTL所控制,其2侧邻近标记有希望用于标记辅助选择育种。     

Comparative Effects of Salt and Water Stress on Seed Germination and Early Embryo Growth in Two Cultivars of Sweet Sorghum

In semiarid regions of the Mediterranean basin, water and salinity stresses restrict crop establishment. The effects of salt and water stress on seed germination and early embryo growth (radicle and shoot growth) were investigated in laboratory in two cultivars of sweet sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] – cv. ‘90‐5‐2′ and cv. ‘Keller’ – to verify how these stresses may limit crop growth during the very early stages of growing season. Six water potentials (ψ) of the imbibition solution (from 0 to ?1.0 MPa) in NaCl or polyethylene glycol (PEG) for salt and water stress tests, respectively, were studied. Daily germination was recorded, and radicle and shoot lengths and dry weights (DWs) were measured 2 days after initial germination. Seed germination was reduced (8–30% lower than control) by water stress at ψ 相似文献   

大白菜亲缘关系研究

为更有效地利用现有资源、挖掘优异基因为育种和生产服务,对大白菜种质资源进行亲缘关系研究在理论和应用上都具有重要意义。本研究利用6对AFLP引物对89份来源和特性不同的大白菜（Brassica campestris L. ssp. pekinensis）种质进行系统评价和分类研究。6对AFLP引物共扩增出286条带,123条为多态性带,占总数的43.01%。不同引物组合扩增出的总带数和多态性带数差异较大,其中,引物组合E-ACT/M-CAC的扩增效果最好,多态性条带最多,占总带数的54.35%。聚类分析显示：中国大白菜种质资源遗传多样性丰富,参试种质间最大遗传距离为0.359,遗传背景广泛。以0.73的相似系数为阈值,所有材料被分为四大组群,其中浙江黄芽菜单独构成一个组群,明显地区分于其他大多数大白菜品种（“主体”组群）。在“主体”组群中,参试的台湾种质和大陆种质分为两个亚组,日本和韩国种质均被聚到了大陆种质亚组,表明供试的日本和韩国材料与中国大陆种质遗传亲缘关系密切。     

中国栽培和野生大豆农艺及品质性状与SSR标记的关联分析 II. 优异等位变异的发掘

在前文研究已检出与农艺品质性状显著关联的SSR位点的基础上, 本文进一步对与性状关联位点的等位变异作解析, 通过将携带某等位变异的所有材料表型均值与携带无效等位基因(null allele)材料表型均值做比较, 估计等位变异的潜在表型效应增量(减量), 进一步利用该信息估计位点增效(减效)等位变异的平均效应, 鉴别出一批农艺品质性状优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。发现在栽培及野生种质中检出的优异等位变异有同、有异、有互补性。发现关联位点正、负效应等位变异均值间有差异, 可根据育种目标性状选择要求, 选取适合的位点及相应等位变异。同一标记位点可与多性状关联, 其等位变异在不同性状间各有其表型效应的方向和大小; 等位变异在相关性状效应上方向、大小的异同解释了性状间正、负相关的遗传原因。关联作图得到的信息可以弥补家系连锁法QTL定位信息的不足, 并直接利用等位变异信息进行亲本选拔、组合选配及后代等位条带辅助选择以提高育种成效。     

In vitro screening and field evaluation of tissue-culture-regenerated sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) for soil stress tolerance

Summary Sorghum bicolor (L.) Moench is generally quite sensitive to salt and acid (high aluminium) soil stresses, but quite tolerant of drought stress. As with any stress phenomenon, intra-specific variability exists within the genus. In vitro cell selection and somaclonal variation offer an alternative to traditional breeding methodology for generating improved breeding lines for hybrid development. A field selection protocol was developed for the three soil stresses and inter-stress evaluations were conducted in an effort to find multiple, stress-tolerant genotypes. The acid soil-drought stress, super-tolerant selections were located by the R₇ generation when exposed to a combined aluminium-drought stress field environment and when the regeneration population (number of regenerated lines from one callus source) was maintained at 15,000 plants or higher. A variant frequency of 0.1 to 0.2% for stress tolerance and acceptable agronomic traits among the surviving somaclones, provided an adequate number of phenotypes with desirable agronomic characteristics and a high level of soil stress tolerance. Subsequent research verified that the stress-tolerant regenerants had superior acid soil and drought stress tolerance to that of the donor parents, that their yield capabilities under stress were superior to their parents, and that their stress tolerance attributes were transferred in hybrid combinations. In vitro selection was not effective in increasing the number of field stress survivors. In fact, superior germplasms were developed from non-stressed callus or salt-stressed callus. In vitro selection reduced regeneration frequency and subsequent survival of plants under field stress. In vitro-stressed regenerants should be subjected only to non-stressed environments to maintain population numbers for field selection and thereafter should be subjected to stress environments during later (R₅₊) generations. The optimal strategy for the exploitation of somaclonal variation may be through short-term cell culture (< 12 months) with no attempt at in vitro selection.     

Isolation and characterization of resistance gene analogs (RGAs) from sorghum (Sorghum bicolor L. Moench)

Degenerate primers designed based on known resistant genes (R-genes) and resistance gene analogs (RGAs) were used in combinations to elucidate RGAs from Sorghum bicolor, cultivar M 35-1. Most of the previously tried primer combinations resulted in amplicons of expected 500–600 bp sizes in sorghum along with few novel combinations. Restriction analysis of PCR amplicons of expected size revealed a group of fragments present in a single band indicating the heterogeneous nature of the amplicon. Many of these were cloned and some were considered for analysis. The nucleotide sequence of different cloned fragments was done and their predicted amino acid sequences compared to each other and to the amino acid sequences of known R-genes revealed significant sequence similarity. A cluster analysis based on neighbor-joining (N-J) method was carried out using sorghum RGAs (SRGAs) together with several analogous known R-genes resulting in two major groups; cluster-I comprising only SRGAs and cluster-II comprised of known R-gene sequences along with three SRGAs. Further analysis clearly indicated similarity of SRGAs in overall sense with already known ones from other crop plants. These sequences can be used as guidelines to detect, map and eventually isolate numerous R-genes in sorghum.