木薯及其同源四倍体基因组与DNA甲基化差异分析

为研究染色体加倍对木薯基因组的影响,以及多倍化与2种不同倍性木薯之间DNA碱基序列的变化的联系。本研究以木薯品种"新选048"二倍体及其同源四倍体为研究材料,使用微卫星(simple sequence repeat,SSR)、目标起始密码子多态性(stand codon targeted polymorphism,SCo T)和甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)技术分别对木薯倍性间的遗传差异、DNA甲基化水平和模式进行分析。结果表明:利用SCo T和SSR均未检测出多态性条带产生,利用MSAP技术可检测出在DNA甲基化水平和模式均发生较大改变。二倍体和同源四倍体的总甲基化率分别为60.21%、59.52%,全甲基化率分别为39.92%、41.42%,半甲基化率分别为20.29%、18.10%。木薯多倍化后,其中有27.30%的位点发生了过甲基化,四倍体有25.00%的位点表现出去甲基化。本研究结果为探究木薯倍性间遗传差异和表观遗传变化规律进行了前期探索。      

不同倍性水稻的花粉发育特征分析

以水稻品种红米2x和其对应的同源四倍体红米4x为试验材料,用激光扫描共聚焦显微镜观察了不同倍性水稻的花粉发育特征。结果表明,不同倍性水稻花粉粒形成过程基本相似,但与相应的二倍体水稻相比,同源四倍体水稻在减数分裂及后期发育过程中存在多种异常现象,如纤维素壁降解不完全、细胞不均等分裂及分裂不同步等现象;在成熟花粉中,二倍体水稻的正常花粉占89.92%,败育率为10.18%,四倍体水稻的正常花粉占69.96%,败育率高达30.04%;四倍体水稻的花粉直径显著大于二倍体水稻,且四倍体水稻的花粉粒萌发延迟。认为不同倍性水稻的花粉发育存在差异,染色体加倍对水稻花粉发育产生了不良影响。     

木薯品种华南12号（SC12）同源四倍体诱导及鉴定

多倍化可伴随产生一些优良的农艺性状，如抗逆性增强、器官体积变大、生物量增加等，多倍体育种为木薯新品种培育提供了一个重要途径。本研究以木薯品种SC12离体单芽茎段为诱导材料，比较不同浓度秋水仙素对外植体诱导率的影响，并对木薯二倍体与同源四倍体不同株系进行形态学、解剖学和农艺特性比较。结果表明，以0.03 g/L浓度的秋水仙素诱导SC12同源四倍体效率最高，为7.78%；通过流式细胞仪和根尖染色体数目观察对筛选的20个植株进行倍性鉴定，获得了11个同源四倍体和5个嵌合体植株，同源四倍体为检测株系的55%，变异植株为检测株系的80%；二倍体和同源四倍体植株表现出显著的形态和生理差异，在形态上表现为四倍体植株变矮、茎杆变粗、叶尖盾化，叶片由披针形向拱形过渡，同源四倍体裂叶长/裂叶宽显著降低、叶绿素含量显著增加；通过解剖学发现四倍体叶片保卫细胞的长、宽、叶绿体数目均显著增加，分别比二倍体增加2.33%、28.99%、117.79%；气孔数显著降低，比二倍体减少40.06%；四倍体变异株保卫细胞呈椭圆形，二倍体保卫细胞趋近于圆柱形；四倍体叶片厚度和栅栏组织厚度均显著高于二倍体，比对照分别增加24....     

木薯成熟种茎多倍体诱导及鉴定

以木薯品种SC205和新选048的成熟种茎为材料,利用秋水仙素对侧芽进行滴液法处理诱导多倍体,使用流式细胞仪鉴定木薯植株倍性,并通过形态学、解剖学、生理学方法鉴定和分析多倍体、嵌合体和二倍体特征特性。结果表明:通过诱变处理获得了木薯四倍体和嵌合体植株,四倍体和嵌合体植株与二倍体相比表现出最上部全展叶第1和第2叶叶形指数降低、叶片厚度增加,气孔密度变小,叶绿体数目增加,气孔长度、保卫细胞长度和宽度增大,叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、叶绿素总量、SPAD值增高,净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率增大。     

二倍体和同源四倍体大麦籽粒的氨基酸成份分析

分析了五个二倍体大麦和五个同源四倍体大麦的籽粒氨基酸成份,发现同源四倍体大麦的氨基酸的总量比二倍体显著地为高。但不同氨基酸对大麦染色体的倍性反应存在一定差异,以赖氨酸、酪氨酸、脯氨酸增谷最多。同源四倍体与二倍体17种氨基酸威分在含量多少的顺序上,基本上是一致的,均以谷氨酸为最多,蛋氨酸为最少。     

大麦小孢子再生植株气孔保卫细胞长度与倍性的相关性

为了建立一种快速鉴定大麦小孢子来源植株倍性的方法,对大麦品种"花30"不同倍性(种子来源二倍体,小孢子来源单倍体和单倍体加倍系)早期植株的不同叶位、不同叶片部位的气孔保卫细胞长度进行了测定,考察了不同取材部位气孔保卫细胞长度的差异,对种子来源二倍体、小孢子来源单倍体和单倍体加倍材料的气孔保卫细胞长度的分布进行了区分。结果表明,"花30"单倍体材料的气孔保卫细胞长度在不同叶位以及不同叶片部位差异较小,而单倍体加倍材料和种子来源二倍体材料受叶片部位影响较大,单倍体和二倍体材料间气孔保卫细胞的长度差异显著,而单倍体加倍材料和种子来源二倍体材料间气孔保卫细胞长度未观察到明显差异。单倍体和单倍体加倍材料气孔保卫细胞的长度值范围分别为26.9~37.7μm和36.7~62.1μm;利用37μm临界值可对大麦小孢子来源的DH群体中的单倍体进行快速区分。     

~(60)Co-γ辐射对木薯体细胞胚子叶再生的诱变效应

为探讨~(60)Co-γ射线对不同木薯品种体细胞胚子叶的辐射诱变效应,以2个木薯品种‘新选048’和‘Mcol22’体细胞胚子叶为外植体,采用0、5、10、20、40 Gy 5个剂量的~(60)Co-γ射线辐射处理,观察比较不同辐射处理条件下体细胞胚子叶不定芽发生率、再生植株的生根率、株高、组培苗的生长情况以及再生植株移栽后植株的生长状况。结果表明,~(60)Co-γ射线对体细胞胚子叶不定芽的发生具有明显抑制作用,且随着~(60)Co-γ辐射剂量的增加抑制作用增强。不同基因型对~(60)Co-γ射线的敏感程度存在差异,‘新选048’对~(60)Co-γ射线的敏感程度较‘Mcol22’强。从再生植株的生长情况可知,再生植株的生根率、株高、移栽成活率均随着辐射剂量的增加而降低。经辐射,2个木薯品种在组培苗形态上均出现叶柄或叶脉颜色改变、叶形变异、黄化苗、矮化苗等不同程度的变异。     

华南205木薯及其同源四倍体PSⅡ叶绿素荧光参数差异分析

为研究华南205二倍体木薯及其同源四倍体叶片中光系统Ⅱ(PSⅡ)叶绿素荧光参数的差异,采用调制式叶绿素荧光成像系统Imaging-Pam对PSⅡ的叶绿素荧光参数进行测定。结果表明:SC205染色体加倍后,叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均显著提高;叶绿素荧光参数Fo、ΦPSⅡ、q P和ETR均显著升高,NPQ降低,Fv/Fm并未发生显著变化。叶绿素含量及ΦPSⅡ、q P、ETR的上升表明SC205四倍体叶片PSII反应中心捕光能力强、光化学转化效率高,从而提高了叶片的光合速率。     

不同品系橡胶树的花序性状差异研究

以具有亲缘关系的橡胶树(Hevea brasiliensis Muell. Arg.)热研88-13、热试47、热试62为研究对象，对不同品系橡胶树开花侧枝上的花序和花序上的一级花序、雌花、一级雌花、二级雌花的数量和位置分布进行了调查和统计分析。结果表明：不同品系橡胶树间开花侧枝上花序、一级花序、雌花、一级雌花、二级雌花的数量和位置分布差异显著，不同品系橡胶树间花序上雌花、一级雌花和二级雌花的数量和位置分布差异显著；橡胶树开花侧枝上的花序数、雌花数、一级雌花数、二级雌花数之间相关性显著，花序上的雌花数，一级雌花数和二级雌花数之间相关性显著。可以将开花侧枝上的花序数和/或花序上的雌花数作为品种识别的指标之一，将花序上的一级花序数、一级雌花数和二级雌花数作为品种识别的辅助指标。     

花粉植株的诱导及其在育种中的意义综述

一、花粉植株的诱导概况 (一)花药培养花药培养是将花药离体后进行培养,使花粉发育成单倍体植株。单倍体植株染色体加倍后,成为具有同型遗传因子的纯合二倍体,不仅能正常开花结实,而且植株后代整齐一致,性状稳定,这在育种工作中和生物理论研究上都有重要意义。因此很早就有人提出单倍体育种的设想,企图通过某种方法从杂交后代产生大量单倍体,加倍后变成纯合的二倍体,直接用于选种实践,但未找到     

木薯的薯构型及其对机械收获的影响

不同品种木薯的薯块（块根）在土壤中的空间分布特性即薯构型,直接影响机械收获的效果。为探索木薯薯块在土壤中的空间分布特性,本研究通过抽样调查,研究了典型木薯品种华南205、南植199和新选048的薯构型,探讨适宜机械化收获的木薯品种,确定木薯机械化收获的技术参数。结果表明,华南205和南植199的薯块空间分布较为适宜机械化收获,单株木薯的最优收获半幅宽为0.0~35.0 cm、收获层深为0.0~25.0 cm,在此条件下,华南205的薯数占比和薯重占比均达到100.0%,南植199达96.0%以上。综合分析,确定木薯收获机的单株木薯半幅收获宽度为35.0 cm、收获深度为25.0 cm,该研究结果可为木薯收获机械的研究设计提供参考依据。     

木薯新品种(系)在云南的适应性比较研究

以华南205(SC205)为对照品种,研究比较F44、F50、G56等22个木薯品种(系)在云南的适应性。结果表明:单株茎叶鲜重为1.8~11.4 kg,最重的是F81,与F50、哥伦比亚18R、F114等品种系差异极显著;最轻的是GR3,与F44、SC5、新选048等品种(系)差异极显著,与SC205、F50、F114、哥伦比亚18R差异显著;每株鲜薯条数为7.6~17.5条,最多是SC8,比SC205(对照)增加53.5%,而最少的是F108;小区鲜薯重为40.0~100.3 kg,最重为新选048,比SC205(对照)增加70.1%,比鲜薯重最轻的SC5显著高产,与其它品种产量差异不显著,且SC5小区鲜薯重比SC205(对照)减产36.2%。综上所述,综合性状相对适合在云南种植的为SC8、GR3、GR4、新选048、GR024-1、GR024-2、F106、哥伦比亚18R、F114、G37、F44、G30、F100、F539共14个品种(系)。     

3个不同木薯品种的代谢产物解析

本研究以3种木薯品种（‘KU50’‘SC205’和‘SC9’）块根为实验材料,采用色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术,对8月龄木薯块茎的代谢物进行差异性分析。通过鉴定共获得77个差异代谢物,主要涉及糖及其衍生物、氨基酸、有机酸等,‘KU50’和‘SC205’两个品种的优势代谢产物（相对含量>15%）均为蔗糖,且二者含量基本相当,‘SC9’的优势代谢产物为蔗糖与果糖;‘SC9’中蔗糖、柠檬酸相对含量显著低于‘KU50’和‘SC205’,但果糖、半乳糖、葡萄糖高于二者。利用主成分分析（PCA）发现,3个木薯品种块根代谢物组成结构差异性显著,获得差异显著的33种代谢物中主要涉及糖类及其衍生物、有机酸及其衍生物、生物碱、核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等5个类别。通过GO、KEGG、通路富集分析共注释到14个差异显著性代谢途径,其中,共有16个代谢物富集于氨酰tRNA生物合成途径,9个富集于精氨酸和脯氨酸代谢途径,3个富集于氰基氨基酸代谢途径。本研究通过对3个木薯品种块根代谢物的种类、相对含量、主要代谢物和显著差异代谢物进行分析,阐明了不同木薯品种淀粉品质形成的物质基础。可为后期更好地进行木薯品种改良、品种选育及木薯食品加工提供参考。     

60Co-γ辐射对木薯生长的影响及其突变体的SCoT分析

为了探讨不同剂量60Co-γ射线对木薯生长的影响,确定突变体DNA变异的情况,以新选048和华南205木薯品种为供试材料,采用0（CK）、50、100、200、400、800 Gy60Co-γ射线对其进行辐射诱变,观测不同辐射剂量下木薯的生长情况,对辐射诱变后的种植材料进行表型鉴定,并对表型变异稳定的突变体采用SCo T分子标记进行分析检测。结果表明:2个木薯品种辐射敏感性不同,新选048和华南205的半致死剂量分别为214、219Gy,而当辐射剂量达到400 Gy时,2个木薯品种的致死率均达100%,因此,木薯60Co-γ辐射诱变较合适的诱变剂量在200 Gy左右;在0（CK）、50、100、200、400、800 Gy辐射剂量下,新选048的表型变异率分别为0%、0%、1.5%、5.4%、0%、0%,华南205表型变异率分别为0%、0%、1.2%、3.5%、0%、0%;据20142016年的表型鉴定结果,本试验获得了8份包含了裂叶叶形变异、叶柄颜色变异、株高变异、茎粗变异的稳定突变体,对其采用SCo T分子标记检测,结果发现共有11条引物可检测到木薯母本及其突变体在分子水平上的差异。这些突变体的获得为今后木薯育种及机理研究提供可靠的原材料和中间材料,且采用SCo T分子标记能较好的鉴定辐射诱变获得的木薯突变体材料,为今后木薯辐射诱变育种提供参考。     

利用流式细胞术鉴定茉莉花基因组大小和染色体倍性

以收集的16份茉莉花资源及50份实生种质为材料,以玉米B73为内参,采用流式细胞术估测茉莉花基因组大小,并以二倍体品种为对照,计算茉莉花染色体倍性。结果表明:内参与待测样品峰值能完全分开,无重叠峰,峰型清晰集中,可对茉莉花基因组大小进行有效估测;供试材料中有56份二倍体,基因组大小为0.54～0.63 Gb,有7份三倍体,基因组大小为0.79～0.96 Gb,有3份四倍体,基因组大小为1.04～1.12 Gb;从收集的资源中鉴定出二倍体和三倍体,未见四倍体,而从实生种质中鉴定出3个四倍体、2个三倍体,表明实生选种是茉莉花种质创新的一条有效途径;在已明确花冠类型的材料中,三倍体及四倍体均为单瓣型茉莉。该研究结果为茉莉花倍性育种及实生选种提供科学依据。     

木薯新品种‘华南16号’的选育

新品种‘华南16号’（‘SC16’）（Manihot esculenta Crantz cv. SC No.16）是以木薯品种‘华南8号’（‘SC8’）为母本和引进品种‘Q10’（I93/0665）为父本进行人工杂交获得F₁杂交种子,经实生苗试验、初级品比、高级品比、区域试验和生产性试验等选育而成。其鲜薯产量在区域试验和生产性试验分别为50.15 t/hm²和45.82 t/hm²,比我国主栽品种‘华南205’（‘SC205’）分别增产55.45%和35.85%;块根淀粉率分别为25.42%和26.10%,略低于‘SC205’（对照）;鲜薯氰苷含量为29.70 μg/g,属于甜木薯品种。综合试验结果表明,‘华南16号’是1个株型优良、高产,且能够密植与机械化采收的工业用、食用兼饲用的新品种,适宜在我国广西、广东沿海、海南,以及东南亚地区推广种植。     

药用万寿菊多倍体的诱导与特征分析

为获得四倍体药用万寿菊材料,采用秋水仙素对药用万寿菊'内蒙1号'的种子进行多倍体诱导研究.以0.15％浓度的秋水仙素处理露白的万寿菊种子24 h,幼苗变异率较佳,可达到56％.幼苗定植于田间,初步筛选并标记形态变异植株,自花授粉后采收种子播种并观测子代形态指标,对形态变异明显的植株进行流式细胞仪检测,确定获得15株纯合...     

北移江西种植的木薯品种鲜薯产量及淀粉品质差异研究

2008年和2009年,以华南系列木薯品种SC5、SC6、SC7、SC8、SC9、SC10和SC205为材料,研究北移江西种植的鲜薯产量及其淀粉品质的差异。结果表明:7个木薯品种中鲜薯产量最高的是SC8,居中的依次是SC205、SC7、SC10、SC6、SC9,最低的是SC5;淀粉含量最高的是SC6,居中的依次是SC9、SC8、SC205、SC10、SC7,最低的是SC5。SC8的鲜薯产量和淀粉含量显著高于对照品种SC205,而SC5显著低于对照品种SC205及其余5个品种。与对照品种SC205相比,SC8和SC5的直链淀粉含量、冷冻稳定性、凝沉稳定性和恩氏粘度较高,淀粉颗粒粒径略大,糊化温度略低。SC205的透明度和粘度高于SC5,但低于SC8。综上所述,7个供试木薯品种中以SC8和SC205北移江西种植的适应性相对较强,而SC5的适应性相对较弱。     

施钾改善木薯农艺性状及淀粉组分

以2个木薯品种’SC205’和’SC124’为研究对象,设置不施钾(K0,K2O 0 kg/hm²)、低钾(K50,K2O 50 kg/hm²)、中钾(K100,K2O 100 kg/hm²)和高钾(K200,K2O 200 kg/hm²)4个施钾量处理,测定收获期木薯的农艺性状、鲜薯产量及其构成指标、可溶性糖组分含量、淀粉组分含量等指标。结果表明:(1)与不施钾相比,施钾量达100kg/hm²以上时,能显著提高木薯株高、茎径、单条薯重;施钾量达50 kg/hm²以上时,能显著提高鲜薯产量,其中’SC205’和’SC124’的鲜薯产量增幅分别达59.2%～131.7%和51.4%～127.9%,在施钾量(K₂O)为100 kg/hm²时鲜薯产量达到最大值;(2)施钾量对不同组织可溶性糖组分含量及总淀粉含量、支链淀粉含量均有显著影响;品种与施钾量间交互作用对蔗糖含量具有显著影响,对其他可溶性糖组分及淀粉各组分均无显...