甜菜耐盐性分子及育种研究进展

甜菜(Beta vulgaris L.)是我国最重要的糖料作物之一,但盐渍化土地严重制约着甜菜的产质量。培育耐盐性甜菜新品种是降低盐渍化土地对甜菜生长和产量影响的有效途径。笔者综述了甜菜耐盐分子水平及甜菜耐盐性育种方面的主要进展,包括:甜菜耐盐相关基因(脯氨酸合成相关基因、甜菜碱合成相关基因、抗氧化保护酶合成相关基因等),甜菜耐盐性蛋白质组学(磷酸化蛋白、盐应答膜蛋白等),提高甜菜耐盐性的策略[选育耐盐性甜菜材料、栽培策略(外源脱落酸、赤霉素、水杨酸、Ca~(2+)、芸苔素内酯、氮肥、葡萄糖、甜菜碱、脯氨酸等方法能够通过增强生理过程提高甜菜的耐盐性)及转基因方法(Na~+/H~+反转运基因过量表达、拟南芥中耐盐基因AtNHX3及E. coli的胆碱脱氢酶基因表达)];并就研究中存在的相关问题进行探讨和展望,以期为深入开展甜菜耐盐性研究提供参考。     

丰田液体肥对甜菜蔗糖代谢酶活性的影响

探讨了丰田液体肥对甜菜蔗糖代谢关键酶活性的影响。结果表明,丰田液体肥处理提高了甜菜叶片蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶的活性,降低了转化酶的活性。适宜浓度液体肥处理提高了甜菜的根产量、含糖率和产糖量。     

甜菜增糖剂研究近况

甜菜的产糖量取决于甜菜的根产量和含糖率。近年来甜菜的含糖率有下降的趋势,致使不少糖厂亏损。如何提高甜菜块根的含糖率,是一重要的研究课题。栽培上适当合理的密植、应用高糖型品种、增施磷肥等均能提高一定程度的含糖率。近十多年,在甘蔗和甜菜上应用植物生长调节剂以提高产糖量的研究,已取得了很大的进展。甘蔗增糖剂的介绍国内巳有报导,但甜菜增糖剂的综述则未见报导。我们查阅了国内外有关资料,并根据三年来我们在这方面的科研成果按照化合物的结构,对一些较有前途的甜菜增糖剂综述如下:     

甜菜STPK家族鉴定及蛋白互作网络分析

丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STPK)参与调节植物体内的多种信号转导、胁迫应答过程,但在甜菜中STPK的研究相对较少。为了揭示甜菜中STPK家族的特征从而预测其功能,本研究采用生物信息学方法,从全基因组水平对甜菜STPK家族进行了鉴定与分析,并构建了STPK蛋白互作网络。结果表明,甜菜基因组中鉴定到148个STPK,分为9个亚类;且这些STPK均含有11个蛋白激酶的保守结构域;甜菜STPK互作网络包括8个子网;这些蛋白质与发育和刺激应答相关。本研究结果可为甜菜遗传育种提供理论支持与基因资源。     

大垄密植是提高垄作区甜菜产量的有效措施

甜菜是块根作物，对密度的要求较严格，自身调节能力差，依靠群体获取产量作用明显。稀植情况下，即使个体发育好，能弥补一定的总体产量（单位面积产量）损失，但含糖率也会明显降低，单位面积产糖量仍不高。长久以来，人们对甜菜种植密度的研究较多，并一致认为６６～７...     

甜菜体内蔗糖的合成及运输的研究经历和现状

甜菜是以积累蔗糖为主的经济作物,研究探讨甜菜是如何合成、运输、贮存蔗糖的机理,是为指导甜菜生产实践提供理论根据的。对于其机理的深入探讨,抓住蔗糖代谢的本质规律,是改革生产技术,提高甜菜产量和含糖量的根本途径。对比不同类型的甜菜蔗糖代谢规律的区别是找到生理选育指标,选育高糖新品种的捷径。     

水稻花器官发育基因的研究进展

水稻花器官的发育结果直接影响稻谷产量和稻米品质，而且水稻是单子叶植物发育分子生物学研究的模式植物。近年来有关水稻花发育基因调控的研究已取得了长足的进展，通过突变体和同源序列的比较获得了一系列与水稻花发育相关的基因，本文结合经典的ABC模型对此进行了综述。     

甜菜高产高糖综合栽培措施及其数学模型研究初报

为了取得甜菜高产高糖高效益,试验采用五元二次正交回归旋转组合设计,将数据输入微型电子计算机.进行运算分析,得出甜菜产量、产糖量方程.由于两个模型拟合较好,有实践意义,从而也得出最佳农艺措施,即最优的产量和产糖量方案.产量、产糖量的主效应,依次为氮肥、垄距、株距、磷肥、钾肥。垄距、氮肥、钾肥对产量、产糖量存在着二次抛物线的曲线相关,株距对产量亦如此.株距与氮肥,氮肥与磷肥,氮肥与钾肥对产量、产糖量均有交互作用.     

生物技术在甜菜育种中的应用研究

通过对甜菜共药与胚珠的培养，后代遗传学分析，优良品系与优势组合选育及产质量鉴定等生物技术与常规技术相结合的方法，选育出一些有价值的高糖，抗病甜菜优良品系及优势组合，其中，组合８８－３０经１９９１￣１９９２年２点次异地鉴定结果；块根产量与对照相仿，含糖率比对照提高１．４度，产糖量较对照增加１１．５％，进一步肯定了甜菜未授粉胚珠，花药培养技术在甜菜育种中的应用潜力。     

多倍体甜菜杂种优势的经济效应及其制种亲系的选定

近代植物细胞学的深入研究,使人们对于植物多倍体有了本质的了解,肯定了多倍体植物的经济意义。1937年秋水仙精诱变植物多倍体获得成功以后,使得大批量地创造多倍体类型有了可能。由于多倍体甜菜具有产量高、含糖多、单位面积产糖量高、生产力稳定等特殊的经济效应,引起了各甜菜栽培国家和地区的重视。70年代以来,欧洲国家的甜菜生产,几乎百分之百地采用了多倍体品种。随着诱变多倍体所特具的优良经济特性,也带来一些需要解决的缺点和问题,诸如发育变慢,容易造成花期相遇不良,导致制种比例失调和引起糖分下降,失去应有的优势,使优良的经济特性被掩盖。这些问     

Sugar Beet Quality Improvement

Abstract

More than one-third of the sugar (sucrose) consumed by humans is obtained from sugar beet (Beta vulgaris L.). Sucrose extraction begins with the production of a dark opaque juice from strips of sugar beet. This juice is purified with lime and carbon dioxide, thickened by evaporation, and crystallized under a vacuum. Soluble nonsucrose constituents of sugar beet, referred to collectively as impurities, impede sucrose crystallization in normal factory processes. Sucrose concentration and the ratio of sucrose to total soluble solids (sucrose plus impurities) determine processing quality of sugar beet. Among the more important impurity components are sodium, potassium, and amino-nitrogen. Sucrose and impurity concentrations can be altered in breeding programs. However, a negative association between root yield and sucrose concentration and interactions among impurity components and between impurity components and yield or sucrose concentration have complicated breeding efforts. Also, almost any cultural practice may affect the quality of the crop. Nitrogen fertilizer management is a challenge wherever sugar beet is grown. Producers' returns can be increased with proper nitrogen application but even moderate over-fertilization may result in a costly reduction in crop quality. Both producers and processors operate on small profit margins. In this economic environment, producing a high quality crop is a necessity.     

甜菜与蔗糖代谢相关的酶

综述了近年来国内外有关甜菜转化酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)在蔗糖代谢与积累过程中的作用.并根据3种酶的研究进展,对今后的研究方向提出建议.     

内蒙古甜菜制糖产业发展探析

内蒙古自治区从1955年包头糖厂建成投产开始,已成为我国重要的甜菜制糖产业基地。近年来内蒙古甜菜制糖产业快速发展,甜菜制糖企业呈现集团化、多元化、专业化的格局,共有13家糖厂在生产,日加工甜菜能力达5.35万吨,食糖年产能70万吨。内蒙古具有较强的甜菜生产技术优势,甜菜种植的比较收益突出,通过甜菜制糖企业合理布局,建立甜菜种植保护区,依靠科学技术,规模化种植提高了甜菜生产机械化水平,合理轮作,避免甜菜重迎茬,建立环境友好型甜菜生产方式,形成稳定的甜菜生产能力,为制糖企业提供充足原料。采用先进的制糖工艺技术,降低糖分工艺损失,加快新产品开发,延伸甜菜制糖产业链,以效益为中心,推动甜菜制糖行业可持续发展。2018/2019榨季内蒙古食糖产量达到历史高位的65万吨,占国内甜菜糖总产量的49.04%,成为我国最大的甜菜糖产区。     

甜菜不同类型品种含铁量及某些相关生理特性的初步研究

甜菜叶片和块根的含铁量、细胞色素氧化酶活性及呼吸速率,在整个生育期呈现由低到高而后又降低的过程。糖分积累期叶片的上述3项指标与收获时块根含糖率呈正相关,高糖型品种的该3项指标值高于丰产型品种,故3者可作为高糖型品种(材料)后期选择或鉴定的生理指标;叶片中过氧化物酶活性随生育进程逐步升高,而块根中该酶活性的变化正好相反。各生育时期叶片中过氧化物酶活性皆与收获时块根含糖率呈正相关,且以块根分化形成期相关更为密切。不同类型品种比较,高糖型品种大于丰产型品种。块根分化形成期叶片高的过氧化物酶活性是高糖型品种(材料)的重要生理指标;叶片的过氧化物酶活性在整个生育期内远大于块根,且较稳定。     

Achievements and prospects in breeding for rhizomania resistance in sugar beet

Economic viability of a sugar beet crop largely depends on its successful protection against rhizomania, a most devastating disease that causes severe losses in root yield, sucrose content and quality. Rhizomania disease is caused by Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV), a virus present in most sugar beet growing regions being vectored by the widely spread soil borne protoctist Polymyxa betae Keskin. The only practical means to control the disease is the use of genetically resistant varieties and, to date, such resistance is mainly based on a dominant gene (Rz1) that when present confers a sufficiently high level of protection against BNYVV. However, the emergence of virus strains capable of compromising the resistance employed in commercial varieties as well as a possible spread of more pathogenic isolates threatens crop's protection efficiency in the future. All these point to the necessity for exploiting new and more effective genetic sources of rhizomania resistance, both by classical and molecular breeding approaches, a practice that is being pursued by the relevant breeding firms. This article critically reviews the various issues related to the disease and its management and particularly to the ones pertaining to pathogen genetic diversity, types of genetic resistance currently employed, as well as to novel biotechnological approaches aiming at the development of better resisting cultivars.     

黑龙江省制糖企业甜菜种植与收购调查分析

黑龙江省种植甜菜已有100多年的历史,是我国甜菜制糖产业的发源地。调查发现,黑龙江制糖企业与甜菜种植户的合作基本上是直接签订合同,合同履约情况良好。甜菜种植户从糖厂购买甜菜种子,按照糖厂的技术要求准备地块、购置生产资料,在生产过程中会接受糖厂农业技术人员的技术指导;糖厂收购甜菜实行甜菜种植户直接将甜菜交给糖厂和由农户代储、糖厂拉运结合的两种收购方式,甜菜收购实行以质论价;多数甜菜种植户对糖厂的服务表示认可,但认为糖厂商誉一般或较差的也占四成,说明糖厂为甜菜种植户的服务还有改进空间。糖厂应在技术、资金方面对甜菜种植户的需求提供帮助,探索与农户稳定、持久合作方式,发展甜菜生产,保障原料供应,实现合作共赢。     

栽培甜菜的种类及利用价值

栽培甜菜从种类上分具有糖用型、饲用型、食用型甜菜;从用途上看,不仅可以制糖,还可制燃料乙醇,提取甜菜碱、甜菜纤维;对发展畜牧业而言,饲用甜菜是优质高产的多汁饲料;对丰富食物结构而言,食用甜菜具有食用营养和药用价值.应该挖掘甜菜的综合利用价值.     

焉耆糖区气象条件与甜菜含糖相关性分析

气象条件对甜菜的含糖有很大影响。在焉耆糖区干旱、人工灌溉的条件下,甜菜营养生长期内8月和10月份的温度与甜菜最终含糖关系最密切,呈显著正相关,日照时数与含糖呈正相关关系,降雨与含糖呈负相关,尤其在8月份,降雨多,空气湿度大,含糖下降。     

甜菜氮肥的合理施用

综述文献关于氮肥对甜菜的生长、吸收分配规律、生理生化及产质量的影响可知,甜菜生长需要多种营养元素,其中氮素尤为重要,不合理施用氮肥对甜菜的产质量带来很多负面影响;造成资源浪费、环境污染,影响人类健康。提出合理施氮、用氮的途径与策略:第一,因地、因品种、因时制宜,根据测土资料及不同甜菜基因型差异确定施肥种类、配比;根据作物不同生长时期的需肥规律及不同生态条件需要,按需供肥。第二,肥要在水的作用下才能发挥作用、才能更好发挥作用,区域配肥技术与灌溉技术相结合的水肥一体化精准精细灌水施肥技术是甜菜生产高效用肥的必然发展趋势。第三,作物不同养分间具有协同和相互影响作用,因此根据同等重要原则应有机配比。第四,为了提高肥效及利用率,施用缓控释肥,有机无机肥配施,施用微生物肥、生态肥等发挥微生物的促进、协同作用。第五,常规育种与转基因技术结合培育氮素养分高效利用品种。第六,利用现代监测技术手段及应用甜菜生长模型尤其是CERES-Beet模型监测氮等养分的转化、吸收等动态。     

黄河河套灌溉区发展甜菜生产的对策

针对甜菜生产存在的问题,提出甜菜高产(60t/hm^2),高糖(16．5％)的技术措施：占用饲料地种植甜菜,解决争地矛盾;建设甜菜产业化基地,实现工农双赢;实行科学种田,实现甜菜“三高”;实行甜菜生产机械化,提高劳动生产力;典型引路,实行“一帮一”科技示范。