抗旱、抗病高粱新品种晋杂22选育报告

晋杂22是山西省农业科学院高粱研究所育成的酿酒专用高粱新品种,该品种以抗病、抗旱雄性不育系A2SX44A为母本,恢复系SXR-30为父本组配而成,具有抗旱,对高粱丝黑穗病1、2、3号生理小种免疫,抗逆性强,产量高等特点。2008年通过山西品种审定委员会鉴定,适宜在山西春播中晚熟区种植。     

控制高粱分蘖与主茎株高一致性的基因定位

用分蘖与主茎株高一致的高粱品系K35-Y5与分蘖明显高于主茎的高粱恢复系1383杂交, F1自交获得F2分离群体,构建两混池,采用BSA (bulked segregation analysis)和SLAF (specific length amplified fragment sequencing)技术将高粱分蘖与主茎株高一致基因定位。遗传分析表明,分蘖与主茎株高一致性状由1对隐性核基因控制。参考已公布高粱基因组设计酶切方案,构建SLAF文库并测序。对高粱参考基因组序列进行电子酶切预测,确定限制性内切酶为Rsa I+Hae III,酶切片段长度为364～414 bp;测序Q30为91.70%, GC含量为45.79%,达到测序要求;与水稻的测序数据相比,高粱的双端比对效率为93.35%,酶切效率为90.60%, SLAF建库正常。共获得30.80 M reads,开发出133,246个SLAF标签,再通过分析SLAF标签的多态性,检测到319,428个SNP位点。利用SNP-index法和Euclideandistance法及取两者交集进行关联分析,最后得到一个关联区域,位于第9染色体上的54,788,026～56,740,873区间内,关联区域长度1.95 Mb。分析关联区域内的基因在2个亲本之间SNP,对这些SNP进行变异的注释,发现4个非同义突变的SNP。经验证,这4个SNP位点和分蘖与主茎株高一致性状相关。对应到Sobic.009G197901.1、Sobic.009G213300.1和Sobic.009G221200.1三个基因上,这些基因可能是与性状直接相关的功能基因。     

新选甜高粱不育系和恢复系的配合力分析

采用不完全双列杂交方法分析新选甜高粱不育系和恢复系的配合力.结果表明,不育系中一般配合力较高的有A3R111和A1Tx623,恢复系中一般配合力较高的有甜C-1-1.A27050×甜C-1-1,A3R111×甜C-1-1是两个较优的杂交组合.加性方差与基因型方差的比值依次是茎粗＞穗长＞榨汁率＞株高＞鲜重＞锤度＞穗粒重.在杂交种选配时,茎秆产量方面应当首先考虑双亲茎粗的配合力,子粒产量方面应当首先考虑双亲穗长的配合力.     

新选高粱亲本系的配合力及遗传力分析

为了筛选配合力和遗传力表现优良的亲本,选育强杂种优势的高产粒用高粱,选用3 个新选不育系和6 个新选恢复系,采用不完全双列杂交法,组配18 个杂交组合,对亲本和杂交组合的生育期、株高、穗长、千粒重、穗粒重和产量6 个主要农艺性状进行一般配合力(GCA)效应、特殊配合力(SCA)效应分析,并对其遗传参数进行估算。结果表明：不育系15512A在穗长、千粒重和产量上一般配合力较高,其相对效应值分别为2.4962、4.8319、2.6174。不育系15520A在株高、穗粒重和生育期上一般配合力较高,相对效应值分别为6.9927、5.7449、2.1595。恢复系15670、15652 和15607 的一般配合力较高。这些亲本可以在以后的育种和生产中加以利用。主要农艺性状的加性方差/基因型方差比值大小顺序依次为：穗长＞穗粒重＞株高＞生育期＞产量＞千粒重。从产量性状来看,15511A×15652 是一个较优的杂交组合。     

基于SSR的光敏型饲草高粱分子辅助育种体系

【目的】利用分子标记技术对光敏型饲草高粱新品种传统选育方法进行改良,构建分子辅助育种体系,从而提高品种选育效率,降低育种成本,为形成新的育种体系奠定理论基础。【方法】以光敏型（不抽穗）饲草高粱品种晋光1R去雄后为母本、非光敏型（抽穗）饲草高粱BMRC-3-2为父本进行杂交,构建F₂群体。按照光敏与非光敏性状将群体分为两类,各选30株,取叶片提取DNA,利用微卫星分子标记技术（SSR）和集团分离分析法(BSA)对晋光1R/BMRC-3-2的F₂群体进行光敏感基因定位分析,以及特异性SSR引物的设计、筛选;将筛出的特异性引物对F₁杂交种（以晋光1R为亲本选育的高代稳定恢复系作为父本与其他不育系测配得到的F₁代杂交种）进行光敏性鉴定,通过与田间表型对照,确定最终目标引物,从而构建新的光敏型饲草高粱新品种选育体系。【结果】经过SNP index分析,选取99%阈值线最高点前后约250 kb的区域作为性状相关的候选区域,区域总长度为500 kb,共400个SNP位点,对这些SNP位点注释,其中非同义突变或者stop-gain或者stop-loss的SNP位点有6个,最终确定2个候选基因与高粱光敏感性相关,这两个基因位于高粱第7染色体。利用微卫星标记技术开发引物51对,对光敏和非光敏的亲本及F₁杂交种进行毛细管电泳检测,选定1对特异性引物70.2-3,结果表明,以251 bp处出现“单峰”为判断依据,引物70.2-3对50个非光敏型F₁杂交种的鉴选准确率达到100%,所有材料均在251 bp附近出现峰值。以214和251 bp两处附近出现“双峰”为判断依据,该引物对另外50个光敏型F₁杂交种鉴选的准确率达到90%,其中F₁-69、F₁-70、F₁-71这3个材料在214和262 bp附近出现“双峰”;F₁-81仅在251 bp处有“单峰”,而F₁-86则在251和232 bp两处附近出现“双峰”。【结论】发现了控制高粱光敏性的候选基因LOC8068537和LOC8068548,位于高粱第7染色体810 000—1 310 000 bp,获得特异性引物70.2-3,可在一定程度上改良传统育种手段,用实验室验证替代田间测交观察,节省了育种成本,提高了育种效率。     

中国酿造高粱品质遗传改良研究进展

高粱具有抗旱、耐涝、耐瘠、高产等特点,历来是中国北方的主要粮食作物。改革开放后,随着中国国民经济的增长,人民生活水平的提高,高粱的用途发生了重大的改变,逐步从粮食作物转变为轻工业原料,酿造高粱成为中国高粱生产的主体,特别是农业部关于“镰刀弯”地区玉米结构调整的指导意见提出后,酿造高粱成为“镰刀弯”地区优化种植结构的优势作物。为了进一步提高酿造高粱在优化种植结构中的作用,本文综述了高粱酿造品质遗传改良研究、品种选育和产业化开发进展,分析了存在问题和发展方向,认为酿造高粱育种应进一步加强与酿造企业的合作,深入开展高粱品质和酿造品质的关联研究,全面推进高粱产业发展。     

31个玉米自交系主要农艺性状与其抗旱性的相关分析

选用来自同一个亲本东陵白综合种的31份后代玉米自交系材料,同时在水、旱地种植,调查了21个性状值,计算比较出15个性状值水、旱地之间的差异。其中,产量作为最主要的指标,水、旱地之间差值最大达到7 200 kg/hm2,最小为199.5 kg/hm2,旱地平均减产2 454.9 kg/hm2。计算出10个性状值的抗旱系数和抗旱指数,产量抗旱系数范围0.052 6~0.960 0,抗旱指数范围0.002 8~1.212 6,为选择耐旱品种提供了科学依据。估算出在水旱地中,产量分别和11个性状值之间的遗传相关系数:水地中,产量与株高、穗位、茎粗、穗粒重、雄穗分枝数、穗长、穗粗、轴粗、百粒重、出籽率等10个性状呈正相关,遗传相关系数为0.160 6~0.998 3,产量与生育期一个性状呈负相关,遗传相关系数为-0.326 2;旱地中,产量与其他11个性状呈正相关,遗传相关系数为0.011 4~0.978 6。以上数据体现了在水、旱地中产量与11个性状的关联性大小及异同。在玉米抗旱育种研究中,选择产量高和稳产性好的同时,对其他性状的选择提供了科学依据。     

应用灰色关联分析法对高粱杂交组合进行综合评价

我国高粱育种工作近几年来进展不大,其原因主要是遗传基础不够丰富,材料株型不理想、耐密性差,对高粱抗性育种没有足够重视,对高粱原始材料的基础研究和系统性统计分析较少。通过对杂交组合进行灰色关联分析,发现对公顷产量影响重要性排序依次为穗长穗宽株高千粒质量实际密度实际株数,对穗粒质量影响重要性排序依次为穗宽穗长株高千粒质量实际密度实际株数。在今后的育种工作中,应着重选育穗长及穗宽有优势的新品种,保证新品种的单株产量以及总产量,并进行快速推广。     

长根茎高粱种质资源的筛选

为了筛选不同血缘的长根茎高粱种质资源,选育高出苗率高粱杂交种,本试验选用36份中国高粱材料,26份美国高粱材料,12份印度高粱材料,共74份高粱材料为研究对象,测量黑暗发芽后胚轴和胚芽鞘长度。试验结果表明:所有参试材料中中国高粱的胚轴长度和胚芽鞘长度均显著高于美国和印度的高粱材料,而且不同来源的材料胚轴长度变异系数均显著大于胚芽鞘长度变异系数;通过胚轴长度聚类分析选出12份不同来源的长胚轴材料,其中中国的材料9份(‘24517’、‘晋五/Hc356·Sc499’、‘HM65/LE83472’、‘国窖红1号’、‘锦Y11’、‘1383-2’、‘赤7788’、‘沈院0-01’、‘三尺三’)、美国材料2份(‘Hc378B’、‘LR287-2’)、印度的材料1份(‘E565’)。为后续选育长胚轴杂交种提供了依据。