饲草高粱杂交种晋草2号的选育

晋草2号是以A3型细胞质雄性不育系如SX-14A为母本，以苏丹草JP品系为父本组配而成的饲草高粱杂交种。该杂交种具有生长速度快，再生能力强，生物产量高，营养价值高，适应性强，适口性好等特点，是牛、羊、鱼、鹅的优质饲草，也是当前我国退耕还林的优势草种。     

抗丝黑穗病、抗败育高粱A2细胞质雄性不育系A2Sx3197的选育

A₁Tx3197曾经是我国广泛应用的高粱细胞质雄性不育系,20世纪70年代末,由于高粱丝黑穗病病菌生理小种分化,该不育系以及用其配制的杂交种逐渐失去了对高粱丝黑穗病菌的抗性。同时该不育系小花败育日渐严重,制种产量极低,甚至造成绝收。为了改良A₁Tx3197的抗病性及抗败育性,本研究利用A₂保持系在A₁位点含有A₁育性恢复基因MS₁MS₁和在A₁细胞质背景下表现恢复的特点,以不育系A₁Tx3197为轮回亲本,以含有抗丝黑穗病、抗败育基因的BV₄为供体,通过杂交和多代回交,得到含有双抗基因的A₂类型细胞质雄性不育的保持系BSx3197(MS₁ms₁ms₂ms₂),在该材料自交的同时,用其对A₂细胞质雄性不育系进行细胞核代换,经过多代回交和自交,最终育成了抗丝黑穗病、抗败育的A₂细胞质雄性不育系A₂Sx3197和保持系BSx3197(MS₁MS₁ms₂ms₂)。结果表明,新选育的不育系A₂Sx3197在A₁和A₅细胞质背景下表现恢复,在A₂、A₃、A₄、A₆和9E细胞质背景下表现不育,丝黑穗平均发病率为0~0.8%,败育率为0~8.4%,抗丝黑穗病性、抗败育性明显优于被改良不育系,接近或达到抗原供体BV₄水平;而在抽穗期、株高、穗长、穗宽、千粒重、穗粒重、粒色、壳色、穗形、穗型等主要性状方面与A₁Tx3197差异不显著。     

播种深度对高粱出苗和幼苗生长的影响

为了明确高粱的适宜播种深度,观察不同高粱品种对不同播种深度的耐深播差异,研究了8 种播种深度对3 个高粱品种出苗和幼苗生长的影响,出苗时记载不同播种深度下高粱的出苗速度和出苗率,出苗结束后,调查其地上部分幼苗生长量、胚轴长度和种子根长度。结果表明：随着覆土厚度的增加幼苗出苗速度明显减慢。在播深3 cm、5 cm和7 cm处理下,各品种从播种至出苗需要5 天,在播深8 cm、10 cm、12 cm 和13 cm 处理下,需要5~7 天,在播深17 cm 处理下为7~11 天。在播深12 cm、13 cm 和17 cm处理下‘晋中0822’较其他2 个品种从播种至出苗所需时间早2~4 天。不同播深处理下高粱完成出苗所需要时间也不尽相同。在播深3 cm、5 cm和7 cm处理下,各品种完成出苗所需时间为9 天,在播深8 cm、10 cm、12 cm和13 cm处理下,需要9~13 天,在播深17 cm处理下需13 天。品种‘晋中0822’在播深8 cm、10 cm、12 cm和13 cm处理下9 天完成出苗,较其他2 个品种早。播种深度对3 个高粱品种的出苗率亦有显著影响。随着播种深度的增加,3 个高粱品种的平均出苗率不断降低。3 cm和5 cm为高粱最适播种深度。在播深3 cm、5 cm、7 cm、8c m、10cm和12 cm处理下品种‘晋中0822’出苗率显著高于其他品种。此外,播种深度对幼苗的生长发育也有显著影响。随着播种深度增加,3 个高粱品种的地上部分幼苗生长量和种根长显著降低,而胚轴长度显著增加。在3cm和5 cm播深处理下幼苗生长量、种根长和胚轴长与其他各处理差异显著。在播深7 cm、8 cm、10 cm、12 cm、13 cm和17 cm处理下‘晋中0822’品种各指标与其他品种差异显著。     

自然生长状态下贮藏甜高粱的研究

以晋甜2号为材料,对自然生长状态下贮藏甜高粱进行研究。结果表明,随着贮藏时间的延长,甜高粱茎杆重量、出汁率和总糖量逐步下降,茎汁含糖量逐步增加,气候因素对甜高粱田间自然贮藏的影响极大。在我国北方,如果秋末冬初,气温快速下降至枯霜冻,甜高粱茎秆可以在田间自然冷冻贮藏,直到来年2月上旬平均气温回升到0℃以上为止。在此期间,加工企业可随加工进度,到田间按需收割,从而减少贮藏空间和成本。     

系列水性环境体系中玉米离体花粉的活力解析

为了解决玉米离体花粉在水性环境中迅速胀破死亡的问题,研究设计了包括磷酸盐缓冲液(PBS)与3种保护液体系(PSS1,PSS2,PSS3)的系列水性环境,将定量提取的自交系成熟玉米花粉分别浸没在上述水性环境中进行常温处理,经TTC染色后解析受处理花粉的存活率,使用光学显微镜观察受处理玉米花粉的存活状态,最终确定保持受处理花粉活力的最优PSS。结果显示,各水性环境体系保持受处理玉米花粉活力的能力大小顺序为PSS1PSS2PSS3PBS;与PBS相比,PSS3对受处理花粉存活率的提高不显著,而PSS1可显著提高受处理花粉的存活率。结果表明,玉米离体花粉的活力在水性环境中显著降低、损伤严重,PSS中的二甲基亚砜、甘油、乙二醇、蔗糖对受处理玉米花粉有不同的保护效果,经PSS1处理后保持活力的玉米花粉具备正常的受精结籽能力。研究可为水性环境下玉米离体花粉生殖细胞化学诱变处理技术的开发奠定基础。     

高粱净光合速率的遗传分析

为筛选净光合速率配合力较高的亲本,选育高光效的高粱杂交品种,选用3 个高粱不育系和6 个恢复系,采用不完全双列杂交法,组配18 个杂交组合,在高粱抽穗期、开花期和灌浆期对亲本和杂交组合的净光合速率进行一般配合力(GCA)效应、特殊配合力(SCA)效应分析,并对高粱净光合速率与主要农艺性状和产量性状进行相关性遗传研究。结果表明,在高粱抽穗期、开花期和灌浆期不育系162273A净光合速率一般配合力均最高,其效应值分别为16.2706、9.7331 和11.9907,3 个不同时期净光合速率一般配合力最高的恢复系分别为16727、161011 和161026,其效应值分别为10.6624、23.7309、18.0146。3个不同时期高粱净光合速率特殊配合力最高的组合分别为162273A×16878、162279A×161026 和162279A×161026,其效应值分别为35.0123、19.9455 和33.0046。3 个不同时期高粱净光合速率加性方差与基因型方差比值较低,狭义遗传力也较低。相关性分析研究表明,灌浆期净光合速率与穗粒重、千粒重、籽粒产量、生物产量和收获指数均呈极显著正相关。     

A2、A3类型高粱F2代花粉碘染色率与田间自交结实率的关系

以高粱3个A2类型杂交种（A2TX622×晋粱5号、A2V4×1383-2、A2V4×晋粱5号）和3个A3类型杂交种（A3299×1174、A32457×1174、A3JW×1174）的F2群体为材料,来进行A2、A3类型高粱F2代花粉碘染色率与田间自交结实率之间关系的研究。结果表明：3个A2类型F2群体联合分析结果的回归方程为RT=1.188×R0.25＋0.906×R0.75＋0.915×R1.0,3个A3类型F2群体联合分析的回归方程为RT=0.188×R0.25＋0.832×R0.75＋0.933×R1.0,所有6个F2群体联合分析的回归方程为RT=0.193×R0.25＋0.896×R0.75＋0.949×R1.0。RT与R0.25、R0.75和R1.0之间确实存在显著或极显著的回归关系,而且品种间存在差异。     

无融合生殖研究及其在高粱育种中的应用前景

无融合生殖是作物育种的新领域 ,与其它育种方法相比它的历史较短 ,但它独特的生殖方式和在作物育种中的重大意义引起了作物育种界的广泛关注与重视 ,特别是一些牧草作物实现了杂种优势固定 ,给作物杂种优势利用带来了新的革命。文章对作物无融合生殖类型、遗传方式以及在育种中的应用进行了概述 ,并阐述了高粱无融合生殖的研究现状、兼性无融合生殖系×兼性无融合生殖系育种方法在固定高粱杂种优势中的前景 ,以及高粱无融合生殖用于育种和生产的优势。认为玉米、水稻等作物如能用无融合生殖代替目前的杂种优势利用方式 ,其贡献和意义是巨大和深远的     

高粱A3类型CMS A3JW败育过程的细胞学研究

以A3JW/B3JW为材料,对A3类型雄性不育系的减数分裂过程中染色体行为和花药发育过程中绒毡层的变化进行了细胞学观察研究。结果表明:A3JW与B3JW减数分裂过程中染色体行为无差异,均表现正常;从造孢细胞期到幼龄花粉粒期内,二者无明显差异;只是在花粉粒发育的后期,B3JW所有花粉粒都能被碘染色,而A3JW所有花粉粒均不被碘染色,花药中观察到变形的花粉粒。这说明,在这个时期,缺乏淀粉粒的沉积,A3JW花粉粒发育受阻。