性状相关的分子标记在甘蔗分子育种中的应用研究

分子设计育种在农作物品种改良中发挥了重要作用,但由于甘蔗基因组庞大且高度杂合,染色体呈非整倍性,导致其性状相关的分子标记辅助育种进展十分缓慢。为加快甘蔗育种进程,提高其育种效率和准确性,简述了甘蔗分子标记辅助育种现状及其瓶颈,并总结了应用于甘蔗的分子标记种类及其问题,阐明分子标记在甘蔗遗传连锁图谱构建中的作用,进而从甘蔗产量和糖分性状相关QTL的定位、主要抗病基因（抗褐锈病基因、抗黑穗病和抗黄斑病基因）的定位及其在抗病分子育种上的应用,以及关联分析方法在甘蔗重要性状研究中的应用等方面对性状相关的分子标记进行综述。最后对甘蔗重要性状相关分子标记辅助育种的机遇和挑战进行了展望,为甘蔗分子育种的深入研究提供理论依据。     

花生根系分泌物的鉴定和化感作用研究

【目的】分离鉴定不同花生品种根系分泌物,探讨花生Arachis hypogaea根系分泌物对花生的化感作用.【方法】采用气相色谱质谱联用(GC-MS)技术和生物测定方法,分析鉴定2个花生品种桂花22和A.correntina的水培根系分泌物的主要成分及化感作用.【结果和结论】分离鉴定出的花生根分泌物包括有机酸类、醇类、酯类、酮类、醛类、苯类、烃类等,主要有机化合物有邻苯二甲酸、苯甲醛、草酸、对乙基苯甲酸、丙酰胺、丙氨酸、戊酸等.花生根分泌物中的苯甲醛、对乙基苯甲酸对花生具有化感作用.与对照比,苯甲醛、对乙基苯甲酸和阿魏酸的低浓度处理(1×10-5mol·L~(-1))对2个花生品种的株高、根长、地上部干质量和地下部干质量有促进作用或弱抑制作用,而苯甲醛、对乙基苯甲酸和阿魏酸高浓度处理(1×10~(-3)和1×10~(-4)mol·L~(-1))都存在不同程度的抑制作用,且与对照差异显著(P0.05).与对照相比,1×10~(-5)、1×10~(-4)、和1×10~(-3)mol·L~(-1)浓度处理的苯甲醛、对乙基苯甲酸和阿魏酸不同程度地增加了2个花生品种的叶片SOD酶活性、POD酶活性和MDA含量,且高浓度处理(1×10~(-3)mol·L~(-1))的叶片SOD酶活性、POD酶活性和MDA含量与对照相比差异达显著水平(P0.05).     

花生新品种桂花32选育及其栽培技术

[目的]选育壳薄、粗脂肪含量高、高产稳产、适应性广且适合广西种植的花生新品种,为广西花生产业可持续发展奠定基础.[方法]以优异种质0442/3001-18为母本、抗病种质03秋/3016为父本进行杂交,并对杂交后代进行多代定向选择,低世代侧重于果型、出仁率及产量潜力的选择,高世代侧重于产量性状、粗脂肪含量和抗逆性的筛选;2010～2014年分别进行品比试验、广西花生品种区域试验及试验示范.[结果]育成的桂花32表现为早熟、高产稳产、壳薄、粗脂肪含量高、适应性广等特点.2010～2011年品比试验中,平均荚果产量4361.2 kg/ha,比对照品种桂花17平均增产11.19％.2012～2013年广西花生区试中,平均荚果产量3975.0 kg/ha,比对照品种桂花21减产1.43％,而籽仁产量2743.1 kg/ha,比桂花21增产7.32％.在广西武鸣试验示范中,荚果产量为4084.6 kg/ha,比桂花17增产11.78％;在钟山县试验示范中,鲜荚果产量9445.5 kg/ha.粗脂肪含量52.12％～54.10％,蛋白质含量25.00％左右;饱果率79.4％,双仁果率81.8％,百果重186.3 g,百仁重71.3 g,出仁率70.3％.桂花32农艺性状优于桂花17,于2014年6月通过广西农作物品种审定委员会审定.[结论]桂花32综合性状优良,可作为桂花17的替代品种,适合在广西花生产区旱坡地推广种植.     

富硒抗病黑花生桂花黑1号的选育及优质栽培

为了培育出高产抗病黑衣花生新品种,填补广西乃至南方花生产区黑花生优良品种空白并形成相应的优质栽培技术,促进广西及华南区域花生产业的发展,以高产抗病果形好的桂花836为母本,以组合桂花30×93-8116杂交后代中单株结果多、产量较高的黑花生品系3H-1①为父本进行杂交,经系谱选育结合多代定向筛选,选育出抗病富硒高产黑花生新品种桂花黑1号.桂花黑1号属珍珠豆型黑花生品种,在2014—2015年广西特色花生品种区域试验中,荚果平均产量4308.75 kg/hm2,比对照增产10.51％;籽仁平均产量2961.3 kg/hm2,比对照增产11.99％;饱果率93.7％,双仁果率82.3％,百果重165.8 g,百仁重63.7 g,出仁率68.8％;粗脂肪含量为52.62％,蛋白质含量为25.31％,硒含量0.14 mg/kg;抗青枯病、锈病和叶斑病;2016年6月通过广西农作物品种审定委员会审定,2019年4月通过国家非主要农作物品种登记.桂花黑1号是广西首个通过杂交育成的特色鲜食型富硒抗病黑花生品种,适宜在广西及我国南方花生产区推广种植,也可以在我国北方进行推广,青枯病发病严重的地块均能种植.     

目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记技术在花生属中的应用

花生属分子标记领域的研究远落后于其他物种,而栽培种花生因其遗传基础狭窄,用大多数分子标记技术都难以检测到丰富的分子标记,因此限制了花生属野生种在改良花生栽培种方面的利用以及建立花生分子标记辅助育种技术体系。本文分别对花生属4个区组的16份种质资源和8份花生栽培种资源采用与功能基因相关的SCoT分子标记技术研究了花生属种间和栽培种内遗传多样性和亲缘关系。23条SCoT引物在花生属试材基因组中的扩增位点共194个,其中多态性位点130个,多态性达67.01%,通过聚类分析研究了它们之间的亲缘关系;在栽培种内筛选出19条多态性引物,在8份试材基因组中扩增位点198个,其中多态性位点67个,多态性为33.84%,表明SCoT分子标记技术能在花生栽培种内检测出一定程度的DNA多态性。     

多效唑、缩节胺和矮壮素对花生化学调控效应的比较研究

【目的】筛选出适宜花生生长的植物生长调节剂及其最佳喷施浓度,为花生生产提供技术指导。【方法】以桂花771为试材,设不同浓度3种植物生长调节剂为处理,分别为多效唑（150、250、350、400mg/L）、缩节胺（200、250、300mg/L）和矮壮素（100、150、200mg/L）,调查花生农艺性状和产量。【结果】3种植物生长调节剂对花生植株生长的抑制程度顺序为：多效唑〉缩节胺〉矮壮素。多效唑、缩节胺和矮壮素分别在400、250和200mg/L时对花生植株生长的抑制程度最大。经多效唑处理的桂花771单株荚果数、单株生产力、产量分别较对照降低。250mg/L缩节胺处理花生单株生产力和产量均高于对照,但差异不显著。200mg/L矮壮素处理花生单株荚果数、单株生产力、产量达到最大值,分别比对照增加了15.7%、23.5%和17.0%。【结论】250mg/L缩节胺和100-200mg/L矮壮素可适当降低花生植株的伸长量,提高花生产量,其中200mg/L矮壮素对花生的化学调控增产效应最好。     

适合旱地单粒精播的高产花生品种筛选

[目的]评价花生单粒精播对花生产量的影响,旨在筛选出适合单粒精播的花生品种.[方法]以适合华南区栽培的珍珠豆型花生品种为试验材料,研究单粒精播对花生荚果产量、种仁产量和农艺性状的影响及其相互关系.[结果]除桂花22外,其他6个参试品种的荚果产量和种仁产量均高于对照桂花17,其中粤油45、桂花1026、汕油162,桂花21、柳花1号的荚果产量比对照增产显著,种仁产量柳花1号和桂花771比对照增产显著;育种目标相近的花生品种间相似度较高;产量性状与农艺性状及农艺性状间均存在不同程度的正相关或负相关.[结论]单株生产力高的花生品种更适合单粒精播;粤油45可通过单粒精播获得较高的荚果产量,柳花1号、桂花771、桂花1026可通过单粒精播获得较高的种仁产量,其在广西等地有较大的推广应用前景.     

多效唑浸种对甘蔗分蘖提早萌发及幼苗内源激素含量的影响

以甘蔗品种新台糖22为试验材料,采用不同浓度多效唑浸种,在甘蔗2、4、6叶期调查甘蔗幼苗的分蘖数和生长情况,并对各时期叶片内源激素IAA、CTK、ABA和GA_3等含量进行了测定,探讨多效唑浸种处理对甘蔗幼苗分蘖提早发生以及幼苗内源激素含量的影响。结果表明:多效唑浸种处理可以有效提高并提早甘蔗幼苗分蘖的发生,适宜甘蔗分蘖发生及生长发育的多效唑处理浓度为50 mg/L;多效唑浸种处理显著提高了甘蔗幼苗叶片中的CTK和ABA含量,降低了IAA和GA_3含量。     

水旱轮作条件下花生品种筛选及土壤特性变化分析

[目的]筛选适合水旱轮作的花生品种并探讨水旱轮作对土壤微生态环境及肥力变化的影响,为推广水稻—花生水旱轮作耕作模式及南方可持续生态农业发展提供技术支撑.[方法]2015—2017年在广西北流市西琅镇试验基地对7个不同花生品种与水稻进行水旱轮作种植,田间调查花生的农艺性状及抗病性,收获后测定经济及品质性状,并对土壤的微生物数量、pH、有机质和主要养分等环境生态因子进行分析.[结果]水旱轮作条件下,桂花39株型紧凑,抗病性、抗倒伏性强,耐肥水,有效分枝数较多,单株结果数、单株产量、荚果饱满率和产量均最高,优势明显;其次是桂花99,其侧枝长,总分枝数、有效分枝数多,产量较高,较适合与水稻轮作;桂花36生长势强、出仁率最高,产量较高.与水稻连作相比,水稻—花生轮作土壤的细菌和放线菌数量分别显著提高55.67%和65.13%(P<0.05,下同),真菌数量则显著降低33.98%;水旱轮作可使土壤pH向中性移动,同时土壤的有机质(30.32%)、全氮(3.17 g/kg)、全磷(1.09 g/kg)、全钾(15.18 g/kg)、碱解氮(133.7 mg/kg)、速效磷(23.2 mg/kg)和速效钾(120.4 mg/kg)含量也均高于水稻连作土壤.[结论]桂花39、桂花99和桂花36适合与水稻进行水旱轮作种植,其中以桂花39表现最佳;水旱轮作有助于改善土壤结构、提高土壤肥力及减少花生病害.     

花生茎全长cDNA文库的构建与分析

为挖掘花生茎中重要的功能基因,了解花生茎生长发育的分子机理,以闽花6号为材料,利用SMART技术成功构建了花生茎不同生育时期混合的全长cDNA文库,并对文库的部分序列进行了测序及分析。结果表明,该文库原始库容为1.25×106cfu·mL-1,重组率达100%,插入片段大小为750~2 000 bp,平均插入片段大小为1 000bp,达到文库质量要求。随机挑选50个单克隆进行5'端测序,共获得50条有效序列。通过与NCBI非冗余蛋白质数据库进行比对和注释,获得已知功能基因或具推测功能的基因29个,未知功能基因9个,新基因12个,其中47个(94%)基因为花生未报道的基因。因此,该文库的构建为克隆和研究花生茎部重要表达基因,从分子水平上揭示花生茎的生长发育规律提供了基础。