种植密度对适宜机械化栽培高粱品种产量及生理特性的影响

以适宜机械化种植的高粱品种辽杂37和晋杂34为试验材料,分别对6个密度处理的产量、产量构成因素、叶面积指数、叶绿素含量、光合速率及群体透光率进行了测定与分析。结果表明：辽杂37和晋杂34均在密度为13.5万株/hm ²时产量最高,分别可达10 551.0和10 324.5kg/hm ²。其中辽杂37在12.0万~15.0万株/hm ²、晋杂34在12.0万~13.5万株/hm ²密度时穗数、穗粒数和穗粒重协调效果较好,可保持较高产量水平。当密度达到15.0万株/hm ²时,随着密度的继续增加将导致群体光合速率和透光率大幅度下降,影响干物质积累和产量形成。     

我国新育成甘蔗品种(系)对甘蔗线条花叶病毒和高粱花叶病毒的抗性评价

甘蔗花叶病是中国蔗区危害最严重的病毒病,利用抗病品种是控制该病害最经济有效的方法。本研究以中国蔗区甘蔗花叶病的2种主要病原甘蔗线条花叶病毒分离物(SCSMV-JP1,Gen Bank登录号JF488064)和高粱花叶病毒分离物(Sr MV-HH,Gen Bank登录号DQ530434)为接种毒源,采用人工切茎接种和RT-PCR检测相结合方法,于2015年、2016年2次对中国近年选育的71个优良甘蔗新品种(系)进行了双抗SCSMV和Sr MV鉴定与评价。结果表明:71个优良甘蔗新品种(系)中,对SCSMV表现高抗到中抗的有24个,占33.8%,感病到高感的有47个,占66.2%;对Sr MV表现高抗到中抗的有27个,占38.03%,感病到高感的有44个,占61.97%。综合分析结果显示,福农30号、福农36号、闽糖01-77、桂糖02-467、柳城05-129、粤甘34号、粤甘40号、粤糖55号、粤糖96-86、粤糖00-318、赣蔗02-70、云蔗03-258、云蔗04-241、云蔗05-51、云蔗06-80等15个优良新品种(系)双抗SCSM V和Sr M V 2种病毒,占21.13%,其中粤甘34号、粤糖55号、云蔗03-258、云蔗05-51、云蔗06-80等5个优良新品种(系)对2种病毒均表现为高抗,占7.04%,。研究结果明确了71个甘蔗优良新品种(系)对甘蔗花叶病2种主要致病病原的抗性,筛选出双抗SCSMV和Sr MV的甘蔗优良新品种(系)15个,为生产用种选择和有效防控甘蔗花叶病提供了科学依据。     

双粒高粱发育的细胞学特点研究

为明确双粒高粱的形态解剖结构及发育过程,完善高粱的形态解剖理论,探索双粒高粱形成的细胞学机制,以ISD-1 双粒高粱为材料,利用常规石蜡制片法,对其子房和花药的发育过程进行了细胞学观察。通过对双粒高粱雌、雄配子体发育的细胞学研究发现,双粒高粱无柄小穗中可育花的雌蕊基部膨大为2 个大小不同的腔,中间有分隔层,在2 个腔内各有3 个花药和1 个子房。大腔和小腔的发育无先后顺序之分。2 个腔内胚珠的发育、大孢子的形成、花药的发育、小孢子的形成都是不同步的。花药的发育与传统的形式不同,先发育成1 个或2 个花粉囊再相互结合成完整的花药。与单粒高粱相比,双粒高粱具有独特的细胞发育特点,初步揭示了双粒高粱的形成是由于雌蕊分化为2 个腔,且每个腔具有完整的花药和子房结构。这对于完善高粱的形态解剖理论有重要的意义。     

Functionality and characterization of kafirin-rich protein extracts from different whole and decorticated sorghum genotypes

The study of food-grade isolated kafirin proteins has increased recently due to the interest of their potential applications in gluten-free products. However, functionality of extracted proteins and fractions have been poorly characterized. In this investigation, kafirins were extracted from whole or decorticated sorghum genotypes (white-regular, white-waxy, red-regular and high-tannin) with 70% aqueous ethanol with metabisulfite. Chemical composition, color parameters, functionality and molecular characterization of kafirin extracts were determined. When kafirin extracts were obtained from decorticated sorghums, higher protein purities (81.5–93.3%), lower lipid contents (1.9–12.6%), better color parameters, and higher yields were obtained compared to counterparts extracted from whole caryopses. Functional properties of the extracted kafirins showed low water solubility, free amino nitrogen, and emulsifying activity, but adequate water holding and fat absorption capacities and in vitro protein digestibility. Differences in functionality were attributed to sorghum genotype. SDS-PAGE showed extraction of α₁-, α₂-, β-, and γ-kafirins with no contamination of other protein fractions. FTIR indicated a reduction in α-helix:β-sheet after extraction, especially in proteins obtained from decorticated sorghums. High correlations found from Pearson analysis could be used to optimize protein yield and the functionality (emulsifying activity and solubility) of the extracted proteins to be applied in gluten-free food systems.     

醋糟菌糠对3种作物土壤微生物及酶活性的影响

为研究醋糟菌糠作为一种生物肥料对土壤肥力的影响,为解决食用菌菌糠对环境污染及其有效利用提供科学依据,本文通过田间试验,对玉米、高粱、糯玉米3种作物基施醋糟菌糠后不同生育期的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,细菌、放线菌和真菌数量,及微生物量碳、氮含量进行测试。研究结果表明:1)醋糟菌糠显著提高了作物根际土壤细菌、放线菌和真菌的数量。在作物整个生育期,加入醋糟菌糠的土壤细菌数量比对照提高32%~54%;放线菌数量在成熟期提高明显,玉米田土壤放线菌数量增幅最大,为101%;真菌数量变化总体趋势呈现先升高后下降的趋势。2)醋糟菌糠的施入增加了作物根际土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶的活性。种植高粱、玉米和糯玉米土壤的脲酶活性增长率分别为239%、189%和185%;3种作物的土壤过氧化氢酶活性在抽穗期最高,最大增长率为40%;3种作物的土壤蔗糖酶活性在不同生育期变化趋势不同,玉米各生育期土壤蔗糖酶活性变化较为稳定,其增长率分别为38%、28%、48%。3)醋糟菌糠的施入增加了作物根际土壤微生物碳氮的含量,不同生育期3种作物的土壤微生物碳含量增幅为58.10~407.67 mg·kg-1,微生物氮含量增幅为11.98~27.55 mg·kg-1。由此可见,醋糟菌糠的施用可以增强土壤生产力的可持续性,从而达到保护和改善土壤环境的效果。同时该研究也为醋糟菌糠的有效利用提供了一定的科学依据。     

不同栽培条件对国鉴高粱新杂交种赤杂29产量的影响

[目的]研究赤杂29高产栽培技术,为该品种推广提供配套栽培技术服务。[方法]研究不同播期、密度、肥料对赤杂29千粒重和产量的影响。[结果]赤杂29的适宜栽培模式为5月中、下旬播种,留苗密度为11.25万~12.00万株/hm~2,施用NPK复合肥300kg/hm~2+尿素300 kg/hm~2效果最好,施用缓释肥450 kg/hm~2效果最好。[结论]适宜的播期、密度、肥料与适当的栽培管理措施相结合,能够增加品种产量。     

Cold tolerance during juvenile development in sorghum: a comparative analysis by genomewide association and linkage mapping

Improved cold tolerance during the juvenile phase is a major breeding goal to develop new sorghum cultivars suitable as an alternative energy crop in temperate regions. The objectives of this study were to identify marker‐trait associations for cold tolerance in a sorghum diversity panel fingerprinted with 2620 single nucleotide polymorphism (SNP) markers and to detect quantitative trait loci (QTL) in two F_2:3 populations. Traits of interest were dry matter growth rate (DMGR), leaf appearance rate (LAR), chlorophyll content (SPAD) and chlorophyll fluorescence (F_v′/F_m′ and Ф_PSII) in relation to temperature. The association panel comprised 194 genotypes, while the F_2:3 populations consisted of 80 and 92 genotypes. All populations were tested under controlled conditions in a minimum of four temperature regimes ranging from 9.4°C to 20.8°C. QTL were identified for means across environments and regression parameters describing temperature effects. Several marker‐trait associations for mean (m) DMGR, base temperature (T_b) of SPAD and Ф_PSII and temperature effect on LAR were validated by QTL detected in population 1 or 2. Promising QTL regions were found on chromosomes SBI‐01, SBI‐02, SBI‐03, SBI‐04, SBI‐06 and SBI‐09, among them genomic regions where candidate genes involved in the C‐repeat binding pathway or encoding cold‐shock proteins are located.     

基于GIS技术的山西省高粱种植气候区划研究

为合理利用气候资源和调整高粱种植品种,利用山西省109个气象观测站1981—2012年标准气候统计资料,建立山西省高粱种植气候区划因子与地理信息的回归模型,确定了山西省高粱种植综合气候区划指标,并利用GIS技术将山西省高粱种植区域划分为早熟、中早熟、中晚熟和晚熟区。分区结果较传统气候区划更直观和精细,为发展高粱产业提供重要技术支撑。     

高粱SSR和EST-SSR标记在割手密中的通用性分析

目前, 割手密中开发的分子标记有限, 为增加其分子标记数量, 本研究对高粱分子标记在割手密中的通用性进行分析。选用高粱的 29对基因组 SSR标记和 20对 EST-SSR标记在割手密种质 GSM39中进行筛选, 以评价其通用性。进一步利用 14份割手密材料评价标记的多态性和遗传多样性。结果显示： 70%的 EST-SSR引物在割手密中得到成功扩增, 可用的 EST-SSR引物中多态性比率占 50%。SSR引物在割手密中的通用性比率只有 34.5%, 但多态性比率为 70%。14对多态性引物在 14份割手密中共检测到33个等位基因, 平均观测等位基因数为2.4286, 平均有效等位基因数为1.7, 平均观测表观杂合度为0.544, 平均期望杂合度为 0.3858, Nei’ s基因多样性指数平均值为 0.3716。结果表明, EST-SSR引物的通用性高于 SSR引物, 但 SSR引物的多态性更高。这对割手密遗传多样性研究和比较基因组学研究具有重要意义。     

2种生长调节剂对高粱生长、产量和品质影响的研究

通过对高粱喷施不同剂量矮壮素、乙烯利溶液进行田间试验,旨在探明矮壮素、乙烯利溶液对高粱生长、产量和品质的影响。实验采用两因素四水平随机区组设计,3 次重复,于拔节期喷施（2014 年7月5 日）。乙烯利、矮壮素各设6 个浓度梯度,乙烯利稀释倍数分别为100 倍、200 倍、400 倍、800 倍、1000倍及清水对照;矮壮素稀释倍数分别为100 倍、250 倍、400 倍、550 倍、700 倍及清水对照。结果表明,2 种生长调节剂的主要作用是能够抑制赤霉素的生物合成而控制植株的伸长生长,乙烯利（抽穗期）对高粱植株矮化作用分别比对照提高29.32%、34.58%、21.80%、21.8%、2.18%;乙烯利（成熟期）对高粱植株矮化作用分别比对照提高21.07%、22.16%、19.77%、18.63%、12.11%;矮壮素（抽穗期）对高粱植株矮化作用分别比对照提高5.43%、13.18%、3.10%、3.88%、8.53%;矮壮素（成熟期）对高粱植株矮化作用分别比对照提高9.94%、29.19%、13.64%、18.01%、14.91%。喷施不同浓度乙烯利、矮壮素对高粱籽粒品质均有一定的影响。乙烯利以稀释200 倍喷改善高粱籽粒品质效果最为明显,矮壮素以稀释250 倍效果明显。喷施乙烯利的矮化效果较喷施矮壮素显著,但是在改善高粱光合指标、叶绿素含量、产量方面差别不大。在生产上,通过拔节期喷施乙烯利、矮壮素可有效控制高粱株高,实现增密增产。