分子标记在甘薯育种中的应用

概述了分子标记在甘薯育种中的应用现状，主要包括其在甘薯起源、进化、分类、遗传多样性分析、品种鉴定以主块根膨大机理研究中的应用，并对如何进行甘薯分子标记辅助育种进行了初步探讨。     

甘薯遗传转化研究现状、问题及展望

甘薯是世界上重要的粮食、饲料和工业原料作物，由于遗传改良进展缓慢，转基因技术逐渐成为研究的热点，并应用于常规育种中去。到目前为止，甘薯已利用叶片、叶柄、茎、原生质体、愈伤组织、新鲜块根、胚性愈伤组织和胚性悬浮细胞系作为遗传转化受体材料，其中早期以叶片、叶柄为主，目前利用胚性愈伤组织和胚性悬浮细胞系作为转化受体的研究越来越多。用于甘薯遗传转化的方法有农杆菌介导法、电击法和基因枪法，其中以根癌农杆菌介导法为主。最初甘薯遗传转化外源基因表达频率很低，随着转化条件研究的深入，转化频率得到较大的提高，越来越多的目的基因被应用到甘薯遗传转化中去。到目前已有抗虫、抗病毒、抗病、抗除草剂和品质改良等五大类基因转入甘薯基因组中，并且获得了转基因植株。尽管甘薯遗传转化取得了一定的进展，但目前仍缺乏一个有效的遗传转化体系，获得的转基因植株数量有限，还不能应用于生产。存在转化基因型有限、外源基因匮乏、转化方法单一、标记基因存留的问题，以及还不清楚外源基因在转基因植株中的遗传规律等。因此，本文从甘薯遗传转化受体系统、主要转化方法、转化系统以及有益农艺性状基因的应用等对甘薯遗传转化现状进行了综述，分析了目前存在的问题，以及未来甘薯遗传转化研究方向和发展前景。     

江苏省甘薯育种进展和展望

“九五”以来 ,江苏的甘薯育种工作取得了显著的成绩 ,不仅在甘薯骨干亲本的研究和利用上成果显著 ,还先后育成了苏薯 7号、苏薯 8号、苏渝 3 0 3等优质高产甘薯新品种 ,在生产上大面积推广应用 ,取得了较大的社会经济效益。随着市场经济的发展及人民膳食结构的改变 ,甘薯育种工作必须把“高产”转向“优质”,“兼用型”转向“专用型”、“多元化”,并以此为主攻目标 ,改善育种手段 ,尽快育成市场需求的甘薯新品种 ,促使甘薯育种尽快走向市场 ,逐步实行甘薯科技成果产业化及商品化。     

Evaluation of the Characteristics of Virus-free Sweetpotato and Its Use in Hybridization

Application of virus-free sweetpotato is a breakthrough of sweetpotato production. Several popular varieties were adopted to study their yield increase potential and their use in breeding in this research.The results showed that after virus-elimination, all varieties had a yield increase ranging from 14.95% -91.61% and marketable quality improvement, despite the changes in location and season. The changes of dry matter content and disease resistance were not significant. Virus-free sweetpotato performed vigorous vine growth and strong dry matter assimilation ability. Virus-free parents had a slightly high seed setting percentage, but its flowering ability and performance of off-springs were similar to that of its check plants.     

甘薯根系生物学性状的相关性、主成分和灰色关联度分析

[目的]研究甘薯根系生物学性状的内在关系,了解其形成和分化规律。[方法]通过温室水培和田间调查相结合的方式,利用统计学方法研究了10个甘薯品种的根系性状。[结果]栽后10天,甘薯苗期根系的投影面积、表面积、平均直径和体积等形态性状贡献率最高且达80.56％;栽后20天,根平均直径的贡献率最高且达27.79％。收获后,单株块根总鲜重与倒三节、倒二节块根重量呈极显著正相关,与商品薯数呈显著正相关,与倒二节块根数呈显著负相关,与倒三节块根重量关联系数最高且达0.6595。在栽后15天,苗期根系的投影面积、表面积和体积与单株块根总鲜重之间呈显著负相关;而在栽后25天,苗期根系干重与单株块根总鲜重之间呈显著正相关,苗期根干重、根体积、根长和根平均直径等性状与单株块根总鲜重关联度较大。栽后10天和20天可能是甘薯根系生长、分化的重要时间节点,节间长度和栽插深度影响产量形成,苗期根系生物学特性与收获后块根产量之间有直接关系。[结论]研究结果为甘薯标准化栽培和新品种培育提供理论支撑。     

利用辐射诱变技术创制甘薯新种质

本研究旨在通过甘薯辐射诱变技术获得甘薯有益突变体,丰富甘薯种质资源。本实验以甘薯主栽品种‘商薯19’为试材,用⁶⁰Co γ射线对其胚性悬浮细胞进行辐照处理,辐照剂量为80 Gy,辐照6周后,将存活下来的细胞团转入含有1.0 mg/L ABA的MS固体培养基上诱导分化,再转入MS培养基获得完整植株138株。通过对辐照后代的顶叶色、叶脉色、顶叶形、叶形、顶端茸毛、薯形、烘干率、可溶性糖含量等性状调查和测定,发现1个株系(‘S19Y038’)顶叶色等性状发生变化,3个株系(‘S19Y116’、‘S19Y215’、‘S19Y219’)烘干率显著提高,分别比对照提高5.98%、5.65%和3.32%,1个株系(‘S19Y013’)可溶性糖含量显著提高,比对照提高17.81%。这些优异性状的突变体丰富了甘薯种质资源,在甘薯优质品种的选育中具有很好的应用前景。     

植物生长调节剂克服甘薯近缘三倍体杂种2n花粉系与甘薯杂交低结实性的研究

甘薯品种与三倍体种间杂种2n花粉系杂交,用4种不同的植物生长调节剂配方克服其低结实性,首次获得有生活力的后代植株.观察上述杂交的花粉粒萌发,花粉管生长,卵细胞受精,胚发育及种子形成的过程,探讨了植物生长调节剂在其中的作用。结果表明,各种不同的植物生长调节剂配方都可以在一定程度上提高结实率,其中以配方100     

施钾对甘薯根系生长和产量的影响及其生理机制

为探讨施钾调控甘薯根系生长的生理机制,设K0(K_2O:0 kg hm~(-2))、K1(K_2O:75 kg hm~(-2))、K2(K_2O:150 kg hm~(-2))和K3(K_2O:225 kg hm~(-2))4个处理,调查施钾对甘薯生长前期和薯块膨大期根系生长、13C分配量、碳代谢酶活性、光合特性、叶绿素荧光特性、以及产量和产量构成的影响。结果表明,与CK相比,施钾处理2个生长时期光电子传递速率(ETR)提高12.7%~63.6%,净光合速率(Pn)提高7.2%~26.4%,施钾通过提高光合特性加速光合产物积累,为根系生长提供物质基础。同时,施钾有利于光合产物由地上部向地下部运转,地下部13C分配量提高10.6%~66.2%(P0.05)。其次,施钾处理提高了块根中蔗糖合酶、磷酸蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性,加速了块根中碳的同化,利于光合产物在块根中的积聚,促进甘薯根系分化与生长。生长前期,施钾处理总根长提高13.6%~22.8%,根平均直径提高11.3%~51.9%,显著提高了不定根向毛细根和块根分化量(P0.05),有利于有效薯块的早期形成,保证有效的单株结薯数。薯块膨大期,施钾处理提高块根生物量,有利于薯块的膨大,提高平均薯块重,最终显著增产。与CK相比,2014年K1、K2和K3处理分别增产15.8%、24.3%和44.7%,2015年分别增产7.9%、13.4%和22.8%。     

不同一次施肥法对甘薯生长和产量性状的影响初探

在甘薯全生长期中,只施一次肥料可起到省工高效的作用,6种一次施肥处理分别为:插苗前,垄中施基肥;薯苗返青后,在垄顶薯苗的中间、一侧、两侧撒肥;薯苗返青后,在垄顶的薯苗一侧、两侧开沟施肥。结果表明,不论在甘薯苗的一侧或两侧施肥,撒施培土均比开沟施肥培土优越,不论撒施培土或开沟施肥培土,在苗一侧施肥均比在苗两侧施肥优越;最优的施肥方法为苗一侧撒肥,培土盖肥,比在苗两侧开沟施肥培土(CK)的传统方法简便、高产和高效,能提高单株鲜薯重24.7%、鲜薯产量25.0%和薯干产量35.8%,均达1%水平极显著差异,淀粉产量提高32.0%,达5%水平显著差异。     

基因工程改良甘薯的研究与展望

综述了利用基因工程改良甘薯的研究进展,包括甘薯的再生系统,外源基因转化方法,以及利用基因工程提高甘薯块根蛋白质含量、改善氨基酸组成,改善淀粉组成和含量,提高甘薯抗病、抗虫与抗病毒能力所取得的进展、存在的问题及应用的潜力等。