斑茅种质资源的表型性状及遗传多样性

[目的]有效评价和利用斑茅种质资源,挖掘其优良性状。[方法]以162份斑茅（云南74份,福建15份,贵州19份,海南18份,四川14份,江西10份,广东4份,广西4份,浙江4份）为研究材料,通过5个数量性状和21个质量性状对其表型性状及遗传多样性进行研究。[结果]表型性状分析结果表明：①斑茅种质资源质量性状的 Shannon-Wiener多样性指数整体偏低,其中,福建斑茅的多样性指数(0.7624)最高,广西斑茅的多样性指数(0.2942)最低;②数量性状遗传变异较丰富,其中云南地区的变异系数(32.15%)最大,广西地区的(14.95%)最小;③海拔高度与锤度呈极显著负相关,纬度与株高呈极显著负相关。遗传分化系数和基因流结果显示,斑茅种质资源群体的遗传变异主要来自于采集地内部,群体之间存在较大的基因交流,遗传结构分化不明显。 UPGMA聚类分析结果表明,各居群间的遗传距离与采集地之间有一定的相关性。[结论]该研究可为资源采集、杂交利用和优异基因挖掘提供参考。     

斑茅种质资源形态性状的变异研究

为了揭示不同斑茅（Erianthus arundinaceum）种质形态学特征多样性和变异程度,确定适合作为能源植物开发的斑茅种质,本研究对斑茅种质资源的11个形态学特征变异性进行了研究。结果表明,（1）不同斑茅种质资源的形态学特征存在广泛的变异,其中：茎粗变异幅度最大,变异范围为8.86～37.36 mm,变异系数高达49.66%;其次为旗叶长和倒二叶宽,两者变异系数分别为45.10%和44.20%。（2）斑茅形态学特征间存在显著相关性,斑茅种质的株高越高,茎秆越粗壮,茎节数越多,花序数量越多,反之亦然。（3）聚类分析表明,不同斑茅种质资源可划分为三大类,源自不同地区的斑茅材料,形态相似的材料基本聚为一类。     

斑茅染色体和植物学性状观察研究

 通过对采自滇、蜀、藏、陕、赣、鄂、闽、粤、桂、琼等10个省(区)的35份斑茅无性系的染色体数目和植物学性状观察,发现染色体数目有2n=40和2n=60两种类型。其中2n=40类型的斑茅只有3个无性系,分别采自云南和西藏。采自其它省(区)的32个无性系都属于2n=60这种类型。     

甘蔗与蔗茅属间杂交F1代真实性的鉴定

采用体细胞染色体计数和RAPD分子标记的方法鉴定“甘蔗×蔗茅”属间杂交种F1代的真实性。结果表明:杂种F1代材料“01/47,01/85,01/120”的2n=80～82,染色体遗传方式为“n 2n”;用110个随机引物进行RAPD扩增,63个引物可获得双亲的RAPD多态性,其中3个引物(OPC-19,OPE-2,OPF-4)可在杂种F1代材料01/64和01/120的RAPD扩增标记中显示出双亲的特征谱带,分别为父本3500bp和母本1300bp、父本1350bp和母本900bp、父本550bp和母本900bp。     

斑茅种质资源研究进展

斑茅（Erianthus arundinaceum）是甘蔗属近缘物种之一,具有可再生、资源丰富、分布广泛、纤维含量高等特点,是甘蔗（Saccharum officinarum）育种改良与创新的重要基因库,同时,也作为新兴能源植物被研究和利用。本文综述了野生斑茅形态学、细胞学、蛋白质和分子标记技术及育种的研究进展,并对斑茅种质资源研究中存在的问题提出了建议,以期为进一步研究斑茅种质资源提供借鉴与参考。     

Suppression of Tillering in Erianthus ravennae (L.) Beauv. Due to Drought Stress at Establishment

Abstract

We investigated the effect of drought stress on biomass productivity of newly established Erianthus ravennae (L.) Beauv. This species has recently drawn great attention as a novel cellulosic energy crop because of its excellent tolerance against various environmental stresses, but the shoot dry weight of the newly established E. ravennae was significantly decreased under drought compared to irrigated condition. A significant correlation between shoot dry weight and stem number suggested that the drought-induced decrease in stem number was ascribable to the reduced shoot dry weight in the drought condition. Decrease in soil water content was coincident with mid-day decrease in stomatal conductance, suggesting that limitation of CO₂ diffusion into leaf due to lower stomatal conductance in the drought condition caused decrease in photosynthesis followed by suppression of stem number. The present study suggested that E. ravennae was susceptible to drought, at least, in the first establishment year.     

甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代真实性鉴定及染色体遗传分析

【目的】掌握斑茅割手密复合体(简称斑割复合体)在杂交利用过程中的染色体遗传规律,为斑割复合体适宜回交利用代数提供参考依据。【方法】选用4对引物对甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代进行SSR标记鉴定,并利用甘蔗根尖细胞酶解去壁低渗法对真实杂种进行染色体数目观察。【结果】供试的28个杂交后代材料(15个GT05-164与GXASF108-2-28杂交BC1代,13个GT42与GXASBC112-A6-25杂交BC2代)均为真实杂种。选择在2对SSR引物中均扩增出父本特征带的后代(5个BC1代和7个BC2代)进行染色体观察,结果发现,5个BC1代的染色体数目介于95~98条,其染色体按“n+n”方式传递;7个BC2代的染色体数目介于94~101条,其染色体也按“n+n”方式传递。【结论】甘蔗与斑割复合体杂交BC1和BC2代中染色体传递方式均为“n+n”,母本甘蔗的染色体未加倍,高贵化育种进程减慢,可能需要更高的杂交代数才能获得聚集斑茅和割手密血缘的优良品种(系)。     

斑割复合体及其杂交后代的生物量及根系性状

本研究利用前期获得的含广西斑茅和广西割手密血缘的甘蔗育种新材料及其亲本共11份无性系进行桶栽试验,分析了参试材料植株地上部生物量和根系的主要相关性状在斑茅割手密复合体杂交利用过程各世代的变化。结果表明:参试的斑茅割手密复合体及其与甘蔗杂交、回交获得的F1代材料以及BC1代在株高、茎径、单茎重和叶面积上都表现比其亲本甘蔗有更大的优势;根系重量和活力都略有增加;地上部分生物产量上均表现出超亲效应,其超亲效应与绿叶面积的超亲表现相关性显著。     

广西斑茅表型性状遗传多样性分析

为有效评价和利用广西斑茅种质资源,扩增甘蔗遗传基础。对183份广西斑茅种质资源主要表型性状及遗传多样性进行分析。结果表明：广西斑茅种质资源表型遗传多样性比较低,13个描述型性状的遗传多样性指数在0.0000~1.2349之间,平均为0.3070,以毛群较高,生长带形状较低,空心、气根、根点排列和脱叶性4个性状无多态性表现;不同地区的斑茅资源遗传多样性指数在0.2851~0.5072之间,且以钦州的多样性最大,其次是桂林和崇左,以来宾的多样性最小。5个数值型性状的变异系数在13.54%~29.11%之间,平均为19.59%,以叶宽比较大,叶长较小;10个地区的斑茅资源变异系数在16.48%~21.92%之间,以桂林最大,百色最小。通过聚类分析,183份资源可以分为10个类群,各类群遗传分化不明显,与地理来源无密切联系。本研究揭示了广西不同地区斑茅的表型特异性和遗传多样性,为斑茅资源的采集、保育和杂交利用提供理论参考。     

斑茅蔗后代主要生理生化性状的差异研究

对10个斑茅BC1品系及其亲本在相关生理生化性状方面的差异作了研究,结果表明,以正常供水条件下的叶片束缚水含量/自由水含量作为鉴定甘蔗抗旱性能的指标,BC1品系的比值均小于母本YC96-40。母本YC96-40叶片酸性转化酶活性较高,到BC1代则其活性大大降低,这可认为是斑茅BC1品系糖分和锤度等改良速度较快的内在生化原因之一。另外,聚类分析结果表明,双亲在叶片束缚水含量/自由水含量和脯氨酸含量上的遗传距离均较大,而其后代在这2个性状上表现为前者大多数与母本YC96-40遗传距离较大,后者大多数与母本YC96-40遗传距离较小。