日本饲用高粱夏播试验及营养价值分析

从日本引进饲用高粱（Sorghum bicolor）种子,在甘肃省榆中县进行了夏播试验,对其生物学特性及适应性进行观测,并对其生长120 d后的草产量及牧草营养成分进行分析。结果表明,日本饲用高粱具有抗旱、抗寒、生长茂盛的优点,能适应榆中县的气候、土质、水肥条件;农田生长120 d后,鲜草产量达184.50 t·hm-2,干物质产量达43.46 t·hm-2,高于本地普通高梁成熟期产量。其全株主要营养成分与本地成熟期收获的普通高粱接近,总能约为本地高粱的2倍;与在日本种植至成熟期收获的全株营养成分相比,粗蛋白含量高59.91%,无氮浸出物含量高15.91%,粗纤维含量低20.14%,粗脂肪含量低72.52%。总体分析,日本饲用高梁是一种适应性强、产量高、营养价值高的饲料作物,适合在榆中县种植。     

甜高粱饲草及葡萄籽对小尾寒羊生产性能及血液生理参数的影响

通过测定不同类型甜高粱饲草与葡萄籽饲喂小尾寒羊的生产性能和血常规,为甜高粱饲草和葡萄籽安全高效的饲喂绵羊提供理论依据。试验选取甘肃省定西市的小尾寒羊28只(17.30±1.20) kg,随机分为4组,分别为:饲喂甜高粱青贮+精补料(SN组)、甜高粱青贮+6%葡萄籽精补料(SY组)、甜高粱干草+精补料(DN组)、甜高粱干草+6%葡萄籽精补料(DY组)。分别在饲养试验的第1、30、60和100天晨饲前称重;第20、50和100天晨饲前采集血液,测定血常规。结果表明:甜高粱饲草与葡萄籽的添加对小尾寒羊平均干物质采食量、平均日增重和料重比影响不显著(P>0.05),但SY组比DN组平均日增重增加30%以上,终体重增加15.4%。葡萄籽的添加对小尾寒羊血液生理参数影响不显著(P>0.05)。甜高粱青贮组(SN+SY)小尾寒羊红细胞数目(RBC)和红细胞压积(HCT)显著高于甜高粱干草组(DN+DY)(P<0.05)。甜高粱青贮组(SN+SY)平均红细胞血红蛋白含量(MCH)和平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)极显著低于甜高粱干草组(DN+DY)(P<0.01)。试验第20和100天甜高粱青贮组(SN+SY)小尾寒羊血小板数目(PLT)显著低于甜高粱干草组(DN+DY)(P<0.05)。试验动物血液生理参数均在安全生产范围内,但饲喂甜高粱青贮对小尾寒羊红细胞和血小板相关指标更有利,且甜高粱青贮和葡萄籽结合饲喂对小尾寒羊生长性能有改善的潜力。     

Evaluation of phenolics and antioxidant activity of black sorghum hybrids

Black sorghums possess very high levels of the rare 3-deoxyanthocyanidins which can be used as natural food colorants with health benefits. However, these sorghum genotypes have undesirable agronomic properties (i.e. high height, low yield, increased weathering). Black sorghum hybrids with improved agronomic properties were developed and their phenolic profiles and antioxidant activity were compared with black sorghum lines. Black sorghum hybrids were significantly lighter in colour than the lines (P < 0.001). All hybrids had a pigmented testa which was indicated by the presence of condensed tannins, which significantly increased total phenol levels and antioxidant activity. The 3-deoxyanthocyanidin, flavan-4-ol, and flavone levels were significantly lower in the hybrids (P < 0.001) and were strongly correlated to pericarp colour (P < 0.001). Flavanone levels were not significantly different among the lines and hybrids (P > 0.05) and pericarp colour did not affect their levels (P > 0.05). Even though the 3-deoxyanthocyanidin levels were lower in black sorghum hybrids than in the lines, the presence of condensed tannins in the hybrids significantly increased their antioxidant activity. Since 3-deoxyanthocanidin levels were dependent on pericarp colour, hybrids with increased blackness intensity should be developed to increase the stable 3-deoxyanthocyanidins.     

易降解有机物及其施加方式对高粱吸收镉的影响

为探明易降解有机物及其施用方式对高粱吸收镉的强化效应,通过盆栽试验探讨了2 mmol·kg~(-1)草酸(OA)、2 mmol·kg~(-1)柠檬酸(CA)和1 g·kg~(-1)水溶性有机肥(DOF)分次(1～4次)施加对土壤中镉(Cd)的活性、高粱(Sorghum bicolor L.)生长及对Cd吸收的影响。结果表明:施加OA、CA和DOF提高了土壤中Cd的活性,且OA、CA分4次施加和DOF 1次施加时,土壤中DTPA-Cd含量最高,分别比CK显著增加了11%、30%和29%;OA、CA和DOF 1次施加对高粱生物量无显著影响,分2次施加则显著抑制了高粱生长,其中DOF处理的生物量较CK下降38%;OA、CA和DOF分2～3次施加促进了高粱对Cd的吸收,高粱根部、地上部中的Cd含量及富集系数显著高于CK;OA、CA分3次施加和DOF 1次施加时,高粱地上部分Cd积累量分别比CK显著增加了17%、30%和31%。总体来看,分3次施加CA对土壤Cd活化及高粱吸收Cd的效果最好。     

基于多重表型的高粱耐盐性综合评价方法

高粱耐盐性因种质、发育时期及生长条件的不同而存在明显差异,因此建立一套全面、客观、准确的高粱耐盐性鉴定方法,对于高粱耐盐种质的筛选和评价具有重要意义。选择64份高粱材料通过室内萌发期耐盐性评定,从中选择36份不同等级材料进行田间苗期耐盐性鉴定,并从中选出13份材料进行室内苗期耐盐性复筛。通过隶属函数值法、主成分分析法、聚类分析法对田间和室内苗期测定的株高、茎粗等形态指标以及超氧化物歧化酶、脯氨酸、丙二醛等生理生化指标的评价,最终确定耐盐材料2份,盐敏感材料2份。建立了一套基于多重表型的耐盐性综合评价方法,即针对高粱不同生育时期(萌发期、苗期)、不同生长条件(田间与室内)采用不同形态指标与生理生化检测指标,并结合多种数据分析方法对不同高粱材料耐盐性进行准确、系统地评价。该方法的建立对于高粱种质资源的耐盐性评价以及高粱耐盐育种具有一定的参考价值。     

高粱雄性不育系吉2056A的创制及应用

高粱雄性不育系吉2056A是吉林省农业科学院作物资源研究所新选育的优良不育系,适用于我国北方高粱春播早熟区,具有适应性好、抗逆性强、配合力高等特点,由其组配的高粱杂交种吉杂133已在我国北方高粱早熟区大面积种植推广。高粱雄性不育系吉2056A的成功选育,丰富了吉林省种质遗传基础。     

饲用甜高粱剪切应力和功耗试验研究

在秸秆往复式切割试验台上,以饲用甜高粱为研究对象,以切割速度、喂入速度、秸秆含水率为试验因素,功率消耗与剪切应力作为性能检测指标,按照中心组合响应曲面设计(Central composite design,CCD)试验方案进行试验。结果表明:喂入速度对切割器试验台工作性能有较大影响;切割速度、秸秆含水率均对切割器试验台工作性能影响显著;切割器试验台工作性能的影响因素主次顺序为喂入速度、切割速度、秸秆含水率,最佳性能参数组合为喂入速度5m/s、切割速度0. 95m/s、秸秆含水率为60%。本研究旨在探索秸秆往复式切割器的工作参数与饲用甜高粱收获条件对切割特性的影响,为饲用甜高粱联合收获打捆的研究提供理论依据。     

不同耐盐性高粱在盐逆境下的比较转录组分析

【目的】土壤盐渍化是制约作物生产的重要非生物胁迫因子之一,高粱耐盐性强,进行高粱耐盐基因挖掘及分子机制研究是开发和利用盐渍土壤的有效途径,通过转录组测序分析与高粱耐盐相关的基因调控机制和代谢通路,挖掘高粱耐盐潜力。【方法】 通过以筛选出的极耐盐品种八叶齐和盐极敏感品种PL212为试验材料,采用盆栽沙培,在播种后20 d（5叶期）采用180 mmol·L ^-1的 NaCl 溶液漫灌模拟盐逆境,盐胁迫48 h后取幼叶,并连同对照（未经过盐处理）的同期幼苗共4个样品提取RNA,进行转录组测序,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。 【结果】 耐盐和盐敏感材料分别在盐渍和非盐渍处理下的4个样品间共检测到1 338个差异表达基因,包括819个上调基因和519个下调基因。聚类分析发现在应答盐渍胁迫逆境时,5个依赖性氧合酶超家族蛋白、4个富含半胱氨酸的激酶、3个谷胱甘肽S-转移酶和3个重金属运输/解毒超家族蛋白相关基因表现出明显的上调表达和下调表达,还发现1个K ⁺转运蛋白基因在耐盐调节中起着重要作用。GO分析发现在15 418个基因中获得4 528个有效GO注释条目,同时耐盐和盐敏感材料在遭受盐逆境时的生物过程、细胞组分和分子功能3个方面均存在较大差异。生物过程中代谢过程、细胞过程耐盐材料明显高于盐敏感材料,耐盐材料的生理过程中较盐敏感材料增加了多生物过程和定位这两个过程,很可能与耐盐材料盐抗性较强密切相关。差异基因KEGG分析结果显示耐盐和盐敏感材料在对照和盐渍胁迫条件下的苯丙烷类生物合成、苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成3个途径中差异基因表达较多,可能是造成耐盐和盐敏感材料耐盐性差异较大的重要原因。 【结论】 高粱耐盐调控基因表达涉及生物过程、细胞组分和分子功能多个方面,生物过程和定位这两个过程是提高高粱耐盐性的关键;苯丙烷类生物合成、苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成3个途径的基因表达很可能是造成盐害的重要原因。     

高粱苗期耐盐性转录组分析和基因挖掘

【目的】探究高粱耐盐胁迫响应机制,挖掘高粱耐盐胁迫基因,为高粱耐盐育种提供理论基础。【方法】 以高粱感盐品种L甜和耐盐品种石红137为供试材料,采用水培试验。待高粱植株长至三叶一心期,使用2%NaCl溶液对幼苗进行盐胁迫,分别设置0（对照）、1和24 h处理,每个处理3次重复。测定不同处理样品株高、根长、干物重、Na ⁺含量和叶绿素相对含量（SPAD值）,并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用FPKM方法计算基因表达量,在差异表达基因检测过程中,将差异表达倍数（fold change）≥2且FDR<0.001作为筛选标准。通过Gene Ontology和KEGG Pathway数据库对参与高粱不同时间盐胁迫差异表达基因进行分析注释。 【结果】 盐胁迫处理对高粱株高、根长、干物重等性状无显著影响,对钠离子含量和SPAD值影响显著。石红137株高、根长、钠离子含量和SPAD值均高于L甜。转录组测序结果鉴定得到已知基因26 628个,新基因866个。石红137中的差异基因数目高于L甜。石红137中,0 h VS 1 h、0 h VS 24 h、1 h VS 24 h三组的差异基因数目分别为375、4 206和3 750个。感盐品种L甜中,0 h VS 1 h、0 h VS 24 h、1 h VS 24 h三组的差异基因数目分别为167、2 534和1 612个。GO分析共获得25个功能注释,分别为光合作用、细胞物质代谢、翻译过程以及激素合成等与盐胁迫相关的差异表达基因。KEGG分析发现盐胁迫1 h表达差异基因富集在植物激素信号转导途径,涉及脱落酸（abscisic acid,ABA）、生长素（auxin,AUX）、细胞分裂素（cytokinin,CTK）、赤霉素（gibberellins,GS）、乙烯（ethylene,ETH）过程等共71个基因。盐胁迫24 h表达差异基因富集于光合作用相关途径,涉及Lhca、Lhcb、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase,PPC）、磷酸核酮糖激酶（phosphorylribonucleic kinase,PRK）等20个基因。类黄酮生物合成代谢途径差异可能是引起石红137和L甜的耐盐能力差异的原因之一,花青素还原酶（anthocyanidin reductase,ANR）和黄酮醇合成酶（flavonol synthase,FLS）参与类黄酮生物合成途径。【结论】 高粱的盐胁迫过程是一个复杂的生物过程,依赖于多个基因在复杂网络中的平衡表达。盐胁迫条件下,高粱应对环境刺激受到激素信号转导和光合作用的控制。类黄酮生物合成途径在耐盐品种中起到了重要作用。