低温胁迫对割手密和斑茅游离脯氨酸含量的影响(Ⅱ)

研究了来自不同原生地甘蔗近缘野生种割手密、斑茅无性系叶片中游离脯氨酸(Fpro)的含量及其与低温的关系。结果表明,冬季割手密和斑茅叶片中Fpro的含量与其原生地的海拔、纬度之间呈极显著的正相关关系,冬季的Fpro含量平均值分别是夏季的11.4和7.7倍,导致Fpro积累的真正原因是低温;在持续低温胁迫条件下,割手密、斑茅叶片中Fpro含量呈波动式增长,在作变温处理时Fpro的消长是可逆的。叶片中Fpro含量与其抗寒性关系十分密切的特点,表明它可以作为甘蔗近缘野生种抗寒力鉴定的指标。     

广东割手密SSR遗传多样性分析

割手密是甘蔗近缘野生种之一,在甘蔗育种中具有重要地位和作用。本研究采用Genomic-SSR和EST-SSR两种类型分子标记对来自广东各个地区的67个割手密种质进行分析。在20对SSR引物上共检测到341个多态性条带,每个引物上的平均多态性为17.05,其中11个Genomic-SSR的平均多态性为20.82,9个EST-SSR的平均多态性为12.44。广东割手密在Genomic-SSR上的多态性显著高于EST-SSR上的多态性。MantelTest分析表明:通过Genomic-SSR、EST-SSR以及Genomic-SSR+EST-SSR三种方法所计算的试验材料的遗传距离矩阵之间都呈极显著相关(p<0.01),说明应用两种类型SSR获得的各个材料间的遗传关系具有较高的一致性。广东割手密在20对SSR引物上的遗传多样性指数介于0.1064~0.2916之间,平均多样性指数为0.1943;各个材料间的遗传距离为0.0063~0.3082之间,平均为0.1935。UPGMA聚类分析表明:广东割手密之间的遗传关系和地理来源存在一定的相关,由南向北存在较为显著的地理分化。     

Rehabilitating Abandoned Pastures in Panama: Control of the Invasive Exotic Grass,Saccharum spontaneum L., Using Artificial Shade Treatments

ABSTRACT

The exotic grass, Saccharum spontaneum L., has invaded abandoned agricultural lands in the Panama Canal Watershed for decades. The grass aggressively competes with regenerating tree seedlings preventing natural forest regeneration. To estimate effectual light level for controlling the grass, the growth of S. spontaneum was measured under a range of artificial shading conditions. Five shade treatment subplots–light intensities of 100% (full sunlight), 50, 25, 15, and 5%–were established at each of eight plots in land adjacent to the Panama Canal Watershed. Each site was cleared of S. spontaneum and then the regrowth was harvested. The regrowth of the grass was harvested and measured four times every one and half months for six months. The biomass of S. spontaneum was significantly less in lower light conditions than in full sunlight. The results showed that comparing growth of the grass at each harvest date, except for the first harvest date, there were significant differences between full sunlight and light intensities of 5, 15 and 25%. When compared by different harvest dates for each light level, only full sunlight showed a significant difference in biomass of the grass. The study demonstrates that shading is an effective method for controlling S. spontaneum. The results can be applied to developing reforestation strategies for abandoned lands occupied by S. spontaneum.     

不同采集地割手密种质资源的耐寒性评价

本研究对不同采集地割手密无性系进行耐寒性综合评价,探究割手密耐寒性与其生长地海拔、纬度的关系,筛选耐寒性种质资源。以40份割手密无性系为试验材料,在苗期低温胁迫后测定各无性系材料的7项生理指标,利用相关性分析、聚类分析和模糊隶属函数分析法对其耐寒性差异进行综合评价。低温胁迫处理后,割手密的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、电导率(PMP)、可溶性蛋含量(SP)均呈上升趋势,其中脯氨酸含量上升最大,升高了43.81%,而叶绿素(Chl)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)均呈下降趋势,其中叶绿素含量减少35.01%,下降程度最大;叶绿素、脯氨酸、超氧化物歧化酶的变异系数较对照有不同程度的增加,其中增长最大的是叶绿素,是对照的1.76倍;相关性分析显示,40份割手密无性系耐寒性与其生长地的海拔、纬度呈极显著正相关,相关系数分别为0.867、0.686;模糊隶属函数和聚类分析将40份割手密无性系的耐寒性分为三类,其中高耐寒类型有10份材料,中耐寒性有19份,不耐寒性11份。研究结果表明,不同采集地割手密材料之间耐寒性指标存在明显差异;耐寒隶属函数与海拔、纬度呈极显著正相关,即高海拔和高纬度的割手密耐寒性强、低海拔和低纬度的割手密耐寒性弱,表明在相近海拔范围内决定耐寒性的主要因素是纬度,在相近纬度范围内决定耐寒性的主要因素是海拔。该结果为割手密种质资源在甘蔗耐寒育种中的进一步利用提供依据。     

不同供磷水平下2个甘蔗品种的光合作用及生长特征

为研究磷素调控不同品种甘蔗生长的光合作用机制,从而选择磷高效品种和科学施肥,本文以研究区常见甘蔗品种台糖22(ROC22)和粤糖236(YT236)为材料,设置3个供磷水平和2个品种,研究磷素对2个甘蔗品种光合作用及生长的影响。结果表明:(1)随着供磷水平提高,2个甘蔗品种的株高和生物量显著增加;移栽60 d后ROC22的株高显著大于YT236的。高磷处理下的生物量ROC22显著大于YT236,鲜重和干重分别是YT236的1.6和1.4倍。(2)随供磷量的提高,ROC22的叶绿素总量(Chl)、净光合速率(Pn)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著增加。YT236的Pn、Ci、Tr和Gs在低磷和高磷处理下均显著大于无磷处理,YT236的Chl在高磷处理下显著大于低磷和无磷处理;低磷和高磷条件下的Chl,ROC22比YT236分别提高了16%和14%。在3个供磷水平下的Pn,ROC22均显著大于YT236。高磷处理下的Ci,ROC22显著大于YT236。无磷处理下的Tr和Gs,ROC22均显著大于YT236。综合分析,浓度为1 mmol/L的PO43-高磷处理对2个甘蔗品种的光合作用及生长较为适宜。ROC22甘蔗在3个供磷量下光合作用和生长均优于YT236,建议在研究区或低磷地区种植ROC22。     

基于形态特征和SSR标记的斑茅繁殖策略的研究

本研究以收集自我国7个省的45份野生斑茅(Saccharum arundinaceum)为研究对象,在开放授粉条件下,通过测定斑茅的花粉与胚珠比(Pollen-ovule ratio,P/O)、杂交指数(Outcrossing index,OCI)以及基于简单重复序列(Simple sequence repeats,SSR)分子标记估计交配系统参数这3种方法,探究斑茅繁殖特性及其有性繁殖力的情况,为斑茅资源开发利用、杂交育种及繁殖技术提供基础依据。结果表明:斑茅P/O为5 897,杂交指数OCI为2;采用11对SSR引物对随机取样的15个斑茅半同胞家系共计1 158个子代进行交配系统参数估计,结果显示斑茅种群具有较高的异交率水平(t_m=0.864),多位点异交率和单位点异交率的差值不明显(t_m—t_s=0.012),亲本近交系数F大于0(F=0.318),表明斑茅以异交为主,并存在部分近交。综上所述,本研究初步认为斑茅的繁殖特性为异交为主、自交为辅的混合交配系统模式。     

Energy Productivity Potential Assessment of Saccharum spontaneum L.Germplasm Resources

[Objective]The energy productivity potential of Saccharum spontaneum L.germplasm resources as energy plants was discussed in this paper.[Method]The energy productivity potential of Saccharum spontaneum L.germplasm resources collected from the wild was assessed from the aspects of cellulose,semicellulose,lignin and crude ash contents and caloric value.[Result]The total content of cellulose and semicellulose ranged from 41.75%to 69.13%,the lignin content ranged from 2.16%to 11.75%,the crude ash content ranged from 4.79%to 9.34%and the caloric value ranged from 16.00 to 17.69 MJ/kg among the 30 Saccharum spontaneum L.germplasms.Compared to other plants,Saccharum spontaneum L.had higher contents of cellulose and semicellulose,a higher caloric value but lower contents of lignin and crude ash.[Conclusion]From the perspective of producing fuel ethanol with lignocellulose,Saccharum spontaneum L.has a great potential for development as an energy plant.     

几个甘蔗品种的过氧化物酶活性及其同工酶多样性的比较研究

在粤农７６／１６９,Ｑ７５,桂糖１号,福蔗７７／３００３,印度ＣＯ３３１和ＰＯＪ２８７８等６个品种甘蔗中,同一品种不同器官的过氧化物酶活性有较大的差别;不同品种同一器官过氧化物酶活性也不同,各品种的叶片,叶鞘,茎尖,成熟茎和根的过氧化物酶同工酶数量差异较大,同一品种各器官中以代谢旺盛的叶片和叶鞘的同工酶数较多,不同品种的同一器官中同工酶数也有较大的变化。     

割手密线粒体DNA的简易快速提取方法

高效快速地分离提取高质量的线粒体DNA(mtDNA)是研究植物线粒体基因及其起源进化的重要前提。为获得高质量的mtDNA进行割手密资源的线粒体基因序列扩增及测序分析,本研究以割手密黄化苗为材料,通过简单差速离心分离得到线粒体,经DNaseⅠ消化处理,去除核DNA杂质得到较纯的线粒体,然后经过5%SDS和蛋白酶K充分裂解线粒体,利用饱和的苯酚/氯仿(1:1)和氯仿两次抽提除去蛋白质,并经过RNase A的消化处理除去RNA,无水乙醇沉淀等一系列操作得到mtDNA。所提取的mtDNA样品经紫外吸收光度测定,琼脂糖凝胶电泳和PCR扩增分析其浓度和纯度,结果表明利用该方法提取的mtDNA纯度高,完全能满足后续PCR分析及分子克隆测序的要求。该方法不仅DNA提取纯度高,操作简单、快速经济,可为今后开展甘蔗及其各野生种的研究提供技术支持。