应用种间杂交方法进行谷子抗除草剂育种的初步研究

野生青狗尾草与中国栽培谷子进行杂交,并用浸有氟特力溶液的小培养皿进行发芽试验,快速鉴别F2代的抗除草剂性能。抗性被隐性基因控制,但更确切的结果有待进一步试验。氟特力不同用药量的选择试验表明,对氟特力抗性与敏感不同的谷子品种在 0~2.4 L/hm2 的处理表现不同,抗型品种的抗性大约是敏感型抗性的5倍。为我们选育谷子抗性新品种提供了依据。     

中国不同品种谷子抗性淀粉分布规律

抗性淀粉是谷子中的重要功能成分。对来自中国4个生态区10个省份216个谷子品种抗性淀粉含量进行分析。结果表明,中国谷子地方品种抗性淀粉平均值为2.43%,含量变幅为0.00%~6.74%,变异系数为50.26%,呈偏正态分布;不同生态区谷子抗性淀粉含量从高到低依次为内蒙古高原、华北平原、东北平原、黄土高原,且内蒙古高原和黄土高原之间差异显著(P0.05);不同省份抗性淀粉含量存在一定差异,其中黑龙江谷子抗性淀粉含量显著高于内蒙古和甘肃(P0.05),其他省份间差异不大;不同省份谷子(黑龙江除外)和不同生态区品种谷子抗性淀粉含量以2.00%~4.00%为主。     

狗尾草压缩特性试验研究

目前国内的压捆机生产出的草产品密度还比较低,向高密度发展是一个必然的发展趋势。为此,通过对狗尾草的高密度压缩试验,研究其压缩过程的基本规律,获得了体积模量与压缩密度、压力与压缩密度及压缩密度与压缩量之间的变化规律,旨在为压缩设备及压缩工艺的优化提供理论依据。     

谷子苗期耐低磷种质筛选及其根系保护酶系统对低磷胁迫的响应

本研究旨在探讨不同基因型谷子苗期耐低磷特性,建立其筛选的评价体系,筛选出苗期耐低磷谷子种质材料。对160份核心谷子种质资源的苗期株高、根长、地上鲜重、地下鲜重、叶长、叶宽、茎粗、地上磷含量、地下磷含量、地上干重和地下干重11个指标的耐低磷系数进行变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同谷子耐低磷相关指标和耐低磷特性;针对筛选出的低磷敏感和耐低磷品种,在生理水平上分析其根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明, 9份材料属于低磷敏感品种, 66份材料属于低磷较敏感品种, 70份材料属于较耐低磷品种, 15份材料属于耐低磷品种;低磷胁迫促使谷子根系SOD、POD、CAT活性增加。总之,以综合指标对谷子耐低磷特性的鉴定更为客观;根系保护酶系统对谷子在低磷胁迫下的适应性具有重要作用。     

不同基因型谷子品种(系)对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

旨在为旱区谷子生产及抗旱育种提供理论依据。以10个谷子品种(系)为研究对象,采用管栽试验,研究了干旱胁迫对不同基因型谷子生长及产量相关性状的影响。结果表明,在干旱胁迫条件下,参试的10个谷子品种(系),叶绿素含量下降的幅度为4.90%~33.11%,株高降低的幅度为9.56%~30.93%,穗长减小的幅度为5.58%~30.90%,穗粗减小的幅度为3.42%~16.34%,单穗重降低的幅度为7.30%~45.71%,单穗粒重降低的幅度为11.83%~54.72%,出谷率降低的幅度为4.89%~16.60%。抗旱性评价结果表明,‘冀谷31’、‘沧谷5号’、‘冀谷19’等3个品种的抗旱性较好。     

谷子MDH基因非生物逆境响应特性研究

为揭示谷子MDH基因对逆境胁迫的响应,本研究通过序列比对得到2个谷子苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)基因SiMDH1、SiMDH2,并对SiMDH1和SiMDH2的编码蛋白特征、基因结构、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,用荧光实时定量PCR(qPCR)检测了SiMDH1和SiMDH2在苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫和不同光照强度下的表达。蛋白特征参数和序列分析表明,SiMDH1和SiMDH2蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有MDH基因的特征功能域苹果酸酶NAD结合域和苹果酸酶C端功能域。亚细胞定位预测显示,SiMDH1和SiMDH2主要定位于叶绿体、细胞质和线粒体。启动子区域顺式元件分析发现,在SiMDH1和SiMDH2启动子区域含有大量光应答、激素类和其他类应答元件。苗期逆境qPCR表达谱分析发现,SiMDH1和SiMDH2受脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、高盐和低温不同程度诱导,揭示SiMDH1和SiMDH2参与了谷子苗期非生物逆境胁迫应答。进一步分析发现,SiMDH1和SiMDH2参与了谷子在拔节、抽穗、灌浆期的干旱应答,而光照强度会显著影响SiMDH1和SiMDH2基因在不同生育期的表达。本研究为进一步分析MDH逆境应答机制以及利用基因工程方法改善作物抗逆性提供了试验和理论支持。     

2005—2015年西北春谷中晚熟区谷子育成品种评价

【目的】对11年来西北春谷中晚熟区育成的谷子品种产量、农艺性状、抗逆性及品质性状综合分析,为西北春谷中晚熟区谷子新品种选育、推广及资源利用提供理论参考。【方法】基于2005—2015年国家谷子品种区域试验西北春谷中晚熟区数据,对参试品种及通过鉴定品种的产量、主要农艺性状进行比较与分析。并对通过鉴定的30个品种抗逆性、品质进行分析。【结果】2005—2015年参试品种及通过鉴定品种的产量有逐年增加的趋势。参试品种和通过鉴定品种的农艺性状在年度间存在一定的变异,参试品种的株高、单穗重、穗粒重、出谷率有逐年增加的趋势,生育期有缩短的趋势;通过鉴定的30个品种和对照相比,生育期、株高有降低趋势,株高变幅为105—165 cm;穗长在17—27 cm,70%的品种分布在19—23 cm;单穗重变幅为15—25 g,80%品种为18—22 g;穗粒重为12—20 g;出谷率分布在74%—84%,80%的品种在75%—80%;千粒重变异范围较大,分布在2.5—3.4 g,有9个品种的千粒重超过对照,公顷穗数分布在33万—43万。对通过鉴定品种农艺性状与产量的相关分析表明,产量与单穗重、穗粒重和公顷穗数呈显著正相关,与生育期呈负相关。鉴定品种总体抗性有提高的趋势,其中抗倒性明显优于对照,红叶病和白发病为主要病害,谷锈病、谷瘟病、纹枯病、蛀茎率也有不同程度地发生。穗松紧度多为中等偏紧类型,熟相中等偏好为主。品质上,通过鉴定品种的米色全为黄色,优质米的粗蛋白、粗脂肪含量及胶稠度偏低,赖氨酸含量相对较高。鉴定品种中包括了糯质、高蛋白、高脂肪及粮草兼用、抗除草剂、优质米等多种类型,丰富了品种类型。【结论】西北春谷晚熟区谷子品种的选育取得了一定的进步,所育品种在数量、多样性、产量、品质等方面有了一定的提高,但没有取得大的突破。在育种方法上比较单一,多采取简单杂交、系选的方法,应根据育种目标要求,开展材料创新,融合回交、复交、理化诱变等多种方法,并结合分子育种新技术,提高育种水平。在育种目标上,重点培育品质优良、矮秆抗倒、生育期略短、适合机械化收获的品种,培育多种类型的抗除草剂品种,满足谷子规模化生产的需求。     

Genetic Analysis and Preliminary Mapping of a Highly Male-Sterile Gene in Foxtail Millet（Setaria italica L.Beauv.） Using SSR Markers

Breeding of male-sterile lines has become the mainstream for the heterosis utilization in foxtail millet,but the genetic basis of most male-sterile lines used for the hybrid is still an area to be elucidated.In this study,a highly male-sterile line Gao146A was investigated.Genetic analysis indicated that the highly male-sterile phenotype was controlled by a single recessive gene a single recessive gene.Using F 2 population derived from cross Gao146A/K103,one gene controlling the highly male- sterility,tentatively named as ms1,which linked to SSR marker b234 with genetic distance of 16.7 cM,was mapped on the chromosome VI.These results not only laid the foundation for fine mapping of this highly male-sterile gene,but also helped to accelerate the improvement of highly male-sterile lines by using molecular marker assisted breeding method.     

224个谷子品种农艺性状聚类和相关性分析

对来自不同生态区224个谷子品种材料的农艺性状进行聚类和相关性分析。结果表明,27个农艺性状的变异范围为11.20%～110.70%,各农艺性状的变异程度由大到小依次为有效穗数、籽粒颜色、穗重、穗粒重、码粒数、单株草重、米色、穗型、茎秆粗度、籽粒形状、植株颜色、穗颈形状、穗码密度、穗粗、护颖颜色、刚毛长度、穗颈长度、穗长、刚毛颜色、花药颜色、倒二叶宽、抽穗期、千粒重、株高、伸长节节数、叶姿、倒二叶长。单株穗粒重与穗重、单株草重呈极显著正相关。用Ward离差平方和聚类分析发现,当欧式距离为19时,224个谷子品种可以分为六大类群,第Ⅰ类群(83份材料)生育期较短,属早熟类型,千粒重较大,穗较粗,但其他性状属于中等水平;第Ⅱ类群(64份材料)生育期相对较短,穗重、穗粒重在各类群中处于较高水平;第Ⅲ类群(41份材料)生育期最长,属晚熟类型,株高较高,分蘖较少,产量较低;第Ⅳ类群(25份材料)生育期较长,属中晚熟类型,株高较低,分蘖数较少,产量属中下等水平;第Ⅴ类群(1份材料)生育期较长,属中晚熟类型,刚毛较长,叶片较窄,株高较高,分蘖数较多,单株草重最大,千粒重和产量属中上等水平;第Ⅵ类群(...     

谷子种质资源萌发期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

为探究适宜的谷子抗旱性评价方法,以35个谷子品种为材料,设置0.03 mol/L PEG-6000溶液模拟干旱胁迫以及正常浇水2个处理,采用频次分析和相关性分析比较了9个与谷子萌发期抗旱性相关的指标,依据隶属函数求出最适宜的综合抗旱性鉴定标准,并以此为依据对所选品种进行聚类并划分抗旱等级。结果表明:在干旱胁迫下,受试品种谷子的发芽势、发芽率、萌发指数、根干重、根鲜重、芽干重、芽鲜重、芽长和根长均受到不同程度的抑制,干旱对发芽势的影响最大;除萌发系数以外发芽势与其余各指标均呈显著或极显著相关,通过因子分析将9个单项性状指标转化为4个因子,累计贡献率达86.74%。通过隶属函数结合聚类分析将35个谷子品种的抗旱性划分为4级,其中强抗旱型品种7个、中度抗旱型品种15个、干旱敏感型品种9个和干旱极敏感型品种4个。通过回归分析建立了可准确评估谷子萌发期抗旱性的回归方程y=-0.187+0.554x_RBDW+0.550x_RRL+0.264x_RRFW,筛选出相对根鲜重、相对芽干重和相对根长作为谷子萌发期抗旱性鉴定的重要指标。干旱胁迫下,可通过测定这3个指标对不同品种谷子萌发期的耐旱性进行快速准确的鉴定及评价。