高粱LEA基因家族的鉴定及表达分析

有研究表明,干旱、低温和盐等环境胁迫能够诱导LEA基因的表达。为了探索LEA基因家族在高粱响应外界刺激过程中起到的作用,本研究通过生物信息学的方法对LEA基因家族在高粱全基因组水平进行鉴定和分析,于高粱全基因组中共鉴定出35个基因家族成员,不均匀地分布于高粱8条染色体上,结合系统进化树和保守结构域分析结果,将高粱LEA基因家族成员分为7组。亲水性分析和结构无序性预测表明高粱LEA蛋白绝大多数为亲水性且结构无序。基因结构分析显示了各分组基因结构上的保守性。高粱LEA基因的启动子分析发现了一些与激素和非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。对激素和干旱胁迫下高粱LEA基因的表达分析发现外界胁迫能够诱导部分高粱LEA基因的表达。     

不同品种玉米对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响

为评价新入侵害虫草地贪夜蛾对我国不同品种玉米的为害潜能,本文采用组建实验种群生命表的方法研究了草地贪夜蛾对3种甜质型玉米(穗甜1号、正甜68和华金甜1号)以及3种糯质型玉米(京科糯2000、广黑甜糯和广糯1号)的生存适合度,分析了草地贪夜蛾生物学指标与玉米叶片主要营养物质及粗纤维含量间的相关性。结果表明: 取食甜质型玉米的草地贪夜蛾的幼虫存活率、蛹重、雌成虫产卵量均显著高于取食糯质型玉米;取食甜质型玉米草地贪夜蛾的内禀增长率介于0.1566～0.1843,净生殖力介于187.97～353.35,也均高于取食糯质型玉米(内禀增长率介于0.0998～0.1465,净生殖力介于25.89～95.34),表明取食甜质型玉米的草地贪夜蛾具有更高的种群增长能力。甜质型玉米叶片中主要营养物质维生素C、淀粉、可溶性糖、蛋白质、脂肪、总氨基酸及粗纤维的含量普遍高于糯质型玉米,草地贪夜蛾的净生殖力与维生素C、淀粉、可溶性糖、蛋白质及粗纤维的含量均存在显著正相关关系。草地贪夜蛾在甜质型玉米上具有更高的生存适合度。     

世界高粱供需格局变动及趋势分析

分析了世界高粱生产、消费和贸易的历史发展趋势及格局变化特征。从生产方面看,世界高粱种植面积相对稳定、单产水平大幅提升、总产量逐步趋稳以及生产区域集中度较高;消费方面,中国、尼日利亚、墨西哥是三大主要高粱消费国,世界人均高粱消费量有较大幅度的下降;贸易方面,世界高粱贸易波动较大,总体呈现先降后升再降的趋势。中国作为世界上最大的高粱进口国,对世界高粱贸易量变动发挥着决定性影响。未来,世界高粱生产和消费将继续保持相对稳定的规模水平,贸易量或有小幅增长。     

基于Adhl基因分析高粱属的系统进化关系

高粱属中有重要的粮食作物和优良牧草,也有农业生产上的重要杂草.文章旨在进一步从分子水平阐明高粱属种间的系统进化关系,为有效利用种质资源进行分子育种改良作物品质提供理论依据,并明确检疫性杂草的分类地位.根据二色高粱(Sorghum bicolor)的Adhl全基因序列(GenBank登录号:AF050456)设计引物,扩增并测定黑高粱(S.almum),假高粱(S.halepense)、丝克高粱(S.silk)和苏丹草(S.sudanense)共计8个植物材料约2 000 bp的Adhl基因部分序列,结合GenBank中其他24个Sorghum属的同源序列.以Cleistachne sorghoides的对应序列为外群,进行了高粱属的亲缘关系分析,用MP、ML和NJ法分别构建了分子进化树,得到了基本相同的拓扑结构.结果显示:(1)高粱属可明显分为三大支,一支是蒴柄高粱(Chaetosorghum)和异高粱(Heterosorghum)个亚属,一支是优高粱亚属(Eusorghum),这两个分支包含2n=20、40,染色体较小的种类,另一分支包括拟高粱(Parasorghum)和有柄高粱(Stiposorghum)两个亚属,包含2n=10的种类和它们的多倍体近缘种,染色体相对较大;(2)S.almum的Adhl基因表现出明显的地理分化;(3)Parasorghum亚属的S.pur-pureosericeum和多色高粱(S.versicolor)、光高粱(S.nitidum)和S.leiocladum聚在一起,而该亚属中的S.mata-rankense、S.grande、S.timorense却与亚属Stiposorghum的种聚在一起,表现出更近的亲缘关系;(4)S.mac-rospermum和S.laxiflorum之间具有比其他高粱属种更近的亲缘关系.     

FISH分析栽培高粱×拟高粱、甜高粱×拟高粱的染色体行为

采用荧光原位杂交技术对45S rDNA在栽培高粱×拟高粱、甜高粱×拟高粱F1的有丝分裂和减数分裂染色体进行定位研究。在有丝分裂中期染色体上2个杂种分别检测到2个杂交信号, 在减数分裂粗线期、终变期、中期Ⅰ染色体上45S rDNA位于一个二价体上, 说明这两个杂种携带45S rDNA的染色体为同源染色体。根据45S rDNA位点随细胞减数分裂过程的位置变化, 表明这两个杂种染色体配对行为正常, 平均构型为2n=2x=20(10Ⅱ), 证明45S rDNA可作为染色体的一个识别指标间接地观察细胞减数分裂过程染色体的变化行为。     

黑龙江省高粱种质抗丝黑穗病、靶斑病、高梁蚜和亚洲玉米螟鉴定

对黑龙江省种植的114份高粱种质资源进行丝黑穗病、靶斑病、高粱蚜及亚洲玉米螟病虫害鉴定,筛选出抗丝黑穗病材料6份、抗靶斑病材料7份、抗高粱蚜材料3份及1份高抗亚洲玉米螟材料。这些抗病虫材料可为今后进行种质创新及杂交种选育提供理论和实用价值。     

同源四倍体高粱与约翰逊草杂交的细胞遗传学研究

对约翰逊草、人工诱变四倍体高粱品系四沈甜及二者杂交种中期Ⅰ染色体构型、后期Ⅰ染色体行为进行了观察,并对花粉育性与结实率关系进行了研究。结果表明：约翰逊草、四沈甜及杂交种的染色体构型分别是：0．49Ⅰ＋15．83Ⅱ＋0．15Ⅲ＋1．60Ⅳ、0．72Ⅰ＋15．23Ⅱ＋0．075Ⅲ十2．15Ⅳ、0．68Ⅰ＋17．00Ⅱ＋0．18Ⅲ＋0．95Ⅳ。双亲及杂交种都是不规则的四倍体遗传群体。约翰逊草与同源四倍体高粱的染色体组间存在一定程度的同源性,杂交容易成功。     

高粱耐盐性评价方法研究及耐盐碱资源的筛选

用5.500 g/L盐水溶液对3～5叶期高粱幼苗进行处理,用幼苗相对成活率对568份高粱种质进行分级,结果显示:5%的种质具有3级以上的耐盐性。此法可以用来进行大量种质的苗期耐盐筛选。根据植株在不同含盐量的盐碱地上生长的性状差异,对成株期的高粱进行耐盐鉴定,利用处理间性状的差异及各性状与穗重和秆重的相关性构建一个耐盐指数来评价材料对盐碱的耐性,从而对18个高粱品种和品系进行了分级,以适合于盐碱地推广品种的筛选。     

播期对西南地区垄作直播高粱生长、干物质积累及产量的影响

针对西南地区直播高粱播期不定、苗情不稳、低产低效等问题,以高粱新品种‘川糯粱1号’为试验材料,通过2015—2016年的大田试验,研究不同播期处理下高粱生育进程、干物质积累、产量及其构成的变化规律。结果表明：随播期推迟,高粱生育期逐渐缩短,而高粱各时期干物质积累量、产量及其构成(穗粒数、千粒重、单穗粒重)均随播期的推迟先增加后降低,两年变化规律一致,D3播期(4月20日)干物质积累量、产量及其构成均高于其他播期;生育期与日均温呈显著负相关,干物质积累量、产量均与积温呈显著正相关,温度是引起高粱播期间产量差异的关键气象因子;温度影响生育进程和干物质积累,进而调控穗粒数与单穗重,最终影响高粱籽粒产量。因此,西南地区‘川糯粱1号’的适宜播期为4月20日。     

Effects of Phosphorus Nutrient on the Hydraulic Conductivity of Sorghum （Sorghum vulgare Pers.） Seedling Roots Under Water Deficiency

Hydroponic experiments were conducted in a growth chamber and changes in the hydraulic conductivity of sorghum (Sorghum vulgare Pers.) roots (Lpr) at the three-leaf stage were measured using the pressure chamber method. Water deficiency was imposed with polyethylene glycol (PEG) 6000 and the phosphorus (P) levels were controlled by complete Hoagland solution with and without P nutrient. The objective of this study was to investigate the effect of P nutrition on root Lpr under water deficiency. The results showed that the Lpr in P deficiency treatments decreased markedly, but the Lpr recovered to the same value as that of control when sufficient P was supplied for 4-24 h. Water deficiency decreased Lpr, but the hydraulic conductivity of the roots with sufficient P supply was still higher than that of plants without P supply. When resuming water supply, the Lpr of the water-deficient plants under P supply recovered faster than that of plants without P supply, which indicates that plants with sufficient P nutrient are more drought tolerant and have a greater ability to recover after drought. The treatment of HgCl2 indicated that P nutrient could regulate the Lpr by affecting the activity and the expression levels of aquaporins.