高粱抗蚜研究进展

高粱(Sorghum bicolour)是世界上最重要的粮食、饲料、酿造和能源作物之一, 也是C₄植物研究的模式植物。蚜虫是农业生产上的重要害虫, 几乎危害所有的栽培作物。危害高粱的蚜虫主要包括高粱蚜(Melanaphis sacchari)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis)。高粱的抗蚜资源尚不丰富且缺乏深入系统的研究。目前研究较多的是麦二叉蚜的抗性遗传方面, 已定位20个抗性QTLs, 单一QTL对抗性差异贡献率最高可达80.3%, 对高粱蚜和玉米蚜的研究尚需进一步加强。高粱的理化特性与其抗蚜性能相关, 故可与育种实践相结合。高粱和蚜虫(Acyrthosiphon pisum)的全基因组测序工作已经完成, 这将有助于蚜虫-植物间的相互作用关系及植物对蚜虫的抗性机制研究。目前已克隆到2个抗蚜基因, 且多个抗蚜基因(位点)已被定位在染色体上。该文重点综述了上述研究成果并对高粱抗蚜的研究前景进行了展望。     

基于模糊识别和刺探电位技术鉴定小麦种质资源抗蚜性

利用田间抗蚜性鉴定模糊识别技术,结合室内刺探电位(EPG)植物抗性鉴定技术,比较分析了不同遗传背景的小麦种质资源的抗蚜性,为筛选新型小麦抗蚜种质材料提供依据。2年田间抗蚜性鉴定结果表明: 小偃麦多表现为中抗或低抗,而小黑麦多为中感或低感。选取抗性性状稳定且抗性级别不同的小偃麦21(中抗)、小偃麦22(低抗)、小黑麦31(中感)和小黑麦32(低感)进行麦长管蚜取食行为分析。对非刺探波(Np)、刺探波(P)、电势落差(Pd)、水溶性唾液分泌波(E1)、韧皮部取食波(E2)、细胞机械阻碍波(F)和木质部取食波(G)等基本波形的分析显示,麦长管蚜在小偃麦上首次开始刺探的时间显著长于小黑麦,且在小偃麦上的E1波的持续时间显著大于小黑麦;麦长管蚜在小偃麦21上的F波和小偃麦22上Np波的持续时间最长,在小黑麦31上的P波和小黑麦32上的G波的持续时间最长。以E1、F和Np波的持续时间为指标,基于刺探电位的小麦种质资源抗性水平鉴定结果与田间鉴定结果基本一致。因此,使用EPG技术筛选抗蚜小麦材料时,建议采用E1、F和Np波作为评价小麦抗性水平的指标。小偃麦21、22对麦长管蚜的抗性水平较高,可作为小麦抗蚜育种的种质材料。     

高粱种质材料幼苗期耐盐碱性评价

采用Hoagland营养液砂培法,以NaCl和Na2CO3组成的混合盐碱对高粱幼苗进行胁迫处理,建立高粱幼苗期耐盐碱评价方法,并评价了66份高粱种质材料的耐盐碱性.结果表明:盐浓度在8.0～12.5 g·L-1时,高粱耐盐碱品种‘TS-185’与盐碱敏感品种‘Tx-622B’在幼苗期的耐盐碱性差异明显,表明进行高粱幼苗期耐盐碱性评价时适宜的盐浓度范围为8.0～12.5 g· L-1.在10.0和12.5 g·L-12个盐浓度下,66份高粱种质材料的相对存活率、相对地上部鲜质量和相对株高的差异均达显著水平,表明不同品种的耐盐碱性不同.其中,‘三尺三’为高度耐盐碱品种,‘MN-2735’等16个品种为耐盐碱品种,‘EARLY HONEY’等32个品种为中等耐盐碱品种,‘Tx-622B’等16个品种为盐碱敏感品种,‘MN-4588’为高度盐碱敏感品种.苏丹草类型高粱一般具有较高的耐盐碱性,而保持系对盐碱较为敏感.     

高粱种质资源主要品质性状鉴定与评价

对“十五”期间存入国家种质库的532份高粱种质资源的粗蛋白、粗淀粉、赖氨酸、单宁等四个主要品质性状进行了鉴定评价和相互关系分析。结果表明,四个主要品质的含量呈现近似正态分布。不同品质性状变异程度不同,其中单宁含量变异最大。性状间存在着不同的相关性。不同来源的种质品质性状比较结果表明,选育品种的赖氨酸、单宁含量明优于地方品种。通过鉴定,筛选出一批多项、双项或单项品质优良的高粱种质资源。     

高粱抗蚜基因的RAPD分析

应用RAPD技术BSA法,对高梁抗蚜基因进行分析,筛选了500个随机引物,共扩增出1614条谱带,得到了10个具有稳定多态性标记的引物,分别为OPA－01、OPP－09、OPP－14、OPH－19、OPN－08、OPN－07、OPN－20、OPY－14、OPS－20、OPJ－06。     

高粱地方种质资源表型多样性分析及综合评价

以“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”为依托,采用遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析等方法,对2020-2021年在河北省内普查收集的136份高粱种质资源进行研究及综合评价。结果表明：河北省高粱地方种质资源具有丰富的表型变异,15个表型性状的多样性指数在0.0844～1.9926之间,变异系数在4.69%～68.00%之间,千粒重的遗传多样性最高,穗形的变异系数最大;株高与穗部性状之间存在极显著正相关关系;聚类分析将136份高粱种质资源分为3个类群,3个类群无明显地域聚类特点。第Ⅰ类群在穗部性状方面表现最好,可进行工艺用高粱资源选育;第Ⅱ类群株高较低,可筛选矮秆高粱资源进行种质创新;第Ⅲ类群在产量性状方面表现最好,可作为粒用高粱育种材料加以利用。主成分分析将表型性状简化为5个主成分,累计贡献率为60.182%,株高、穗部与籽粒性状是高粱表型变异的主要因素;136份高粱的综合得分范围在0.107～1.147之间,以综合得分排序,筛选出肃宁高粱、长穗高粱、笤帚高粱、落黍等排名前10的综合性状表现较好的种质资源。本研究从多方面、多角度对新征集的河北省高粱种质资源进行了分析...     

中国黍稷种质资源抗黑穗病鉴定评价

采用人工对种子饱和接种的方法,对来自我国14省（区）的6526份黍稷种质资源进行了抗黑穗病鉴定。筛选出高抗种质11份,占0．17％;抗病种质574份,占8．80％;这些种质均可作为我国黍稷种质遗传改良的亲本材料应用,有些丰产性和品质性状优良的种质,黑穗病高发地区可在生产上直接利用。     

高粱种质资源的多样性和利用

全世界收集到的高粱种质资源168500份,其中国际热带半干旱地区作物研究所有36774份,占总数的21.8%,美国42221份,占25.1%,印度20812份,占12.4%,中国12836份,占7.6%,其他国家55857份,占33.1%。上述国际研究所和国家在对高粱种质资源进行收集、整理、登记的基础上,对其遗传的多样性和各种性状做了鉴定,从中筛选出许多具有优良农艺性状、品质性状、抗性性状的资源,满足了高粱遗传改良的需要,成为当代和未来人类有价值的资源。建立核心种质对种质资源的保存、维护和利用是一种经济、实用和有效的方法。     

从杂种中分离优质抗蚜高粱新品种

为解决杂交高梁的抗蚜虫问题,我们从1972年开始,从引入的品质较好的国外杂交种(NK_(222)、NK_(255)、NK_(265)等)中分离高梁新品种,并在分离的早期世代用优质的中国高梁品种做父本进行杂交,现已分离出几十个优质品系,其中最好的品系表现了籽粒透亮、优质高产、单宁含量极低、基本不着壳等优点,而且有3个系(优抗75-1、75-2、41-1)表现了高度抗蚜虫危害,目前已在生产上推广种植,受到群众欢迎。     

不同基因型高粱的理化特性与抗蚜性的相关性研究

通过对抗蚜的河农16和感蚜品系Tx623B、Tx622B、Tx3197B、千三、晋五及杂交种的物理特性、组织结构、生理生化特性的对比分析,研究了不同基因型高粱理化特性与抗蚜性的相关性.结果表明,高粱抗蚜品系叶片表面较感蚜品系的细胞排列整齐、致密、表皮细胞直径较感蚜品系小、叶片薄、叶片表面光滑、叶片颜色浅.感虫后各品系过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性均有升高,与蚜虫的诱导存在相关性,但不同品系感蚜前后均不存在趋势性变化;苯丙氨酸解氨酶(PAL)酶活性感虫前在抗虫的河农16及杂交种中具有高水平表达,并与其他感蚜品系存在显著差异;蚜虫侵害诱导后PAL酶活性均有上升,但抗蚜品系中表现稳定,酶活性变化幅度与叶片损伤程度存在相关性,PAL酶活性与高粱的抗蚜性存在明显的相关性.感虫前后氨基酸含量及其变化与高粱品系抗蚜性间无相关性;在感蚜虫前,抗蚜品系及其杂交种可溶性糖含量显著高于感蚜品系,接虫后感蚜品系可溶性糖含量升高显著.     

茄子种质资源抗青枯病的鉴定与评价

对304份茄子种质资源进行抗青枯病苗期人工接种鉴定,筛选出免疫材料10份,高抗材料51份,抗病材料35份,中抗材料32份,感病或高感材料176份,分别占鉴定材料的3.3%、16.8%、11.5%、10.5%和57.9%.茄子野生近缘种Solanum sisymbriifolium和S.torvum对青枯病有较强的抗病性,可作为茄子青枯病的抗源材料.获得4份抗青枯病的种间体细胞杂种.茄子对青枯病的抗性遗传较为复杂,主要由多基因控制.     

辣椒种质资源抗青枯病的鉴定与评价

采用青枯菌FJC100301菌株对田间辣椒（Capsicum annuum）抗病品种76a和感病品种TW-1分别作了不同温度、不同接种量和不同接种方法的接种试验。结果表明,辣椒青枯病抗性的室内鉴定以接种温度28℃、浸根20 min和3×10^8cfu/mL接种浓度为宜;辣椒种质田间抗青枯病接种鉴定宜选择5月上旬进行,浸根20 min,接种浓度为3×10^8cfu/mL。采用田间抗性接种鉴定的方法,用青枯菌FJC100301菌株对106份辣椒材料进行了抗性鉴定。田间接种后每隔10 d统计病情指数,划分辣椒抗青枯病鉴定分级标准,获得了高抗材料14份、抗病材料8份、中抗材料23份、中感材料23份、感病材料20份、高感材料18份;采用离体叶片接种法对田间筛选得到的高抗和高感纯度较高品种进行抗性分析,结果与田间鉴定一致。     

抗青枯病烟草种质资源在云南省的评价

筛选出抗性稳定的种质资源是选育抗病品种的重要基础。本文采用人工接种和病田自然发病方法鉴定了48份烟草种质的青枯病抗性表现。土壤盆栽接种鉴定表现为高抗的材料有CF207、岩烟97、TI448A、DB101、G80、RG17、GTH-1等7份材料,表现抗病的有MSK149、Oxford 2028、NC95、YN108、K346、K358、Enshu FC、Oxford 207、RG11等9份材料。苗期恒温水培接种鉴定结果表明,Oxford 207和岩烟97表现为高抗,Enshu FC表现抗病,抗病材料与云烟85和K326杂交F1的抗性表现为中感至抗病。田间自然发病鉴定结果表明,我国审定的中抗青枯病的品种RG17、RG11、K358和K346,在云南省田间抗性表现为中抗,产值较高。TI448A田间表现为抗青枯病,但易感黑胫病和空茎病。Oxford 2028和Oxford 207田间表现为抗病至高抗,产值较高。G3和岩烟97田间分别表现为高抗和抗病,产值较低。根据接种鉴定和田间病圃2年抗性鉴定,筛选出育种潜力较大的青枯病抗源Oxford 207、Enshu FC,岩烟97和TI448A。     

苎麻种质资源耐瘠性鉴定评价

南方坡耕地土壤大部分较贫瘠,筛选出适合在丘陵坡地贫瘠土壤种植的苎麻种质,对于生态恢复和经济生产非常重要。本研究将田间平地试验、田间坡地试验、盆栽试验相结合,以10个苎麻种质为材料,测定株高、分株数、叶片数、叶面积、叶片SPAD、总鲜重、总干重、原麻重、氮肥利用效率、钾肥利用效率等10个指标,运用主成分分析、隶属函数、聚类分析方法,对筛选指标和抗性分类进行综合分析。通过主成分分析筛选出分株数、总鲜重、叶面积、株高、叶片SPAD、叶片数、氮肥利用效率、钾肥利用效率等8个指标可以有效的评价苎麻耐瘠性;对各性状隶属函数进行聚类分析,10个苎麻种质可划分为两类,一类是冷水江野麻、浏阳野麻;另一类是湘苎三号、多倍体一号、湘苎X2、湘苎X1、湘苎X3、湘苎XB、中苎一号、长沙野麻。通过研究苎麻耐瘠相关指标,建立了苎麻耐瘠性评价的指标体系,筛选和鉴定出了苎麻耐瘠性资源。     

萝卜种质资源耐抽薹性鉴定评价

以来源于国内外的73份代表性萝卜种质为研究对象,以4℃春化处理种子21 d,田间鉴定评价萝卜种质的耐抽薹性。结果显示,田间生长136 d时,9份国外材料仍未显蕾,表现为极耐抽薹,其中来源于韩国(6份)和日本(1份)的大萝卜资源7份,来源于日本的黑萝卜和俄罗斯的樱桃萝卜各1份。采用7个指标对显蕾开花的64份萝卜种质进行系统评价分析表明,各指标的次数分布基本符合正态分布,蕾期薹高略向低值区域偏离。方差分析结果显示,7个指标在不同材料间的差异显著。相关性分析表明,显蕾期和开花期的相关性达到极显著水平,显蕾期和开花期均可作为评价萝卜抽薹早晚的指标。抽薹速度分别与花期薹高、薹高差、抽薹天数的相关性达到极显著水平,综合了这4个指标的描述特性,较好地反映了不同萝卜种质的抽薹能力。花期薹高与薹高差、抽薹速度的相关性极显著,可用该指标评价抽薹能力,简单易行。分别用主成分分析和隶属函数法评价64份抽薹开花萝卜种质的耐抽薹性,不同耐性种质均能被很好地区分开,其中筛选出的2份耐抽薹种质的评价结果一致,主成分聚类分出1份极不耐抽薹种质。     

高粱种质资源对黑束病的抗性鉴定与评价

2016-2017年,在人工接种条件下对110份高粱种质资源进行了抗黑束病鉴定与评价研究,拟探明高粱抗病性及不同寄主来源的高粱、玉米黑束病菌致病力差异。110份高粱种质资源中,对高粱来源的黑束病菌(GHS-1)表现免疫(IM)的13份(占11.8%),高抗(HR)的17份(占15.5%),抗病(R)和中抗(MR)的各14份(占25.4%);感病(S)的17份(占15.5%),高感(HS)的35份(占31.8%);对玉米来源的黑束病菌(YHS-1)表现免疫(IM)的21份(占19.1%),高抗(HR)的11份(占10.0%),抗病(R)的15份(占13.6%),中抗(MR)的12份(占10.9%);感病(S)的21份(占19.1%),高感(HS)的30份(占27.3%)。上述结果表明,目前高粱育种中广泛应用的育种种质恢复系中抗黑束病材料较为丰富,且不同寄主来源的高粱和玉米黑束病菌致病力存在差异。     

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。     

辣椒抗蚜品种‘猪大肠’的抗蚜性遗传分析

桃蚜是辣椒生产上的主要害虫,发掘抗蚜种质资源,阐明其遗传规律,促进抗性品种培育,是防治蚜虫为害的重要途径。利用抗蚜辣椒品种‘猪大肠’和感蚜辣椒品种‘大羊角椒’为亲本材料构建遗传群体,对杂交后代抗蚜性遗传进行分析。结果表明,正反杂交F1代植株对桃蚜的反应均表现为高抗(HR),F2代的抗蚜与感蚜植株分离符合3∶1的比率。酶学分析表明‘猪大肠’抗蚜亲本、正反杂交F1代及其自交F2代抗蚜植株叶组织内多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性在受蚜虫为害后均显著提高,而感蚜亲本及正反杂交F2代植株酶活在受蚜害前后无显著差异。上述结果表明辣椒抗蚜性由显性单基因控制,能够稳定遗传,PPO和POD活性增加幅度与辣椒抗蚜性显著相关。     

抗甘薯黑斑病优异种质资源的筛选与评价

通过对1107份甘薯种质资源抗黑斑病鉴定,筛选出高抗品种8份,占鉴定品种总数的0.7%;抗病品种128份,占11.6%.并进一步对这些抗性资源的兼抗病性、抗逆性、产量及品质进行分析研究,从中筛选出了兼抗两种或两种以上病害的优异种质资源若干份,以期为育种和生产提供依据.     

用TOPSIS综合评价小麦种质资源对麦长管蚜的抗虫性

以107份小麦（Triticum aestivum L.）种质资源为材料,分析了各基因型的抗麦长管蚜特征,共发现1份高抗材料和19份中抗材料。另外,对各供试材料的分蘖数、千粒重、抽穗期等10个小麦农艺性状指标进行了调查。经相关性检验发现,分蘖数和株高均与抗虫指数和抗虫级别呈极显著负相关。综合抗虫指数、抗虫级别和10个小麦农艺性状共12个特征数据进行TOPSIS分析,结果发现,来自伊朗的小麦品种PI 623081表现最好,其次是华麦8号、黔麦15和PI 634770等,新麦19的表现最差。研究结果对小麦的抗虫育种工作具有极其重要的指导意义。