甘蔗遗传基础狭窄已经极大地阻碍了其育种进程,挖掘优异种质资源、创新亲本材料将成为未来甘蔗育种的重要方向之一.利用四引物扩增受阻突变PCR体系(ARMS PCR)对国家甘蔗种质资源圃保存的美国引进的 24 份疑似热带种材料进行真实性鉴定.PCR鉴定结果表明,供试材料中有'Green German'、'Black Fiji'、'Chittan'、'IN 84-072'和'NG 21-002'这 5份材料扩增带型与热带种'拔地拉'(Badila)一致,仅出现 428 bp的共有条带和 278 bp的热带种特有条带,属于热带种带型;而其它 19 份材料同时具有 278 bp的热带种特有条带和 203 bp的割手密特有条带,属于热带种与割手密的杂交种带型.经过上述分子鉴定得出结论,24 份美国引进的甘蔗种质中有'Green German'、'Black Fiji'、'Chittan'、'IN 84-072'和'NG 21-002'这 5 份材料为热带种材料,建议后续加强其农艺性状和抗性调查,并作为甘蔗热带种新血缘亲本进行杂交利用.
亲本是甘蔗常规杂交育种的物质基础,分析评价甘蔗亲本将有助于提高甘蔗育种效率.为了解广西甘蔗亲本特点,在广西农科院甘蔗研究所丁当试验基地对 383 个甘蔗亲本实施了两轮一年新植二年宿根评价试验.试验结果表明茎径、有效茎和锤度是相对较为稳定的性状,机械化收获的茎径、有效茎、甘蔗产量和锤重的性状均值、变异系数下降,调查性状亲本方差占比下降;随着种植年限延长,亲本方差占比有逐渐下降的趋势.广义遗传力分析表明锤度、茎径和有效茎属高遗传力性状,宿根发株数、甘蔗产量和锤重属中等偏高遗传力性状,株高属中等偏低遗传力性状.数据联合分析对高遗传力性状的广义遗传力提升更多.性状显著性影响因子查找发现亲本对所有性状产生显著影响,作物季、年度、试验对部分性状产生显著影响,月份主效应不存在;6 个一级互作项对性状产生显著影响,其中亲本×试验对所有性状产生显著影响,主效应不存在的月份将通过亲本×月份和试验×月份对锤度产生显著影响.选育年代分析表明甘蔗亲本的宿根发株数、茎径和锤重不受影响;株高和有效茎从70 年代至00 年代呈现下降的趋势,导致甘蔗产量同样呈现下降趋势;锤度是分析性状中唯一从50 年代以来随着选育年代递增而呈现明显上升的性状.宿根发株数、茎径、有效茎和锤度极显著地受到了亲本来源影响,而株高、甘蔗产量和锤重没有受到显著影响.不同来源亲本中,桂糖亲本和台糖亲本具有宿根发株少、有效茎数少、锤度较高的特点,粤糖亲本具有宿根发株数多、有效茎多的特点,CP亲本和Ho亲本具有宿根发株数相对较多、有效茎较多、茎径小和锤度高的特点.聚类分类表明测试亲本中以高糖中产类亲本和较高糖较高产类亲本为主;育种利用效果相对较好的是高糖中产类亲本.广西将来的育种工作需加强蔗糖分适中的高产材料选育和适应广西生态环境的高糖材料选育.
甜菜是氮敏感作物,筛选合适的氮肥施用量,对研究甜菜生长与氮肥的内在联系尤为重要.本试验通过对不同甜菜品种进行不同氮水平处理(0、120、180 kg/hm2),对甜菜块根产量、含糖率、叶绿素含量、可溶性蛋白含量等指标进行统计学和相关性分析,探索氮肥施用量对甜菜不同生长阶段的影响.结果表明,随施氮量的增加,叶绿素及可溶性蛋白含量显著提高,其中与 N0(0 kg/hm2)相比,N180(180 kg/hm2)处理的甜菜可溶性蛋白含量平均增加了30%;叶片和根的氮含量呈现先增加后降低的趋势,但在同一时期叶片和根的氮含量随氮肥施用量增加而增加.甜菜体内硝酸还原酶活性与生长时间成反比,与氮素供应量成正比;在第一时期(7 月 6 日),N180 处理下硝酸还原酶活性比N0 增加68%～91%.相关性分析发现不同甜菜品种的根产量与氮肥施用量呈显著正相关,与含糖率呈显著负相关;N120(120 kg/hm2)与N180 处理下产糖量接近,此时氮肥施用量的增加对甜菜经济价值影响较小,推测甜菜适宜的氮肥施用量为120～180 kg/hm2.本研究结果为甜菜氮肥的合理施用提供了理论依据.
抗病种质资源的发掘利用是抗病育种的基础和关键,筛选抗病种质对选育抗病品种具有重要意义.为明确国家甘蔗种质资源圃保存的核心种质花叶病和宿根矮化病病情及其自然抗病性,本研究于2021 年,对国家甘蔗种质资源圃保存的105 份甘蔗核心种质进行花叶病和宿根矮化病田间自然发病调查及其病原检测与抗性评价.结果表明,105 份核心种质中,花叶病 1 级高抗到 3 级中抗的有75 份,占71.4%;105 份核心种质样品检测到SCSMV、SrMV 两种病毒,所有样品均未检测出SCMV病毒;38 份核心种质受SCSMV单独侵染检测出SCSMV、检出率为 36.2%,15 份核心种质受SrMV单独侵染检测出SrMV、检出率为14.3%,20 份核心种质受SCSMV和SrMV复合侵染检测出SCSMV和SrMV、检出率为19.0%;105 份核心种质中 88 份感RSD呈阳性、阳性检出率为83.8%,17 份未感RSD呈阴性、占总检测数的 16.2%.综合分析结果显示,21 份核心种质对SCSMV和SrMV 2 种病毒均表现为高抗,占 20.0%;27 份核心种质双抗SCSMV和SrMV 2 种病毒,占25.7%;17 份核心种质抗RSD,占 16.2%;其中 11 份核心种质多抗SCSMV、SrMV和RSD,占10.5%.研究结果明确了105 份甘蔗核心种质花叶病和宿根矮化病田间病情及其病原类群,筛选出11 份多抗SCSMV、SrMV和RSD核心种质,为深入开展甘蔗抗病育种提供了抗病基因源和参考依据.
为正确鉴定甘蔗新品种'中糖1 号'的丰产性、稳定性、适应性及品质、抗性等特性,参加了全国甘蔗新品种第 13 轮联合区域试验.在 2018-2020 年的第 13 轮联合区试中,以全国 18 个区试点的数据结果统计,'中糖1 号'(全国甘蔗联合区试试验中代号为'中糖 1202')在 14 个参试品种中表现为出苗率最高、宿根发株率最好,株高最高,公顷有效茎数最多,一年新植两年宿根平均蔗产量113925 kg/hm2,比对照'新台糖22 号'增产25.37%,与对照'新台糖 22 号'比,18 点次增产;平均含糖量16590 kg/hm2,比对照'新台糖22 号'增产 23.99%,与对照'新台糖 22 号'比,17点次增产;11-12 月平均甘蔗蔗糖分 13.83%,1-3 月平均甘蔗蔗糖分 14.92%,全期平均甘蔗蔗糖分14.45%,比'新台糖22 号'低0.27 个百分点.人工接种鉴定对黑穗病的抗性级别为 5 级,抗性反应型为中抗.对花叶病的抗性级别为3 级,抗性反应型为中抗.根据区域试验糖产量结果表明,'中糖1 号'适宜种植区域有河池、北海、来宾、崇左、龙州、桂林、保山、柳州、福建漳州、百色、柳城、海南临高、云南开远、临沧、广东遂溪、湛江,为'中糖1 号'在全国各地的种植推广提供了科学依据.
本文对广西和云南共3 个县区2022/2023 年榨季推行甘蔗分步式机收的情况进行了分析,当前采取的主要是机器割铺(堆)或人工砍倒——机械集堆装车倒短运输——截断式机械剥叶除杂这一技术路线,在现有设备和技术条件下,甘蔗分步式机收具有地形适应面广、灵活多样的经营模式、对宿根蔗不利影响小、解决蔗叶收集困难与禁止焚烧的矛盾并提升其资源化利用水平等显著优势.同时,甘蔗分步式机收可显著降低蔗农的砍收成本,也给服务商带来较为丰厚的投资回报,经济效益良好.因此,甘蔗分步式机收是可行的,在小型割铺(堆)机和剥叶除杂主机等设备进一步成熟后,将会对提升甘蔗产业竞争力、稳定我国糖料蔗生产起到重要作用.
研究外源引发剂对甜菜种子引发效果,为甜菜种子包衣剂物料筛选提供依据.本研究以甜菜单粒种'TD801'为材料,曲酸和谷氨酸溶液组合作为外源引发剂,浸种处理 8、16、24 h后测定种子发芽指标.结果表明,不同浓度曲酸和谷氨酸溶液组合以及不同时间梯度的处理均能有效地促进'TD801'萌发.与对照相比,各处理的发芽势和发芽率分别增加 11.00～17.00、8.66～14.33 个百分点,发芽指数和活力指数分别增加45.98%～68.71%、36.04%～64.43%;各处理的相对电导率比对照降低130.77～144.60 个百分点.曲酸3.5 mmol/L+谷氨酸 5 mmol/L,浸种 16 h引发效果较好.
甜菜根腐病是由多种真菌或细菌病原体引起的严重病害,给甜菜生产带来了严重的经济损失.本研究于2022 年10 月初以采自黑龙江大学呼兰校区的甜菜根腐病植株为试验样品,应用形态特征观察、致病性测定和分子生物学鉴定,结合科赫氏法则以及创建系统发育树和序列比对分析的方法,分离甜菜根腐病的致病菌.结果表明,本次呼兰校区腐烂的甜菜块根上分离得到可见白色菌丝菌株BY-1 为镰孢属腐皮镰孢菌.小分生孢子通常是单细胞的,只有一个隔膜,但大分生孢子呈镰刀形,具有隔膜结构.分子鉴定结果显示,该病原菌在基于ITS和tef1 序列构建的系统发育树上与腐皮镰孢菌类群处同一分支.基于形态学以及分子鉴定结果,发现导致该地区发生甜菜根腐病的病原菌是腐皮镰孢菌(Fusarium solani).
探究白砂糖与罗汉果粉、赤藓糖醇等功能糖形成的复配食糖对C57BL/6N小鼠血糖的影响,为开发甜味纯正又低能量的新型糖料提供基础.通过灌胃方式给与小鼠复配糖糖水,并以葡萄糖和蔗糖为参考食物,在给糖(药)后的0、15、30、60、120 min测量小鼠血糖值,计算曲线下面积增幅(IAUC)、血糖峰值等指标评价复配糖对小鼠血糖的影响.白砂糖与罗汉果粉复配后,IAUC值和血糖峰值有一定程度下降,其中IAUC值降低 16.4%,血糖峰值降低 1.3%.白砂糖与罗汉果粉和赤藓糖醇复配后可显著降低IAUC值和血糖峰值,其中IAUC值降低 61.3%(P<0.01),血糖峰值降低20.6%(P<0.01).白砂糖与罗汉果粉和赤藓糖醇复配后可有效控制小鼠血糖升高、减缓血糖波动,具有成为甜味纯正且低升糖指数、低热量的新型复配糖的潜力.
目前对于甜菜生物体内萜类次生代谢产物筛查鉴定的研究偏少,且缺乏系统性的分析.为了探究红甜菜和糖甜菜块根中萜类成分的差异,本研究采用UPLC-MS/MS检测平台和Metware自建数据库对2 种甜菜块根中的萜物质进行检测和分析,明确其代谢物质成分及差异,并利用多元统计分析方法从检测到的萜类代谢物数据中筛选差异代谢物.2 种甜菜块根共检测出6 种类型 48种萜类物质,包括13 种倍半萜,7 种单萜,13 种二萜,7 种三萜,7 种三萜皂苷,以及布卢门醇C;差异代谢物6 种,其中地肤子皂苷Ic、齐墩果酸-3-O-木糖基(1→3)葡萄糖醛酸苷、去氢木香内酯和30-去甲常春藤皂苷元在红甜菜中含量较高,女贞苦苷和异鸡蛋花素在糖甜菜中含量较高.根据代谢物Log2FC判定差异倍数较大的成分主要是地肤子皂苷Ic、齐墩果酸-3-O-木糖基(1→3)葡萄糖醛酸苷、去氢木香内酯、30-去甲常春藤皂苷元、异鸡蛋花素.2 种甜菜材料中萜类成分存在明显差异,可作为特征物质进一步分析.
保水剂具有吸水和释水的特性,能在干旱环境中为作物生长提供必要的水分,在农业生产中受到越来越多的肯定与重视.为更好推动保水剂在农业生产中的应用,笔者从保水剂的种类、原理以及对土壤和肥料的作用进行简述.同时以甘蔗作为保水剂的应用对象,总结和归纳保水剂在甘蔗栽培中的研究进展,包括保水剂对提高甘蔗抗旱性的作用,保水剂与地膜的效果比较,保水剂对甘蔗品质的影响.最后指出保水剂在甘蔗抗旱栽培中的应用前景及存在的问题,以期为甘蔗抗旱栽培技术的研究提供一些思路.
在来自我国甘肃地区的带有典型软腐症状且有醋类发酵气味的甜菜病样中分离得到 10 株细菌菌株.为了探究引起该病状的病原菌种类,对分离得到的细菌进行了形态学和分子系统发生学鉴定.该类细菌在MRS培养基上呈圆形,乳白色,且表面湿润光滑.在光学显微镜下,该细菌菌体为球形,直径约为1 μm,且常常成对存在.基于形态学特征和 16S rRNA序列进化树分析,将该类分离得到的细菌鉴定为肠系膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides),并依据科赫氏法则验证了肠系膜明串珠菌为该甜菜细菌性根腐病害的病原菌.
可变剪接在真核生物中普遍存在,是生物体产生多种蛋白质的一个重要机制.大量证据表明,可变剪接的复杂性与植物的发育、进化、适应性有关.可变剪接的相关研究为培育优质的作物品种提供了理论依据.文章主要综述了可变剪接的类型、研究方法以及糖料作物关于可变剪接的最新研究进展,并结合当前的研究形势对未来可变剪接的研究方向提出建议.研究发现,甘蔗、甜菜、甜叶菊糖料作物的可变剪接研究几乎都处于尝试阶段,今后在分子机制、规律、功能等方面还有大量的未知信息有待研究,可变剪接的研究可为提高糖料作物抗逆性、环境适应性、产糖量等方面提供帮助.
甘蔗是世界上最重要的糖料作物之一,高糖育种是甘蔗育种的主要目标,我国甘蔗产业可持续发展的关键在于优良品种的培育和推广应用.本文以 1952 年以来,我国已审(鉴)定、登记或有一定推广面积且对我国甘蔗产业发展具有一定作用的352 个甘蔗品种为材料,分析其亲本构成,并统计由美国品种直接或间接作为亲本育成甘蔗品种的数目及美国品种作为亲本的使用情况,分析美国品种的来源、分布与特点,总结美国甘蔗亲本对我国甘蔗高糖育种的贡献,以期为甘蔗产业发展提供有益参考.
以甘蔗品种'柳城05-136'为研究对象,分析藻类活性细胞生物肥对甘蔗产量及品质的影响.结果表明:与对照相比,藻类活性细胞生物肥显著提高甘蔗产量和蔗汁锤度,但对甘蔗有效茎数无显著影响.其中,3 L/hm2+氮肥195 kg/hm2(B)处理不仅可减少常规施肥中105 kg/hm2 氮的施用量,而且有助于提高甘蔗产量及维持甘蔗品质,有利于甘蔗产业的可持续发展.
甘蔗(Sugarcane)作为重要的经济作物之一,生产的食糖占到全球产量的80%.作为一种植株高大的作物,甘蔗生长较为旺盛,具有较强吸收水分和养分的能力,甘蔗需要的养分较多,主要以钾、氮和磷为主,且钾>氮>磷.但是由于施肥技术体系不完善,过量施用化肥导致土壤板结,甘蔗产量和品质逐渐下降.因此,为了改善目前的施肥现状、提高肥料利用率、提高甘蔗的产量和品质,合理的绿色施肥技术以及新型肥料研发对甘蔗生产显得尤为重要.本文主要介绍了国内外甘蔗施肥技术与肥料研发施用的研究进展,并对未来甘蔗的绿色智能施肥技术提出新的创新发展方向.
为了加快我国甜菜的育种进程,黑龙江大学"甜菜高品质品种改良团队"经过多年的育种实践,将分子标记辅助选择与田间表型相结合总结出一套较为成熟的甜菜高效育种技术.该技术主要包括内容如下:1.利用分子标记技术快速鉴定甜菜种质资源的细胞质与细胞核的育性组成情况;2.利用甜菜多胚恢复系改良甜菜单胚保持系及细胞质雄性不育系;3.利用分子标记技术快速鉴定甜菜单胚以及多胚品系的一致性;4.利用分子标记技术确立甜菜种质资源之间的亲缘关系;5.基于亲缘关系进行杂交组合的配制、鉴定及品种登记.将这些技术有机地结合到一起,可以实现糖用甜菜的高效育种.
澜沧是普洱市最大的植蔗县,2012 年以来年均植蔗面积 15 500 hm2,占普洱市甘蔗面积的30%以上,最高时达49.0%;2018 年澜沧大规模引进'云蔗05-51'和'云蔗08-1609'获得成功,生产上创 100 hm2 大面积示范平均单产 158.4 t/hm2 的高产纪录,较当地传统老品种增产49.35 t/hm2,甘蔗糖分提高1.99 个百分点(绝对值),由于表现优良,甘蔗面积快速上升,到 2022年占全县总面积的53.9%,同期新台糖品种从46.3%下降到19.5%,成功实现了澜沧甘蔗品种第5次改良.全县甘蔗单产从2017/2018 年榨季 63.0 t/hm2 增加到 2021/2022 年榨季 72.0 t/hm2,甘蔗出糖率从11.89%提高到 12.97%,从低于全省平均值 0.94 个百分点,提高到高于全省平均值0.49 个百分点.为了避免单一化,建议把单个品种生产规模控制在 50%以内,同时加大新品种引进和筛选力度,为澜沧蔗糖产业高质量发展储备更多优良品种.
改良剂可以提高盐碱地农作物的产质量.为了明确不同钙基腐殖酸型改良剂施用量对甜菜产质量的影响,以及施用量与甜菜产质量之间的数量关系,2019-2020 年,本研究在河套灌区盐碱地中施用不同配比、用量的改良剂,通过分析不同改良剂施用量对甜菜产量、产糖量的影响,构建其回归模型,并进行模型检验.研究发现,不同配比钙基腐殖酸型改良剂施用量对甜菜的产质量均有显著影响,施用 6 000 kg/hm2、9 000 kg/hm2 改良剂处理的产量、产糖量显著高于其他处理,改良剂 1 号(脱硫石膏 ∶ 腐殖酸= 3 ∶ 1)对甜菜产质量的提升较大;钙基腐殖酸型改良剂施用量与产量、产糖量的一元二次回归模型均达到极显著水平.改良剂1 号施用 7 283.33 kg/hm2、7 000.00 kg/hm2,产量、产糖量达到最大,分别为78 164 kg/hm2、13 386 kg/hm2,改良剂 2 号(脱硫石膏 ∶ 腐殖酸=4 ∶ 1)施用 6 083.33 kg/hm2,产量、产糖量均达到最大,分别为 71 768 kg/hm2、12 266 kg/hm2;通过对模型的检验发现,产量、产糖量的实际值与估算值之间线性关系均达到极显著相关水平,并且NRMSE分别为 4.94%～7.49%、6.81%～7.84%,模型准确性较高.因此,相较于钙基腐殖酸型改良剂 2 号,施用改良剂 1 号7 000.00 kg/hm2～7 283.33 kg/hm2 可以得到较高的产量和产糖量.以上结果为钙基腐殖酸型改良剂在盐碱地改良中的应用奠定了理论基础.
植物内生真菌一直是药物先导化合物的优质来源.甜菜作为我国主要糖料作物,对其内生真菌种类和代谢产物的研究却较少.本研究通过对甜菜内生真菌进行分离鉴定与抗菌活性研究,旨在丰富甜菜内生真菌资源,并为进一步开发利用提供依据.本研究通过组织分离法获得甜菜内生真菌19 株,经形态学和ITS序列鉴定为6 个种,用2 种培养基对其进行发酵,产物用乙酸乙酯进行提取,以金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌作为指示菌,进行活性测试.通过液相色谱、核磁共振和质谱对化合物进行分离和结构确定.6 种甜菜内生真菌中,能够对大肠杆菌产生抗性的菌株有3 种,能够对金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌和枯草芽孢杆菌产生抗性的菌株有5 种.从内生真菌Alternaria alternate发酵产物中分离得到 3 个化合物.结果表明甜菜内生真菌资源有很大的开发利用空间,部分菌种抑菌活性显著,值得进一步研究.
