木薯组织培养和转基因育种研究进展

文章对木薯(Manihot esculenta Crantz)组织培养以及从受体系统、转化方法、筛选标记等几个方面对木薯转基因育种进行了综述,并结合目前存在的问题,对未来的发展前景进行了展望.     

木薯地膜覆盖栽培试验及效益分析

对木薯(Manihot esculenta Crantz)采用地膜覆盖与不覆膜(CK)的对比试验,研究地膜覆盖对木薯生长、产量、淀粉含量的影响及种植效益.结果表明,地膜覆盖木薯可以提早出苗,提高出苗率,促进植株增高增粗,极显著提高产量,而干物率、干片淀粉和鲜薯淀粉含量增加效果不明显;与不覆盖地膜的木薯相比,经济效益增加5 070元/hm2.     

木薯种质资源的分子评价

对国内外木薯(Manihot esculenta Crantz)种质资源的收集和保存现状以及限制性片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)、随机扩增多态性DNA(Random amplified polymorphic DNA,RAPD)、限制性扩增片段长度多态性(Amplified fragment length pdymorphism,AFLP)、微卫星DNA(Microsatellite DNA)等分子标记技术在木薯种质资源评价中的应用进展进行了综述,内容涉及木薯种质起源进化、种质间亲缘关系、种质遗传多样性、种质抗病虫性以及重复种质的鉴定等.     

木薯内源赤霉素含量与块根淀粉积累的关系

为研究木薯(Manihot esculenta Crantz)内源赤霉素含量与不同淀粉含量木薯块根淀粉积累的关系,以木薯辐选01(块根淀粉含量高)和华南124(块根淀粉含量低)为材料,在木薯的4个生长时期测定其根、茎、叶的赤霉素含量以及块根淀粉含量,并进行相关分析。结果表明,在不同生长发育时期,木薯通过各部位的赤霉素水平调控淀粉合成关键酶活性来调节淀粉的合成。     

木薯组培苗中叶绿素和类胡萝卜素含量分析

以TM60444和SC9木薯(Manihot esculenta Crantz)组培苗根、茎、叶为材料,采用乙醇∶丙酮溶液萃取方法,利用紫外-可见分光光度计对两种木薯组培苗根、茎、叶中的叶绿素和胡萝卜素含量进行了测定,并对类胡萝卜素生物合成相关基因进行了定量分析。结果表明,两个品种叶绿素和胡萝卜素含量都是叶>茎>根;而类胡萝卜素含量是叶>茎≈根。     

木薯腋芽萌发及生长影响因素的研究

以木薯(Manihot esculenta)优良品种辐选01作为材料,研究了不同浓度的NaClO溶液、不同培养基配方、赤霉素和维生素C浸泡外植体对木薯腋芽萌发及生长的影响。结果表明,木薯嫩茎段宜用质量分数2%的NaClO溶液消毒10 min,老茎段宜用质量分数10%的NaClO溶液消毒12 min;适宜的培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1%活性炭,腋芽萌发的效果较好;接种前用维生素C浸泡外植体能有效减少木薯组织褐变;用赤霉素浸泡处理有利于加速木薯腋芽的萌发和生长。     

微滴灌溉对木薯叶片生理特性和产量的影响

以木薯品种华南205为试材,采用微滴灌溉、微喷灌溉和不灌溉3种灌溉方式进行对比,研究微滴灌对木薯叶片生理特性和产量的影响.结果表明:微滴灌溉下,木薯叶片的含水率、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和叶片干重均显著提高,叶可溶性糖含量则降低;与对照不灌溉相比,木薯叶片含水率增加了8.99％,叶绿素含量增加了6.86％,可溶性蛋白质含量增加了27.08％,叶片干重增加了12.60％,可溶性糖含量降低了24.48％,块根产量提高了85.07％.微滴灌溉不仅可以提高水分利用率,增强木薯抗旱性,同时还可有效地提高木薯光合效率,促进木薯的生长,提高木薯产量.     

培养条件对木薯胚性愈伤组织SOD活性的影响

以GR3木薯(Manihot esculenta Crantz)胚性愈伤组织为材料,研究了培养基中添加不同浓度蔗糖、甘露醇和烯效唑对不同保存时间木薯胚性愈伤组织SOD活性的影响。结果表明,处理组与对照组SOD活性呈先升高后降低的趋势,且在保存30 d时SOD活性同时出现峰值;与对照相比,随着蔗糖浓度不断升高,SOD活性在蔗糖浓度25~35 g/L胁迫下呈上升趋势,而高浓度(40~45 g/L)蔗糖胁迫下呈下降趋势;随着甘露醇浓度的提高,SOD活性不断升高,且一直维持较高水平,浓度达到30 g/L时开始呈现缓慢下降的趋势;随着烯效唑浓度的升高,SOD活性不断升高,烯效唑浓度为6 mg/L时开始下降,浓度8~10mg/L时SOD活性下降速度较一致。蔗糖和甘露醇处理比烯效唑处理的SOD活性高,下降的速度也较缓慢,说明适当浓度的蔗糖和甘露醇,可以有效地提高木薯胚性愈伤细胞活力,延缓细胞衰老,有利于木薯愈伤组织的继代保存。     

微滴灌溉对木薯叶片生理特性和产量的影响

以木薯品种华南205为试材,采用微滴灌溉、微喷灌溉和不灌溉3种灌溉方式进行对比,研究微滴灌对木薯叶片生理特性和产量的影响。结果表明：微滴灌溉下,木薯叶片的含水率、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和叶片干重均显著提高,叶可溶性糖含量则降低曰与对照不灌溉相比,木薯叶片含水率增加了8.99%,叶绿素含量增加了6.86%,可溶性蛋白质含量增加了27.08%,叶片干重增加了12.60%,可溶性糖含量降低了24.48%,块根产量提高了85.07%。微滴灌溉不仅可以提高水分利用率,增强木薯抗旱性,同时还可有效地提高木薯光合效率,促进木薯的生长,提高木薯产量。     

不同垄作栽培模式对烤烟产量和经济效益的影响

为了探明道真县烤烟生产的适宜栽培模式,以南江三号烤烟品种为材料,采取田间试验研究了不同垄作栽培方式对烤烟产量的影响。结果表明:双行凹垄栽培的烤烟产量、均价和产值均最高,分别为3 088.5 kg/hm2、23.31元/kg和72 009.75元/hm2,且田间长势和外观综合质量均好,单行起垄栽培次之。因此,建议道真县烤烟生产上采用双行凹垄栽培模式。     

野生木薯生物性状观察及嫁接生产技术研究

[目的]了解野生木薯(Manihot esculenta Crantz)生物学性状并对其嫁接生产技术进行探索。[方法]大田抽样对野生木薯进行生物性状观测;选用不同品种嫁接野生木薯接穗,测定产量、淀粉含量及淀粉产量。[结果]野生木薯的叶面积、叶厚度、株高、冠幅、茎粗分别是对照(SC205)的308%、137%、186%、177%、165%,具有较强生长势。野生木薯嫁接后不同品种的鲜薯产量比对照(SC205)增加14.9%～109.3%,与对照的差异达极显著水平;淀粉产量增加-5.0%～45.1%,但与对照差异不显著;嫁接处理后淀粉含量均出现不同程度降低;嫁接同不嫁接(同一品种)比较,鲜薯产量增加10.3%～102.2%,淀粉产量增加-9.2%～48.5%,而淀粉含量明显降低,降低率为-9.8%～26.5%。GR891、GR5为较佳嫁接组合,产量、淀粉产量、淀粉含量均高于对照。[结论]用野生木薯接穗嫁接栽培种木薯,增产效果明显,具有较大推广价值。     

中度水分胁迫对木薯叶片光合特性影响

在正常供水和水分中度胁迫条件下,用LI-6400测定了2个木薯(Manihot esculenta Crantz)品种SC8(华南8号)和SC205(华南205)的叶片光合参数.结果表明:①无论是正常供水还是中度水分胁迫下:2个木薯品种的叶片净光合速率和气孔导度均具有随着光照强度增加而增大,胞间CO2浓度则随之下降的趋势,且SC8叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)均大于SC205,而胞间CO2浓度(Ci)则相反.②同一木薯品种在受到中废水分胁迫时,表观暗呼吸速率(C0)极显著上升,最大净光合速率(Pmax)和表观量子效率(α)显著降低,光饱和点(LSP)降低,光补偿点(LCP)增加.     

稻蟹共生系统水稻栽培模式对水稻和河蟹的影响

【目的】稻蟹共生生态系统是一种新型稻田种养模式,对推动水稻种植变革和加快现代农业发展具有重要意义。目前关于稻蟹生态种养模式的研究主要集中于河蟹放养密度、水稻生长情况及产量、水体生态环境和浮游生物等研究,而关于水稻栽插密度方面的研究尚未见报道。本试验旨在研究不同水稻栽培模式对水稻茎蘖情况、植株生物产量、茎秆构成、产量构成及综合经济效益的影响,探索通过优化水稻栽插密度以达到水稻性状指标的最佳及产量效益的最大化,进一步完善稻蟹共作模式的技术和理论体系研究。【方法】试验共设置养蟹田单穴单株水稻（T1）、单穴双株水稻(T2)、单穴四株水稻(T3)和不养蟹田单穴双株水稻（CK）4个处理,每个处理3个重复,每处理单元格面积为50 m2,其中养蟹田每试验小格放养规格为12 000 只/kg的幼蟹（Ⅲ期仔蟹）900 只,生长周期共137 d。于水稻的4 个生长时期（返青期、拔节期、孕穗期和成熟期）,每试验小区随机选取3 个采样点,每点连续选择10穴水稻,分别测定记录水稻茎蘖情况、生物产量、植株性状指标及水稻产量。【结果】与不养蟹稻田相比,相同水稻栽培密度下养蟹稻田可以增加约0.17个有效蘖/穴,提高水稻植株生物产量3.3%,对水稻茎秆构成影响不显著,但对水稻的结实率和穗粒数影响较显著,同时可以增加约11.5%的水稻产量;养蟹稻田内各试验处理间水稻分蘖数受每穴栽插株数影响显著,单穴四株有效穗数最高且显著单穴双株和单穴单株,水稻生物产量以单穴四株最高,水稻茎秆性状则随水稻栽插密度增加呈现逐渐弱化趋势;单穴单株水稻的穗粒数、结实率、千粒重较其他处理则分别提高6-26个、1.2%-3.6%、1.5%-3.3%,其他性状指标则要低于平均水平。【结论】基于水稻生长性状指标及经济效益分析,养蟹田单穴单株水稻植株性状要优于其他处理,水稻产量则以养蟹田单穴四株水稻产量最高;基于幼蟹产量及效益考虑,单穴单株幼蟹产量要明显高于其他两个处理,单穴单株水稻性状优势明显且综合经济效益达到最高。     

4种防御酶在木薯-细菌性枯萎病菌反应中的活性变化

不同木薯种质对细菌性枯萎病的抗性是不同的。本研究选择2个抗病和2个感病木薯种质,接种病原菌后评价了过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性变化。结果表明:病菌侵染后POD活性呈上升趋势,接种后6 d达最高峰,随后呈下降趋势,且抗病种质显著高于感病种质;接种时,抗病种质PPO活性显著增高,随后下降,且抗性种质高于感病种质;CAT活性变化与抗病反应之间无相关性;抗感种质的SOD活性在病菌侵染后均表现出类似的下降趋势。由此表明,POD和抗病反应具有较强的相关性。     

不同栽培方式对大豆产量及构成因子的影响

为了提高大豆产量,试验设置2种配套栽培模式处理,研究45cm窄行密植栽培模式和65cm垄作栽培模式对大豆产量及其构成因子的影响,并对经济效益进行分析。结果表明:垄作栽培下,黑河36的株荚数、株粒数、荚粒数均高于窄行密植栽培模式下的合农60。合农60窄行密植栽培模式产量为3 615kg·hm-2,黑河36垄作栽培模式产量为2 865kg·hm-2,2种栽培模式下产量差异达到极显著水平。窄行密植栽培模式较垄作栽培模式增产750kg·hm-2,增产率达到26.18%,增收效益为3 000元·hm-2。     

不同栽培模式对夏玉米根系性能及产量和氮素利用的影响

【目的】研究不同栽培模式对夏玉米根系性能、籽粒产量形成以及氮素吸收利用的影响,探明不同栽培模式下玉米根系形态特征与产量形成、氮素吸收能力的关系,为促进玉米根系生长发育、增强根系吸收性能、优化施肥量,促进玉米高产高效生产提供理论依据。【方法】在定位试验条件下,选用郑单958为试验材料,在两种地力条件下,以不施氮肥处理为对照(CK),设置超高产玉米栽培模式(SH)、高产高效栽培管理模式(HH)、农民习惯栽培管理(FP)3种栽培模式,比较分析不同栽培模式夏玉米根系特性对产量形成和氮素吸收利用的调控效应。【结果】不同栽培模式间夏玉米产量存在显著差异,与HH、FP和CK模式相比较,高地力和低地力田块SH模式的两年平均产量分别提高3.54%、17.50%、30.12%和3.16%、18.45%、27.72%,统计分析表明地力和栽培模式均对夏玉米产量有极显著影响,两种因素综合影响因年份变化有所差异。两种地力条件下,夏玉米各时期群体生物量均表现为SHHHFPCK。在抽雄期(VT)和完熟期(R6),SH处理的植株氮素积累总量显著高于其他处理,氮肥利用效率和氮肥农学利用效率均高于FP模式,HH模式的氮肥农学利用效率、氮肥利用效率和氮收获指数均最高,氮肥偏生产力低于FP模式,但仍高于SH模式。在不同地力基础上夏玉米不同栽培模式的根系指标变化趋势基本一致,在大喇叭口期(V12)、抽雄期(VT)、乳熟期(R3)的根系干重密度、根长密度和根表面积密度均为SHHHFPCK,从V12到VT期,SH和HH模式的根长密度、根干重密度和根表面积密度增幅均显著高于FP模式,从VT到R3期,降幅均显著低于FP模式,SH和HH模式VT期根系活跃吸收面积比例显著高于FP模式。不同栽培模式各时期根长密度、根表面积密度和根干重密度与产量和氮肥利用效率均呈显著正相关。【结论】高产高效栽培模式可以有效地促进根系发育、延缓根系衰老、提高氮肥利用效率,有助于实现夏玉米高产高效的目标。