甘蔗斑茅属间远缘杂交BC3F1品系光合特性研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0647

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (5): 13-22.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0647

甘蔗斑茅属间远缘杂交BC₃F₁品系光合特性研究

蔡伟俊¹(), 何永定², 李鸿博², 赵晓凤², 沈万宽²()

¹ 湛江市农业科学研究院，广东湛江 524094
² 华南农业大学甘蔗研究室，广州 510642

收稿日期:2023-09-22 修回日期:2024-07-16 出版日期:2025-02-15 发布日期:2025-02-11
通讯作者:
沈万宽，男，1969年出生，研究员，博士生导师，博士，主要从事甘蔗栽培生理与品种改良方面的研究。通信地址：510642 广东省广州市天河区五山路483号华南农业大学农学院，Tel：020-85280203，E-mail：wkshen@scau.edu.cn。
作者简介:
蔡伟俊，男，1972年出生，高级农艺师，本科，主要从事甘蔗品种改良、栽培管理及技术推广方面的研究。通信地址：524094 广东省湛江市麻章区金康西路锦茂加油站北湛江市农业科学研究院，Tel：0759-2727602，E-mail：gdzjcwj228@163.com。
基金资助:
广东省甘蔗剑麻产业技术体系创新团队项目“粤西生态区综合试验站”(2024CXTD03); 广东省甘蔗剑麻产业技术体系创新团队项目“甘蔗剑麻病害综合防控岗位”(2024CXTD03); 广东省科技计划项目“重要甘蔗亲本资源遗传基础研究与抗逆性鉴评及优良多抗新品种选育”(2016A030303049)

Photosynthetic Characteristics of BC₃F₁ Lines of Intergeneric Hybrids Between Erianthus arundinaceus and Saccharum

CAI Weijun¹(), HE Yongding², LI Hongbo², ZHAO Xiaofeng², SHEN Wankuan²()

¹ Zhanjiang Academy of Agricultural Sciences, Zhanjiang, Guangdong 524094
² Sugarcane Laboratory, South China Agricultural University, Guangzhou 510642

Received:2023-09-22 Revised:2024-07-16 Published:2025-02-15 Online:2025-02-11

摘要/Abstract

摘要：

为了评价甘蔗斑茅属间远缘杂交后代BC₃F₁品系的光合特性，以华南农业大学甘蔗研究室培育的14个甘蔗斑茅属间远缘杂交后代BC₃F₁品系为材料，采用叶绿素仪和光合仪测定了参试材料一年新植、一年宿根田间甘蔗叶片叶绿素含量、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)、胞间CO₂浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)。研究结果表明14个BC₃F₁品系及对照（柳城05-136）的新植及宿根的叶片叶绿素含量、Gs、Pn和Tr在苗期、分蘖期及拔节期均呈现升高的趋势，而Ci随生育时期的发展呈现下降的趋势。其中，HE15-30、HE15-71、HE15-77、HE15-61和HE15-63等5个品系的新植及宿根的叶片叶绿素含量、Gs、Pn和Tr在苗期、分蘖期及拔节期3个生育时期均高于CK，而Ci均低于CK，表明这5个品系具有较强的光合生理特性。总之，本研究鉴定出5个光合特性优良的甘蔗斑茅BC₃F₁品系，为甘蔗高光效种质或亲本创新提供了途径。

关键词: 甘蔗, 斑茅, 属间杂交, 光合特性, BC₃F₁品系

Abstract:

In order to evaluate the photosynthetic characteristics of the BC₃F₁ lines derived from intergeneric hybrids between Erianthus arundinaceus and Saccharum, 14 BC₃F₁ lines bred by the sugarcane research laboratory of South China Agricultural University were used as experimental materials. Chlorophyll and photosynthetic instruments were used to measure the chlorophyll content, stomatal conductance (Gs), net photosynthetic rate (Pn), intercellular CO₂ concentration (Ci), and transpiration rate (Tr) of sugarcane leaves in one-year new planting and one-year ratoon field experiments. The results showed that the leaf chlorophyll content, Gs, Pn and Tr of 14 BC₃F₁ lines and the control (Liucheng 05-136) showed an upward trend at seedling stage, tillering stage and jointing stage, while the Ci showed a downward trend with the development of growth stage. Among them, the chlorophyll content, Gs, Pn and Tr of new planting and ratoon of five lines (HE15-30, HE15-71, HE15-77, HE15-61 and HE15-63) were higher than CK at three growth stages, while Ci was lower than CK. In summary, this study identified five BC₃F₁ lines with excellent photosynthetic characteristics, providing a pathway for the innovation of sugarcane high photosynthetic efficiency germplasm or parents.

Key words: sugarcane, Erianthus arundinaceus, intergeneric hybridization, photosynthetic characteristics, BC₃F₁ lines

蔡伟俊, 何永定, 李鸿博, 赵晓凤, 沈万宽. 甘蔗斑茅属间远缘杂交BC₃F₁品系光合特性研究[J]. 中国农学通报, 2025, 41(5): 13-22.

CAI Weijun, HE Yongding, LI Hongbo, ZHAO Xiaofeng, SHEN Wankuan. Photosynthetic Characteristics of BC₃F₁ Lines of Intergeneric Hybrids Between Erianthus arundinaceus and Saccharum[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(5): 13-22.

图/表 11

时间	全氮/ (g/kg)	全磷/ (g/kg)	全钾/ (g/kg)	碱解氮/ (mg/kg)	有效磷/ (mg/kg)	速效钾/ (mg/kg)	有机质/ (g/kg)	pH值
2018	0.91	0.95	19.52	76.16	45.59	50.42	23.58	5.63
2019	0.85	0.87	20.13	81.25	46.26	51.43	22.55	5.71

表1. 试验地土壤养分

图1. 新植品系叶片净光合速率不同小写字母表示同一生育时期不同品系间差异显著(P<0.05)，下同

图2. 宿根品系叶片净光合速率

图3. 新植品系叶片气孔导度

图4. 宿根品系叶片气孔导度

图5. 新植品系叶片胞间CO2浓度

图6. 宿根品系叶片胞间CO2浓度

图7. 新植品系叶片蒸腾速率

图8. 宿根品系叶片蒸腾速率

图9. 新植品系叶绿素含量

图10. 宿根品系叶绿素含量

参考文献 26

[1]	赵欢欢, 孙东磊, 卢颖林, 等. 我国甘蔗研究近况,热点分析与展望[J]. 甘蔗糖业, 2018(3):65-70.
[2]	李明, 田洪春, 黄智刚. 我国甘蔗产业发展现状研究[J]. 中国糖料, 2017(1):6-11.
[3]	张木清, 王华忠, 白晨. 糖料作物遗传改良与高效育种[M]. 北京: 中国农业出版社, 2006.
[4]	刘三梅, 杨清辉, 陈朝在, 等. 干旱胁迫对甘蔗不同生育时期光合特性的影响[J]. 云南农业大学学报(自然科学版), 2016(3):398-403.
[5]	唐仕云, 陆国盈, 韩世健, 等. 不同水分处理对甘蔗光合作用的影响[J]. 广西糖业, 2005(3):6-9.
[6]	WANG K L, DENG Q Q, SHEN W K, et al. Physiological and molecular mechanisms governing the effect of virus-free chewing cane seedlings on yield and quality[J]. Scientific reports, 2020, 10(1).
[7]	何铁光, 徐建云, 王灿琴, 等. 提高甘蔗群体光合效率的栽培措施[J]. 南方农业学报, 2005, 36(6):502-504.
[8]	杨丽涛, 陈超君, 李杨瑞. 田间生长条件甘蔗光合特性的研究[J]. 西南农业学报, 2001, 14(2):69-74.
[9]	BERDING N, ROACH B T. Germplasm collection, maintenance, and use[J]. Developments in crop science, 1987,11:143-210.
[10]	沈万宽. 斑茅的杂交利用价值探讨[J]. 甘蔗, 2002(3):1-5.
[11]	刘文荣, 邓祖湖, 张木清, 等. 甘蔗斑茅的杂交利用及其杂种后代鉴定系列研究Ⅲ.甘蔗斑茅远缘杂交后代细胞遗传分析[J]. 作物学报, 2004, 30(11):1093-1096.
[12]	杨荣仲, 谭裕模, 黎焕光, 等. 斑茅杂种后代分子检测[J]. 分子植物育种, 2003, 1(5):824-824.
[13]	桃联安, 经艳芬, 刘新龙, 等. 云南斑茅F₁代SSR分子标记杂种真实性鉴定初步研究[J]. 甘蔗糖业, 2007(2):7-11,26.
[14]	吴水金, 潘世明, 陈义强, 等. 甘蔗斑茅属间远缘杂种真实性的ITS鉴定及其抗旱性分析[J]. 江西农业大学学报, 2008, 30(4):628-632.
[15]	窦志敏. 甘蔗斑茅属间杂交BC3F1品系鉴定及抗性评价[D]. 广州: 华南农业大学, 2017.
[16]	DOU Z M, DENG Q Q, SHEN W K. Evaluation of BC₃F₁ lines from intergeneric cross between Erianthus arundinaceus and Saccharum for resistance to sugarcane smut caused by Sporisorium scitamineum[J]. International journal of agriculture and biology, 2017, 19(6):1520-1524.
[17]	LUZARAN R T, ENGLE L M, VILLARIEZ H P, et al. Sugarcane breeding and germplasm development in the Philippines[J]. Sugar tech, 2022, 24(1):210-221.
[18]	SARATH P T S, HEMAPRABHA G. Genetic diversity and population structure among 133 elite genotypes of sugarcane (Saccharum spp.) for use as parents in sugarcane varietal improvement[J]. Biotech, 2018, 8(8):339.
[19]	李杨瑞, 杨丽涛. 论提高蔗糖生产效益的农业措施[J]. 甘蔗, 1999, 6(2):39-42.
[20]	潘方胤, 杨俊贤, 吴文龙, 等. 甘蔗育种中抗旱品系筛选及简易鉴定[J]. 广东农业科学, 2012, 39(16):10-12,20.
[21]	程天聪. 云南甘蔗种质资源考察及有性杂交育种研究[J]. 西南农业学报, 1992(1):14-19.
[22]	何顺长, 杨清辉, 肖风迥, 等. 全国甘蔗野生种质资源的采集和考察[J]. 甘蔗, 1994(1):11-17.
[23]	MCCORMICK A J, CRAMER M D, WATT D A. Photosynthesis and the regulatory role of sucrose and hexose in sugarcane leaves[J]. South African journal of botany, 2007, 73(2):301-301.
[24]	CARTECHINI A, PALLIOTTI A. Effect of shading on vine morphology and productivity and leaf gas exchange characteristics in grapevines in the field[J]. American journal of enology and viticulture, 1995, 46(2):227-234.
[25]	SASSENRATHCOLE G F, LU G, HODGES H F, et al. Photon flux density versus leaf senescence in determining photosynthetic efficiency and capacity of gossypium hirsutum L. leaves[J]. Environmental and experimental botany, 1996, 36(4):439-446.
[26]	邱永生, 王勤南, 周峰, 等. 含斑茅血缘甘蔗亲本叶片叶绿素荧光特性的研究[J]. 热带作物学报, 2016, 37(7):1306-1311.

甘蔗斑茅属间远缘杂交BC₃F₁品系光合特性研究

Photosynthetic Characteristics of BC₃F₁ Lines of Intergeneric Hybrids Between Erianthus arundinaceus and Saccharum

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 11

参考文献 26

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

[1]	王长秘, 罗志明, 李银煳, 王晓燕, 张荣跃, 李婕, 尹炯, 单红丽. 甘蔗梢腐病致病菌甘蔗镰刀菌的分离及鉴定[J]. 中国农学通报, 2025, 41(4): 114-118.
[2]	洪自强, 王晓苹, 苏明, 苏丽, 白柳静, 张正珍, 杨涓, 吴宏亮, 康建宏. 地表覆盖对枸杞光合特性、抗氧化指标及产量的影响[J]. 中国农学通报, 2025, 41(1): 63-68.
[3]	丁豪, 高海涛, 毕香君, 李升东. 不同播种方式对冬小麦产量构成和旗叶光合特性的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 9-19.
[4]	刘行, 田晴, 田忠平, 李成忠, 丁银花, 赵宝元, 陈越恒, 程天利, 王韬, 种梓旭. 施肥模式对‘凤丹’牡丹光合特性及产量的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(7): 56-63.
[5]	李学庆, 冯国军, 刘大军, 刘畅, 闫志山, 杨晓旭. 细菌性疫病对菜豆光合特性和生理指标的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(4): 132-139.
[6]	董丽娟, 孙阳阳, 张继亮, 张春香. 6个猕猴桃品种的光合特性分析[J]. 中国农学通报, 2024, 40(4): 61-66.
[7]	颜惠芳, 王旭军, 彭翠英, 朱临渊, 张小军, 杨鹏华, 曹受金. 不同变异类型魔芋光合特性的比较研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(28): 17-23.
[8]	高秋美, 任丽华, 韩加坤, 米真如, 刘洪冲, 董秋颖. 干旱胁迫对‘济菊’生长及光合生理特性的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(28): 51-56.
[9]	桂意云, 李海碧, 韦金菊, 祝开, 周会, 刘昔辉. 生物炭在甘蔗上的应用研究综述[J]. 中国农学通报, 2024, 40(25): 18-23.
[10]	李冲, 魏廷邦. 地膜种类、种植密度对黄芪光合特征和产量的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(25): 72-80.
[11]	曹辉, 王峰, 左红娟, 张晓申, 宋涛. 金银花主要农艺性状和光合特性的综合评价研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(22): 47-52.
[12]	赵媛媛, 刘萍涛, 康建宏. 高温胁迫对马铃薯叶片生理特性及产量影响研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(21): 35-44.
[13]	肖黄巧, 周红灿, 揭雨成. 不同植物生长调节剂对茶叶低温胁迫的光合特性研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(2): 25-33.
[14]	余冉, 郭佩佩, 伍双双, 朱心怡, 左肇睿, 张春龙, 朱波, 肖家欣. 2种砧木对‘优瑞卡’蓝莓果实品质及矿质营养的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(16): 57-62.
[15]	陈芳, 刘宇鹏, 曾晓珊, 于飞, 胡家敏. 移栽期对辣椒产量、光合特性及气象因子的响应[J]. 中国农学通报, 2024, 40(10): 109-119.