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甘蔗种质资源研究中心

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【摘要】:
一、中心概况  产品及加工中心成立于2009年7月,以云南省农业科学院甘蔗研究所为技术依托,中心主要从事甘蔗科技研发、产品营销、科技咨询等工作。加工中心坚持“科技创新、跨越发展、以人为本,服务蔗糖”的理念,以产业需求为导向,根据蔗糖产业发展对甘蔗科技的要求,着力于甘蔗深加工产品开发、新技术的研发及应用。2010年7月,产品推向市场,受到广大消费者的好评。二、蔗糖产品  目前进入市场的产品有:精幼白糖礼盒装、精品白糖礼盒装、精品红糖礼盒装3个系列产品。  滇蔗红糖采用甘蔗研究所精心选育的无公害、无污染甘蔗为原料,结合百年传统工艺精制而成,产品原汁原味,含钙、纳、镁、锌等人体所需的丰富微量元素,次产品通过ISO22000:2005食品安全质量体系认证。  精品红糖   “滇蔗”精幼糖选用云南省农业科学院甘蔗研究所精心选育的无公害、无污染甘蔗为原料,采用现代先进碳酸法工艺加工而成的绿色食品。产品颗粒均匀、色泽油润、绿色、卫生、健康、入口甘甜的特点,携带方便,是家庭用糖的必备之选。

云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家

        范源洪,研究员,硕云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家士生导师,云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家,云南省中青年学术和技术带头人,国家糖料云南甘蔗品种改良分中心主任,中国作物学会甘蔗专业委员会副主任委员、云南甘蔗协会理事长,云南省农业科学院院学术委员会副主任委员。

2003被评为云南农业科技年活动先进工作者;2005年被云南省政府评为第十八届先进工作者,2006年,获全国五一劳动奖章。编著出版专著3本;获省部级科技进步二等奖1项、三等奖4项。在《Plant Sciences》、《Plant breeding》、《作物学报》等国内外刊物发表研究论文60余篇。

 

 

国家现代农业甘蔗产业体系综合试验站站长

 

 

蔡青,研究员,国家甘蔗产业体系开远综合试验站站长,云南省中青年学术技术带头人后备人才,国家甘蔗种质资源圃负责人,2001年、2002年、2004年赴澳大利亚CSIRO开展合作研究。

长期致力于作物种质资源研究,主要从事资源保存、鉴定评价、种质创新及数据库建设等研究;在染色体分析、分子标记鉴定等方面取得重要进展;主编出版《甘蔗种质资源描述规范和数据标准》,制定行业标准1项,发表论文40余篇,获省科技进步三等奖2项(排名第1、第2)。

 

甘蔗种质资源研究中心团队成员表

 

云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家

 

国家甘蔗种质资源圃

 

云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家国家甘蔗种质资源圃占地30亩。1991~1995年,由国家科技攻关和省级投资38万元兴建,1995年10月通过国家验收,纳入国家农作物种质资源管理体系;2003年,国家和省级投资250万元进行改扩建,完成了资源保存基础设施、实验室和仪器、研究技术体系等条件建设。

本圃分为种质保育、繁殖更新、鉴定评价和复份保存四个保育区,建有资源数据库和信息共享系统。截至2010年12月,保存有6个属16个种的甘蔗资源材料2369份,是我国规模最大、保存数量最多、属种最丰富的国家级甘蔗资源保存研究基地,保存数量仅次于美国、印度。

任务:国内外甘蔗种质资源收集、引进、保存、鉴定评价、繁殖更新;按规定向国内外提供种质利用,资源和信息共享,为全国甘蔗育种研究和生产利用服务。

 云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家

 

甘蔗种质资源评价和遗传多样性研究

 

农艺性状云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家评价:筛选出一批具有特异或优异性状的甘蔗种质资源材料。建立了具有50多个评价鉴定指标的甘蔗种质资源数据库、资源管理系统和共享信息库。

染色体评价:对甘蔗种质资源进行染色体分析,研究表明:细茎野生种染色体数目类型非常丰富,目前共有11种类型;斑茅有40和60二种类型;芒、河王八、蔗茅分别只有60、30、20一种染色体类型。

抗性评价:利用质膜透性、丙二醛含量等方法进行抗旱性鉴定,筛选抗旱材料;利用电导率测定法等对种质材料进行耐寒性鉴定;对黑穗病、锈病、眼斑病等甘蔗主要病害进行甘蔗抗病性鉴云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家定,筛选出一批优良材料。

遗传多样性研究:利用表型性状,分子标记对不同来源地甘蔗品种群体、云南割手密、滇蔗茅、云南自育品种材料的表型和分子遗传多样性开展了研究,充分反映上述资源的遗传多样性水平、遗传变异特点、地域分布规律。

利用AFLP、核糖体ITS序列等分子生物学技术对甘蔗属及其近缘属种的系统进化关系开展了研究,从属间、种间及属内、种内水平上分别对其遗传亲缘关系进行了系统分析。

 

 

甘蔗优良种质创新利用研究

 

云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家种质创新是甘蔗育种的基础, 甘蔗种质改良和突破性育种的巨大成就,主要依赖于种质资源的创新利用。我国拥有丰富的甘蔗种质资源,目前国家甘蔗种质资源圃,集中保存了6个属16个种的甘蔗资云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家源材料2369份,其中保育的甘蔗栽培原种、割手密、斑茅等资源对现代甘蔗品种改良具有重大意义。

多年来,云南省农科院甘蔗研究所通过人工光周期诱导技术调节甘蔗栽培原种花期与割手密、斑茅、滇蔗茅花期相遇,进行属间远缘杂交,同时使用SSR标记对杂交后代进行真实性鉴定,得到了一批田间表现优良的、具有抗病性的真实杂交种质。

目前割手密后代世代数最高到BC3,表现优异的有07-99(BC2),07-100 (BC2);斑茅后代世代数最高为BC2,表现较好的材料有03-108(BC1),06-366(BC2),07-106(BC2);滇蔗茅最高到BC1代,表现较好的有06-279(BC1)。

 

甘蔗核心种质资源构建研究

 

以国家甘蔗种质资源圃保育的甘蔗属及其近缘属共计2200份材料为研云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家究对象,使用表型保留比例、表型方差、表型频率方差、遗传多样性指数、变异系数等5个参数评价不同分组原则、组内取样比例,组内取样方法、总体取样量组合的优劣,选出最佳的取样策略构建初级核心种质。然后使用分子标记数据,依据不同相似性系数,采用多次聚类最小距离取样方法,根据主亲本优先、抗性优先、等位基因数优先相结合的方法,剔除表现较差的材料,经过多次反复聚类剔除压缩初级核心库,剩余材料组成核心种质。使用Nei遗传多样性、Shannon-weier多样性指数、等位基因数、多态条带数,数量性状的变异系数符合率、云南省现代农业甘蔗产业技术体系首席科学家极差符合率、方差差异百分率、均值差异百分率等指标来评价各核心库的质量。

最终建立的甘蔗核心种质库,由340份材料组成,其中甘蔗杂交品种107份,割手密80份、斑茅16份、栽培原种46份、大茎野生种7份、滇蔗茅10份、蔗茅20份、河八王20份、金猫尾5份、五节芒19份、芒7份、白茅3份,遗传多样性达到总资源的96.92%。

 

 

甘蔗品种DNA指纹身份证构建

 

以云南27份甘蔗自育品种为材料,从国际微卫星协会提供的120对SSR引物中筛选出8对多态性丰富、品种区分率高、易统计的引物组成核心引物。

8对核心引物两两组合的效率分析表明,MSSCIR36/MSSCIR21、MSSCIR16/MSSCIR36和MSSCIR36/SMC336BS是高效引物组合,可以完全有效区分所有品种;同时使用蔗区种植面积较大的10个非云蔗主栽品种验证3个高效引物组合,结果表明, MSSCIR16/MSSCIR36是最佳引物组合,不仅能有效区分所有云南自育品种,而且能将云南自育品种与10个主栽品种最有效地区分开。

使用品种的国圃号、国家地区代码、育种单位英文缩写、核心引物名称和分子数据组成云南甘蔗自育品种的DNA指纹身份证,不仅包含了品种的重要信息,而且其中的分子数据可用于品种的真伪鉴定和遗传关系分析,为品种的知识产权保护提供有效的科学依据。

 

甘蔗重要农艺性状基因定位研究

 

甘蔗遗传连锁图谱构建:利用筛选的多态性条带丰富的48对SSR和AFLP引物,对我所创制的两个分离群体进行PCR扩增和分子遗传连锁分析,构建了甘蔗分子遗传连锁图谱。在LOD≥5.0,相邻标记遗传距离≤40 cM的条件下,F1群体形成55个连锁群,总遗传距离为1458.3cM,标记间平均图距为10.9cM;BC1群体形成47个连锁群,总遗传距离为1059.6cM,标记间平均图距为8.0cM。

产量和糖分基因的定位研究

使用标记-性状回归方法分析两个群体,共检测到81个分别与产量和糖分基因紧密连锁的标记,其中有19个标记同时与两个性状紧密连锁,分别能解释表型变异的2%-8%,以上研究表明甘蔗产量和糖分等数量性状受多个等位基因共同作用,单个微效基因对表型变异的影响较小。

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