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作物杂志,2023, 第4期: 260–266 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.04.037

• 种子科技 • 上一篇    

优异糯高粱不育系吉5535A的创制与应用

陈冰嬬(), 于淼, 石贵山, 王江红, 唐玉劼, 徐晨, 李海青, 徐宁, 周紫阳(), 王鼐()   

  1. 吉林省农业科学院作物资源研究所，130033，吉林长春
  • 收稿日期:2022-02-11 修回日期:2022-04-01 出版日期:2023-08-15 发布日期:2023-08-15
  • 通讯作者: 王鼐，研究方向为高粱种质资源与遗传育种，E-mail：wang-nai@163.com；周紫阳为共同通信作者，研究方向为高粱种质资源与遗传育种，E-mail：ziyang_z@163.com
  • 作者简介:陈冰嬬，研究方向为高粱种质资源与遗传育种，E-mail：chenbingru1979@163.com
  • 基金资助:
    中央引导地方科技发展资金吉林省基础研究专项(202002068JC);吉林省科技发展计划资助项目(20210202116);国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-06-14.5-A10)

Breeding and Application of Elite Waxy Sorghum Male Sterile Line “Ji 5535A”

Chen Bingru(), Yu Miao, Shi Guishan, Wang Jianghong, Tang Yujie, Xu Chen, Li Haiqing, Xu Ning, Zhou Ziyang(), Wang Nai()   

  1. Institute of Crop Germplasm Resources, Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun 130033, Jilin, China
  • Received:2022-02-11 Revised:2022-04-01 Online:2023-08-15 Published:2023-08-15

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PDF (PC)

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摘要：

为选育适合春播早熟区种植的抗病性强、品质优良的糯高粱不育系，以配合力高、抗病性强、品质优良的粳高粱骨干保持系吉2055B为母本，以406B和糯性保持系ICS-34B杂交后代的矮秆糯质中间材料为糯质供体，利用5年时间经过1代杂交、10代自交和5代回交转育培育出品质优良、抗病性强的优异糯质不育系吉5535A。吉5535A籽粒品质优良，含支链淀粉99.17%、粗蛋白14.29%、粗脂肪3.15%、单宁0.01%、赖氨酸0.33%，千粒重达27.2g。其抗病性强，高抗高粱丝黑穗病、抗炭疽病、抗靶斑病、中抗茎基腐病。由分子标记分析可得，吉5535A的Waxy基因等位突变属于wxb类型突变。吉5535A与低单宁恢复系可组配出优质饲用、食用高粱杂交种，与高单宁恢复系又可组配出优质酿酒高粱杂交种，是培育酿造专用、籽粒饲用、食用杂交种的优良不育系。吉5535A拓宽了糯质不育系的遗传基础，为我国高粱不育系改良提供了优异种质，提升了春播早熟区糯高粱杂交种的产量和品质，促进了本生态区酿酒、籽粒饲用和食用杂交种的培育。

关键词: 高粱, 糯性, 雄性不育系, 吉5535A

Abstract:

To breed elite waxy sorghum male sterile lines for early-maturing area in China, Ji 2055B was selected as female parent, a elite non-waxy sorghum maintainer line with strong combining ability, strong disease resistance and excellent grain quality, a dwarf waxy material from the progeny of non-waxy maintainer line 406B and waxy maintainer line ICS-34B was used as waxy donor. Through crossing of one generation, selfing of ten generations and backcrossing of five generations in five years, the elite waxy sorghum male sterile lines Ji 5535A were successfully bred. Ji 5535A had good grain quality, its amylopectin content was 99.17%, crude protein content was 14.29%, crude fat content was 3.15%, tannin content was 0.01%, lysine content was 0.33%, and 1000-grain weight reached 27.2g. Ji 5535A had strong disease resistance, high resistance to sorghum head smut, resistance anthracnose and target leaf spot, moderate resistance to stalk rot. The waxy allele of Ji 5535A was wxb by molecular marker analysis. High-quality forage and edible sorghum hybrids could be bred through Ji 5535A and low tannin restorer lines, and high-quality brewing sorghum hybrids could be bred through Ji 5535A and high tannin restorer lines. The resulted revealed that Ji 5535A was an excellent male sterile line for cultivating brewing, grain forage and edible sorghum hybrids. Ji 5535A expanded the genetic basis of waxy male sterile lines and provided excellent germplasm for the improvement of sorghum male sterile lines in China. Meanwhile, it improved the yield and quality of waxy sorghum hybrids in early maturing area, and promoted the cultivation of brewing, forage and edible sorghum hybrids.

Key words: Sorghum, Waxy, Male sterile lines, Ji 5535A

表1

Waxy基因等位突变分析采用的引物

引物名称
Primer name		 引物序列
Primer sequence		 扩增产物
Amplification product (bp)		 检测方法
Test method		 功能
Function
Wxa-F CGTGGCGAGATCAAACTCTA 615或523 电泳 用于区分Wxa和野生型及其他3种突变[18-19]，当扩增片段为615bp时，为Wxa。当扩增片段为523bp时，为Wx-WT、Wxb、Wxc和Wxd。
Wx-F GGCCTGGATTCAATGTTCTT
Wx-R CTGGTTGTCCTTGTAG
Wx-F2 GGCATCTACAAGGACGCAAAG 990 测序 通过测序区分Wx-WT、Wxb、Wxc和Wxd。
Wx-R2 CGCGTTGAACTTGACCAC

图1

吉5535A选育过程

图2

吉5535A、吉2055A、吉521A与骨干恢复系遗传距离比较

图3

吉5535A、吉2055A和吉521A的Waxy基因测序结果 (a) 利用Wxa-F、Wx-F和Wx-R 3条引物扩增，琼脂糖电泳结果显示吉5535A扩增片段为523bp，不是Wxa类型突变，是Wx-WT、Wxb、Wxc和Wxd 中的一种。(b) 利用引物Wx-F2和Wx-R2 PCR扩增后测序，结果显示吉5535A在CDS区804位G突变成T为Wxb类型突变

表2

吉5535A与其他骨干糯质不育系品质性状的比较

种质名称
Germplasm name		 总淀粉含量
Starch content (%)		 支链淀粉含量
Amylopectin content (%)		 粗蛋白含量
Protein content (%)		 单宁含量
Tannin content (%)		 千粒重
1000-grain weight (%)
吉5535A Ji 5535A 69.53 99.17 14.29 0.01 27.2
45A 75.56 98.12 8.23 0.41 24.1
13163A 73.01 99.18 12.45 0.03 25.3
72A 73.89 96.00 9.35 0.17 22.2
张2A Zhang 2A 73.55 96.99 9.42 0.08 21.3
永糯2A Yongnuo 2A 70.88 98.85 9.30 0.13 20.6

表3

吉5535A组配的糯高粱杂交种与各生态区主推糯质杂交种品质性状比较

种质名称
Germplasm name		 总淀粉含量
Starch content (%)		 支链淀粉含量
Amylopectin content (%)		 蛋白含量
Protein content (%)		 单宁含量
Tannin content (%)		 脂肪
Fat content (%)
吉杂238 Jiza 238 75.47 99.37 9.91 1.10 3.21
吉糯杂3号Jinuoza 3 76.25 98.10 9.23 1.02 4.18
吉糯杂9号 Jinuoza 9 75.80 97.44 8.69 1.09 2.29
晋糯杂3号Jinnuoza 3 74.38 97.00 9.56 1.01 3.44
辽粘3号Liaonian 3 78.09 91.29 8.14 1.47 3.54
辽糯11 Liaonuo 11 76.26 93.78 8.82 1.04 3.99
金糯粱1号Jinnuoliang 1 73.86 98.30 8.63 1.13 3.86
川糯粱1号Chuannuoliang 1 73.29 98.64 8.57 1.54 3.75
机糯粱2号Jinuoliang 2 73.43 99.02 9.70 1.31 4.16
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