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为解决孟加拉国芝麻产量低的问题,研究人员开展芝麻诱变育种研究。用 γ 射线辐照 Binatil - 1 种子,筛选出 SM - 26 突变体,育成 BINA til5 品种。其产量高、耐水渍,为芝麻产业发展提供新方向。
在农业领域,芝麻作为一种古老且重要的油作物,一直备受关注。它富含脂肪、蛋白质、维生素 E 以及芝麻酚、芝麻素等抗氧化物质 ,对人体健康益处多多,比如能预防癌症、心血管疾病等。在孟加拉国,芝麻是种植面积和产量仅次于油菜籽 - 芥菜的油籽作物。然而,其较低的产量成为制约产业发展的关键因素。为了满足国内外对芝麻持续增长的需求,提高芝麻产量迫在眉睫。
在此背景下,孟加拉国核农业研究所(Bangladesh Institute of Nuclear Agriculture,BINA)的研究人员 Reza Mohammad Emon 和 Mst. Khadija Khatun 开展了一项旨在培育高产芝麻品种的研究。研究成果发表在《Discover Plants》上,为芝麻产业带来了新的希望。
研究人员采用的主要关键技术方法是 γ 射线辐照诱变技术。他们将 Binatil - 1 品种的种子暴露在不同剂量(500、600、700 和 800 Gy)的 γ 射线下,然后对后代进行多代筛选和评估 。在这个过程中,研究人员对大量植株的形态特征和产量属性进行数据采集,并运用方差分析(ANOVA)技术进行统计分析。
研究结果
- 突变体筛选与初步评估:在 2015 - 2019 年期间,研究人员对辐照后的种子进行多代培育和观察。在M2代发现大量变异体,在M3代基于种子颜色和产量相关性状初步筛选出 18 个突变体。2018 - 2019 年,在 Mymensingh 对M4和M5突变体进行观察试验,从中挑选出 SM - 25 和 SM - 26 两个表现优异的突变体进入后续试验。
- 高级产量试验:2020 年,在 Ishurdi 和 Magura 的实验田对包括 SM - 26 在内的 4 个突变体和 2 个对照品种(Binatil - 1 和 BARI Til - 4)进行高级产量试验。结果显示,SM - 26 在产量上表现突出,其每株的分枝数、荚果数较多,最终获得了最高的种子产量(1611kgha?1)。
- 初步产量试验:2021 年,在 Magura 和 Chapainawabganj 对 2 个潜在突变体和对照品种 Binatil - 1 进行初步产量试验。SM - 26 再次展现出优势,植株较高,荚果数和种子产量较高 ,平均种子产量达到1395kgha?1。
- 多地点产量试验:2022 - 2023 年,在多个地点对突变体和对照品种进行了更广泛的产量试验。2022 年,在 Ishurdi、Magura 等地的实验田和农民田地试验中,SM - 26 在多数性状上表现优异,平均产量为1293kgha?1。2023 年,在多个地点的试验中,虽然 SM - 26 的荚果数不是最多,但每荚种子数最多,平均产量为1357kgha?1。综合来看,SM - 26 在各试验中表现最佳。
- 耐水渍性筛选:2019 年,研究人员对包括 SM - 26 在内的多个芝麻品种进行耐水渍性试验。结果发现,SM - 26 能在水渍条件下存活 72 小时,表现出中等的耐水渍能力。
- 新变种特征与经济潜力:新变种 BINA til5(即突变体 SM - 26)种子表皮颜色为浅棕色,与其他品种明显不同;茎、叶和荚果的毛较少;具有一定耐水渍能力。经济分析表明,BINA til5 每公顷净收益为 94400 塔卡,效益成本比为 2.01 ,高于对照品种,具有显著的经济优势。
研究结论与讨论
研究成功培育出高产生姜色芝麻突变品种 BINA til5(Sesamum indicum L.),它源自白色种子的 Binatil - 1 品种。这一成果表明,诱导突变技术可有效用于芝麻品种改良,不仅改变种子颜色,还显著提高产量,同时增强了耐水渍能力,这在突变育种领域是一项重大突破。
从研究结果来看,γ 射线辐照诱导的突变使芝麻在多个农艺性状上发生改变,如植株高度、分枝数、荚果数和种子数等,这些改变最终促进了种子产量的提高。与其他研究中油籽作物突变体产量高于母本的结果一致,进一步验证了该诱变技术在芝麻品种改良中的有效性和潜力。
BINA til5 的出现,为孟加拉国芝麻产业发展带来诸多机遇。它可以部分满足国内对食用油日益增长的需求,并且有望扩大芝麻的种植面积,提高农民收入,推动农业经济发展。这一研究成果也为其他地区芝麻育种工作提供了宝贵经验,启发科研人员利用诱变技术培育更多优良品种,助力全球芝麻产业的可持续发展。