中国绿豆应用型核心样本农艺性状的分析

为提高种质资源在育种中的利用效率,建立了我国绿豆（Vigna radiata）应用型核心样本。该样本既包括了资源库中具有特异性状的种质和曾经在生产上大面积种植的品种,也包括了在育种中使用频繁的亲本及苗头品系等。农艺性状变异分析表明,该核心样本具有丰富的表型变异,是绿豆种质资源的代表性样本。聚类分析可将核心样本分为4大类,但类别内种质与其地理来源相关性不明显。不同来源表型数据的分析发现,不同性状间的一致性存在差异。但产量相关性状的表现均与当前育种目标相接近,说明该核心样本具有较高的实用性。     

中国饭豆种质资源遗传多样性及核心种质构建

饭豆耐瘠、耐旱、抗病虫性强,是绿豆、小豆等近缘栽培作物育种的优异基因来源。但饭豆种质资源研究落后,利用效率低。本文首次对我国保存收集的饭豆种质资源进行农艺性状的变异分析。结果表明,我国饭豆种质资源质量性状变异类型丰富,但不同变异类型的分布频率差异较大,大部分稀有变异类型呈区域性分布。数量性状也具有较大的分布范围,各性状的变异系数在14%~98%之间,其中单株荚数>主茎分枝数>株高>百粒重>单荚粒数>生育期>荚长。不同地理来源饭豆资源群体的数量性状变异水平也存在差异。聚类分析不能完全把同一省份来源的种质聚在一起,但是个别省份的有些种质成簇出现在聚类图上,进一步分析发现这些成簇种质的数量性状和经纬度来源比较一致,可能为重复保存。最后以聚类分析为基础,按照比例法进行类内随机取样,并经评价和补充调整等构建了我国饭豆核心种质157份,为有重点有选择地深入开展饭豆种质资源研究及利用等提供了很好的样本。     

481份国内外绿豆种质农艺性状及豆象抗性鉴定评价及遗传多样性分析

以来自21个国家和地区的481份绿豆种质资源为试验材料,通过3个年度4个试点的主要农艺性状评价,分析了9个质量性状和12个数量性状的遗传变异水平。结果表明:481份绿豆种质资源的主要表型性状变异丰富。不同环境条件下12个数量性状变异系数为5.32%～76.18%,其中小区产量、单株荚数等性状变异系数较高;遗传多样性指数为1.573～2.078,其中株高、百粒重等性状遗传多样性指数较高;相关性分析发现生育期与株高、主茎节数和主茎分枝均呈显著或极显著的正相关,说明生育期对绿豆形态建成具有重要的作用;聚类分析将481份种质材料聚为4大类群,其中第Ⅰ类群多为矮秆、直立、大籽粒以及早熟种质,可作为育种的优异亲本材料。如大粒种质C06287、洮绿3号、VC4059A和苏绿1号的百粒重均在6.50g以上,可作为改良绿豆籽粒大小的材料加以利用;早熟种质C01075、C01234、C01249在4个试点都表现出生育期较短,可作为发掘早熟基因的亲本材料;矮秆种质辽绿28号、VC1562A和潍9002-341,可作为抗倒伏育种研究的亲本材料;高抗豆象种质如C05199、C05202和C05528,可作为绿豆抗豆象育种的亲本材料。通过对数量性状进行主成分分析,6个主成分因子对表型变异的累计贡献率达到了83.41%。本研究通过综合评价481份绿豆种质资源的遗传多样性,旨在为绿豆的遗传育种和种质创新提供理论基础。     

作物种质资源表型性状鉴定评价:现状与趋势

表型是作物基因型与环境互作后呈现出来的性状,包括形态学、生育期、产量、品质、抗性等性状。作物种质资源具有丰富的遗传多样性,并经过数千年在世界不同区域驯化利用中的人工选择,形成了表型性状的多样性,构成育种家选育作物新品种的物质基础。认识和发现作物种质资源表型的多样性需要通过系统、科学的鉴定,特别是培育适应全球气候变化下环境的品种,更需在大量种质资源中发掘和利用抗旱、耐热、抗病虫、水肥高效利用等特性的材料。作物种质资源各类表型性状的鉴定需要对环境进行有效的控制,而多年多点的鉴定可以准确观察鉴定性状的变异水平或表达稳定性,是育种家准确选择和利用性状的重要依据。作物种质资源表型性状的鉴定主要采用田间鉴定、设施鉴定、仪器分析、感官鉴定的方式。近年来,作物种质资源表型性状鉴定已从单一环境、低通量、粗放型鉴定转变为多年多环境、重点性状、高通量精准型鉴定。随着组学技术、智能与信息技术的快速发展,作物种质资源的表型性状鉴定已进入一个新阶段,形成作物育种中重要性状准确快速发掘与应用的坚实基础。     

大麦表型多样性分析及优异饲草种质资源筛选

为探究中国库存大麦种质资源的表型多样性及其变异规律,同时挑选高生物产量的大麦遗传资源发展饲草大麦,本研究以来源于全国不同地区的102份库存高秆大麦种质为材料,通过Shannon-Weaver多样性指数、相关分析、聚类分析、主成分分析等方法对15个表型性状进行综合评价。结果表明:15个性状中拔节期底部叶片黄化、倒伏性、灌浆期底部叶片黄化、千粒重变异较大,粒宽、株高变异较小,表型多样性指数范围为0.729～0.957,皮裸性、千粒重、籽粒周长、灌浆期株高等性状的遗传多样性较高。不同来源种质间表型多样性比较结果表明,冬大麦生态区表型多样性(0.721)高于西南及青藏高原裸大麦生态区(0.706)。相关分析、主成分分析、聚类分析均表明,皮裸性是影响大麦种质表型差异的重要影响因素,而倒伏、拔节期和灌浆期底部叶片黄化等饲草相关性状相对独立。聚类分析将102份种质分为4类,相同来源地的种质聚在一起。本研究结果表明中国库存大麦种质资源具有丰富的表型多样性,从中筛选的高秆、大叶、抗倒伏等优异性状的大麦资源,为后续培育青饲、青贮专用型大麦品种提供了资源保障。     

东北春大豆种质资源表型分析及综合评价

种质资源是大豆遗传育种和解析复杂数量性状的基础,通过对种质资源的评价,可指导育种实践中优异互补亲本的选择,提高优异基因交流累加和新品种培育的效率。本研究选用来自东北三省一区1923-2010年间选育的340份春大豆种质资源,通过在牡丹江地区对12个表型性状的2年综合鉴定,评价品种群体遗传变异特点和筛选优异种质资源,结果表明:(1)春大豆种质资源表型变异丰富。除生育期年份间差异不显著外,其他性状品种间和年份间均呈显著的差异,且2年变化趋势相同。有效分枝数变异幅度最大,其次是主茎荚数、单株粒重和株高,这些性状选择潜力较大,品质性状的变异幅度较小,选择潜力有限;(2)表型性状特征频率分布均符合正态分布。受育成单位纬度和育种目标的影响,生育期呈现北早南晚,北部育成品种营养体较小、植株矮小、节数相对较少、脂肪含量较高,南部育成品种营养体较大、植株高大、单株有效节数多且主茎单节最多荚数多,部分品种蛋白质含量相对较高;(3)采用主成分分析方法综合评价表明,吉育71的ZF值最高,综合性状表现最好,表型性状与ZF值相关分析结果显示,生育期、株高、主茎节数、地上部生物产量、收获指数、主茎荚数和主茎单节最多荚数等7个表型性状可作为春大豆种质资源综合评价指标。在大豆育种中应重视利用具有丰富遗传多样性的基因资源,在亲本选配时适当选择综合性状优良、育种性状优势互补的种质。     

食用豆类种质资源粗蛋白及粗淀粉含量的评价

对"十五"期间收集、整理并存入国家种质库的1696份食用豆类种质资源的主要品质性状进行了鉴定评价.结果表明,9种食用豆类种质资源的粗蛋白、粗淀粉平均含量分别为24.93%、45.11%,不同食用豆类种质资源中各品质性状变异程度不同,其中菜豆和鹰嘴豆的粗蛋白和豇豆的粗淀粉含量变异最大.不同来源的食用豆类种质资源品质性状比较结果表明,国内绿豆种质资源粗蛋白含量明显优于国外种质资源.通过鉴定筛选出一批品质性状优良的食用豆类种质,并对使用的评价标准进行了讨论.     

江西省地方冬瓜种质资源表型性状遗传多样性分析

为深入了解江西省地方冬瓜种质资源的变异特点和多样性,采用主成分分析、聚类分析和表型性状综合评价方法,对"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"中收集到的95份江西省地方冬瓜种质资源的12个表型性状进行了遗传多样性分析及综合评价.结果表明,不同环境条件下,95份冬瓜种质表型性状具有丰富的变异,遗传多样性指数的变幅为0....     

我国小豆应用核心种质的生态适应性及评价利用

为提高我国小豆(Vigna angularis)应用型核心样本的育种利用效率,本研究通过两年两点的田间试验,分析了166份这些核心种质农艺性状的变异情况,明确了其生态适应性和可利用价值。结果表明,166份小豆核心种质在广西南宁均表现为直立生长,并能正常成熟收获,;在河北唐山仅有64.2%XX88份种质的小豆种质在河北唐山两年内均表现为直立生长,且有25份不能正常开花结荚。大部分数量性状年度间差异与生态环境有关,其中唐山的年度间差异不明显,而南宁的年度间均达到极显著差异,反映了小豆对生态环境、气候条件的较强敏感性。所有种质在南宁的生育期显著提前,而产量相关因子中,单株荚数、百粒重等均显著小于唐山。综合分析表明不同种质的生态适应性存在较大差异,说明选育广适性小豆品种是可能的。综合最终根据农艺性状的综合表现,分别筛选出适合南宁和唐山育种利用的优异种质共16份。筛选出适合南宁种植的绿豆种质8多少份,适合唐山种植的绿豆种质10多少份。     

贵州核桃种质资源表型性状多样性研究

该研究以贵州省内的3个山脉(乌蒙山、苗岭山和武陵山)、19个核桃和泡核桃实生居群、245棵实生单株为研究材料,对坚果表型性状29个指标的多样性、相关性、聚类及变异进行分析,以揭示贵州核桃资源的表型遗传多样性水平,为贵州核桃资源的保存与利用及核心种质构建提供依据。结果显示：(1)核桃和泡核桃实生居群245份种质资源的18个表型质量性状Simpson指数为0.26～0.82,Shannon-Wiener指数为0.12～1.79;核桃小叶形状多样,易发生顶叶退化,坚果核壳表面特征、坚果形状及核仁皮色多样性丰富。(2)坚果表型变异系数为3.32%～47.67%,平均为21.28%且差异显著(P<0.05),居群间变异系数为9.42%～31.61%且差异显著(P<0.05);居群内和居群间变异均是核桃表型多样性的来源,但坚果性状在居群间差异显著性均高于居群内,说明居群间变异是该区域坚果表型变异的主要来源。(3)3个山脉区域核桃表型均有不同程度变异,其中,苗岭山核桃表型变异程度低,乌蒙山核桃表型变异程度高;UPGMA聚类结果显示,19个核桃实生居群依据贵州山脉区域划分为三类,表明贵州核...     

小豆品种形态特征研究及综合评价

对30个小豆品种的11个形态性状进行了因子分析及聚类分析。结果表明,11个形态性状的变异系数在5.66%~26.38%之间,最大的为主茎分枝,最小的为荚长;将11个形态性状简化成生育期因子、单株荚数因子和粒重因子3个相互独立的主因子,这3个主因子提供了原始性状81.574%的信息;经综合评价优劣排序,来源于唐山本地的2个品种排在前2位,来自东北的材料位居最后;经聚类分析,30个小豆品种划分为4大类群,类群的划分与材料的地理来源有着密切的联系。因此在育种过程中,应把主茎分枝、单株荚数和生育后期作为首要目标性状进行选择,同时兼顾百粒重、株高等性状,选育出综合性状优良的新种质。     

不同来源甜高粱种质资源的表型遗传多样性分析

通过对主要农艺性状的方差分析及聚类分析,对194份不同来源的甜高粱种质资源进行了表型性状的遗传多样性分析。结果表明,不同来源品种间的性状差异较大,与中国品种相比,国外品种具有植株高大、生物产量高及含糖量高等优异性状,可用于国内资源的种质创新及品种改良。遗传距离为0.66时将所有资源划分为6类,各类群主要按农艺性状进行了划分。研究结果将为杂交育种的亲本选择提供理论参考。     

小豆种质资源农艺性状综合鉴定与评价

通过田间观测和室内分析,对来自全国各生态区的262份小豆优异种质资源连续2年进行了农艺性状鉴定及综合评价。结果表明:262份小豆微核心种质资源在考察的16个形态学性状中均具有丰富的遗传变异类型;不同年份间生态环境尤其是光照条件对小豆农艺性状影响较大;主成分分析确定了3类影响因子,表明小豆资源的选育要集中在生长势良好(生育日数较短、株高较矮),单株荚数和单荚粒数多的地方品种;聚类分析结果显示在相似系数为0.40时可将参试材料分为5大类群,各类群间性状差异明显;群体性状表现与地理来源之间没有直接的关系。     

美国花生微核心种质资源纯化系的引进与表型评价

花生种质资源是花生新品种选育和重要农艺性状遗传研究的基础材料。引进国外优异花生种质资源,并对其进行鉴定和评价对发掘优良花生种质、丰富我国花生资源遗传多样性以及合理利用种质资源进行遗传改良具有重要意义。本研究于2014-2015年连续2年在河北保定对104份引进的美国花生微核心种质资源纯化系进行了农艺性状考察和抗病性鉴定。鉴定结果表明,美国微核心种质纯化系多为匍匐型,主茎高变异范围为24.50~89.50 cm,侧枝长为39.37~99.23 cm,单株果数和单株果重分别为8.75~46.33个和8.49~29.54 g,百果重为80.76~216.72 g,单株粒数为18.25~58.00个,单株粒重为9.89~33.36 g,百仁重为25.52~74.18 g,出仁率为52.58%~76.08%。抗病性鉴定表明,部分美国微核心种质资源纯化系高抗褐斑病和网斑病,性状优良。该研究结果为花生新品种选育与遗传研究提供了优异材料和参考信息。     

134份国外陆地棉种质主要农艺性状与纤维品质性状的遗传多样性分析

为拓宽本地棉花种质基因库,筛选适于作杂交亲本的种质资源,以134份国外棉花种质为试验材料,研究了其主要品质与农艺性状的变异情况、遗传多样性指数、品质性状间的相关性,并以主要农艺与品质性状为指标,对134份种质进行了聚类分析和主成分分析。结果表明,纤维品质性状中整齐度指数的遗传多样性指数(5.16)最高,马克隆值的变异系数(11.96%)最大,农艺性状中霜前衣分的遗传多样性指数(5.42)最高,不孕籽率的变异系数(49.18%)最大,参试种质的遗传多样性丰富;整齐度指数与上半部平均长度、断裂比强度均呈极显著正相关,断裂比强度与上半部平均长度间也呈极显著正相关;10个农艺性状和5个品质性状的主成分分析结果表明,前6个主成分的累计贡献率达75.277%;Ward法聚类将134份参试种质按品质性状分为5类,其中第Ⅱ类群的35份种质棉纤维品质性状表现最好,按农艺性状分为3类,其中第Ⅰ类群的58份种质产量最高。通过综合35份纤维品质优异的种质与58份农艺性状优异的种质筛选出美1870、美1884、FM1830等14份品质与产量俱佳的优异种质。     

鹰嘴豆种质资源农艺性状遗传多样性分析

以100份鹰嘴豆种质资源为材料,应用聚类分析和主成分分析方法,对15个主要农艺性状的遗传多样性进行分析。结果表明,参试材料存在广泛的遗传多样性。其中,多样性指数最高的是株高,其次是百粒重;性状变异系数最大的是单株荚数,其次是单株粒重;基于各种质间形态标记的遗传差异,将100份鹰嘴豆种质聚类并划分为4大类群。第Ⅰ类群可作为选育丰产中粒型和株高适中的品种,第Ⅱ类群可作为选育矮秆耐密及特异粒色(型)品种,第Ⅲ类群丰产性较差可作为选育子粒球型、光滑的品种,第Ⅳ类群可作为选育大粒型、适宜机械化收获的品种。9个数量性状的主成分分析结果表明,前4个主成分累计贡献率达73.91%,各主成分性状载荷值反映了主要数量性状的育种选择潜力。综合分析种质资源农艺性状,为鹰嘴豆的有效利用提供一定的科学依据。     

Molecular marker-assisted backcrossing breeding: an example to transfer a thermostable β-amylase gene from wild barley

Molecular marker-assisted backcrossing (MABC) is widely recommended for transferring favorable alleles from a donor to an elite variety. The question remains whether MABC is an effective approach to developing a competitive commercial variety. Here, we illustrate the transfer of a thermostable β-amylase allele Sd3 from wild barley into a commercial barley variety Gairdner. The elite lines were chosen for the Regional Crop Variety Test that followed a standard conventional breeding process. The results demonstrated that the Sd3 allele not only increased enzyme thermostability but dramatically enhanced diastatic power, an important malting quality trait. The BC₁F₁ individuals had a fundamental impact on the comprehensive agronomic and quality traits of the final progenies, demonstrating the importance of screening at the early stage of backcrossing in MABC. There was sufficient genetic variation in the BC₃F₃ families to select other malting quality and agronomic traits. Ten individual breeding lines with improved β-amylase thermostability also had improved yields and grain plumpness. Three elite lines with improved malting quality and agronomic traits were selected to provide a parental line to incorporate the wild barley allele for breeding a commercial variety. A new strategy should be considered that uses marker-assisted selection and backcrossing to transfer a favorable allele from a wild parent.     

重庆大豆地方资源多样性评价及群体表型特点研究

对收集于重庆市的103份大豆地方品种进行了表型遗传多样性分析,并利用主成分分析和聚类分析对其进行了群体表型特点的研究,研究结果表明,重庆地区大豆地方种质资源以灰色茸毛、黄粒、褐色脐居多,个体之间数量性状上存在较大变异。主成分分析以3个主成分反映了10个农艺性状的大部分信息,将主要农艺性状归纳成产量因子、生长势因子及籽粒因子。聚类分析将103份地方种质资源聚为6个类群, 同一地区的大部分地方品种表现较为相似,少部分地方品种差异大,品种类群间的表型分化与地理分布既有一定的联系又不绝对相关。利用这些种质选配育种亲本应关注各类群间性状差异作选择,而不能仅关注地理来源选择。