陆地棉种质材料遗传多样性研究

[目的]从供试的陆地棉品种中筛选出产量性状和品质性状遗传率较高且综合性状表现优良的种质,为常规棉和杂交棉的育种提供一些优良材料.[方法]对47个陆地棉品种主要产量性状和品质性状进行分析,采用变异系数、多样性指数和聚类的方法研究这些品种的多样性情况.[结果]供试品种产量性状的变异范围较广,而品质性状的变异范围小.各品种中多样性指数最高的是单铃重,最小的是反射率.聚类分析发现,第Ⅰ类品种棉纤维品质较好,棉籽较大,百粒棉籽上纤维较重;第Ⅱ类多为低产低质品种;第Ⅲ类群平均产量较高;第Ⅳ类高产品种多.[结论]陆地棉种质材料具有多样性,应根据实际的育种目标,合理选配组合,以便育出高产、优质的新品种.     

80份棉花种质资源的育种应用价值评价

旨在客观、准确评价引种棉花种质资源的应用价值,为棉花新品种培育提供优异亲本,本研究以80份新引进种质资源为材料,以产量、纤维品质、抗病性3方面的10个性状为指标,进行主成分分析和系统聚类分析。结果表明：前4个主成分特征值均大于1,累积贡献率达到76.893%,第1主成分主要与纤维品质有关,第2主成分主要与棉花产量有关,第3主成分主要与抗病性有关,第4主成分主要与纤维伸长率有关。卡方距离为2.15时,供试材料可分为6类,第I、第Ⅱ类群综合性状优良,与主成分分析散点图的第I类群特点相同,均属于相对高产、优质类群。最终,将聚类分析的第I、第Ⅱ类群和主成分分析散点图的第I类群取交集,获得25份高产、优质资源材料,扩充了河北省农林科学院棉花研究所的育种资源圃。     

棉花新品种产量品质性状的聚类分析与综合评价

对河南省2006及2007年15个春棉区试品种的植株、产量因素和纤维品质共17个数量性状进行主成分分析,发现前4个主成分对所考察性状变异的累计贡献率达90.10%,根据各品种的主成分得分进行聚类分析,将15个参试品种从产量和主要品质的相似度聚为5大类,并对聚类结果进行判别分析验证,误判率为13.3%。根据对各类品种的产量和品质性状的多元方差分析,进行了各类品种的综合评价与性状改良目标针对性的探讨。     

189份引进棉花种质资源农艺性状与品质性状的遗传多样性分析

【目的】 分析研究189份引进棉花种质资源农艺性状与品质性状的遗传多样性,为新疆棉花育种及创新种质资源提供资源基础。 【方法】 选取引进的189份棉花种质资源的6个农艺性状和5个纤维品质性状,进行遗传多样性、相关性、主成分和聚类分析,鉴定、筛选优良性状的棉花种质资源材料。【结果】 189份棉花种质在农艺性状与品质性状上均表现出丰富的遗传多样性,6个农艺性状的变异系数在4.669%~11.877%,平均为8.712 %;5个品质性状的变异系数在1.369%~9.311%,平均为6.136%。各性状间表现出较为复杂的相关关系,同步改良棉花关键性状指标有难度;主成分分析将11个性状简化为4个主成分,累计贡献率达72.740%,各主成分反映生育期、株高等生物学特征与单铃重、衣分、上半部平均长度、马克隆值等经济性状之间的相互关系,各性状协同配合有利于各性状的同步提高。将189份棉花种质资源进行系统聚类,在遗传距离为10.0时所有材料被划分为 7个类群,各类群性状特征差异明显。【结果】 189份棉花种质资源第Ⅲ类群、第Ⅵ类群和第Ⅶ类群中马克隆值的均值分别为4.17、4.03和4.08,均达到A级标准。     

中国西南地区甘薯主要育种亲本的遗传多样性及群体结构分析

【目的】探究中国西南地区主要甘薯育种亲本材料的遗传多样性和群体结构,为甘薯亲本材料的保存和利用、甘薯分子标记辅助选择提供参考依据。【方法】利用61个SSR分子标记、13个农艺性状和6个品质性状,对82份中国西南地区主要甘薯育种亲本材料进行遗传多样性分析。利用NTSYS-pc 2.10数据处理软件,分别根据SSR分子标记数据、品质性状、农艺性状计算82份亲本材料的Nei72遗传距离矩阵。利用Mega 6.06数据处理软件,计算82份材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的平均遗传距离。利用NTSYS-pc 2.10软件,对供试材料基于SSR标记、品质性状和农艺性状的遗传距离矩阵进行相关性分析。根据遗传距离矩阵,利用Mega6.06软件分别,对82份亲本材料进行基于品质性状的类平均法（unweighted pair group method with arithmetic mean,UPGMA）聚类分析、基于SSR分子标记的邻接法（Neighbor-Joining,NJ）聚类分析和基于农艺性状的类平均法（UPGMA）聚类分析。根据SSR分子标记数据,利用STRUCTURE 2.4对82份供试材料进行群体结构分析。【结果】61对SSR引物共检测出405条多态性谱带,其中,每对引物获得1-17条多态性谱带,平均每对引物检测出6.64条多态性谱带。82份亲本材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的Nei平均遗传距离分别为0.3499、0.2210和0.0270。基于SSR分子标记的邻接法（NJ）聚类分析将82份材料聚为7个类群。基于农艺性状、品质性状的类平均法（UPGMA）聚类分析均可将82份材料划分为一个较大的类群和三个较小的类群,但基于农艺性状和品质性状的聚类分析结果差异较大。基于SSR分子标记、品质性状和农艺性状的聚类分析均能将供试材料中来自不同地区的材料聚为同一类群,表明不同地理来源的供试材料间没有明显的遗传差异。遗传距离矩阵之间的相关性分析表明,基于SSR标记、品质和农艺性状的遗传距离矩阵间的相关性很小（r=0.0158）,品质性状与农艺性状间呈负相关（r=-0.0411）。群体结构分析表明,当K等于3时,ΔK说明82份材料可以划分为3个亚群。取得最大值,值其中53份（64.63%）供试材料的Q值大于或等于0.6,分属于3个亚群。29份材料（35.37%）划分为混合亚群。群体结构分析的亚群划分结果与SSR聚类分析结果有一定相似性。【结论】供试亲本材料基因组水平的遗传多样性较为丰富,品质性状有一定差异,农艺性状差异较小。单独利用某一种标记或性状对亲本材料进行衡量都不全面,建议结合分子标记和多种表型性状,进行深入的遗传多样性和群体结构分析。     

基于果实品质性状和SSR标记的李种质资源聚类

采用25个果实性状指标和19对SSR引物对四川栽培的19份李种质资源进行主成分分析和聚类分析,并以欧式距离、前3个主成分和遗传相似性为基础,分别作系统聚类、三维排序图和UPGMA聚类。结果表明:19份李种质25个果实性状指标的平均变异系数为54.71%,其中果皮红绿色差值a*值的变异系数最大,为436.14%,果核侧径的变异系数最小,为9.99%;系统聚类可将李果实分为深色系大果型和浅色系小果型;主成分分析中,前3个主成分累计贡献率为73.27%,第1主成分(果重因子)的贡献率为49.45%,第2主成分(果形与色泽因子)的贡献率为14.21%,第3主成分(营养因子)的贡献率为9.62%;以主成分PC1、PC2和PC3向量为轴的三维排序图清晰地展示出各种质在果实性状上的相对差异;SSR标记显示供试材料的遗传多样性丰富,UPGMA聚类与系统聚类和主成分三维排序的结果基本一致。     

22个冬小麦品种主要农艺和品质性状遗传多样性分析

为了解甘肃天水地区育成冬小麦品种的遗传多样性,提高种质资源的利用效率,以22份冬小麦品种为试验材料,研究了其主要农艺性状与品质性状的变异情况、遗传多样性指数,并进行了主成分分析和聚类分析。结果表明,农艺性状中,穗粒数的变异系数最大(11.5%),千粒重的遗传多样性指数最高(1.75);品质性状中,沉降值的变异系数最大(31.3%),容重的遗传多样性指数最高(1.87)。说明供试材料的遗传多样性较丰富。8个性状的主成分分析结果表明,前4个主成分的累计贡献率为82.636%,用类平均法(UPGMA)将22个品种聚为5类,其中第Ⅰ类群可作为提高品质的材料供育种选择,第Ⅴ类群可作为增产材料供育种选择。     

陆地棉主要品种的遗传距离估测与聚类分析

本文通过主成分分析,对40个常用陆地棉亲本进行了遗传距离分析,并采用最短、最长、类平均及重心法等对供试材料进行了系统聚类。主成分分析表明,以产量,重量与比强度、纤维细度、纤维成熟度及衣分为代表的5个主成分累计贡献率可达到91°。以上聚类分析证明,40个供试品种可分5类,最长距离聚类法比较适宜,亲本起源与血缘关系及类型划分无必然联系。亲本必须根据性状表现及主成分值综合选择后,再根据遗传距离进行选择,不宜过分强调遗传距离远(如本研究之Ⅰ/Ⅳ类间杂交)。根据主成分值选配的9个理想亲本为:鲁棉六号、鲁棉四号、邢台6871、岱字16号、PD0113、冀棉八号、冀合3016、徐州514及鄂荆92。     

基于主成分分析与聚类分析的黄肉猕猴桃品种(系)主要果实性状的综合评价

通过建立21个黄肉猕猴桃品种(系)的果实品质综合评价体系,为开发利用黄肉猕猴桃种质资源、丰富猕猴桃市场和建立高效的栽培技术提供理论依据。以21个黄肉猕猴桃品种(系)为试材,测定其果形指数、单果质量、可溶性固形物、干物质、可滴定酸、可溶性糖、维生素C、类胡萝卜素等主要性状,对其进行主成分分析,根据综合得分对这21个黄肉猕猴桃品种(系)进行排序,并进一步对主要果实性状做系统聚类分析。结果表明:供试的21个黄肉猕猴桃品种(系)的主要果实性状变异程度不同,其中维生素C含量的变异最大,果形指数的变异系数最小。经主成分分析提取出3个特征根大于1的公因子,累计方差贡献率为79.121%,决定第1主成分大小的主要是糖酸比、固酸比、可溶性糖、可溶性固形物、维生素C和可滴定酸;决定第2主成分大小的主要是可滴定酸、果形指数和干物质;决定第3主成分大小的主要是类胡萝卜素和维生素C。聚类分析在欧氏距离5处将21个黄肉猕猴桃品种(系)分成6类,聚类结果与主成分分析的综合性状得分排序结果基本一致。在江西省奉新地区‘WN-1’、‘云海1号’、‘庐山香’、‘华优’和‘金果’的综合品质表现较好,‘金丰’、‘YH-1’、‘FH-4’、‘金什1号’和‘金桃’综合品质表现较差。     

春小麦重组自交系品质性状与产量、生理性状相关性分析

以‘宁春4号’与‘宁春27号’为亲本杂交构建重组自交系的128份家系为材料,测定该群体的产量、叶面积指数、碳同位素分辨率、面筋含量等20个性状,分析各性状间的相关性。结果表明,该群体有丰富的变异类型,各性状离散程度较大,存在较大程度的超亲遗传。相关性分析表明生理性状与品质性状间有较强相关性,冠层温度、碳同位素分辨率对品质与产量性状影响较大;产量性状与品质性状大都呈正相关。以差异极显著的20个性状进行主成分分析,选取特征向量累积贡献率达87%的性状,分别是沉降值、稳定时间、湿面筋含量、硬度指数、粗蛋白含量、不实小穗数、穗粒数、吸水率、株高、结实小穗数、冠层温度、千粒质量与碳同位素分辨率;基于各性状聚类共分为9个类群,第九类群材料高产优质且农艺水分利用效率较高,为今后育种工作提供重要材料。     

Assessment of genetic diversity in glandless cotton germplasm resources by using agronomic traits and molecular markers

Seventy-one glandless cotton germplasm resources were firstly evaluated genetically by using nine agronomic traits, 33 simple sequence repeat (SSR) primers and ten amplified fragment length polymorphism (AFLP) primer combinations. Principal component analysis (PCA) of the agronomic traits showed that the first six principal components (PCs) explained a total of 86.352% of the phenotypic variation. A total of 329 alleles were amplified for 33 SSR primers, and 232 polymorphic bands in a total of 389 bands were obtained by using ten AFLP primer combinations. The average polymorphic information content (PIC) value was 0.80 and 0.18 for SSR primers and AFLP primer combinations, respectively. The DIST (average taxonomic distance) and DICE (Nei and Li’s pairwise distance) coefficients ranged from 0.373 to 3.164 and 0.786 to 0.948, respectively, for agronomic traits and SSR&AFLP data based on UPGMA analysis. This suggested that there was a higher diversity in the evaluated population for both agronomic traits and molecular markers. The Mantel’s test showed that the correlation between the dendrograms based on agronomic traits and SSR&AFLP data was non-significant.     

棉花种质资源主要农艺性状的综合评价及聚类分析

[目的]对153份陆地棉种质资源的主要农艺性状进行综合评价,揭示各种质材料的特征特性和种质资源群间的遗传关系,为选育优质棉花品种提供亲本来源.[方法]调查各个材料的9项产量性状指标,5项品质性状指标和12个表型性状,应用专业统计软件(SPSS13.0和DPS软件包)对数据进行分析和整理.[结果]153份材料的各项产量性状变异程度较大,纤维品质性状的变异系数较小;相关性分析表明,纤维长度与比强度存在显著的正相关,与细度存在显著的负相关,纤维比强度与伸长率存在显著的正相关,与细度存在显著的负相关;聚类分析结果153份材料可分为两大类、三小类;筛选出33份特异种质材料.[结论]该批种质材料能为各类棉花育种和遗传研究提供较为丰富的亲本材料.     

低酚棉的丰产育种目标及方法

本文综述了低酚棉育种的国内外研究动态及其进展,着重讨论了有关低酚棉产量及产量构成因素的育种问題。资料表明,随着遗传背景的不断改良,低酚棉与高酚棉的产量差异正在逐渐缩小,许多品种都已赶上甚至超过推广品种。本文提出了在主攻低酚棉产量时,应着重注意提高衣分,并注意单株铃数、铃重、烂铃率和单株结铃性的改良。提高衣分,应在确保较大籽指的基础上,通过提高衣指来实现提高衣分育种目标。另外,本文还对低酚棉的几种育种方法进行了讨论。     

41份黄椒种质资源表型及SRAP遗传多样性分析

【目的】对41份黄椒种质资源进行遗传多样性分析,为福建省筛选出抗性好、品质优的特色黄椒种质资源,也为后续优良黄椒品种选育的亲本选配提供参考。【方法】以41份黄椒种质为材料,对12个数量性状和10个描述性性状进行观测分析,并通过SRAP分子标记的扩增结果进行遗传多样性分析。基于表型测定数据和SRAP扩增结果进行聚类分析。【结果】12个数量性状的变异系数为14.20%~39.98%,平均为26.61%,其中,叶柄长、果长、单果重和单株果数的变异系数较大,均大于25.00%,说明这些性状存在丰富的变异,具有较好的遗传改良基础。10个描述性性状的多样性指数为0.1985~1.0791,平均为0.5061,以花青甙显色程度最高,以节间茸毛、生长势和植株形态的多样性指数较低。基于表型测定数据的聚类分析结果显示,可将41份黄椒种质材料分成四大类,第Ⅰ类群包括11份种质材料,第Ⅱ类群包括14份种质材料,第Ⅲ类群包括5份种质材料,第Ⅳ类群包括13份种质材料,整体来说,性状相似的种质资源聚为一类。利用14对SRAP引物组合共扩增出117条条带,其中有90条多态性条带,多态性比率达76.92%。基于SRAP分子标记的聚类分析结果显示,材料间相似系数变化范围在0.80~1.00之间,在遗传相似系数为0.85处,41份黄椒种质材料被分为六大类群,第Ⅰ和Ⅵ群组均仅含1份种质材料,第Ⅱ群组包括4份种质材料,第Ⅲ群组包括29份种质材料,第Ⅳ和Ⅴ群组均有3份种质材料,来源地相同的种质聚为一类。可见,基于SRAP分子标记的聚类结果比基于表型的聚类结果更倾向于亲缘关系的远近。【结论】黄椒种质资源具有丰富的遗传多样性。利用SRAP分子标记辅助黄椒新品种选育,筛选出亲缘关系较远的综合性状优良纯合材料,可有效解决辣椒育种中亲本选择效率低、育种进程慢等问题。     

海岛棉种质资源表型性状的遗传多样性分析及综合评价

【目的】研究海岛棉种质表型性状的遗传多样性关系及筛选优异性状的海岛棉种质,为海岛棉优异性状深入研究提供理论基础。【方法】以175份海岛棉12个表型性状进行遗传多样性分析;主成分分析、权重和利用隶属函数产生综合评价值D进行海岛棉种质资源综合评价。【结果】表型性状变异范围在6.40%—28.10%,海岛棉类型较丰富;海岛棉资源遗传多样性指数为1.97—2.05,各性状间遗传多样性指数差异较小,国内外海岛棉资源遗传多样性无显著性差异（P＞0.05）,在国内,新疆与疆外海岛棉资源遗传多样性存在显著差异（P＜0.05）。主成分分析将12个表型性状转换为3个综合因子,贡献率分别为49.34%、18.03%和10.63%,累计贡献率为78.00%,第一主成分荷载较大为株高、始节数、始节高、有效果枝数、铃数、有效铃数、单株籽棉重和单株皮棉重,代表生长及有效产量因子;第二主成分荷载较大为衣分、单铃籽棉重和单铃皮棉重,代表单铃产量因子;第三主成分荷载较大为蕾铃脱落数,代表蕾铃脱落因子;海岛棉资源统计分析发现国内外极端种质差异不大,表现中等的海岛棉资源材料国内较多,在国内,疆外极端种质所占比例较高,新疆与疆外中间型种质差异较小;通过聚类分析将175份海岛棉资源分为4个类群,Ⅰ类群是矮秆、低产的较差种质;Ⅱ类群是高衣分、单株皮棉重较高的潜在增产种质;Ⅲ类群是综合性状较好的优异种质;Ⅳ类群低重心、衣分较高的极端特殊种质,综合评价筛选到综合性状较优的2个品种：XH30和270;利用逐步回归筛选到海岛棉种质评价的5个关键性指标（株高、始节高、果枝数、单铃皮棉重和单株籽棉重）。【结论】参试海岛棉种质资源类型较丰富但遗传多样性较差;株高、果枝数、衣分和单株皮棉重在各基因型中呈正态分布,其余性状呈偏态分布;参试种质分为4个类群;株高、始节高、果枝数、单铃皮棉重和单株籽棉重5个指标可作为海岛棉种质评价的关键性指标。     

棉花种质综合性状鉴定及资源利用分析

[目的]研究种质性状分布及变异特点,筛选出核心资源,选育出符合新疆棉花产业需求的品种.[方法]以保存396份陆地棉品种资源为材料,采用田间鉴定方法,分析6个表型生育性状、6个经济学性状、5个纤维品质性状及田间黄萎病变异及分布.[结果]供试陆地棉种质具有丰富的遗传多样性,生育期在116～125 d适宜范围的占51.8％;...     

中国棉花高产育种研究进展

棉花是中国重要的经济作物,棉花生产稳定发展关乎中国2 000万棉农的利益。产量是棉花种植收益的基础,因此,在其他性状综合发展的前提下,高产是棉花品种培育的最重要目标。20世纪50年代以来,中国棉花单位面积产量增加了9倍之多,其中品种的引进和改良为棉花产量的提高作出了重要贡献。但是近年来,随着棉花种质资源遗传多样性日渐狭窄,中国棉花单位面积产量增加缓慢,严重阻碍了棉花种植产业的健康发展。本文分析了棉花单位面积产量包含的4个主要组成成分单位面积株数、单株铃数、单铃重和衣分在棉花产量形成中起到的作用;单株铃数和衣分的增加在中国棉花高产育种过程中起到了重要作用,但是产量的提高是一个相互协调的过程,在加强重点性状改良的同时,也要注重其他性状及因素的相互配合,才能取得最好的效果。分析在中国高产育种中起重要作用的途径方法及其研究进展:国外引种在建国初期对于中国棉花产量的提高起重要作用,替代了中国原有的产量低、品质差的亚洲棉品种,促进了中国自主育种的发展;通过传统育种先后培育出早熟的中棉所16、丰产的鲁棉1号和抗病丰产的中棉所12等品种,推动了中国棉花生产的发展;通过杂种优势利用,中国培育了一大批起重大推动作用的杂交品种,例如中棉所29曾经占中国长江流域杂交棉种植面积的50%左右;加强雄性不育系的研究对于杂种优势利用的持续发展起到关键作用;分子标记技术的发展为棉花分子育种提供了技术支持,多个稳定产量性状位点的定位为分子标记辅助育种奠定了基础;转基因技术的发展为棉花分子设计育种提供了契机,转基因抗虫棉中棉所41、石远321和鲁棉研28等的育成使中国棉花产量稳中有升,但是目前针对产量性状改良的基因较少,还需加强对于产量相关基因的挖掘,加快发展转基因高产育种。目前中国棉花单位面积产量水平处于国际前列,但中国地少人多,在不与粮争地的前提下,为确保农产品的有效供给,还需继续挖掘棉花产量潜力,提高棉花单位面积产量,保证棉花产业持续健康发展。因此,建议收集种植资源,注重种质资源的创新;加强胞质雄性不育研究,简化制种技术和成本,推动简化制种的优异杂交种的培育;利用高通量测序技术,发掘全基因范围内的高产相关基因,用于分子标记辅助育种和全基因组选择育种;通过聚合育种,培育高产、优质、早熟以及适合机械化种植的棉花新品种。