谷子地方品种和育成品种的遗传多样性研究

对河南、河北和山东等地的482份谷子地方品种和近30年培育的谷子品种的11个形态性状和农艺性状进行种植观察,研究两类品种的遗传多样性。与地方品种相比,育成品种形态性状的多样性指数大多低于地方品种,育成品种的株高比地方品种显著降低,稳重、穗粒重和出谷率等性状显著提高。地方品种的广泛变异类型是现代谷子育种的重要遗传资源。     

谷子主要育成品种在新疆的遗传多样性研究

以274份谷子种质资源为材料,利用聚类分析和主成分分析方法,对参试资源16个农艺性状的遗传多样性进行综合评价。结果表明,参试材料的11个数量性状的遗传多样性指数均大于2.000,在新疆表现出广泛的遗传多样性。基于种质资源间形态标记的遗传差异,将274份谷子种质资源聚类并划分为6大类群。第Ⅰ类群(105份材料)生育期较短,属早熟类型,但其他性状表现一般;第Ⅱ类群(19份材料)出苗-抽穗日数最小,全生育期最短,早熟性明显,穗下节间长度相对其他类群较长;第Ⅲ类群(10份材料)生育期较短,主穗长相对较长,其余性状表现均处于较低水平;第Ⅳ类群(58份材料)主穗长、单穗重在各类群中处于较高水平,生育期相对较短;第Ⅴ类群(26份材料)生育期最长,属晚熟类型,除主穗长度最小外其余性状均表现突出;第Ⅵ类群(56份材料)生育期相对较长,属中晚熟类型,株高较低,生物产量处于中等水平。9个数量性状的主成分分析结果表明,前3个主成分因子(单株秆重、株高、主穗直径)累计贡献率达70.41%,各主成分因子性状载荷值反映了育种中各性状的选择方向及潜力。综合评价谷子种质资源农艺性状,为新疆谷子资源收集、评价和利用提供一定的科学依据。     

太湖流域粳稻地方品种遗传多样性研究

太湖流域稻作历史悠久,是我国粳稻高产地区之一。但育成品种的遗传基础日趋狭窄,将会给农业生产带来潜在风险。为了有效利用地方水稻资源以扩大改良品种的遗传基础,作者通过调查19个农艺性状,对823个太湖流域粳稻地方品种的遗传多样性进行了研究。结果表明:15个数量性状的变异系数(CV)范围在4.6%(结实率)和33.7%(单株产量)之间。颖壳色、稃尖色、芒型和粒型4个质量性状分别有10、6、5、4种表现型。19个农艺性状的多样性指数(H′)变化范围在0.757(粒型)和1.930(每穗实粒数)之间,平均为1.540。9月10日以后抽穗的品种比9月10日及其以前抽穗的品种具有更丰富的表型变异。主成分分析表明,株高、单株有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度、千粒重、单株产量和穗颈长等8个性状是解释太湖流域粳稻地方品种多样性的重要性状。     

宁夏不同年代水稻品种的遗传多样性比较

对宁夏不同阶段主栽水稻品种(系)的主要农艺性状比较表明,第1阶段(1950-1962年)宁夏地方品种与第2阶段(1978-1989年)、第3阶段(1990-1999年)、第4阶段(2000-2005年)、第5阶段(2006-2012年)、第6阶段(2010-2013年)育成品种(系)的农艺性状差异显著,说明通过育种手段宁夏水稻品种的主要农艺性状得到了改良;从第2阶段到第6阶段的变化趋势为生育天数变长,有效穗数减少,穗长、穗粒数、单株粒重、单穗粒重、产量等增加,说明产量性状的育种改良从穗数型向穗粒兼顾型或穗重型发展。利用48对SSR引物对76份宁夏不同年代水稻品种(系)进行遗传多样性分析表明,共检测出290个等位基因,每个位点等位基因变幅为3~15个,平均6.04个;稀有等位基因有109个,占等位基因总数的37.59%;多态信息含量(PIC)变异范围为0.1423~0.8783,平均为0.5512;Nei’s基因多样性指数(He)的变幅为0.1492~0.8945,平均为0.6032。RM333、RM297、RM249、RM501和RM206引物表现为较高的等位基因数和稀有等位基因数,认为较适合应用于宁夏水稻品种的遗传多样性检测。分子方差分析(AMOVA)结果表明,6个不同阶段间遗传变异占总体变异的19.27%,各阶段内品种间的遗传变异占总体变异的80.73%。参试水稻UPGMA聚类分析表明,在遗传相似系数(GS)为0.805处可将其划分为5大类群,12个地方品种都被聚为第Ⅰ类群,具有外来引进血缘的8个常规粳稻品种被聚为第Ⅱ类群,5个优质常规粳稻被聚为第Ⅲ类群,第Ⅴ类群包括2个大穗高产品种,49个宁夏常规粳稻选育品种被聚为第Ⅳ类,说明大多数宁夏水稻品种的亲缘关系较近。6个不同阶段品种聚类分析,第1阶段(地方品种)独聚一类,第2、第3、第4阶段与第5、第6阶段育成品种亲缘关系相对较远;表明不同年代宁夏水稻遗传多样性有较大差异,2005年后宁夏水稻品种的遗传多样性趋于变小。宁夏水稻育种中应加强国内外种质资源的引进和利用,深入挖掘宁夏稻区地方品种和杂草稻资源的有利基因,拓宽宁夏水稻品种的遗传基础,以促进宁夏水稻育种的快速发展。     

燕麦种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析

燕麦种质资源是燕麦育种的重要基础,对燕麦遗传多样性的研究不仅有助于种质资源的搜集、管理和利用,也有利于进行核心种质的研究。为了解不同地区燕麦种质资源在农艺性状上的遗传多样性,对74份皮、裸燕麦种质资源13个性状的遗传多样性进行了聚类分析与主成分分析。结果表明:各性状的遗传多样性指数较大,多样性指数最高的是主穗粒重,其次是千粒重和穗长;性状变异系数最大的是单株分蘖数,其后依次为单株粒重和主穗粒重,最小的为株高;根据品种间各性状的遗传差异,通过聚类分析将74份资源材料划分为5类,其中36份皮燕麦资源被分为2类,26份裸燕麦资源被分为2类,7份皮燕麦和5份裸燕麦被分为一类,其中,类群Ⅰ可作为高产育种目标的亲本,类群Ⅲ可作为粒型育种目标的亲本,类群Ⅳ、Ⅴ可作为株高和小穗等育种目标的亲本;8个数量性状主成分分析的结果表明,前4个主成分对变异的累计贡献率达86.27%,第一主成分反应产量,第二主成分反应粒型,第三、第四主成分分别反应分蘖数和株高。     

六棱大麦种质表型遗传多样性评价

为探究六棱大麦种质资源的遗传多样性,提高六棱大麦育种组合选配的针对性和育种效率。以来自国内外的89份六棱大麦种质为材料,考察了3个不同环境下参试材料的株高、穗下节间长、穗长、主穗粒数、单株穗数、千粒重、单株粒重、单株生物重等8个性状,综合参试材料3个不同环境的表现,通过变异系数及遗传多样性指数分析参试材料的遗传多样性,通过主成分分析、聚类分析等方法对参试六棱大麦种质进行了综合评价。结果表明:(1)六棱大麦的穗长、单株粒重2个性状变异较丰富,株型性状与穗粒数变异系数较小,六棱大麦育种的增益效应主要体现在穗长和粒重的适度增加;(2)六棱皮大麦与六棱裸大麦仅在千粒重性状上差异显著,六棱皮大麦各性状多样性指数普遍高于六棱裸大麦;(3)参试六棱大麦种质分为5类,其中第4类基本均为中国地方种质,分布广泛,但遗传距离较近;其他4类为国内外选育的种质,各具特性;(4)利用主成分二维排序分析筛选到以高产为基础,分别兼具矮秆、长穗且分蘖能力强、大粒及高生物重的4类优异种质;基于主成分构建了六棱大麦种质资源的综合评价方程。     

基于DUS测试的上海粳稻地方品种遗传多样性分析

利用水稻DUS测试指南(2012版)中的38个水稻标准品种和52个基本测试性状对上海地区的172个粳稻地方品种进行遗传多样性分析,并与14个上海地区选育的申请品种保护的粳稻品种作比较。结果表明:地方品种表型性状共检测到176个等位变异,平均每个测试性状检测到3.6667个,变幅介于1~8个。Shannon's多样性指数(H')平均值为0.6834,变幅介于0~1.9327,77.08%的性状存在3个及以上的等位变异;地方品种的等位变异数、每个性状的等位变异数及其变异幅度、多样性指数平均值等均大于现代育成品种,在外观形态上,地方品种的遗传多样性比现代育成品种更丰富。利用UPGMA法进行聚类分析发现在相似系数为0.53时,可将186个粳稻品种分为3个类(亚)群,现代育成品种单独组成一个亚群;而主坐标分析将186个粳稻品种明显的分为地方品种和现代育成品种两大区。地方品种具有丰富的多样性,与现代育成品种具有明显的形态差异,可为今后粳稻育成品种的改良提供更多的形态基础。     

重庆玉米地方品种表型多样性分析

为全面了解重庆玉米地方品种的多样性和类群特点,本研究对129份"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"重庆项目组收集的地方品种的31个农艺性状进行两年田间鉴定,并对其表型多样性进行分析,利用聚类分析的方法进行类群划分。结果表明,两年鉴定的农艺性状表型值呈极显著正相关,调查的31个农艺性状中有16个性状多样性指数达2.0以上,其中株高的多样性指数最高,两年鉴定结果分别为2.07和2.08。基于31个性状的聚类分析结果将重庆玉米地方品种划分为3大类群,即早熟小粒型、早熟中秆硬粒型和中熟高秆型。早熟小粒型是食用玉米类型,以糯玉米为主,还包括爆裂玉米和食用硬粒白玉米;早熟中秆硬粒型主要为分布于中高山区的白色早熟硬粒品种;中熟高秆型表现为中熟、高秆、中大果穗。全面分析表明,重庆玉米地方品种多样性水平较高,划分的3大类群表型特征为重庆玉米地方品种资源的保护以及优异资源的进一步开发利用提供了参考。     

高粱地方种质资源表型多样性分析及综合评价

以“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”为依托,采用遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析等方法,对2020-2021年在河北省内普查收集的136份高粱种质资源进行研究及综合评价。结果表明：河北省高粱地方种质资源具有丰富的表型变异,15个表型性状的多样性指数在0.0844～1.9926之间,变异系数在4.69%～68.00%之间,千粒重的遗传多样性最高,穗形的变异系数最大;株高与穗部性状之间存在极显著正相关关系;聚类分析将136份高粱种质资源分为3个类群,3个类群无明显地域聚类特点。第Ⅰ类群在穗部性状方面表现最好,可进行工艺用高粱资源选育;第Ⅱ类群株高较低,可筛选矮秆高粱资源进行种质创新;第Ⅲ类群在产量性状方面表现最好,可作为粒用高粱育种材料加以利用。主成分分析将表型性状简化为5个主成分,累计贡献率为60.182%,株高、穗部与籽粒性状是高粱表型变异的主要因素;136份高粱的综合得分范围在0.107～1.147之间,以综合得分排序,筛选出肃宁高粱、长穗高粱、笤帚高粱、落黍等排名前10的综合性状表现较好的种质资源。本研究从多方面、多角度对新征集的河北省高粱种质资源进行了分析...     

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。     

谷子抗倒伏性和株高、穗部性状的相关性研究

倒伏是限制作物产量提高的重要因素,而株高、穗长、穗粗、穗粒重等性状与产量密切相关,因此弄清抗倒伏性与这些性状的关系,对开展抗倒伏高产育种具有重要意义。本研究系统调查了41份谷子材料倒伏指数、株高、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、穗粒重7个性状,结果表明：所有调查的7个性状指标在41份谷子材料中存在显著差异,除穗粗变异幅度较小,其余6个性状指标均存在丰富的遗传变异。相关性分析表明谷子基部第一、第二、第三节倒伏指数均与株高呈一定负相关,但未达到显著水平,与穗长、穗码数、码粒数、穗粒重均呈一定正相关,但只有第二节倒伏指数与穗长间的相关达到了显著水平（P<0.05）。倒伏指数与穗粗的相关性较复杂,第一、第三节倒伏指数与穗粗呈负相关,而第二节倒伏指数与穗粗呈正相关,但都未达到显著水平。株高与穗长、穗粗、穗码数、穗粒重4个产量关键性状间呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关;穗长、穗粗、穗码数、码粒数、穗粒重5个性状间呈极显著正相关（P<0.01）。研究结果认为在80 cm范围内,增加株高不会减弱谷子的抗倒伏性,谷子倒第二节抗倒伏性对整株植株抗倒伏性起到关键作用,应在抗倒伏高产育种中加以重视。     

160份外引鹰嘴豆种质主要农艺性状的遗传多样性分析

对引自国际半干旱热带作物研究中心的160份鹰嘴豆种质资源的13个农艺性状进行了评价鉴定,并筛选了特异种质,为我国鹰嘴豆种质资源创新和品种选育提供参考。结果表明,该批鹰嘴豆种质资源具有较为丰富的遗传多样性,7个数量性状的变异系数由大到小分别为主茎分枝数单株荚数百粒重产量株高单荚粒数生育期,6个质量性状的Shannon多样性指数由大到小分别为粒色株型花色种子表面粒形复叶叶型;产量与粒形、单株荚数极显著正相关,与百粒重显著正相关;前4个主成分的累计贡献率为63.417%,其中第1主成分与产量性状和产量有关,第2主成分与生育期有关,第3主成分与形态性状有关,第4主成分与株高和粒形有关;聚类分析在遗传距离为5时将160份资源分为3个类群,其中第Ⅰ类群的株高较高,第Ⅱ类群的产量较高,第Ⅲ类群的籽粒较大;筛选出63份早熟、矮秆、无分枝、多荚、荚粒数多、大粒、高产的特异种质资源。     

江苏省高粱种质资源的收集及多样性分析

2016-2017年"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"江苏调查队收集到江苏41个县市区地方高粱资源104份,并对15个农艺性状进行调查,利用相关系数、聚类分析研究了高粱资源的遗传多样性。结果表明:高粱资源农艺数量性状变异类型丰富。穗粒重与株高、穗长、节数、百粒重、抽穗期、地上部鲜重呈极显著正相关;地上部鲜重与株高、节数、抽穗期呈极显著正相关,与穗柄长呈极显著负相关。聚类分析将该批高粱资源划分为7个类群,第Ⅰ类群为甜高粱品种,是糖用与饲用材料;第Ⅱ类群穗很长,为工艺专用材料;第Ⅲ类群单穗与百粒重较高,是粒用、糖用兼型材料;第Ⅳ类群植株矮,节数少,早熟,是粒用、饲用及工艺用兼型材料;第Ⅴ类群偏野生型材料,可粒用、饲用及工艺用,但产量性状表现较差;第Ⅵ类群株高、穗长、抽穗期、地上部鲜重适中,是粒用、糖用、工艺用及饲用兼型材料;第Ⅶ类群植株矮、百粒重高、裸粒、生育期较早,是粒用材料。综合表型筛选出9份具有优良与特异性状的种质资源。总之,江苏地方高粱资源具有丰富的多样性,蕴藏着较多的可利用遗传变异,在高产、早熟、穗型和籽粒大小等方面存在可供育种和生产利用的优异资源。     

河北省大豆地方品种遗传基础

以50份河北省大豆地方品种为材料,通过两年对12个农艺性状鉴定和30个SSR位点的分析,结果表明,地方品种农艺性状平均多样性指数PIC为0.83,数量性状平均变异系数为20.15%,30个SSR位点平均等位变异数5.03,平均多样性指数PIC为0.61,参试材料遗传距离平均0.869。利用Bayesian模型将参试材料分为4组。分析结果表明,河北省地方品种的遗传多样性与地理来源或不同熟期类型间没有显著相关。     

云南元阳哈尼梯田两个不同时期种植的水稻地方品种表型比较

为揭示中国云南元阳哈尼梯田中所种植的水稻(Oryza sativa)地方品种的表型性状在30年间的变化,我们通过田间实验方法,对元阳哈尼梯田农户在20世纪70年代种植的66个(简称"过去的品种")和近10年间种植的69个(简称"当前的品种")代表性水稻地方品种的农艺性状进行了比较.结果表明,23个农艺性状的多样性指数(H')平均值,过去的品种(1.784)大于当前的品种(1.766);过去品种的变异系数平均值和相似性系数平均值(分别为19.5%和0.2107)均小于当前的品种(分别为21.7%和0.2149).因子特征值大于l的主成分,过去的品种有8个(PCI-8),当前的品种有6个(PCI-6),分别能够解释总变异的83.2%和81.4%.23个表型性状的聚类树形图和前3个主成分分布散点图均能将供试品种分为与籼、粳两个亚种相对应的两类.与过去种植的品种相比,当前种植的品种表现为籼型品种、糯性品种、红米品种,以及落粒性极强和强的品种比例降低;当前种植品种的株高、穗颈长、穗下节长、千粒重和剑叶角度等参数显著下降,相反,单株有效穗、剑叶宽、每穗实粒数和结实率等参数显著增加,其株型更紧凑.总体而言,元阳哈尼梯田农户当前种植的水稻地方品种有单一化和遗传多样性降低的趋势,这可能是由于杂交水稻的推广.以及当地农民对产量性状的选择和传统文化习俗的淡化所致.建议对云南元阳哈尼梯田及时采取水稻地方品种与稻作传统文化并重的保护举措.     

谷子种质资源表型及SSR遗传多样性分析

本研究对国内外124份谷子种质资源进行表型及SSR遗传多样性分析。表型性状分析表明,幼苗叶姿、穗颈2个质量性状变异较丰富;单株秆重、单株生物产量、单穗重3个数量性状变异系数较大,遗传多样性指数较高,表现出丰富的遗传多样性。表型性状聚类采用Ward法,在遗传距离7. 0处分为6大类群,各类群性状差异明显。SSR遗传多样性分析表明,52对引物在124份材料中共扩增特异性条带52条,平均遗传相似系数0. 834,变化范围为0. 615~0. 962。聚类分析表明,遗传相似系数为0. 746时,124份材料被分为4大类群,第Ⅰ、Ⅱ类群均来自中国河北;第Ⅲ类群来自哈萨克斯坦;第Ⅳ类群占参试材料的87. 90%,没有明显的地理聚类特征。但遗传相似系数为0. 843、0. 870时,进一步可分9个亚群、7个亚亚群,材料又基本按地区聚为一类。表型性状及SSR聚类分析均存在明显的地理聚类特征,结合表型性状鉴定出12份适宜新疆种植的谷子优异种质。     

358个欧洲小麦品种的农艺性状鉴定与评价

本文研究了欧洲18个国家20世纪育成的代表性品种358个,简述了各国品种的特点,全部品种的生育期、株高、主穗粒数和千粒重等性状变异丰富。总体上,株高随育成年限逐年代降低的趋势明显;主穗粒数有随育成年代逐渐增加的趋势;生育期和千粒重与品种育成时间之间无明显相关。分析了株高和抽穗期对穗粒数和千粒重的影响,向育种家推荐了一批优良种质,并提供了部分品种的系谱。     

河北省大豆地方品种遗传基础

以50份河北省大豆地方品种为材料,通过两年对12个农艺性状鉴定和30个SSR位点的分析,结果表明,地方品种农艺性状平均多样性指数为0．83,数量性状平均变异系数为20．15％,30个SSR位点平均等位变异数5．03,平均多样性指数为0．61,参试材料遗传距离平均0．869。利用Bayesian模型将参试材料分为4组。分析结果表明,河北省地方品种的遗传多样性与地理来源或不同熟期类型间没有显著相关。     

水稻轮回选择群体XTBG-HP1表型遗传多样性分析

该研究基于4个陆稻群体及172个水稻品种或杂交组合,构建了水稻多亲本隐性核不育轮回选择群体XTBG-HP1,并经过4次轮回重组,采用16个表型性状对其进行了遗传多样性分析。结果表明:(1)该群体14个数量性状符合正态分布,各表型均存在极端性状个体。(2)数量性状变异系数范围为0.08～0.41,均值为0.20; Shannon-Wiener多样性指数范围为0.72～1.92,均值为1.50。(3)群体在株型与产量构成因子性状方面有显著的相关性,对株型的选择可以实现产量性状的改良。(4)剑叶长、每穗粒总数、千粒重、穗长、粒长、一次枝梗数、有效穗数、剑叶宽、二次枝梗数、抽穗期10个性状可作为群体综合评价指标。(5)剑叶长、二次枝梗数、每穗粒总数3个表型性状具有较高的遗传变异、丰富的遗传多样性及与综合得分F值相关系数较高。综合以上结果发现,后期群体进行基因挖掘、品种改良以及优良育种材料的选育可以基于剑叶长、二次枝梗数及每穗粒总数3个表型性状,同时要充分利用群体株型与产量构成因子性状间的显著相关性。此外,该研究群体中极端单性状或综合得分F值较高的个体,可进一步用于品种选育。     

数量性状水平上甘、青两省春小麦品种间的遗传多样性现状及演变趋势

在数量性状水平上,调查了43个春小麦品种的19个数量性状,利用主成分分析法计算品种间的欧氏平方遗传距离。并在此基础上用最小方差法做了聚类分析。发现43个品种间在数量性状水平上的遗传距离变异范围很大（0.926-67.942)。平均遗传距离为18.000,说明供试品种的19个考察性状上存在较大的表型变异,从聚类结果来看,地方品种基本上被聚在一起,说明地方品种同引进品种和育成品种至少在表型上存在较大差异。从20世纪40年代以来,在数量水平上甘,青两省春小麦地方品种间的遗传多样性水平最高（GD=31.389),其次是20世纪50年代引进品种（GD=26.308),而育成品种间的遗传多样性水平最低,总体上呈下降趋势,说明随着育种进程的深入,作为育种目标追求的经济性状趋于一致,其变异集中在一个狭小的范围之内。品种间的遗传多样性下降。