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。     

多花黑麦草品种DUS测试数量性状分级分析

对多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)7个品种进行了不同时期30个数量性状指标的测定,利用数量性状对多花黑麦草性状进行了概率分级的研究,并进行了相关性分析。结果表明,30个数量性状变异范围在7.55%~40.65%之间,变异系数最大的是分蘖数,最小的是千粒重。根据各数量性状的K-S检验及χ2检验,发现仅少部分性状不符合χ2分布;最终将28个数量性状分为5个等级,另外将抽穗期(春化后)和分蘖数分为3个等级。多花黑麦草的30个数量性状之间相关性分析结果表明株高与生长习性、小穗数与小穗密度、上部节间长与节间数呈极显著负相关,花序长与小穗密度呈极显著正相关。研究结果为多花黑麦草品种的鉴定评价、品种选育及数量性状的分级提供了理论依据。     

内蒙古78份葱属野生种表型遗传多样性分析

为了揭示内蒙古葱属野生种表型遗传多样性,采用方差分析、主成分分析、聚类分析等方法,对收集的78份野生种的种质资源14个表型性状进行了遗传多样性评价。结果表明:内蒙古葱属野生资源存在丰富的遗传多样性。(1)14个表型性状平均变异系数为43.0%,叶片宽的变异系数最大,为94.7%;种子厚的变异系数最小,为14.6%。14个表型性状在居群间的差异除叶片宽达到显著(P0.05)水平外,其余性状均表现差异不显著;(2)14个表型性状可归成为6个主成分因子,累计贡献率达到80.77%,最大程度上反映了所有78份葱属种质资源的表型特征,在前6个主成分包括的14个农艺性状中的株丛直径、叶片长、叶片宽、单株叶片数、花序长度、花序宽度和种子宽等性状是造成葱属种质资源表型差异的主要因素;(3)14个表型性状间存在显著或极显著的相关性;(4)采用欧氏距离系统聚类法将供试材料分为7大类,78份葱属种质资源基本上按种区分开,并和地理条件有一定的关系,种间和材料间表型差异很明显。本研究为内蒙古葱属资源的利用提供了科学依据。     

内蒙古扁蓿豆种质资源花性状的变异分析

采用形态学标记的方法,对来源于内蒙古7个不同生态区的49份扁蓿豆（Medicago ruthenica L.）野生材料进行了花性状变异分析。对花萼长、花萼直径等12个性状进行系统调查和遗传多样性分析。结果表明：扁蓿豆材料间花性状的变异系数幅度最大的为花序长,其变异系数高达79.12%,变异幅度最小的为花萼直径, 其变异系数为3.82%;主成分分析表明,花性状中前7个主成分反应了总信息量的85.465％, 花序长、花序轴长、花冠长度、花序结荚数、花序种子数、花色和小花柄长等7个性状是造成扁蓿豆花性状变异的主要因素;相关分析表明,花性状间多数呈差异显著或极显著,例如:花序结荚数与花序种子数差异极显著,为0.811,呈显著正相关,而花序轴长和小花柄长差异极显著,呈显著负相关,为-0.340;聚类分析将49份材料分为6类, 花性状变异性相同或地理来源相同与相近的材料大部分聚在一起。说明：扁蓿豆材料间的花性状具有丰富的遗传多样性     

三倍体芒草自然杂交后代数量性状遗传多样性研究

以三倍体芒草奇岗的自然杂交后代为研究对象,对后代群体的16个数量性状分别进行变异分析、主成分分析和聚类分析。研究结果表明:(1)该杂交群体的变异系数在14.41%~151.85%之间,平均变异系数为51.22%,说明杂交后代变异广泛。(2)主成分分析结果表明,前4个主成分反映原变量的80.206%的信息。第1主成分贡献率为48.74%,较大载荷性状有分蘖数、丛径、基部周长、单株鲜重和单株干重;第2主成分贡献率为16.313%,较大载荷性状有外径、内径、单茎干重、单茎鲜重和含水量;第3主成分贡献率为7.775%,仅有腋芽数一个较大载荷性状;第4主成分贡献率为7.378%,仅叶片数一个较大载荷。(3)聚类分析结果表明,将66份奇岗自然杂交后代和6份母本奇岗种质分为4大类。第Ⅰ类材料因本身各性状不足,产量很低,不适合筛选高产种质;第Ⅱ类材料各性状变异系数普遍较小,性状稳定,适合作为育种的备选类群;第Ⅲ类材料因枯黄较少,更适合做发酵类能源草或青贮牧草;第Ⅳ类材料生物产量因子及其产量构成因子都明显优于母本,是较好的育种材料。以上研究结果对筛选芒属植物优良种质、创新芒属植物种质资源有积极意义,并为芒属植物多倍体育种提供理论依据和材料基础。     

灯盏花种质资源群体表型多样性研究

以采集自云南和贵州的21份灯盏花种质资源为材料,观测了它们的群体表型性状特征,并分析了这些表型性状的遗传多样性.结果表明:灯盏花种质资源的表型质量性状在居群内外均有丰富变异,不同质量性状的频率不同,并以多叶型的植株、绿色的茎、疏的茎毛、倒披针型的基生叶、全缘叶、锐尖的叶尖、花色淡紫和黄色的管状花冠口等为代表性表型性状.居群内各数量性状间以单株基生叶数和单株分枝数变异系数较高(均超过50%),而花序直径变异系数最低(18.14%);居群间各表型性状以株高和单序管状花数变异系数较高(52.98%和41.98%),而单株基生叶数和基生叶长变异系数较低(<20%).地理类群间表型分化系数为26.58%,地理类群内表型分化系数为73.42%.灯盏花性状表型多样性指数以株高最高(2.243),以单株分枝数和单株基生叶数较低(1.723和1.874),总体平均表型多样性指数为2.028;不同地理类群的表型多样性指数为1.589~1.890,并以楚雄地区最高,曲靖地区最低.研究发现,灯盏花种质资源具有丰富的质量和数量性状变异,多数性状的地理类群内变异大于地理类群间,且表型多样性指数相对较高,对其地理类群内变异的保护和利用对灯盏花育种具有重要的意义.     

黍稷农艺性状的主成分分析与聚类分析

对国家种质资源库中收集保存的8016份黍稷种质资源的株高、千粒重、生育期等11个农艺性状进行主成分分析和聚类分析,结果表明：主要农艺性状可归纳为千粒重、主茎节数、主穗长、株高、穗型、花序色、粒色、米色8个主成分,累计贡献率为86．44％;8016份黍稷种质资源可分成5大组群,各个组群都有一定的形态学特征,其中组群4的1301份种质资源的主茎节数多,单株产量、千粒重都比较大,综合性状表现较好。     

135份国外藜麦种质主要农艺性状的遗传多样性分析

本研究对引自国外的135份藜麦种质资源的15个农艺性状进行了数量和质量性状的遗传多样性、主成分和聚类分析,以及特异种质筛选。结果表明,该批藜麦种质具有丰富的遗传多样性,其中变异系数从大到小的7个数量性状依次为产量(57.8%)、单株粒重(57.4%)、茎粗(27.6%)、千粒重(22.5%)、株高(21.9%)、主花序长(19.4%)和生育期(13.9%);遗传多样性指数从大到小的8个质量性状依次为主花序色(1.44)、籽粒色(1.43)、茎色(1.38)、籽粒形状(0.88)、幼苗心叶叶色(0.79)、主花序形状(0.78)、籽粒光泽(0.63)和子叶颜色(0.08);藜麦产量与千粒重、单株粒重呈极显著正相关,与生育期呈极显著负相关;主成分分析的前5个主成分累计贡献率达到66.537%,第1主成分主要与株型、花序型和生育期有关,第2主成分主要与植株和花序颜色有关,第3主成分主要与产量有关,第4主成分主要与籽粒大小、形状有关,第5主成分主要与籽粒颜色有关;聚类分析在遗传距离为7.5时将135份藜麦种质划分为6类,其中第Ⅱ类群产量最高;有31份特异种质具有早熟、矮秆、粗秆、大粒、长花序、结实率好和产量高等特性。     

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。     

我国棱果花天然主要分布区叶片多样性分析

为了解棱果花(Barthea barthei)种质资源叶片表型的多样性，对棱果花6个种群的139株的叶片性状进行方差分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析。结果表明，棱果花种群间和个体间的叶片表型性状存在显著差异，变异系数为0.14～0.84，平均为0.32，说明棱果花叶片性状变异较大。叶面积、叶周长与叶长间的相关系数为0.75～0.99。叶片性状可提取为5个主成分，累计贡献率达88%，其中叶片的面积、周长、宽度、长/宽和叶形是表型变异的主要因素。聚类分析将139株棱果花分为6组，第Ⅰ组包含34株材料，第Ⅱ组7株，第Ⅲ组1株，第Ⅳ组15株，第Ⅴ组37株和第Ⅵ组45株，说明来自不同种群的棱果花植株分散在不同的组中，棱果花叶片表型与来源无显著关系。因此，棱果花叶片表型多样性丰富，其中种群间和单株间具有丰富的多样性，可为棱果花遗传改良和新品种选育提供基础。     

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。     

不同遗传背景下杂交籼稻功能叶与产量构成因素的相关性

为明确水稻功能叶与产量构成因素间的相关性,以不同遗传背景下籼稻的10个不育系和16个恢复系为亲本,按照NCII设计配制两套双列杂交组合,对水稻12个功能叶性状与8个产量性状构成因素进行了相关分析,结果表明：3片功能叶叶长与叶面积、剑叶宽、倒2叶宽等性状之间均存在极显著正相关,功能叶夹角之间也存在极显著正相关,但不同遗传背景对夹角性状与9个形态性状之间的相关性则存在明显差异,在第1套组合中,其相关系数均为负值,且相关均不显著;而第2套组合则相反。8个产量构成因素中,单株穗数与平均穗长、着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数之间存在极显著负相关,平均穗长与穗着粒数、结实率与单株产量呈显著或极显著正相关,遗传背景对产量组成上有较大影响,在第1套组合中单株产量主要由结实率、单株穗数以及穗实粒数等性状决定,而在第2套中则主要由穗实粒数和结实率等性状决定。在功能叶与产量构成因素的相关中,叶长、叶面积、剑叶宽、倒2叶宽与着粒密度、穗实粒数以及穗着粒教等3个性状之间存在显著或极显著正相关。12个水稻功能叶性状与8个产量构成因素之间的主成分分析表明,在不同的遗传背景下,产量构成因素均主要受叶面积和叶夹角影响,两种不同遗传背景中其累积贡献率分别为69．8％和84．0％。     

Genetic characterisation of seed yield and fertility traits in perennial ryegrass (<Emphasis Type="Italic">Lolium perenne</Emphasis> L.)

Seed yield is a trait of major interest for the key grassland species Lolium perenne L. An F2 mapping population of perennial ryegrass (VrnA), recently characterised for vernalisation response, was assessed in a glasshouse for traits related to seed yield based on a lattice design with four replications over 2 years. The traits heading date, plant height, length of panicles, number of panicles per plant, seed yield per panicle, flag leaf length, flag leaf width and seed yield per plant revealed repeatabilities ranging from 41 to 76% and a considerable amount of genetic variation in the VrnA population. Path analysis partitioned the direct and indirect effects of seed yield components on seed yield per plant. Seed yield per panicle showed the highest effect on total seed yield. The adjusted mean values of each trait and a genetic linkage map consisting of 97 anonymous and 85 gene associated DNA markers were used for quantitative trait loci (QTL) analysis. Of particular interest were two QTL on linkage group (LG) 1 and LG 2, explaining 41 and 18%, respectively, of the observed phenotypic variation for the trait seed yield per panicle. Both QTL co-located with two major QTL for total seed yield per plant possibly representing the S and Z loci of the gametophytic self incompatibility (SI) system of perennial ryegrass. The diversity of SI alleles in mapping parents and the degree of heterozygosity at SI loci in the full sib progeny determines the interference of self incompatibility with seed production.     

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。     

河北省冬小麦丰产抗旱性表型鉴定指标分析

以河北省审定的85个冬小麦品种为材料,采用防雨棚春季干旱和露地灌溉2个处理,分别于开花期、成熟期调查株高等27个表型性状,分析了各表型性状与单株子粒产量的相关性。结果表明,单株成穗数等12个性状与单株子粒产量抗旱系数或抗旱指数呈显著或极显著相关;结合表型性状变异系数,明确了提高单株成穗数、穗粒数、灌溉条件下较长的旗叶长度和干旱条件下较短的旗叶长度是培育丰产抗旱小麦新品种的主攻方向;子粒比重、子粒长度及干旱条件下的结实率和每穗小穗数可作为河北省小麦种质资源丰产抗旱性的鉴定依据;河北省小麦品种丰产性高,而抗旱性尚需进一步改善。     

湖南省饭豆地方种质资源表型多样性评价

依托"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"项目,开展了湖南省饭豆种质资源的考察收集与评价鉴定,并筛选了优异种质,为湖南省饭豆种质资源创新和品种选育提供参考。结果表明,收集到的76份地方资源主要分布在湘西湘南山区,0~600 m的中低海拔地区。15项农艺性状表型分析显示其遗传多样性丰富;主成分分析将15个农艺性状分为4个主成分,其主要与株高、籽粒大小、产量、花色粒色相关,累计贡献率68.330%;聚类分析将76份资源分为2大类群,第Ⅰ类群蔓生、无限结荚,第Ⅱ类群直立、有限结荚,第Ⅰ类群又分为2个亚群,类群Ⅰ-1株型较小,单株产量较低,籽粒较大,类群Ⅰ-2株型较大,单株产量较高,籽粒较小。根据聚类分析结果及数量性状极值和质量性状变异类型提取出22份饭豆特异种质,并从中筛选出3类可以代表类群特征的资源:直立适合密植机收的资源,大粒型优质资源,高产、高生物量的粮肥两用资源。     

Exploration of Genetic Pattern of Phenological Traits in Wheat (<i>Triticum aestivum</i> L.) under Drought Stress

Drought is the major detrimental environmental factor for wheat (Triticum aestivum L.) production. The exploration of genetic patterns underlying drought tolerance is of great significance. Here we report the gene actions controlling the phenological traits using the line × tester model studying 27 crosses and 12 parents under normal irrigation and drought conditions. The results interpreted via multiple analysis (mean performance, correlations, principal component, genetic analysis, heterotic and heterobeltiotic potential) disclosed highly significant differences among germplasm. The phenological waxiness traits (glume, boom, and sheath) were strongly interlinked. Flag leaf area exhibits a positive association with peduncle and spike length under drought. The growing degree days (heat-units) greatly influence spikelets and grains per spike, however, the grain yield/plant was significantly reduced (17.44 g to 13.25 g) under drought. The principal components based on eigenvalue indicated significant PCs (first-seven) accounted for 79.9% and 73.9% of total variability under normal irrigation and drought, respectively. The investigated yield traits showed complex genetic behaviour. The genetic advance confronted a moderate to high heritability for spikelets/spike and grain yield/plant. The traits conditioned by dominant genetic effects in normal irrigation were inversely controlled by additive genetic effects under drought and vice versa. The magnitude of dominance effects for phenological and yield traits, i.e., leaf twist, auricle hairiness, grain yield/plant, spikelets, and grains/spike suggests that selection by the pedigree method is appropriate for improving these traits under normal irrigation conditions and could serve as an indirect selection index for improving yield-oriented traits in wheat populations for drought tolerance. However, the phenotypic selection could be more than effective for traits conditioned by additive genetic effects under drought. We suggest five significant cross combinations based on heterotic and heterobeltiotic potential of wheat genotypes for improved yield and enhanced biological production of wheat in advanced generations under drought.     

Association analysis of some drought related characters in hexaploid spring wheat (Triticum aestivum L.).

The association among yield components and their direct and indirect influence on the grain yield of wheat were investigated. 24 breeding lines were tested in a randomized complete block experiment design with three replications. According to the results the phenotypic correlation among the traits and their path coefficient were estimated. Positive significant correlation coefficients were obtained for association between survival rate treatment I, III, leaf venation, stomatal frequency, osmotic pressure, flag leaf area and number of tillers per plant with grain yield per plant at both phenotypic and genotypic levels. Negatively significant correlation between hygrophilic colloids and epidermal cell size with grain yield per plant was obtained at phenotypic and genotypic levels. Path coefficient was also computed to estimate the contribution of character to the yield. Path coefficient analysis revealed that flag leaf area, root/shoot ratio and survival rate II had the highest positive direct effects on grain yield, while hygrophilic colloids and osmotic pressure had negative direct effect on grain yield. These results thus obtained suggested that flag leaf area is an important component of yield and hence needs special attention in selection strategies.     

基于表型性状的孔雀草种质遗传多样性分析

为了了解孔雀草种质间的亲缘关系,提高孔雀草种质的利用效率,从18个形态特征对40份孔雀草种质进行了遗传变异分析、主成分分析及聚类分析。结果表明,孔雀草表型多样性丰富,种质间表型性状变异程度高,变异系数(CV值)范围3.92%~46.25%,以花朵数最大,其次是冠幅和株高;Shannon-Weaver多样性指数则以叶片性状及花性状较高,平均2.0以上。国内种质比国外种质多样性更丰富。通过主成分分析,筛选出对总体方差累计贡献率达78.949%的4个主成分,并筛选出综合性状表现良好的种质10份。参试的40份种质在欧氏距离阈值为7.29处可分为两大类,一类植株生长势较强包含2份种质(水星黄色和橙色);其余38份种质为一类,在欧氏距离阈值为6.0处,又以花色差异可进一步划分为2个类群,说明生长势及花色可作为孔雀草种质依据表型性状分类的重要指标。     

沙生植物沙鞭不同居群形态变异研究

以沙鞭(Psammochloa villosa Bor.)20个自然居群为研究对象,对其株高、花序长度、旗叶长度、旗叶宽度和小穗长度等12个表型性状进行形态变异研究。结果显示,12个性状群体间F值为1.832~8.958,达到显著或极显著水平,表明沙鞭不同居群表型性状存在广泛变异,且变异程度各不相同;主成分分析结果显示,前4个主成分代表了沙鞭形态多样性的82.277%,其中旗叶长度、旗叶宽度、颖片长度、小穗长度等是造成不同居群表型性状差异的主要因素;依据欧式距离对参试居群进行的UPGMA聚类分析结果表明,当遗传距离为20.5时,可以将20个沙鞭野生居群划分为两类,且各表型性状并没有依居群地理分布而聚类。