“甘蔗复合群”能源植物遗传育种研究进展

“甘蔗复合群”是一类极具生物能源开发潜力的禾本科C4植物。近年来由于世界能源危机的影响和植物遗传育种研究的发展,国内外学者对“甘蔗复合群”植物资源评价和能源育种研究越来越重视。本文介绍了“甘蔗复合群”的基本概念、属种分类及核心类群等研究背景。同时以甘蔗属和芒属核心资源为例,从“甘蔗复合群”能源植物遗传育种的角度综述了国内外相关研究进展。旨在总结前人的理论研究成果和杂交育种实践经验,探讨相关类群在植物系统分类和种质资源利用中存在问题与对策,为我国“甘蔗复合群”能源植物的应用基础研究和产业化开发利用提出建议。     

甘蔗属不同种及优良甘蔗栽培品种的SSR标记遗传多样性分析

应用21对SSR引物与毛细管电泳技术,分析了52个甘蔗属品种的遗传多样性。共检测出327个SSR标记,平均每对引物检测15.6个。选择141个共显性标记构建SSR标记指纹图谱数据库,利用DNAMAN软件与UPGMA统计方法分析参试材料遗传多样性。DNAMAN软件同源分析显示,新台糖16号与台优1号之间的同源性最高(87%),品种之间最小的同源性为55%;利用UPGMA统计方法可把参试材料分成4个遗传相似性较高的类群。结果表明,SSR标记与毛细管技术的结合,可构建甘蔗种质资源SSR标记指纹图谱、分析甘蔗种质资源遗传多样性。聚类分析显示参试甘蔗材料的遗传基础相近,为了提高甘蔗选育种效率,应拓宽甘蔗选育种亲本的遗传基础,提高杂交栽培品种的抗虫、抗病等特性。     

云南甘蔗品种表型性状的遗传多样性分析

为了提高云南甘蔗品种资源的利用效率,为甘蔗遗传育种亲本的选择、杂交组合配制提供理论指导,本研究从18个质量性状和5个数量性状对73份云南甘蔗品种和27份中国历年主栽甘蔗品种(不包括云南选育的主栽品种)的遗传变异、遗传多样性、聚类关系等开展了研究。结果表明:云南甘蔗品种芽形、曝光后节间颜色、曝光前节间颜色、芽沟和57号毛群的多样性十分丰富;而数量性状的遗传变异主要来自叶片宽度和株高;相似性系数和聚类分析表明品种的相似性处于中等水平,可分成2个大类群4个亚类群及20个小类群,主成份分析表明云南甘蔗品种和中国历年主栽品种可划分为3个明显的基因库,与聚类分析结果基本一致。     

基于ITS序列探讨荻属及其近缘植物的系统发育关系

荻属是禾本科的一个小属,其分类地位存在争议。通过测定和从Gen Bank中提取荻属Triarrhena及其近缘植物的ITS序列,以芦苇Phragmites australis为外类群,采用MP(maximum parsimony)和NJ(neighbor-joining)分析方法进行了系统发育分析,这两种方法得到的系统发育树基本相同。荻属和芒属Miscauthus的种类形成一个单系类群;河八王Narenga porphyrocoma与芒属和荻属的植物聚在一起并构成姐妹群;白茅Imperata cylindrica与斑茅Saccharum arundinaceum聚成一小支并构成姐妹群,白茅与荻属的关系较远;荻属植物归并到芒属更为合理,不支持将荻属置入白茅属或另立一属的观点。斑茅与白茅、河八王及蔗茅Erianthus fulvus系统发育关系较近,而与滇蔗茅E.rockii及甘蔗属的竹蔗Saccharum sinense、甘蔗S.officinarum、细秆甘蔗S.barberi和甜根子草S.spontaneum的关系较远。甘蔗属、河八王属及蔗茅属关系复杂,还需要进一步研究。     

粤糖系列甘蔗亲本表型性状遗传多样性分析

为了解粤糖系列甘蔗亲本遗传关系,提高粤糖系列甘蔗亲本的利用效率,本研究利用35个表型性状对106份粤糖系列甘蔗亲本和10份中国主栽甘蔗品种进行了遗传多样性、聚类分析等研究。结果表明,粤糖系列甘蔗亲本平均多样性信息指数、基因多样性指数分别为0.782±0.082、0.438±0.039,遗传多样性水平较高。叶片宽度和曝光后茎色多样性非常丰富。遗传相似性系数变幅在0.388~0.829,基于遗传相似性系数的聚类分析将参试材料分成2个大类群6个亚类群及5个亚亚类群。20世纪80年代粤糖亲本多样性指数最高,基于遗传距离的聚类分析将7个群体分为3个类群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),中国主栽甘蔗品种单独成为一个类群。以上结果为甘蔗遗传育种亲本的选择、杂交组合配制及核心种质构建提供帮助。     

甘蔗杂交品种核心种质重要农艺性状评价及亲缘关系分析

以107份甘蔗杂交品种核心种质为研究材料,ROC22为对照品种,通过新植和宿根2年的田间试验,对蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等性状进行最小显著差数法(LSD)两两比较和Duncan多重比较评价,筛选优异材料,利用SSR分子标记建立优异材料与我国骨干亲本的亲缘关系。结果表明36份材料在蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等指标上优于对照品种,可作为亲本进行杂交,且蔗茎公顷产量对公顷含糖量的影响远大于甘蔗蔗糖分对公顷含糖量的影响;20对SSR引物扩增得到292个标记,其中283个为多态性标记;优异材料与我国骨干亲本相似性系数范围在0.384~0.590之间,平均为0.437,存在较大的遗传差异;UPGMA聚类可将所有材料划分为5个类群,蔗茎公顷产量和公顷含糖量表现优异的材料在各类群都有分布,甘蔗蔗糖分表现优异的材料主要集中在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群,Ⅲ类群更集中;本研究为甘蔗种质创新、遗传育种提供了优异亲本材料,为杂交组合的配制提供重要指导。     

芒属植物资源研究、利用现状和开发前景北大核心CSCD

对芒属17种植物的自然资源状况,从分类学、遗传育种学和生理学等方面研究的进行了综述,梳理了芒属植物资源利用现状,并展望了芒属植物的应用前景和产业价值。同时指出,对芒属类群的研究深度和应用程度极不均衡,对适应于极端环境的地区特有类群开发利用不够。为全面促进芒属植物资源开发利用,助力芒属新品种的研发和推广,倡议加强极端环境下芒属种质资源研发,实现更广阔的应用前景。     

基于表型与分子数据的斑茅核心种质构建

斑茅(Saccharum arundinaceum L.)是重要的"甘蔗复合群"野生资源,在我国分布广泛,但目前尚未在遗传育种研究中得到很好的利用。本研究以国家甘蔗种质资源圃保存的来自全国9省区的147份斑茅无性系为原始种质,首先基于表型数据筛选58份材料构建了斑茅初级核心种质,然后基于SSR和AFLP分子标记数据筛选16份材料构建斑茅微核心种质,分别占原始种质的39.46%和10.88%。通过表型与分子遗传多样性参数的比较分析,验证了斑茅核心种质具有较好代表性。最后对甘蔗种质资源和遗传育种研究中斑茅核心种质的构建方法和利用策略等问题进行了探讨,以期为"甘蔗复合群"野生类群核心种质的构建及创新利用提供参考,促进资源研究工作重心由数量保存型向创新利用型转变。     

中国鸢尾属观赏植物资源的研究与利用

对中国鸢尾属现赏植物资源的研究与利用的情况进行了总体概述。并从三个方面提出了目前和今后一段时期对该属现赏植物资源研究与利用的思考。加快现有野生植物资源丰富、优良的绿化地被类鸢尾的立接利用;系统收集和保存野生资源,建立野生活植物资源圃,并对其资源进行包括DNA分子标记研究手段在内的遗传多样性、遗传特性以及亲缘关系等系统、全面的研究,建立相关数据库和技术档案;充分有效地利用优良植物(基因)资源,运用现代生物技术手段进行种质改良——遗传育种与基因工程的研究。     

不同基因型甘蔗种质资源的表型遗传多样性

为探明甘蔗原种和地方种的遗传多样性和亲缘关系,以期筛选出优良甘蔗种质和优良杂交亲本.该研究对18份甘蔗原种和地方种的14个数量性状进行了表型遗传多样性分析.结果表明：通过14个数量性状的变异系数(coefficient of variance,CV)和性状之间的相关分析,18份甘蔗原种和地方种的数量性状遗传变异主要来自甘蔗蔗糖分、单茎重、叶宽、茎径和纤维分;对14个数量性状进行主成分分析提取获得了4个主成分因子,分别命名为“品质因子”、“生长因子”、“成熟度因子”和“光合因子”,主成分因子累积贡献率达83．482％;进一步通过对主成分因子开展综合评价分析,获得数量性状综合表型高于平均水平的10份材料,依次为 Sampana→甜圪塔→合庆草甘蔗→桂林竹蔗→坦桑尼亚→芒戈→古芝蔗→大岛再来→托江红→春尼;聚类分析基于不同的遗传距离可将18份种质聚为5个类别,潜在的优良杂交组合是 Sampana 和甜圪塔或 Sampana 和合庆草甘蔗,表明在甘蔗遗传育种亲本选择上既要考虑各性状主要因子的互补,又要保持一定的遗传距离.该研究认为,在甘蔗育种工作中,利用因子分析法进行表型遗传多样性分析,将更加有助于亲本和杂交组合的选择.     

菊科千里光簇未冬亚族的花粉超薄结构及其系统学意义

研究了国产菊科千里光族款冬亚族及其相关类群１１属１５种植物的花粉超薄结构。研究类群的花粉超薄结构可分为２类：“千里光型”和“向日葵型”。多榔菊属、大吴风草属和毛冠菊属为“向日葵型”,其余种类均为“千里光型”。根据花粉超薄结构类型,结合其它有关方面的研究,认为大吴风草属与橐吾属并不近缘,而毛冠菊属可能接近于紫菀族。     

云南甘蔗常用亲本资源遗传多样性的SSR分析

以63份云南育种机构常用的亲本资源为研究对象,10份原始亲本种为外群体,使用30对多态性较高,在甘蔗遗传连锁图谱上分布较为广泛的Genomic-SSR引物对云南常用亲本资源开展遗传多样性评价。结果表明：云南常用亲本在30个SSR位点上表现出丰富的多态性,共获得363个扩增条带,其中多态性条带数为352个,平均多态性条带比例和多态信息量分别为96.97%和0.9441;从常用亲本的来源地区来看,大陆亲本的多样性要高于国外亲本和台湾亲本;在Jaccard相似性系数方面,云南常用亲本材料之间的相似性系数范围在0.2804-0.7329之间,平均为0.4309,表现出较大的遗传差异,其中来自大陆地区的亲本遗传差异最大,其次为来自国外地区的亲本;UPGMA聚类分析将所有亲本材料分为一大一小两个类群, 而大类群又可分为2个亚类群,中国大陆地区一些即是主栽品种又是亲本的材料表现出较近的亲缘关系,而引自国外的大部分亲本和一些老的国内自育亲本也表现出较近的亲缘关系。以上结果将为上述亲本资源的高效利用奠定了良好的基础,并为全国育种机构在亲本选择和组合配置提供重要参考。     

菊科千里光族款冬亚族的花粉超薄结构及其系统学意义

研究了国产菊科千里光族款冬亚族及其相关类群 1 1属 1 5种植物的花粉超薄结构。研究类群的花粉超薄结构可分为 2类 :“千里光型”和“向日葵型”。多榔菊属、大吴风草属和毛冠菊属为“向日葵型”,其余种类均为“千里光型”。根据花粉超薄结构类型 ,结合其它有关方面的研究 ,认为大吴风草属与橐吾属并不近缘 ,而毛冠菊属可能接近于紫菀族。     

应用AFLP技术探讨半夏属五个种的亲缘关系

利用扩增酶切片断多态性（AFLP）方法研究半夏属内5个种之间的亲缘关系。应用POPGENE及SPSS软件对所得“1”、“0”二元矩阵进行遗传距离,遗传相似性及聚类分析。实验发现鹞落坪半夏与虎掌之间的遗传差异小,鹞落坪半夏可能是虎掌的一个特化分支群体;虎掌和鹞落坪半夏组与本属其他种之间遗传差异较大,相似性较小;盾叶半夏和滴水珠是姐妹群关系,盾叶半夏虽然叶形与同属其他种有显著差异,但遗传距离及相似性分析对比不支持其独立于半夏属其他种,而作为完全独立进化类群的结论。为半夏属分类及系统进化关系提供了分子生物学证据。     

指甲兰属种质资源概况及其研究进展

该文综述了指甲兰属种质资源的历史、地理分布概况和保护现状,以及该属植物在组织培养、药用价值及化学成分分析、香味成分研究与种系发生等领域的国内外研究成果,并对该属植物在未来的研究重点进行了探讨和分析。结果表明:指甲兰属植物是热带地区重要的花卉,具有极高的观赏价值和药用价值,通过有效地保护和利用好该属资源,并在多个学术领域内开展该属植物研究,不仅可以为相关研究提供技术参考和理论支持,而且能够充分挖掘其应用价值。然而,国内外在相关领域的各项研究进展还不够深入,未来指甲兰属植物应加强以下方面的研究:(1)开展资源引种与回归保育等方面的实践工作及研究;(2)利用稀缺资源和母本优势,开展组织培养与属间品种培育方面的研究;(3)充分发掘其药用价值,积极开展植物化学成分方面的研究;(4)开展指甲兰属香味成分分析与应用研究,进而开展该属传粉生物学的研究;(5)利用分子生物学领域的最新技术和方法,揭示出该属在相关类群中的地位和其界定范围。     

基于GISH的甘蔗与斑茅F1染色体遗传与核型分析

斑茅在甘蔗育种的利用是现代甘蔗育种种质创新的热点,育种者期望把斑茅中优异的特性通过杂交渗透到甘蔗中。甘蔗与斑茅的F1是斑茅利用研究的难点也是基础。本研究利用基因组原位杂交技术(GISH)分析甘蔗与斑茅的F1染色体构成和核型,探讨甘蔗与斑茅F1染色体的遗传行为。GISH结果表明,甘蔗与斑茅杂交F1的染色体众数68~69条,其中40条来自甘蔗热带种Badila,28~29条来自海南斑茅,未发现有染色体的交换或易位现象。参试材料大部分染色体都属于中部着丝点(m)的染色体,少数为近中部着丝点(sm),YCE95-41核型属2B型,其余的核型都为1B型。甘蔗与斑茅的染色体按n+n的方式传递给F1,本研究结果为斑茅种质在甘蔗育种中的利用及其杂交后代染色体细胞遗传研究提供参考依据。     

平榛种质资源坚果农艺性状鉴定与评价研究

平榛是我国重要的榛属植物资源,为鉴定、评价和保护平榛种质资源,提高其利用效率,采用主成分分析和聚类分析方法对99份平榛种质资源坚果的主要农艺性状进行了鉴定和综合评价。结果表明:平榛种质资源坚果的24个性状具有丰富的遗传多样性;10个数量性状的主成分分析确定了4类影响因子,反映了育种选择方向及潜力;基于各种质间形态性状的遗传差异,将99份平榛种质划分为5大类群,第Ⅰ类群可作为选育果面光滑品种的育种和候选亲本材料,第Ⅱ类群可作为选育大粒型、适宜机械化加工的育种和候选亲本材料,第Ⅲ类群具有作为市场产品的潜力,第Ⅳ类群可作为选育圆形、果面无条纹的育种和候选亲本材料,第Ⅴ类群可作为选育高丰产性品种的育种和候选亲本材料。上述研究为平榛种质资源的评价、保护和选优工作提供了基础数据。     

兜兰属植物杂交育种研究进展

兜兰属(Paphiopedilum)的杂交育种已有150 多年的历史,目前已有20262个杂交种在英国皇家园艺协会(RHS)登录。对兜兰属植物的种质资源、杂种登录,杂交方法、杂交亲本的选择、属间杂交、不同兜兰种类在花色遗传育种中的作用、杂交育种存在的问题等进行了综述, 并结合我国兜兰属植物育种现状, 提出了我国兜兰属植物育种的方向。     

枸杞属(茄科)新类群杂交起源初探

为探讨枸杞属新类群的起源及国产枸杞属植物的亲缘关系,该文使用核基因颗粒性结合淀粉合成酶基因(GBSSI)片段,对国产7个类群的枸杞属植物进行了分子系统学研究.结果表明:中国分布的枸杞属植物属于旧世界类群并分为4个强烈支持的分支,而新类群的形成与杂交密切相关.此外,初步分析还显示宁夏枸杞有较高的遗传分化.     

蝴蝶兰属植物杂交育种研究进展

对蝴蝶兰属(Phalaenopsis)植物的种质资源, 杂交育种过程中亲本的选择和某些观赏性状的遗传规律、杂交组合登录情况等进行了综述,并且对我国杂交育种中存在的问题进行了探讨,最后结合蝴蝶兰属植物遗传育种现状,就如何加快我国蝴蝶兰属植物杂交育种和新品种培育的进程提出了建议。