基于形态学标记的山药种质资源遗传多样性研究

对收集的66份山药种质资源的19个农艺性状进行调查,通过遗传多样性分析、聚类分析与主成分分析,探讨其遗传多样性、亲缘关系及分类特征。结果表明,在15个质量性状中,遗传多样性指数最高的是叶片缺裂(1.18),其次是地下块茎形状(1.17)。叶脉数频率分布最高(92.65%),其次为叶先端渐尖(89.71%)。根据各农艺性状的遗传差异,可将66份淮山药种质聚为二大类群;第Ⅰ类群种质均为薯蓣,第Ⅱ类群种质为参薯。主成分分析结果表明,前5个主成分累计贡献率达76.496%,第一主成分反映高产株型综合因子,第二主成分反映山药抗病性因子,第三和第四主成分反应山药地下块茎形状因子,第五主成分反映地下块茎颜色。通过以上研究,为山药品种选育及生产利用提供参考。     

基于SSR标记的132份甘薯种质指纹图谱的构建及遗传多样性分析

利用SSR分子标记技术,构建132份甘薯种质的DNA指纹图谱,并进行遗传多样性分析,旨在为甘薯种质资源亲缘关系鉴定、分类提供理论依据。利用筛选的核心引物进行PCR扩增,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测显示,19对引物共扩增出232个条带,其中多态性条带165条,多态性比率为71.1%,平均每对引物扩增出8.68个条带,多态性信息含量变化范围在0.6706~0.9331之间,平均为0.8158;其中引物SSR9和引物C33可将132份种质完全区分开,并构建供试材料的DNA指纹图谱,供试材料遗传距离在0.0363~0.5939之间,平均为0.4087,表明种质资源间遗传多样性丰富。基于SSR标记对供试材料进行聚类分析,将供试材料分为2个类群,第Ⅰ类群分为两个亚类,第Ⅰ-1亚类包括济薯25和3份日本引进品种日本金千贯、安納芋、日本薯;第Ⅰ-2亚类包括济徐薯23、苏丹、济薯09281。第Ⅱ类群分为两个亚类,第Ⅱ-1亚类由S07甘薯品系和与其亲缘关系较近的20份甘薯种质组成;第Ⅱ-2亚类由剩余的70份甘薯种质组成,为甘薯分子辅助育种中亲本的选择提供理论依据。     

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。     

叶用芥菜种质表型性状的遗传多样性分析

为有效利用叶用芥菜种质资源,对筛选出的24份叶用芥菜品系资源的11个表型性状,应用相关系数、聚类分析和主成分分析等多元统计方法进行遗传多样性分析。结果表明:叶用芥菜种质资源具有丰富的遗传多样性;11个表型性状平均变异系数为44.74%,叶片数的变异系数最大,为150.80%;净菜率变异系数最小,仅为9.54%。通过系统聚类,将参试的24份品系分为3个类群,第Ⅰ类群有14份材料,第Ⅱ类群有5份材料,第Ⅲ类群有5份材料,各类群性状之间的差异较明显,明确了品系类群间存在的亲缘关系。在主成分分析中,可选取方差累计贡献率为86.62%的前5个主成分来评价24份叶用芥菜品系资源。本研究揭示了叶用芥菜不同品系的表型特异性和遗传多样性,筛选出一些特异品系资源,为高产优质叶用芥菜新品种(系)的选育提供重要的科学依据。     

云南红花种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析

为加强红花种质资源的研究利用,对筛选出的66份云南红花优异种质资源16个形态性状进行聚类分析与主成分分析。结果表明:云南红花种质资源具有丰富的遗传多样性,多样性指数最高的是果球着粒数,其次是株高、最末分枝高度和千粒重;性状变异系数最大的是分枝总数,其次分别是单株有效果球数和第一分枝高度,最小的为顶果球直径;基于各种质间形态性状的遗传差异,把66份红花种质聚类并划分为6大类群。第Ⅰ类群可作为有增产潜力的亲本材料,第Ⅲ类群可作为高产量目标选育的亲本,第Ⅳ类群可作为大粒型选育亲本,第Ⅴ类群可作为高含油量选育目标亲本,第Ⅵ类群既是大粒型又是高含油量双重选育目标亲本。11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82.59%,第一主成分反映植株高度,第二主成分反映产量构成因子,第三、第四主成分分别反映千粒重和果球着粒数。研究结果表明云南红花地方种质资源的变异较大,遗传较丰富。     

中国甘薯地方种质资源遗传多样性分析

利用形态农艺性状标记对来自17个省份的176份中国甘薯地方种质资源进行遗传多样性分析,结果表明形态标记并未按照这些地方种质的来源地聚类,176份种质可以划分为5大类群,发现了复份保存的2对种质材料。对其中133份地方种质资源的品质特征进行比较和统计分析,筛选到高干物率、高淀粉种质11份,其中广东地方种质爆皮王的干物率和鲜薯淀粉含量最高,分别为34.87%和23.32%;鲜薯可溶性糖≥4.00%的材料11份,其中来自云南的腾冲本地种可溶性糖含量最高,为5.22%;筛选高蛋白材料2份。同时利用品质性状标记将133份地方种质划分为5大类群,第Ⅰ类群主要为干物率、淀粉含量和粗蛋白含量低,可溶性糖含量高的14份种质;第Ⅱ类群主要为可溶性糖含量较高、干物率和粗蛋白含量较低的28份种质;第Ⅲ类群由可溶性糖含量最高的腾冲本地种1份种质构成;第Ⅴ类群由干物率及鲜薯淀粉含量都很高的4份广东品种构成;剩余的86份种质组成第Ⅳ类群,各项表现不等。通过对我国甘薯地方种质资源遗传多样性的探索,为甘薯育种选配亲本提供参考,同时促进我国甘薯种质资源研究利用和种质创新。     

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。     

中国芒（Miscanthus sinensis）种质资源SSR标记遗传多样性分析

利用33对SSR引物对来自中国16个省的46份野生芒(Miscanthus sinensis)种质进行遗传多样性分析。结果显示:(1)33对SSR引物共扩增出87条DNA条带,75条为多态性条带,占86.21%,条带大小范围80～310 bp;(2)遗传多样性参数分析结果:Shannon’s信息指数(I)变幅为0.020～1.522,平均为0.745,引物多态性信息含量(PIC)变幅为0.040～0.738,平均为0.445,遗传相似系数(GS)的变幅为0.315～0.933,平均为0.569,说明我国芒种质资源遗传基础宽,遗传多样性丰富;(3)相似系数UMPGA聚类结果与主成分分析(PCA)结果一致,可将46份种质分为3大类群,类群Ⅰ主要由中部芒组成,类群Ⅱ主要由北方芒组成,类群Ⅲ主要由南方芒组成,西南芒在每个类群中均有渗透,这一结果说明芒种质资源的遗传分化与其种源的地理分布有一定的相关性,但与地理起源不能完全吻合。     

基于表型参数及SRAP标记的广东茶树种质遗传多样性

采用表型鉴定与SRAP分子标记,对25份广东茶树种质和5份对照品种的遗传多样性进行系统评价和分类;利用Pearson相关和Farthest neighbor方法对其表型性状进行聚类分析.结果表明:茶树各性状的平均变异系数为32.15%,其中茸毛的变异系数最大,为42.41%;芽叶生育期变异系数最小,为18.52%.经基于表型性状的聚类分析,30份样本可分为4组：第1组有17个品种,第2组有10个品种,第3组为云南大叶种和凌云白毛茶2个对照品种,第4组仅海南大叶种1个对照品种.利用21对SRAP引物对茶树基因组DNA进行研究,共扩增出127条带,其中114条为多态性带,占88.67%;平均每个引物组合的谱带数和多态性带数分别为6.05条和5.43条.当遗传距离为0.39 cm时,茶树种质可分成A、B、C 3类,其中A类占83.33%;当遗传距离为0.31 cm时,又可将A群划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个亚群,其中第Ⅰ亚群包括13个品种,第Ⅱ亚群包括2个品种,第Ⅲ亚群包括10个品种.依据SRAP标记的聚类与表型性状的表现并不完全一致.     

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。     

燕麦种质资源形态学性状的遗传多样性

【目的】燕麦种质资源遗传多样性研究不仅有助于种质资源的收集和评价,而且对燕麦生产和育种具有重要指导意义。【方法】研究对260份燕麦种质资源的20个形态学性状多样性、变异及聚类进行分析,评价其形态学性状的遗传变异水平,明确燕麦种质资源的性状特点与遗传多样性,以期为燕麦种质创新和品种改良提供依据。【结果】260份燕麦种质资源形态学性状间存在广泛的遗传多样性,质量性状的遗传多样性指数以粒色最大(1.53),芒色最小(0.76);12个数量性状呈正态分布,数量性状的遗传多样性指数以千粒重最大(2.03),有效分蘖数最小(1.22),变异系数最大的是有效分蘖数(89.02%),最小的是株高(11.19%)。根据燕麦品种(系)间各性状的遗传差异,聚类分析将供试的260份燕麦种质资源分为6类,其中种质群Ⅰ包括42份材料,可作为种用型育种目标的亲本材料;种质群Ⅱ包括31份材料,可作为选育高产饲草品种的亲本材料;种质群Ⅳ包括41份材料,可作为选育大粒专用型品种的育种材料;种质群Ⅴ包括46份材料,可作为燕麦矮化的亲本材料;而种质群Ⅲ包括46份材料,种质群Ⅵ包括54份材料,这两类种质群材料的综合性状表现不突...     

基于SRAP标记的薏苡种质资源遗传多样性及DNA指纹图谱构建

利用SRAP分子标记对从各主要产地收集到的90份薏苡种质进行遗传多样性分析,其中68份收集于福建省,6份来自中国台湾,16份来自浙江、辽宁、山东、河南、云南、江苏、湖南、广东、上海等省(市)。结果表明,从88对SRAP引物组合中筛选出26对引物进行SRAP扩增,共扩增出185条带,其中具有多态性的有157,占总数的84.86%,表明90份薏苡种质表现出丰富的遗传多样性。基于SRAP标记利用系统聚类法将90份薏苡种质资源分为4大类,与形态性状分类结果有一定的相似性;利用16对SRAP引物构建了73份薏苡种质资源的DNA指纹图谱,为薏苡遗传研究、品种选育与资源保护提供了依据。     

茄子种质遗传多样性及群体结构的SRAP分析

采用SRAP标记法对183份茄子(Solanum melongena)种质资源的遗传关系和群体结构进行分析。结果表明, 33对多态性SRAP引物组合共扩增出215条清晰稳定的多态性条带, 平均每对引物组合产生7条多态性条带。183份茄子种质的遗传相似系数介于0.276-0.813之间, 平均值为0.623, 表明茄子种质资源间遗传背景存在一定的差异。在遗传距离为0.345 6处可将183份茄子种质分为4组。通过群体结构分析可将种质划分为4个群体, 不同群体间的界限十分明显, 且群体间的基因渗透较高。     

应用SRAP标记构建山药种质资源DNA指纹图谱

利用30对多态性良好的SRAP引物对90份山药种质资源进行PCR扩增,构建扩增图谱,共扩增到722个位点,多态性位点581个,多态性比例为80.47%,每对引物组合检测多态性位点3~30个,每对引物能鉴别6~51份山药种质资源;采用DNA数据分析软件对扩增出的多态性位点进行分析,构建山药种质资源方框指纹图谱,该图谱清晰地反映出每对引物能扩增的多态位点数、鉴别资源份数及资源具体编号,资源在该引物组合下所能检测得到的多态位点数及所处的具体位置等信息;从10对SRAP引物组合中挑选出的21个多态性位点,根据谱带的有无转化成的1/0字符串编码,形成山药种质资源DNA数字指纹图谱,该图谱可鉴别区分90份山药种质资源中的82份资源。同时这些指纹图谱可为下一步的山药品种鉴定,种质资源评价、利用,分子标记辅助育种及品种权保护提供技术支撑。     

基于SRAP和TRAP标记的河北野生狗牙根种质遗传多样性分析

以SRAP和TRAP 2种标记技术对36份狗牙根材料的遗传多样性及亲缘关系进行了分析,其中包含34份河北省野生狗牙根种质资源。分别由238对SRAP和85对TRAP引物组合中筛选获得具有多态性的SRAP和TRAP引物组合各10对,PCR扩增总条带分别为186和161条,多态性条带156和132条,平均每对引物扩增出多态性条带各15.6和13.2条,多态性位点比率分别为83.4%和81.0%。2种标记合并进行聚类分析,所有供试的36份狗牙根材料遗传相似系数GS=0.519~0.983,平均为0.7。当GS=0.68时,可将36份供试材料分为4个类群。本研究结果表明河北野生狗牙根种质资源存在较丰富的遗传多样性,可为种质资源保护和选育优良狗牙根新品种提供科学依据。     

Genetic Diversity of Wild Lycoris radiata (Amaryllidaceae) from China Revealed by SRAP

Genetic diversity of 24 wild Lycoris radiata collected from different localities in China was examined by sequence related amplified polymorphism（SRAP）. Two hundred and eighteen loci were identified with 10 SRAP primer combinations, out of which 173 were polymorphic and accounted for 7936% of total genetic diversity at species level. Observed number of alleles (na), effective number of alleles (ne), Nei′s gene diversity (h) and Shannon information index (I) were 17936, 14131, 02415 and 03664, respectively. The coefficient of gene differentiation (Gst) and gene flow (Nm) were 09547 and 00136, suggesting that most of variation occurred among different resources of Lradiata, and the genetic showed significant differentiation. UPGMA cluster analysis of the 24 resources based on Nei′s genetic distance showed two major clusters. Cluster I included 7 resources from southwest and northwest China, except for Jiangsu, Lianyungang resource（JS3）. Cluster II included the rest 17 resources from south China to east China. The subgroups exhibited related to the morphology and habit of different resources of Lradiata to some extent. There was no significant correlation between genetic diversity and longitude, altitude, latitude, annual rainfall, and annual average temperature. The results suggested that the genetic diversity of wild Lradiata was high and the possible reasons for significant genetic differentiation might due to the very low gene flow. The results of this study might be useful for guiding the exploitation and conservation of germplasm of Lradiata.     

利用SRAP标记分析中国野生石蒜的遗传多样性

采用SRAP（Sequence-related amplified polymorphism,序列相关扩增多态性）标记对中国13个省24份野生石蒜（Lycoris radiata）资源94个样品进行了检测。10个引物组合共扩增出218条带,其中173条为多态性条带,多态性百分比达79.36%。石蒜的观测等位基因数（na）、有效等位基因数（ne）、基因多样性指数（h）、Shannon信息指数（I）分别为1.7936、1.4131、0.2415和0.3664。石蒜不同种源间的遗传分化系数（Gst）达0.9547、基因流（Nm）仅0.0136,表明种源间遗传分化显著,遗传变异主要存在于种源间。根据Nei′s遗传距离对24份种源进行UPGMA聚类,所有石蒜种源聚成两大类,第I大类由7份种源组成,除江苏连云港的石蒜（JS3）外,均来自我国西南或西北地区;其余的17份种源构成第II大类,它们遍及华南、华中和华东地区;各大类中的分支结果与野生石蒜外部形态及生长发育习性有一定联系。将石蒜种源的遗传多样性与其所处的经度、纬度、海拔、年均降雨量、年均温等进行相关性分析,结果显示它们之间的相关性均不显著,即石蒜对环境依赖性小,能分布在各种生境中。根据以上结果,我们认为野生石蒜具有较丰富的遗传多样性,而种源间遗传分化显著的原因主要是基因流的隔离。研究结果对我国的野生石蒜资源的开发利用与保护有重要意义。     

Uncovering the genetic diversity of yams (Dioscorea spp.) in China by combining phenotypic trait and molecular marker analyses

Yam is an important edible tuber and root plant worldwide; China as one of the native places of yams has many diverse local resources. The goal of this study was to clarify the genetic diversity of the commonly cultivated yam landraces and the genetic relationship between the main yam species in China. In this study, 26 phenotypic traits of 112 yam accessions from 21 provinces in China were evaluated, and 24 simple sequence repeat (SSR) and 29 sequence‐related amplified polymorphism (SRAP) markers were used for the genetic diversity analysis. Phenotypic traits revealed that Dioscorea opposita had the highest genetic diversity, followed by D. alata, D. persimilis, D. fordii, and D. esculenta. Among the 26 phenotypic traits, the Shannon diversity indexes of leaf shape, petiole color, and stem color were high, and the range in the variation of tuber‐related traits in the underground part was higher than that in the aboveground part. All accessions were divided into six groups by phenotypic trait clustering, which was also supported by principal component analysis (PCA). Molecular marker analysis showed that SSR and SRAP markers had good amplification effects and could effectively and accurately evaluate the genetic variation of yam. The unweighted pair‐group method with arithmetic means analysis based on SSR‐SRAP marker data showed that the 112 accessions were also divided into six groups, similar to the phenotypic trait results. The results of PCA and population structure analysis based on SSR‐SRAP data also produced similar results. In addition, the analysis of the origin and genetic relationship of yam indicated that the species D. opposita may have originated from China. These results demonstrate the genetic diversity and distinctness among the widely cultivated species of Chinese yam and provide a theoretical reference for the classification, breeding, germplasm innovation, utilization, and variety protection of Chinese yam resources.     

Genetic diversity in Vicia amoena (Fabaceae) germplasm resource in China using SRAP and ISSR markers

The genetic diversity in 17 germplasms of Vicia amoena L. from north China was analyzed using SRAP and ISSR markers. Three hundred and sixty-eight (94.11%) polymorphic bands (211 and 157 obtained from 20 pairs of SRAP and ISSR primers, respectively) were scored. Although SRAP was more effective than ISSR markers with higher PIC, RP and larger variation range of genetic distance, both the markers were useful for assessing V. amoena genetic diversity. Cluster analysis showed that the 17 germplasms were clustered into 5 groups. The results of principal coordinate analysis supported UPGMA clustering. The germplasms from source areas where the annual average temperature ranged from −1.0 to 5 °C exhibited the highest level of genetic diversity with the highest PPI, I and H. These results have important implications in genome mapping, breeding purposes, and germplasm conservation.     

利用SRAP标记分析四川省芋种质资源遗传多样性

在分子水平研究四川省芋资源的遗传多样性和亲缘关系,为芋种质资源的分类、保护和有效利用遗传资源以及新品种选育提供依据。本研究利用SRAP分子标记技术,使用28对SRAP引物组合对65份四川省不同地区芋种质资源材料进行遗传多样性分析,采用NT-SYS 2.1统计软件对数据进行分析,建立树状聚类图。扩增出并检测到341条条带,平均每个引物组合扩增检测出12.18条带,多态性带251条,多态率73.6%。UPGMA树形图表明,所用的SRAP引物组合可以将65份材料分成5类,分别与这些材料在园艺分类学上按母芋和子芋的生长习性分类基本相符,与以芋叶心色斑颜色、叶柄中下部颜色、母芋芽色及母芋肉色4种形态性状组合描述具有相关性。研究表明,从四川省不同地区、不同生态环境下收集的不同类型芋种质资源间存在着较丰富的遗传多样性,SRAP分析聚类结果与主要形态学性状分类基本一致,可以解释芋栽培种的进化关系。