基于表型性状的芍药不同品种群亲缘关系分析

芍药品种变异丰富,表型性状的研究对各品种进行科学分类及亲缘关系的研究具有重要意义。本研究以芍药DUS测试指南(2012版)为依据,以不同品种群的47个芍药品种为研究对象,选取了株高、分枝能力、茎秆颜色等33个表型性状(二元性状9个,数量多态性状3个,定性多态性状21个)进行了R型聚类分析、主成分分析和Q型聚类分析。结果表明:基于33个表型性状的聚类结果可以较好地区分芍药不同品种群的品种,其中国内品种与大多数国外品种亲缘关系较远;杂种芍药品种群的品种由于多亲本参与,起源复杂,聚类结果比较分散;伊藤品种群与杂种芍药品种群存在较近亲缘关系。本研究与前人利用形态和分子标记进行品种分类的结果基本一致,能够较准确反映品种间、品种群间的亲缘关系。     

六出花属DUS测试性状筛选与评价

以39份六出花品种为试材,对51个候选性状进行观测,比对不同测量方式对花相关数量性状的影响,并同时研究了同品种中外花被片与侧外花被片长度的相关性。结果表明:"花序:花序梗长度"和"花:花梗长度"不满足DUS测试性状要求,最后筛选出43个性状作为DUS测试性状。12个数量性状可分别划分为3~7级;不同观测方式对花相关数量性状具有影响,推荐DUS测试时采用随机观测方式;不同批次的同一品种观测结果部分性状上存在差异;多数品种的中外花被片长度与侧外花被片长度之间呈线性正相关;形态性状的聚类分析结果支持将"花:主色"作为分组性状。     

玉簪属品种DUS测试中数量性状的测定方法探索

利用74份玉簪品种对19个数量性状进行筛选和分级研究,并对不同性状的测量时期和部位进行了探讨。结果表明:叶柄宽度的测试方式采取自然状态下直接测量,花序梗长度测量从基部到第1花苞片着生处的长度,苞片性状全部观测第1花苞片,花相关性状以1~3花中的完全开放花为观测对象;所有候选性状均符合DUS测试指南性状选用的条件,可分为3~9个连续的分级;植株、叶片的观测可改在开花期观测,花序相关性状则在末花期观测。     

中国原产石蒜属植物的数量分类和主成分分析

应用数量分类学方法对中国原产石蒜属13种2变种的35个性状进行Q、R聚类分析和主成分分析,探讨国产石蒜属植物种间的亲缘关系,并对分类性状进行评价。研究结果显示,Q型聚类可分为2个大类和8小类,安徽石蒜与长筒石蒜的亲缘关系很近,认为将其作为长筒石蒜的变种更为合适,同时支持玫瑰石蒜、红蓝石蒜、乳白石蒜、江苏石蒜、稻草石蒜的杂交起源观点。R型聚类可分为7个组;经主成分分析,35个性状可综合为5个主成分,其累积贡献率达82.55%,根据这5个主成分与性状间的相关性,选出影响比较大的16个性状,其中鳞茎形状、花被片宽和雄蕊长/花被片长的比值最为重要,可作为大类群划分的依据,而花被片是否具条纹、花丝颜色、花色、花葶粗、幼叶尖端及边缘颜色、种子有无等可作为物种划分的重要依据。     

鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属物种的RAMP分析及系统学意义

对鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属4属23个物种进行了RAMP分析。结果表明属间变异极大,多态性极高。31个引物组合产生的286条DNA扩增片段均具有多态性。聚类分析显示鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属物种各自聚为一类;Roegneria alashanica、R．elytrigioides和R．magnticaespes聚类在一起;猬草属的模式种Hystrix patula与披碱草属物种聚类在一起,而Hystrix duthiei和H．longearistata单独聚为一类;形态相似、染色体组相同、地理分布一致的物种聚类在一起。本研究结果基本上同形态学和细胞学研究结果相吻合,将鹅观草属、披碱草属和仲彬草属作为属分类等级处理比较恰当,而猬草属的系统地位有待进一步确认。RAMP标记可作为评价多年生小麦族物种遗传多样性和亲缘关系的一种分子标记技术。     

基于DUS测试的水稻标准品种形态性状多样性分析

对水稻DUS测试标准品种进行多样性评价,为DUS测试标准品种的选择和优化提供依据。以DUS测试指南中规定的49个水稻标准品种为材料,根据2008年在杭州田间试验对59个形态性状的调查数据,利用PopGen32软件计算了等位变异数、有效等位变异数和Shannon's多样性信息指数,对标准品种的形态性状多样性进行了评价;并根据其多样性参数采用NTSYS软件对标准品种进行了聚类分析。结果表明,59个形态性状在19份籼稻和30份粳稻品种中分别检测到201和262个等位变异,平均每个性状可以检测到3.4068（籼稻）和4.4407(粳稻)个等位变异,籼、粳稻类群中59个性状的平均Shannon's多样性指数分别为0.8318（0~1.7674）和0.9828（0~1.8547）。聚类分析结果表明,籼、粳稻群体内品种间的形态性状相似系数分别介于0.45~0.81和0.36~0.76,取相似系数0.70为阈值,可将19份籼稻和30份粳稻品种分别分为16和27类。多样性分析表明本研究的49个品种形态性状多样性丰富,具有标准品种性状描述的示例和校正作用;根据聚类分析结果,可将现有标准品种的数量减少至43个。本研究为水稻新品种DUS测试中标准品种的选择和优化提供了参考依据,同时也可供研制其他植物的DUS测试标准借鉴。     

朱顶红新品种DUS测试数量性状筛选与分级

利用70个朱顶红品种对12个数量性状进行了筛选及分级研究,并对5个数量性状的测量部位进行了研究。结果表明:所有性状均满足DUS测试要求,性状2由于区分能力弱不适于作为DUS测试性状。12个数量性状可进行3~9个连续分布的分级。花茎从下往上逐渐变细,但不同品种变细程度略有差异,在测量花茎中部的最大宽度时要求严格测量花茎的1/2处;不同茎上各数量性状测量值略有差异,除花茎长度和花梗长度外的性状差异不显著;同一花茎不同花间数量性状差异较小;同品种的花外花被片长度、宽度不存在显著差异;种球大小对数量性状有显著影响。     

菊属与亚菊属属间杂种的鉴定及其分类学意义

通过有性杂交的方法获得了栽培菊花“奥运火炬”Dendranthema×grandiflorum“Aoyunhuoju”和亚菊属Ajania矶菊A.pacifica的属间杂种。形态学、细胞学以及RAPD分子标记鉴定表明22个杂种为真正的属间杂种,成功地将矶菊的某些性状（叶色）转移到栽培菊花中,但同时也掺入了某些不良性状。杂种的叶色、叶形、花色、开花枝的分枝性和花期等性状均介于双亲之间,边缘舌状雌花大小、数量和形态不一;杂种根尖染色体数目正常（2n=72）,花粉母细胞减数分裂基本正常。矶菊与栽培菊花属间杂交的成功以及杂种减数分裂染色体行为正常表明两者亲缘关系较近,从而推测菊属Dendranthema与亚菊属之间的亲缘关系可能较近。     

卫矛属刺果卫矛组的数量分类学分析

通过对1500余份标本的测量和统计,结合文献和野外考察,选取了30个形态学性状,对卫矛属（Euonymus）刺果卫矛组（sect. Echinococcus）13个种进行了数量分类学分析。聚类分析结果表明,美国卫矛（E.americanus）和陈谋卫矛（E.chenmoui）的亲缘关系最近,不支持Blakelock将本组划分为两个系的观点。本组中系统位置有争议的物种：厚叶卫矛（E.hemsleyanus）与紫刺卫矛（E.angustatus）、棘刺卫矛（E.echinatus）和无柄卫矛（E.subsessilis）、刺猬卫矛（E.hystrix）和蒙自卫矛（E.mengtseanus）、刺果卫矛（E.acanthocarpus）和腾冲卫矛（E.tengyuehensis）,在聚类图中显示出较远的亲缘关系,通过方差分析对这些物种间有较明显差异的性状进行进一步分析。结果表明,这些物种在叶尖角度、叶长、侧脉与主脉的夹角、花序梗长等性状上均具有显著差异。分析结果支持将蒙自卫矛与腾冲卫矛排除出刺果卫矛组,支持厚叶卫矛和紫刺卫矛作为独立的种,由于在交叉分布地域没有足够的研究资料,棘刺卫矛和无柄卫矛的系统位置有待进一步确认。因子分析结果表明,本实验所用性状间的独立性较强,叶长、侧脉与主脉的夹角、花序分支数、果实带刺的长度等18个性状在本组中具有重要的分类学意义。     

应用RAMP分子标记探讨拟鹅观草属的种间关系

采用RAMP (random amplified microsatellite polymorphism) 标记技术, 分析了拟鹅观草属9种1亚种和鹅观草属6 种植物之间的遗传变异和亲缘关系。33 个引物组合产生的310 条DNA扩增片段中, 286条(92 25%) 具有多态性, 每个引物组合产生5~13条多态性带, 平均为8 67条。利用310个RAMP标记, 在NTSYS pc软件中, 计算Jaccard遗传相似系数, 建立UPGMA聚类图。结果表明: (1) 物种间遗传差异明显, 具有丰富的遗传多样性; (2) 阿拉善鹅观草和大丛鹅观草与拟鹅观草属的物种聚类在一起, 表明它们与拟鹅观草属的亲缘关系较近, 而与本试验所分析的另外4个鹅观草属物种的亲缘关系较远; (3) RAMP分子标记可以将拟鹅观草属的物种分开, 而且形态相似、地理分布相同或相近的物种聚类在一起;(4) RAMP结果与形态学和细胞学的分析结果一致, 表明RAMP标记是评价拟鹅观草属种间关系十分有效的方法。     

中国传统大菊叶片形态的数量化定义与分类

中国传统大菊品种叶片形态变异丰富, 然而至今仍未对其进行科学的定义和分类, 无法有效利用这些形态性状进行品种鉴定和叶形遗传解析。利用数量化分析方法对植物形态进行定义和分类, 是植物性状遗传解析的前提。对436个中国传统大菊品种的24个叶形性状进行重新定义及观测, 通过相关性分析确定了8个相对独立的性状, 用变异系数及主成分分析等数量化分析方法筛选出叶长/叶宽、叶片最宽处所在位置/叶长、右下裂片长/右下叶脉长、右下裂片长/右下裂片宽及叶柄长/全叶长5个相对独立且关键的叶部性状。利用这5个性状, 通过Q聚类分析, 最终将菊花(Chrysanthemum × morifolium)叶片分为16种叶型。研究结果为菊花品种鉴定提供了有效的叶部评价标准, 并建立了中国传统菊花品种叶片数量化定义和分类体系, 也为观赏植物复杂性状的解析提供了新方法。     

基于叶形特征的切花菊品种鉴别

通过测定、计算获得40个切花菊品种叶片的6个定性分级性状及叶片的长宽比、尖削度、裂片长宽比、裂片开张度等14个叶形结构参数。以6个定性分级性状为变量,用聚类法选取叶形相似性大的18个切花菊品种,通过多元判别分析法对18个品种叶片的形态结构参数进行数值化鉴别。结果表明,18个叶形相似的品种多元判别的平均拟合率为88．28％,达到了判别品种的目的。说明根据叶形的测量数据能对切花菊品种进行有效鉴别。     

中国沙拐枣属植物的数值分类研究

选择了中国19种沙拐枣属（CalligonumL.)植物,共测定及引用了35个形态分类指标,应用单因素方差分析（MANOVA）和主成分分析（PCA）,分别对形态因子进行了单元和多元分析。结果表明,所有的种间形态指标均差异显著,冠幅（BC）,木质枝枝节长度（LKWB）,果实直径（DF）,雄蕊长度（SL）,同化枝枝节长度（LKAS）和同化枝化枝角度（ARAS）指标在沙拐枣属植物的数值分类上,具有很强的差异性分析意义。依据平方欧氏距离,应用类平均法（UPGMA）将19种沙拐枣植物聚为5类,系统聚类结论与主成分分析的三维排序结果基本一致,与传统的形态分类结果有一定的差异。     

基于表型性状的中国大蒜资源遗传多样性分析

对资源圃保存的212份大蒜种质资源的表型性状进行了系统鉴定,分析表明我国大蒜种质资源的表型变异丰富。主成分分析表明,29个性状可以归并为反映植株生长发育、产品特征和产量构成的8个主成分;进一步的聚类分析将所有资源分为特点明显的2类5亚类。为了避免质量性状在种质评价中的主导作用,与产量相关的鳞茎数量性状的主成分分析显示,前3个主成分累积贡献率达74.83%,第一主成分中鳞茎重、鳞茎直径、鳞茎高和鳞芽数是影响产量的主要因子。主坐标排序将所有资源分为6类。通过综合评价,将大蒜鳞茎产量分为6个级别,筛选出单产大于15 t/hm2的资源3份。     

菊花近缘种属植物耐盐筛选浓度的确定及耐盐性比较

以纪伊潮菊(Ajania shiwogikuvar.kinokuniense)、牡蒿(Artemisia japonica)、黄金艾(Artemisia vulgaris)、乙立寒菊(Dendranthema indicumvar.maruyamanum)为试材,研究在Hogland营养液水培条件下,添加NaCl后使之浓度分别为0、75、100、150、250、400mmol.L-1,观察不同水平NaCl胁迫对植株外观形态的影响,以确定菊花近缘种属植物耐盐性筛选的适宜浓度,结果表明:4种植物在100、150mmol.L-1NaCl的盐胁迫下筛选效果良好,此浓度下物种间出现症状差异明显的时间分别是10d以上和6d以上;在120mmol.L-1NaCl胁迫下,根据外观形态结合盐胁迫对植株根系活力、丙二醛和叶绿素含量的影响,对4种植物耐盐性强弱进行比较,利用隶属函数法得出4种植物耐盐性自弱到强的顺序为:乙立寒菊<纪伊潮菊<黄金艾<牡蒿,与利用50%叶面积受害为筛选依据得出的结论一致。     

Intergeneric hybrid of Dendranthema×grandiflorum “Aoyunhuoju” and Ajania pacifica and its taxonomic implications

An intergeneric cross was made between Dendranthema×grandiflorum “Aoyunhuoju” and Ajania pacifica. Twenty two individuals were identified as an intergeneric hybrid according to the morphologies, cytogenetical characteristics and random amplification of polymorphic DNA (RAPD) molecular marker. Specific characteristics of A. pacifica, such as leaf color, were successfully integrated into the chrysanthemum cultivar, as were some less appealing morphological characteristics. Characteristics of the intergeneric hybrid, including leaf color, shape of leaf, color of flower, branching and blooming date, were intermediate between parents. However, the size, number, and shape of ray florets varied from individual to individual. Additionally, the chromosome number of the intergeneric hybrid was normal with an expected 2n=72; meiosis behavior overall was normal too. Cross compatibility indicated relative phylogenetic relationships between the parents to some extent. The intergeneric hybrid of D.×grandiflorum “Aoyunhuoju” and A. pacifica and its normal chromosome behavior, as a result of the relatively high cross compatibility, suggested a close relationship between the parents. We supposed that a close relationship between Dendrathema and Ajania.     

Application of Genomic SSR Locus Polymorphisms on the Identification and Classification of Chrysanthemum Cultivars in China

The Chinese traditional chrysanthemum is a notable group of chrysanthemums (Chrysanthemum×morifolium Ramat.) in which the phenotypic characteristics richly vary. At present, there is a serious controversy regarding homonyms and synonyms within this group. Moreover, the current international chrysanthemum classification systems are not comprehensive enough to be used on Chinese traditional chrysanthemums. Thus, we first identified a broad collection of 480 Chinese traditional chrysanthemum cultivars using the unique DNA fingerprints and molecular identities that were established by 20 simple sequence repeat markers. Five loci, which distinguished all of the selected cultivars, were identified as the core loci to establish unique fingerprints and molecular identities with 19 denary digits for each cultivar. A cluster analysis based on Nei''s genetic distance indicated that the selected cultivars were clustered according to their horticultural classification. Population structure analysis was subsequently performed with K values ranging from 2 to 14, and the most likely estimate for the population structure was ten subpopulations, which was nearly consistent with the clustering result. Principal component analysis was further performed to verify the classification results. On the basis of the Q-matrices of K = 10, a total of 19 traits were found to be associated with 42 markers. Taken together, these results can serve as starting points for the identification and classification of chrysanthemums based on the polymorphism of microsatellite markers, which is beneficial to promote the marker-assisted breeding and international communication of this marvelous crop.     

中国茜草属sect.Oligoneura的形态计量学研究

茜草属为茜草科模式属,全球约80种,中国有近一半的物种,是茜草属的重要分布中心,大部分隶属于sect.Oligoneura。但是,该组内各种间的形态特征错综复杂,依靠单个性状不易划定种间界限。该研究在全面衡量sect.Oligoneura组内各种间形态特征的基础上,选取该组20种共171份标本,对其3个数量性状和28个定性性状进行聚类分析和主成分分析。结果表明:在主成分分析中,前3个主成分累积贡献率有46.88%,性状的累积贡献率增长并不明显,但该结果仍与聚类分析结果一致。对前3个主成分贡献较大的特征包括叶形(叶长宽比)、叶柄长度、叶脉、每轮叶片数和生活型等,这些形态性状也是该属传统分类学中重要的物种鉴定特征。该研究结果与分子系统发育结果基本一致,支持该组内ser.Chinenses、R.mandersii group、R.angustissima group和R.siamensis group类群的划分,但并不支持ser.Cordifoliae单独成系。sect.Oligoneura内除少数物种外,大部分物种界限均比较清晰。形态计量学研究为sect.Oligoneura甚至茜草属的物种鉴定与划分提供了重要的参考意义。     

Admixture mapping of quantitative traits in Populus hybrid zones: power and limitations

Uncovering the genetic architecture of species differences is of central importance for understanding the origin and maintenance of biological diversity. Admixture mapping can be used to identify the number and effect sizes of genes that contribute to the divergence of ecologically important traits, even in taxa that are not amenable to laboratory crosses because of their long generation time or other limitations. Here, we apply admixture mapping to naturally occurring hybrids between two ecologically divergent Populus species. We map quantitative trait loci for eight leaf morphological traits using 77 mapped microsatellite markers from all 19 chromosomes of Populus. We apply multivariate linear regression analysis allowing the modeling of additive and non-additive gene action and identify several candidate genomic regions associated with leaf morphology using an information-theoretic approach. We perform simulation studies to assess the power and limitations of admixture mapping of quantitative traits in natural hybrid populations for a variety of genetic architectures and modes of gene action. Our results indicate that (1) admixture mapping has considerable power to identify the genetic architecture of species differences if sample sizes and marker densities are sufficiently high, (2) modeling of non-additive gene action can help to elucidate the discrepancy between genotype and phenotype sometimes seen in interspecific hybrids, and (3) the genetic architecture of leaf morphological traits in the studied Populus species involves complementary and overdominant gene action, providing the basis for rapid adaptation of these ecologically important forest trees.