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.     

不同基因型甘蔗种质资源的表型遗传多样性（英文）

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。     

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。     

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。     

核心种质数量性状代表性评价指标的研究

对植物核心种质数量性状遗传多样性代表性的评价指标进行了系统的研究．以夏播菜用大豆154个品种为材料,采用马氏距离计算品种间的距离,并用不加权类平均法(UPGMA)进行聚类,根据树型图,采用逐步聚类随机取样法,构建了37个品种组成的核心种质．以此为例,通过方差F测验、均值t测验、极差符合率、表型频率分布、遗传多样性指数、表型相关分析等多个指标分析,来评价核心种质数量性状遗传多样性的代表性,结果表明构建的核心种质具有代表性,表明核心种质评价需包含评价遗传变异和遗传结构的指标．     

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。     

燕麦种质资源形态学性状的遗传多样性

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,而且对燕麦的生产和育种具有重要指导意义。本研究对260份燕麦种质资源的20个形态学性状的多样性、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。结果表明,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（2.03）最大,有效分蘖数（1.22）最小,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,这两类种质群的材料综合表现性状表现不突出。本研究可为内蒙古东部地区燕麦种质资源的保护和开发利用提供理论依据。     

东北春大豆种质资源表型分析及综合评价

种质资源是大豆遗传育种和解析复杂数量性状的基础,通过对种质资源的评价,可指导育种实践中优异互补亲本的选择,提高优异基因交流累加和新品种培育的效率。本研究选用来自东北三省一区1923-2010年间选育的340份春大豆种质资源,通过在牡丹江地区对12个表型性状的2年综合鉴定,评价品种群体遗传变异特点和筛选优异种质资源,结果表明:(1)春大豆种质资源表型变异丰富。除生育期年份间差异不显著外,其他性状品种间和年份间均呈显著的差异,且2年变化趋势相同。有效分枝数变异幅度最大,其次是主茎荚数、单株粒重和株高,这些性状选择潜力较大,品质性状的变异幅度较小,选择潜力有限;(2)表型性状特征频率分布均符合正态分布。受育成单位纬度和育种目标的影响,生育期呈现北早南晚,北部育成品种营养体较小、植株矮小、节数相对较少、脂肪含量较高,南部育成品种营养体较大、植株高大、单株有效节数多且主茎单节最多荚数多,部分品种蛋白质含量相对较高;(3)采用主成分分析方法综合评价表明,吉育71的ZF值最高,综合性状表现最好,表型性状与ZF值相关分析结果显示,生育期、株高、主茎节数、地上部生物产量、收获指数、主茎荚数和主茎单节最多荚数等7个表型性状可作为春大豆种质资源综合评价指标。在大豆育种中应重视利用具有丰富遗传多样性的基因资源,在亲本选配时适当选择综合性状优良、育种性状优势互补的种质。     

271份豌豆种质资源农艺性状遗传多样性分析

以来自五大洲57个国家和地区的271份豌豆资源为材料,利用主成分分析和聚类分析的方法,评价其2个质量性状和7个数量性状的遗传变异水平。结果表明,参试资源的农艺性状具有丰富的遗传多样性。其中遗传多样性指数最高的是始荚节位(2.0590),其次是主茎节数(2.0421);性状变异系数最大的是小区产量(64.874%),其次是百粒重(61.870%)。采用SPSS 22.0软件对参试资源7个数量性状的主成分分析结果表明,前3个主成分因子累计贡献率达66.021%,Ward法聚类将参试的271份豌豆资源划分为4大类群,其中第Ⅱ类群属于高秆、大粒、高产种质,具有很高的丰产潜力,为我国杂交育种亲本选择提供了原材料。对取材数大于等于5的来自于四大洲17个国家的参试资源进一步分析发现,不同地理区域资源间遗传变异显著,其中印度的遗传多样性指数最高(1.7533),巴基斯坦的最低(0.9685),波兰的变异系数和遗传多样性都较高。综合分析国外种质资源的农艺性状,有助于我国豌豆育种项目亲本选配。     

不同国家甜菜种质资源遗传多样性研究

通过对来自12个国家的247份甜菜种质资源的16个描述型性状及10个数值型性状的遗传多样性进行分析,结果表明:16个描述型性状均表现出不同程度的遗传差异,多样性指数在0.4806~1.5230之间,平均值为0.8608,其中根肉色多样性指数最小,生长势的多样性指数最大;10个数值型性状的变异系数在1.29%~7.08%之间,平均为3.57%,α-氮含量最小,叶片数最大;不同国家甜菜种质资源的表型遗传差异大小为中国荷兰美国瑞典日本德国匈牙利波兰俄罗斯丹麦法国比利时。对247份材料表型进行聚类分析表明,在阈值为7.5时把材料分为5类,每个国家在5个分类中所占的比例均不同。鉴定筛选出的15份丰产资源和15份高糖资源,可在育种中做为品种产量改良及提高含糖率的亲本材料。     

辽宁花生品种系谱分析及农艺性状的演变

分析了辽宁省1949-2012年育成的95个花生品种系谱及农艺性状的演变。结果表明:辽宁花生育成品种共涉及100个亲本,其中,来自辽宁的有45个,49个是育种单位的中间材料,鲁花12号、白沙1016、伏花生、豫花11号等是辽宁花生育成品种的骨干亲本。进入21世纪以来,辽宁省育成的花生品种株高、侧枝长逐渐增加,从变异区间来看,百仁重、出米率呈增加趋势,而粗蛋白与粗脂肪含量变化较小。在分析辽宁省花生育种背景的基础上,提出辽宁省花生育种上宜重视回交手段的利用,发展食用型品种,把抗旱、抗寒、抗病、抗虫、耐连作作为重要的育种目标,利用生物技术手段和野生资源加速育种进程,进一步拓宽辽宁花生品种的遗传基础。     

甘蔗生物量育种的ADGE遗传分析

对甘蔗11个亲本品种及不完全双列杂交(NCdesignⅡ)遗传设计的30个组合的F1代实生苗生物量进行加性-显型-随机环境效应模型(ADGE)分析。结果表明:甘蔗的生物量性状遗传主要是由基因的加性、显性及加性×环境互作效应共同决定的,但基因的加性效应作用较大;甘蔗杂交亲本对其后代表型的遗传作用主要为母本的遗传效应影响;甘蔗生物量性状都具有较高的广义遗传率(h2B)和狭义遗传率(h2N),且h2B>h2N,说明了对甘蔗生物量性状在选育种早期阶段的选择效果好;通过对亲本的加性基因随机效应分析的综合,较优良的甘蔗亲本有粤糖72/426、粤糖79/177、粤糖85/177、ROC24和ROC25;根据杂交组合显性随机效应分析,认为粤糖72/426×ROC16、粤糖79/177×ROC24、粤糖79/177×ROC23及粤糖80/101×ROC22是较优良的高生物量甘蔗杂交组合,可以应用于甘蔗的高生物量育种。     

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。     

水稻亚种间杂交粒重及加工品质性状的遗传效应分析

用4个广亲和粳型品种和5个籼型品种为材料,按NCⅡ设计配制杂交组合,获得同一环境下的亲本及F_1植株上的籽粒群体(F_2),对其稻谷千粒重、糙米千粒重、出糙率、总精米率以及整精米率等粒重和加工品质性状进行测定,并按胚乳性状遗传模型和混合线性模型的分析方法对籼粳亚种间杂交稻粒重及加工品质性状的遗传效应进行了研究,结果表明:籼粳交籽粒的粒重及各加工品质性状同时受到胚乳直接基因效应、母体基因效应以及微弱的细胞质效应的影响,但其主要受制于母体加性效应,并且存在一定的胚乳杂种优势和母体杂种优势;不同亲本品种对于粒重及加工品质性状的遗传改良具有不同的作用.     

基于ISSR标记和数量性状的火龙果种质材料遗传多样性分析

为鉴定火龙果种质材料的亲缘关系,筛选优良亲本,提高育种效率,采用ISSR分子标记技术,对25份火龙果种质材料进行遗传背景研究,将植株及果实的20个数量性状数据标准化后,采用欧氏距离计算种质间遗传距离进行比较分析。结果显示,7条ISSR引物共检测到97个位点,其中多态性位点数为93个,多态性条带比例为95.88%。基于分子标记的UPGMA聚类分析,在阈值为0.54处可将25份种质材料分为6大组群,各种质材料的相似系数分布在0.41～0.86之间。20个数量性状的变异系数在12.35%～51.66%之间,Ward法聚类分析在欧式距离为5处,可将25份种质聚为6个组群。两种分类结果并不一致,但均显示出火龙果种质丰富的遗传多样性,可根据分类结果及育种目的筛选适宜亲本。     

金钟连翘与东北连翘种间杂交F1代表型性状遗传分析

为了阐明连翘属植物主要观赏性状和抗寒性的遗传特点,以金钟连翘品种‘Lynwood’(Forsythia intermedia‘Lynwood’)和东北连翘(F.mandschurica)杂交获得的F1代群体为研究对象,对杂交群体的花冠口直径、花裂片长度、抗寒性等12个表型性状进行测定,并对这些性状进行相关性分析和混合遗传模型分析。结果表明:金钟连翘与东北连翘杂交群体的表型性状变异丰富,各表型性状均出现大于高亲或小于低亲的超亲个体。除花裂片长度、花裂片宽度、叶片长度外,其他性状的变异度均超过15%,达到中等水平以上。各性状之间存在一定的相关性,其中抗寒性与着花密度呈极显著正相关,与花冠口直径、植株冠幅呈极显著负相关关系。混合遗传模型分析显示,花裂片长度、花裂片宽度、花裂片长宽比、叶片长度、叶片宽度、叶片长宽比、当年生枝条长度、抗寒性由微效多基因控制,花冠口直径和植株冠幅由一对加性—显性主基因控制,着花密度由两对加性—显性主基因控制,株高由两对等加性—显性主基因控制。花冠口直径、冠幅、着花密度和株高的主基因遗传力分别为76.05%、60.3%、72.22%和64.75%。研究结果为定向培育综合性状优良的连翘新品种提供了依据。     

High-Throughput Profiling of the Fiber and Sugar Composition of Sugarcane Biomass

Lignocellulosic biomass from sugarcane (Saccharum spp. hybrids) could potentially be a major feedstock for second-generation biofuel production. Consequently, selecting sugarcane varieties with favorable biomass characteristics, typically less enzymatic recalcitrance and better saccharification yield without sugar-yield penalty, will be important in sugarcane breeding. Economical and high-throughput techniques for profiling the major biomass components of this complex system will facilitate selection of clones with ideal lignocellulosic composition from large numbers of genotypes in breeding programs. We used a combined high-throughput profiling approach to evaluate the biomass composition of samples from a sugarcane germplasm collection. This employed near-infrared (NIR) spectroscopy for fiber characterization and high-performance liquid chromatography (HPLC) for determining the sugar content in juice. The results for 331 samples, from a diverse sugarcane population of 186 genotypes, derived from 143 parents of different genetic backgrounds, showed that high-quality NIR spectroscopic predictions were feasible for cellulose, hemicellulose, lignin, and extractives values in fiber, and sugars in juice were suitably analyzed by HPLC. The analysis of total biomass indicated that this NIR- and HPLC-based high-throughput method allowed a robust phenotypic assessment of a large number of samples for the key biomass traits in the sugarcane system, including total dry biomass, fiber, sugar content, and theoretical ethanol yields, and could potentially become the method of choice for sugarcane germplasm screening in breeding programs targeting the support of biofuel production.     

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。