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。     

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。     

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。     

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。     

分蘖型谷子资源的表型和遗传多样性分析

本研究选用了来自国外及国内的68份分蘖型谷子进行了表型及遗传多样性分析。表型分析表明,质量性状以绿鞘、白谷黄米、圆锥穗、松散穗码居多,数量性状变异系数除出谷率较小外,其他性状表现了丰富的遗传变异,来自山西的小软谷单株穗重、单株穗粒重、千粒重均为最高,而来自黑龙江的大青谷单株穗粒重、出谷率、千粒重均为最低。遗传多样性分析结果表明,77对引物共检测出202个等位位点,每对引物可检测到1~6个位点不等,平均为2.62个;77对引物多态性信息含量(PIC)在0.0283~0.6974之间,平均多态性信息量(PIC)为0.4169,68份材料间的遗传相似系数变化范围为0.59~0.96,平均值为0.68。利用软件NTSYSpc 2.10的UPGMA聚类方法对68份谷子分蘖材料进行了聚类,这些材料被划分为4个类群,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。Ⅰ类群主要来自西北地区谷子分蘖种质,Ⅱ类群主要来自国外谷子分蘖种质,Ⅲ类群包括华北、华东和东北的谷子分蘖种质,Ⅳ类群仅包括一个种质。结合表型鉴定出10份优势谷子分蘖种质。这些结果揭示68份谷子分蘖种质遗传多样性较好,研究结果为挖掘谷子分蘖优良基因及谷子分蘖育种提供理论依据。     

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。     

160份外引鹰嘴豆种质主要农艺性状的遗传多样性分析

对引自国际半干旱热带作物研究中心的160份鹰嘴豆种质资源的13个农艺性状进行了评价鉴定,并筛选了特异种质,为我国鹰嘴豆种质资源创新和品种选育提供参考。结果表明,该批鹰嘴豆种质资源具有较为丰富的遗传多样性,7个数量性状的变异系数由大到小分别为主茎分枝数单株荚数百粒重产量株高单荚粒数生育期,6个质量性状的Shannon多样性指数由大到小分别为粒色株型花色种子表面粒形复叶叶型;产量与粒形、单株荚数极显著正相关,与百粒重显著正相关;前4个主成分的累计贡献率为63.417%,其中第1主成分与产量性状和产量有关,第2主成分与生育期有关,第3主成分与形态性状有关,第4主成分与株高和粒形有关;聚类分析在遗传距离为5时将160份资源分为3个类群,其中第Ⅰ类群的株高较高,第Ⅱ类群的产量较高,第Ⅲ类群的籽粒较大;筛选出63份早熟、矮秆、无分枝、多荚、荚粒数多、大粒、高产的特异种质资源。     

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。     

国外紫花苜蓿种质资源表型性状与品质多样性分析

本研究旨在利用形态指标、农艺性状指标和品质性状指标探讨引进紫花苜蓿(Medicago sativa L.)种质资源的遗传多样性,为紫花苜蓿品种改良和亲本选择提供科学依据。研究了不同地理来源的75份紫花苜蓿种质资源的21项指标,并利用主成分分析和聚类分析方法分析其多样性。结果表明,不同紫花苜蓿种质的各个特征存在广泛变异,农艺性状变异最大,其次是形态性状和品质性状;主成分分析结果显示前8个主成分累计贡献率达到82.7748%,其中茎秆干重、单株干重、单株鲜重、叶干重4个性状是构成紫花苜蓿种质表型差异的主要因素;以21个性状为基础的聚类分析将所研究的75份种质材料分为5类,其中第Ⅱ类群的3号材料和第Ⅰ类群的25、31号材料农艺性状表现较好,可以作为苜蓿新品种选育和改良的优异亲本材料。     

481份国内外绿豆种质农艺性状及豆象抗性鉴定评价及遗传多样性分析

以来自21个国家和地区的481份绿豆种质资源为试验材料,通过3个年度4个试点的主要农艺性状评价,分析了9个质量性状和12个数量性状的遗传变异水平。结果表明:481份绿豆种质资源的主要表型性状变异丰富。不同环境条件下12个数量性状变异系数为5.32%～76.18%,其中小区产量、单株荚数等性状变异系数较高;遗传多样性指数为1.573～2.078,其中株高、百粒重等性状遗传多样性指数较高;相关性分析发现生育期与株高、主茎节数和主茎分枝均呈显著或极显著的正相关,说明生育期对绿豆形态建成具有重要的作用;聚类分析将481份种质材料聚为4大类群,其中第Ⅰ类群多为矮秆、直立、大籽粒以及早熟种质,可作为育种的优异亲本材料。如大粒种质C06287、洮绿3号、VC4059A和苏绿1号的百粒重均在6.50g以上,可作为改良绿豆籽粒大小的材料加以利用;早熟种质C01075、C01234、C01249在4个试点都表现出生育期较短,可作为发掘早熟基因的亲本材料;矮秆种质辽绿28号、VC1562A和潍9002-341,可作为抗倒伏育种研究的亲本材料;高抗豆象种质如C05199、C05202和C05528,可作为绿豆抗豆象育种的亲本材料。通过对数量性状进行主成分分析,6个主成分因子对表型变异的累计贡献率达到了83.41%。本研究通过综合评价481份绿豆种质资源的遗传多样性,旨在为绿豆的遗传育种和种质创新提供理论基础。     

Patterns of AFLP variation in a core subset of cultivated hexaploid oat germplasm

Many core collections have been developed from large collections of crop germplasm, but most of these have not been characterized, particularly using molecular techniques, for germplasm management and utilization. We have attempted to characterize a structured sample representing a world collection of 11,622 cultivated hexaploid oat accessions in the hope of understanding the genetic structure of the world collection. The amplified fragment length polymorphism (AFLP) technique was applied to screen 670 accessions representing 79 countries and one group of uncertain origin. For each accession, 170 AFLP polymorphic bands detected by five AFLP primer pairs were scored. Analyses of the AFLP data showed the effectiveness of the stratified sampling applied in capturing country-wise AFLP variation. The frequencies of polymorphic bands ranged from 0.11 to 0.99, with an average of 0.72. The majority (89.9%) of the AFLP variation resided within accessions of each country, and only 6.2% of the AFLP differences existed among accessions of major geographic regions. Accessions from the Mediterranean region were the most distinct, while those from Russia and the USA were the most diverse. The two distinct groups that were observed were separated largely on the basis of common oat and red oat. Red oat was genetically more diverse than its common and hull-less counterparts, and hull-less oat was more related to common oat than red oat. Landrace and non-landrace accessions displayed similar AFLP variation patterns. These patterns are significant for understanding the domestication of cultivated oat and are useful in classifying the intraspecific diversity of oat germplasm, developing specific core subsets of the oat collection, and exploring new sources of genes for oat improvement.     

燕麦EST-SSR标记的开发和利用

为拓展分子标记在燕麦种质资源分析与鉴定中的应用,利用公共数据库中的25376条EST(expressed sequence tags)序列,开展了燕麦EST-SSR功能性标记的开发和利用研究。25376条EST序列经拼接去冗余后获得了11618条序列,从中筛选出含有不同重复基元的SSR且重复次数较多、长度较长的556条EST序列进行引物设计,开发了50对燕麦EST-SSR引物,通过筛选得到40对有效的EST-SSR引物。选取其中4对引物对5个燕麦种质资源进行了PCR扩增及产物测序,结果表明扩增条带多态性是由SSR差异造成的。利用40对ESTSSR引物对15个六倍体燕麦种质资源进行遗传多样性分析,共扩增出89个等位基因,平均每对引物产生2.23个等位基因;UPGMA聚类分析表明,15个六倍体燕麦种质资源在Dice系数为0.93处聚为3支,基本上是按照不同种进行聚类的,在相同种中又根据地理来源分别聚集成支。利用40对EST-SSR引物对31个遗传背景不清的燕麦种质资源进行基因组倍性鉴定,发现这些种质中可能存在有四倍体和二倍体的燕麦新资源。本研究开发的燕麦EST-SSR功能性标记将在燕麦遗传多样性分析、遗传图谱构建及燕麦属内种间基因组鉴定等方面发挥重要作用。     

中国燕麦种质资源国外引种与利用

综述了中国从国外引进燕麦种质资源及其利用情况。经过长期努力,中国从28个国家引进29个物种的燕麦种质资源共计2099份,大大增加了中国燕麦种质资源的数量,丰富了中国保存燕麦种质资源的物种和遗传多样性。与此同时,利用国外燕麦种质资源改良和培育出了一批优良品种,极大地提高了中国燕麦生产水平。利用引进的燕麦野生资源,开展了燕麦种质创新、起源进化和遗传学研究,取得了显著进展。建议继续加强国外燕麦种质资源的引进,对野生燕麦进行深入鉴定评价和利用,同时加强燕麦种质资源国际合作研究。     

中国燕麦的多样性

中国现拥有燕麦种质资源约4000份,对它们的研究结果表明,中国燕麦具有比较丰富的多样性。本文综述了中国燕麦的物种多样性和普通栽培燕麦的遗传多样性,并建议对中国各地生长的野燕麦进行系统研究。     

Isozyme variation in germplasm accessions of the wild oat Avena sterilis L.

Summary Optimal exploitation of crop genetic resources requires a knowledge of the range and structure of the variation present in the gene pool of interest. Avena sterilis L., the cultivated oat progenitor, contains a store of genetic diversity that is readily accessible to the oat breeder. The objectives of the present paper were: (1) to evaluate isozyme polymorphisms in a sample of A. sterilis accessions from the U.S. National Small Grains Collection, (2) to analyze the distribution of isozyme diversity across the geographic range of the accessions, (3) to classify the accessions into groups based on isozyme variation, and (4) to suggest strategies for efficient sampling of this germplasm collection. One thousand and five accessions from 23 countries and 679 collection sites were screened for variation using 23 enzyme systems. Due to limited information about the genetic relationship among individual members of families of isozymes in hexaploid oat species, data were recorded solely for band presence. The frequencies of bands in accessions from the various countries were used to calculate the probability of genotypic identity (I_x.y), the probability of a unique genotype (U_x.y), and an adjusted polymorphic index (H_x). Accessions from Turkey and Lebanon had the largest polymorphic index values, Turkish and Moroccan accessions displayed the greatest numbers of bands. Accessions from Iran, Turkey, Iraq, and Lebanon had the largest mean probabilities of containing unique genotypes. Based on isozyme data, Turkey appeared to represent the center of diversity in this germplasm collection. Band frequencies calculated among countries were used in a principal component analysis. Accessions from Israel and Morocco clustered together; accessions from Iran, Iraq, Turkey, and Ethiopia formed another group; and Algerian accessions formed an outlying group. Several isozyme bands had a regional distribution. These results suggested that choosing accessions from countries based on their groupings in the principal component analysis should secure a greater range of diversity than sampling from the collection at random. Cluster analyses based on Jaccard's distances calculated for all pairwise combinations of the 1005 accessions revealed six broad genetic groups of accessions. Groups 1 and 6 contained accessions from many countries and encompassed half of all accessions. Groups 2 and 4 were heavily populated by accessions from Israel and Morocco. Groups 3 and 5 were composed almost exclusively of accessions from Iran, Iraq, and Turkey. By selecting representative accessions from these six groups, oat breeders could most effectively sample the range of genetic variation in this A. sterilis collection.     

Population structure and linkage disequilibrium in oat (<Emphasis Type="Italic">Avena sativa</Emphasis> L.): implications for genome-wide association studies

The level of population structure and the extent of linkage disequilibrium (LD) can have large impacts on the power, resolution, and design of genome-wide association studies (GWAS) in plants. Until recently, the topics of LD and population structure have not been explored in oat due to the lack of a high-throughput, high-density marker system. The objectives of this research were to survey the level of population structure and the extent of LD in oat germplasm and determine their implications for GWAS. In total, 1,205 lines and 402 diversity array technology (DArT) markers were used to explore population structure. Principal component analysis and model-based cluster analysis of these data indicated that, for the lines used in this study, relatively weak population structure exists. To explore LD decay, map distances of 2,225 linked DArT marker pairs were compared with LD (estimated as r ²). Results showed that LD between linked markers decayed rapidly to r ² = 0.2 for marker pairs with a map distance of 1.0 centi-Morgan (cM). For GWAS, we suggest a minimum of one marker every cM, but higher densities of markers should increase marker-QTL association and therefore detection power. Additionally, it was found that LD was relatively consistent across the majority of germplasm clusters. These findings suggest that GWAS in oat can include germplasm with diverse origins and backgrounds. The results from this research demonstrate the feasibility of GWAS and related analyses in oat.     

云南薏苡种质资源农艺性状的主成分和聚类分析

为了揭示云南薏苡种质资源多样性,发掘薏苡资源中的有益基因,利用主成分分析和聚类分析,对收集的65个薏苡种质资源的13个农艺性状进行多样性评价。结果表明,云南薏苡资源存在丰富的遗传多样性,其中栽培种的分枝数和分蘖数的遗传变异系数分别达到57.4%和47.5%,野生种百粒重的遗传变异系数达到60.4%。应用主成分分析将云南薏苡13个性状简化为7个主成分,其累积贡献率为85.67%,以叶片宽因子贡献率最高,为49%。采用系统聚类分析,将65份供试材料在遗传距离16.21水平上聚为5个大类,可区分为株高较矮叶片较短型、株高较高叶片较长型以及3个特殊型。     

利用SSR标记构建江西稻种资源核心种质库的研究

以3187份江西地方稻种资源为材料,依据籼粳、早中晚、粘糯、糙米色和谷粒形状等5个质量性状进行分组,组内按8个稻作区再分为不同的亚组。利用SSR标记对各亚组和组内种质资源进行遗传多样性和聚类分析,建立了包括296份种质的江西地方稻种资源核心种质库,占资源总数的9.28%。     

云南茶树种质资源的研究进展及发展重点

云南是世界茶树的原产地和起源中心,茶树种质资源种类众多,遗传多样性丰富,在茶学研究中占有非常重要的地位。本文总结了60多年来云南茶树种质资源在考察征集、保存保护、鉴定评价与共享利用等方面的研究进展,阐述了云南茶树种质资源研究存在的问题及对今后发展方向的建议。提出今后应加强珍稀濒危茶树种质的收集保存、生态型及遗传多样性的研究和利用、生物技术在优良茶树种质创新的应用、优良基因的发掘和功能研究以及利用平台的构建、物种或种群保护的生物学基础等重点领域的研究。