山东大豆种质资源形态多样性分析

通过对山东省205份大豆种质资源的形态多样性分析,结果表明主茎节数的形态多样性指数最高,为1．96;花色的遗传多样性指数最低,为0．63。总体上是数量性状形态多样性指数大于质量性状。通过主成分分析,第一主成分的方差贡献率为36．49％,第二主成分的方差贡献率为13,24％;基于形态性状的聚类分析把205份材料聚为3类,其中第1类149份材料,品种生育日数较短,株高低,主茎节数和分枝数均少于其他2类。第2类54份材料,品种生育日数稍长,单株荚数、单株粒数较多,株高较高,百粒重较小。第3类仅2份材料,分别来自第Ⅳ生态区和第Ⅴ生态区。这2个品种生育期较长,株高较高。百粒重较大。     

小豆种质资源农艺性状综合鉴定与评价

通过田间观测和室内分析,对来自全国各生态区的262份小豆优异种质资源连续2年进行了农艺性状鉴定及综合评价。结果表明:262份小豆微核心种质资源在考察的16个形态学性状中均具有丰富的遗传变异类型;不同年份间生态环境尤其是光照条件对小豆农艺性状影响较大;主成分分析确定了3类影响因子,表明小豆资源的选育要集中在生长势良好(生育日数较短、株高较矮),单株荚数和单荚粒数多的地方品种;聚类分析结果显示在相似系数为0.40时可将参试材料分为5大类群,各类群间性状差异明显;群体性状表现与地理来源之间没有直接的关系。     

不同绿豆突变体主要农艺性状的多元遗传分析

对12个绿豆突变体的10个主要农艺性状进行了相关分析、主成份分析及聚类分析.分析结果表明：10个主要农艺性状的变异系数为16.01%（单株荚数）～3.64%（荚宽）.相关分析表明单株荚数与单株产量呈极显著的正相关;百粒重与单株产量呈显著的负相关;生育期与单株产量呈极显著的负相关.主成分分析结果表明前4个主成分（产量构成因子、单荚粒数因子、株型因子和荚宽因子）对变异的贡献率达87.45%;聚类分析后把12个绿豆突变体分为5类,各类之间单株产量差异明显.在绿豆突变体的选择中只有把不同性状综合考虑进去,才能够真正选择出性状优良的突变体.     

大豆滞绿(stay-green)突变体诱变后代表型性状变异分析

本文利用大豆滞绿突变体Z-94320经60Co-γ射线诱变的突变体后代M5、M6代为材料,进行两年的田间性状观察记录统计,用相关性分析、主成分分析、聚类分析对其17个主要表型性状统计分析。结果表明:诱变后代产生了丰富的变异,出现了多种种皮色和子叶色,产生了非滞绿性状,形成了各种生育周期,且分离出晚熟性状。通过相关性分析发现,单株粒重与株重、茎粗、主茎荚数、分枝荚数、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数、瘪粒荚数、虫食数呈极显著正相关,这些性状可以对产量进行预测;主成分分析在M5代提取出“产量因子”、“株型因子”、“粒荚因子”、“茎荚因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到70.50%,M6代提取出“产量因子”、“虫害因子”、“株型因子”、“茎杆因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到71.54%;聚类分析将M5、M6代材料分别划分为6类,发现同代中各类群农艺性状情况大致相似,但是各农艺性状在两代之间的变化明显,在株重、结荚高度、单株粒重等方面M6代显著高于M5代,并筛选出两株高产品系和一株特色滞绿品系。本研究逐步完善了对滞绿大豆突变体库的构建,为滞绿大豆诱变后代的遗传多样性研究提供了基础的数据分析。     

大明绿系选后代遗传多样性与高产特征分析

以内蒙古中东部地区61份绿豆品种大明绿系选后代为研究材料,通过对农艺性状的多样性及通径分析,明确了后代品系遗传类型及高产群体性状特征。结果表明,大明绿后代品系间性状差异显著,单株荚数变异系数最大为31.61%,其次为单株粒重28.05%,遗传多样性较丰富,多样性指数为单株荚数2.02,每荚粒数2.01,百粒重1.89,单株粒重1.96。后代品系主要有6种类型,各性状对单株粒重影响大小依次为:单株荚数>每荚粒数>百粒重>节数>株高。高产类型品系主要特征指标为单株粒重超过15 g,单株荚数超过30荚,每荚粒数8~10粒,株高48~60 cm,节数9~10节,百粒重可根据不同需求制定标准。     

绿豆5个产量相关性状的QTL分析

利用绿豆(Vigna radiata)品种苏绿16-10和潍绿11杂交构建的F₂和F₃群体发掘调控绿豆产量相关性状的遗传位点。同时对绿豆产量相关性状进行表型鉴定和相关性分析, 并利用构建的遗传连锁图谱进行QTL定位。结果表明, 单株产量与单株荚数、单荚粒数、百粒重和分枝数均呈正相关。单株产量与单株荚数的相关性最高, 这2个性状在F₂和F₃群体中的相关系数分别为0.950和0.914。在F₂群体中, 共检测到8个与产量性状相关的QTL位点, 其中与单株荚数、单荚粒数和单株产量相关的QTL位点各1个, 分别解释11.09% (qNPP3)、17.93% (qNSP3)和14.18% (qYP3)的表型变异; 2个与分枝数相关的QTL位点qBMS3和qBMS11, 分别解释18.51%和7.06%的表型变异; 3个与百粒重相关的QTL位点qHSW3、qHSW7和qHSW10, 分别解释5.33%、46.07%和4.24%的表型变异。在F₃群体中, qNSP3和qHSW7再次被检测到, 表明这2个QTLs有较好的遗传稳定性。同时, 开发了1个与百粒重主效QTL qHSW7紧密连锁的InDel标记R7-13.4, 并利用自然群体对该分子标记辅助筛选的有效性进行了验证。研究结果可为绿豆产量相关性状基因的定位、克隆及分子标记辅助育种提供参考。     

野生小豆种质资源植株形态性状多样性分析

对来自中国、日本、韩国、缅甸4国的55份野生型、40份半野生型小豆种质资源植株形态性状的多样性进行分析,结果表明,野生型小豆与半野生型小豆在株高、平均成熟期、子粒颜色、百粒重等性状方面有明显的差别。95份小豆种质资源通过聚类分析,截值为1.488时可划分为5大类群。来源于缅甸和中国的野生型小豆种质各聚为1个类群,韩国和日本的种质混聚为3个类群。缅甸种质具平均成熟期长、茎秆粗、主茎分枝数多、百粒重轻等特点。中国贵州野生型种质植株较高、茎秆较细、单荚粒数较多、平均成熟期较长。日本野生型种质具有丰产特征。日本和韩国的半野生型小豆,平均成熟期较其他类群早、百粒重高、明度指数高。     

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。     

苦荞种质主要农艺性状的变异及其对单株粒重的贡献研究

对180份苦荞种质资源的8个主要农艺性状进行了评价,并对单株粒重与其他7个农艺性状之间进行了相关性分析和通径分析。结果显示,主要农艺性状的变异系数为8.10%~39.40%;简单相关分析表明,单株粒重与单株粒数、主茎分支数呈极显著正相关;偏相关分析表明,单株粒重与单株粒数、千粒重呈极显著正相关;多元回归和通径分析均表明,单株粒数、千粒重是影响单株粒重的主要因素,其中单株粒数影响最大。系统聚类分析表明,180份苦荞种质资源可划分为5类,其中第Ⅲ类(包括47份供试材料)的综合农艺性状较好,主要表现为主茎分枝能力强、单株粒数多、单株粒重和单株米粒重高,可作为优异基因资源进一步开发利用,也为以增加单株米粒重与出米率为选育目标的苦荞薄壳育种提供依据。     

大豆种质资源农艺性状和产量的年份间差异及其关系

明确大豆种质资源农艺性状的变化及其与产量的关系对大豆遗传育种具有重要的意义。以249份大豆种质资源为材料,应用多元统计方法分析了大田条件下两年间大豆农艺性状与产量的变化。结果表明,大豆种质资源的农艺性状和产量两年变异系数分别为6.2%~78.0%和6.3%~48.5%,变异较大。生育日数因在黄淮海区域生态类型较接近,变异系数较小;而主茎节数变异系数也较小。株高、有效分枝数、底荚高度、单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株粒重、百粒重、单位面积产量则相对变异较大。品种之间农艺性状和产量差异均显著。不同年份间生态因子（温度、降水量及日照时数）对大豆农艺性状和产量的影响较大,年份间不同指标差异亦显著。分别对两年农艺性状采用主成分分析,简化为4个与产量相关的独立指标,并建立了产量与农艺性状之间的方程Y=17.5-1.76x1+1.32x2+0.30x3+2.50x4和Y=198.8-3.12x1+7.71x2+0.08x3+2.71x4以表达其量化关系;采用聚类分析方法将两年中249份大豆种质资源分别聚为5类,并分析了各类品种的特性,为高产稳产大豆新品种的选育以及高产栽培措施的调控提供理论依据。     

我国小豆应用核心种质的生态适应性及评价利用

为提高我国小豆(Vigna angularis)应用型核心样本的育种利用效率,本研究通过两年两点的田间试验,分析了166份这些核心种质农艺性状的变异情况,明确了其生态适应性和可利用价值。结果表明,166份小豆核心种质在广西南宁均表现为直立生长,并能正常成熟收获,;在河北唐山仅有64.2%XX88份种质的小豆种质在河北唐山两年内均表现为直立生长,且有25份不能正常开花结荚。大部分数量性状年度间差异与生态环境有关,其中唐山的年度间差异不明显,而南宁的年度间均达到极显著差异,反映了小豆对生态环境、气候条件的较强敏感性。所有种质在南宁的生育期显著提前,而产量相关因子中,单株荚数、百粒重等均显著小于唐山。综合分析表明不同种质的生态适应性存在较大差异,说明选育广适性小豆品种是可能的。综合最终根据农艺性状的综合表现,分别筛选出适合南宁和唐山育种利用的优异种质共16份。筛选出适合南宁种植的绿豆种质8多少份,适合唐山种植的绿豆种质10多少份。     

我国小豆种质资源的豆沙特性评价与筛选

对450份小豆种质资源进行了豆沙特性的评价,以期为培育豆沙专用品种提供信息。结果表明,不同小豆种质在出沙倍数、皮含量、湿沙颜色及淀粉细胞直径、壁厚等方面均存在一定差异。其中出沙倍数的变异范围为1.97~3.51,平均为2.51倍;皮含量的变异在7%~21%之间,平均为9%;湿沙的亮度值的变异在9.48~34.38之间,平均为29.6;红色度和黄色度的变异范围分别为16.56~34.27、-1.71~17.86,平均分别为21.5、11.8。不同种质间淀粉细胞大小也存在较大差异,其中直径、周长的差异均在2倍以上,而壁厚的差异达20余倍。上述沙用指标在种质间的变异说明,豆沙专用品种的选育是必要且可行的。根据研究结果,筛选出豆沙特性指标均较好的小豆种质20份,有望为豆沙专用品种的培育奠定基础,保障豆沙生产的经济效益和食品安全等问题。     

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。     

中国普通菜豆形态性状分析及分类

对129份中国普通菜豆地方品种的形态性状进行分析,结果表明,8个性状共检测到35个变异类型,平均变异类型为4.375个,平均多态信息含量为0.5638。中国普通菜豆包括安第斯和中美两个基因库种质,中美洲基因库资源在参试资源中比重较大,但安第斯基因库资源遗传多样性水平高于中美基因库材料。由中美基因库向安第斯基因库渗透的天然杂交种质可为普通菜豆高产、优质、抗逆育种提供有价值的桥梁品种。     

冀鲁豫花生育成品种的遗传多样性分析

以冀鲁豫三省不同地域的41个花生育成品种为材料,利用SSR分子标记结合田间表型鉴定、聚类分析等方法对其遗传多样性进行了研究。结果表明,21对SSR引物对41个花生育成品种进行了扫描,共检测到52个等位变异,每个位点2～4个,平均2.5个,Shannon信息指数变幅为0.21～1.40,平均为0.73,聚类分析显示在阈值为5.54可将供试品种分为3大类群7个亚类。不同品种9个农艺性状变异系数在13.16%～186.49%之间,基于农艺性状的聚类分析结果显示在阈值为5.48时可以将供试品种分为6大类群11个亚类,各大类群间品种的农艺性状表现各具特点。     

小麦农艺性状与品质特性的多元分析与评价

估算96个小麦品种(系)的11个农艺性状和10个品质特性参数的主成分,并以主成分和欧氏距离为基础,分别作二维排序分析和聚类分析。农艺性状的前4个主成分反映了85.3450%的原始数据信息量;品质特性的前4个主成分代表了89.1483%的原始数据信息量。以96个材料的主成分得分绘制二维排序图,27个小麦品种(系)表现为矮秆、子粒和旗叶较大,丰产性较好、综合农艺性状优良;32个小麦品种(系)表现为铁、锌含量较高,加工品质较好、综合品质特性优良。在系统聚类图中,农艺性状和品质特性分别被聚成5类。综合农艺性状较好的材料主要集中在第Ⅲ类和第Ⅳ类;综合品质特性较好的材料主要集中在第Ⅰ类和第Ⅱ类。综合分析发现,同时兼顾丰产性较好且子粒铁、锌含量较高,品质特性较好的小麦品种(系)有:泰山9818、西农822、轮选719、杨-31、西安837和中育9383。将聚类分析和二维排序分析结合起来,能较好的对小麦的性状组成做出综合评价,鉴定和评价出优质、高产、综合性状优良的小麦品种(系),为小麦遗传育种提供优良的种质资源,为合理选配亲本提供参考。     

小豆种质资源研究与利用概述

小豆（Vigna angularis Ohwi & Ohashi）属于医食两用作物,既是我国传统出口商品,也是农业种植结构调整的重要作物。然而与大宗作物相比,小豆现代分子遗传学、基因组学等研究落后,种质资源利用效率较低,品种改良仍局限于系统选育、杂交选育等常规手段,育种效率低。笔者从事小豆种质资源保存评价、新基因发掘及创新利用等研究多年,现从国内外小豆种质资源的收集与利用、品种选育概况及经典遗传学、现代分子遗传学等各方面研究进行回顾和概述,并对我国小豆产业进行了展望和讨论,以供国内小豆科研工作者参考,并期望对提高我国小豆遗传研究水平有所裨益。