国外绿豆种质资源农艺性状的遗传多样性分析

以来自15个国家和地区的352份绿豆种质资源为材料,评价其5个质量性状和10个数量性状的遗传变异水平。结果表明:除美国等5个不同地区的14份材料未正常开花结荚外,其余338份材料的农艺性状具丰富的遗传变异。其中质量性状中叶形和幼茎色的遗传多样性指数最高(0.69),数量性状中荚长(2.08)和百粒重(2.07)的最高。UPGMA聚类将338份参试材料分为6大类群,各类群有其独特的性状特征,其中第5类群早熟、矮秆、大粒,可为杂交育种亲本选配提供理想亲本。亚蔬(ARC-AVRDC)(泰国)、菲律宾、印度、印度尼西亚、韩国、美国和俄罗斯等7个不同地理区域材料间具有显著的遗传变异,其中俄罗斯的遗传多样性指数最高,韩国最低;印度尼西亚的生育期较短,主茎节数、单荚粒数、单株荚数和单株产量最高,属于早熟、大粒、高产的种质,可以为我国新品种的选育提供基础材料;UPGMA聚类可将这7个不同地理区域的材料划分为3类,其中印尼和韩国的材料各被划分为一类,其他5个国家聚为第Ⅲ类,群体间的性状表现与其地理来源有一定的关系。     

中国绿豆应用型核心样本农艺性状的分析

为提高种质资源在育种中的利用效率,建立了我国绿豆(Vigna radiata)应用型核心样本。该样本既包括了资源库中具特异性状的种质和曾经在生产上大面积种植的品种,也包括了在育种中使用频繁的亲本及苗头品系等。农艺性状变异分析表明,该核心样本具有丰富的表型变异,是绿豆种质资源的代表性样本。聚类分析可将核心样本分为4大类,但类别内种质与其地理来源相关不明显。不同来源表型数据的分析发现,不同性状间的一致性存在差异。但产量相关性状的表现均与当前育种目标相接近,说明该核心样本具有较高的实用性。     

基于SSR标记分析小豆及其近缘植物的遗传关系

本研究利用87对SSR引物分析了80份栽培小豆(Vigna angularis)、22份野生小豆(V.angularis var.nipponensis)以及10份豇豆属(共7个种)近缘植物,旨在比较豇豆属不同种的遗传多样性,并分析种间的遗传关系.结果显示87对SSR引物在112份小豆及其近缘植物资源中共检测到667个等位变异.其中有75个、71个和82个SSR位点分别在栽培小豆、野生小豆和近缘植物中表现为多态.随机抽样分析发现,平均每SSR位点检测到的等位变异数目为近缘植物>野生小豆>栽培小豆,与多态信息含量(PIC)值一致,说明近缘植物及野生小豆中蕴含着丰富的遗传变异,是栽培小豆育种的重要基因来源.聚类分析显示,栽培小豆、野生小豆和近缘植物间的遗传分化比较明显,分别聚为三大类,其中栽培小豆的遗传背景与其生态环境相对应;近缘植物又可以分为三个亚类,亚类间的遗传距离与其亲缘关系相对应.本研究结果也说明利用SSR标记辅助豇豆属的种间分类是可行的.     

长江春大豆核心种质构建及分析

利用长江春大豆初选核心种质SSR(simple sequence repeat）标记和农艺性状表型等基础数据,对用不同个体取样方法以及不同数据类型建立的核心种质进行评价,目的是确定中国大豆（Glycine max）核心种质的最佳取样策略提供依据,结果表明,根据SSR分子数据聚类,采用类内随机取样,类内以遗传相似性系数取样以及仅依据遗传相似性系数取样都可用于大豆核心种质构建,但是综合不同评价参数发现,以类内随机取样最佳,类内按遗传相似性系数取样次之,单独以遗传相似性系数取样较差。分析不同SSR等位变异保留比例的遗传多样性指数发现,当保留90%和80%的SSR等位变异时,核心种质具有更高的遗传多样性,由于与SSR分子数据种质遗传关系评价的不一致性,农艺性状等基础数据虽然可用来构建核心种质,但其SSR分子水平代表性相对较低,本研究结果还表明,用不同方法或同一方法不同重复次数取样建立的核心种质具有异质性,且这种异质性随核心种质取样比例的降低而增大,因此,虽然可依据不同数据类型确定相应的方法建立核心种质,但综合表型和分子数据建立的核心种质更具有代表性。     

用于绿豆种质资源遗传多样性分析的SSR及STS引物的筛选

目前能够用于绿豆(Vigna radiate)种质资源遗传多样性分析的PCR引物极其有限。通过12份农艺性状差异较大的绿豆种质对绿豆以及小豆(Vigna angularis)、豇豆(Vigna unguiculata)、菜豆(Phaseolus vulgaris)等近缘食用豆中的PCR引物进行筛选,结果表明41对绿豆SSR引物中能够有效扩增的有35对,6对有多态性;28对绿豆STS引物中有23对能够有效扩增,2对有多态性;8对小豆SSR引物能够有效扩增的有6对,但均无多态性;27对豇豆SSR引物能够有效扩增的有17对,1对有多态性;24对菜豆SSR引物能够有效扩增的有9对,1对有多态性。这些多态性引物的获得将有助于中国绿豆种质资源的遗传多样性分析。     

与甘蓝型油菜重要经济性状有关的DNA克隆在拟南芥遗传图谱中的整合

拟南芥与油菜同属十字花科植物芸寡族,亲缘关系很近,基因组间的同源性很高,在用拟南芥EST克隆和油菜DNA克隆作探针定位了甘蓝型油菜一系列重要性状的基础上,对25个与油菜雄性不育恢复基因,硼高效利用基因,抗菌核病QTL及油菜种间杂种营养优势相关联的克隆进行了测序,在拟南芥基因组数据库中寻找到与这25个克隆高度同源的序列,根据这些高度同源序列在拟南芥染色体上的相位位置,将油菜DNA克隆整合到了拟南芥遗传图谱上,其中油菜硼高效基因BE1两侧的标记克隆整合在拟南芥第一染色体长臂一个较小的区段内,以该目标区段内的拟南芥EST克隆PA24为探针对甘蓝型油菜基因组比较作图,将该克隆定位在油菜连锁图BE1两侧标记之间,表明了利用基因组间的相互比较作图来精细定位芸薹属作物重要基因的可能性。     

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。     

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。     

绿豆种子休眠性和百粒重的QTLs和互作分析

利用绿豆Berken/ACC41重组自交系在北京种植得到的121个F10家系和79个RFLP分子标记,采用改进复合区间作图法对绿豆种子休眠性和百粒重进行数量性状基因定位及上位性互作分析.检测到与发芽势有关的QTL 3个,与发芽率有关的QTL 4个,分别位于第1、11连锁群,解释表型变异的8.17%～12.14%和4.34%～12.69%.检测到与百粒重有关的QTL 5个,分别位于第2、8、9、11连锁群,解释表型变异的4.58%～10.36%.增加发芽率和百粒重的基因效应均来自母本Berken.分别检测到发芽势、发芽率和百粒重的加性×加性上位性互作8、9、9对,对这3个性状的总表型贡献率分别达到66.58%、47.91%、39.90%.本文初步分析了休眠性和百粒重的关系,并与前人的研究结果作了比较,旨在通过分子标记辅助选择,培育适度休眠的优良绿豆品种,进而解决绿豆收获前的荚上子粒发芽问题.     

天津和唐山小豆地方品种遗传多样性分析

利用SSR分子标记对唐山、天津的96个红小豆品种(按品种地理来源划分为14个品种群)进行遗传多样性分析,结果表明,197对引物中共有89对的扩增谱带清晰稳定,共扩增出285条带,多态性条带百分率( PPB)达100％,经Popgene32软件分析,遵化品种资源的遗传多样性水平最高[PPB= 85.39％,I(信息指数)=0.567],其次为玉田和迁安的品种资源,而在天津红小豆资源中,除静海县(排位第5)外,遗传多样性水平相对较小,其中宁河的遗传多样性水平最低(PPB= 22.47％,I=0.1575).聚类分析表明,96个品种可分为三个组群,唐山红小豆组群中包含了天津静海小豆;天津红小豆中的大港品种资源单独为一组群;其他天津红小豆为第二大组群.本研究可为地方品种的保存及杂交组配提供参考.