135份国外藜麦种质主要农艺性状的遗传多样性分析

本研究对引自国外的135份藜麦种质资源的15个农艺性状进行了数量和质量性状的遗传多样性、主成分和聚类分析,以及特异种质筛选。结果表明,该批藜麦种质具有丰富的遗传多样性,其中变异系数从大到小的7个数量性状依次为产量(57.8%)、单株粒重(57.4%)、茎粗(27.6%)、千粒重(22.5%)、株高(21.9%)、主花序长(19.4%)和生育期(13.9%);遗传多样性指数从大到小的8个质量性状依次为主花序色(1.44)、籽粒色(1.43)、茎色(1.38)、籽粒形状(0.88)、幼苗心叶叶色(0.79)、主花序形状(0.78)、籽粒光泽(0.63)和子叶颜色(0.08);藜麦产量与千粒重、单株粒重呈极显著正相关,与生育期呈极显著负相关;主成分分析的前5个主成分累计贡献率达到66.537%,第1主成分主要与株型、花序型和生育期有关,第2主成分主要与植株和花序颜色有关,第3主成分主要与产量有关,第4主成分主要与籽粒大小、形状有关,第5主成分主要与籽粒颜色有关;聚类分析在遗传距离为7.5时将135份藜麦种质划分为6类,其中第Ⅱ类群产量最高;有31份特异种质具有早熟、矮秆、粗秆、大粒、长花序、结实率好和产量高等特性。     

藜麦的驯化栽培与遗传育种

藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)起源于南美洲提提喀喀湖区,是苋科(Amaranthaceae)藜属(Chenopodium)一年生作物。因其营养全面且对多种非生物逆境胁迫具有抗性,被认为是尚未被充分开发且具有高应用潜力的作物,深受育种学家的关注。近年来,随着人们对健康的关注和高品质生活的追求,对藜麦的需求量急剧增加,加之藜麦能有效缓解全球粮食安全,对其栽培与育种等研究已成为热点。为了加深对藜麦的认识和推动其产业的发展,本文结合本课题组多年来对源于安第斯山藜麦种质资源的收集、评价与利用的实践,从藜麦营养价值与应用、起源与分布、遗传研究、品种选育进展及发展趋势等方面进行了总结,以期为我国藜麦新品种(系)的培育与栽培、产业可持续发展、贫困地区人群增收及新增我国粮食生产途径等方面提供参考信息。     

铺地藜——中国藜属一新归化种

报道中国藜属一新归化种——铺地藜(Chenopodium pumilio R. Br.)。     

藜麦基因组学与重要农艺性状位点研究进展

藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)作为20世纪新兴的健康食物,因其营养成分全面、抗逆性强等特性备受关注,在国际上享有“营养黄金”、“素食之王”、“未来食品”的美誉。近年来随着基因组学和高通量测序技术的快速发展,藜麦高质量的全基因组序列得以完成并开展了系列关键基因功能研究。本文总结了藜麦基因组学、重要转录因子基因家族分析、遗传图谱构建和重要性状QTL定位和重要农艺和产量性状基因的研究进展。此外,针对目前藜麦育种的现状,本文还提出了藜麦育种存在的5个关键问题,并指出了未来藜麦遗传改良和育种的4个重要方向,旨在为实现未来藜麦的定向遗传改良提供参考。     

基于苹果EST-SSR的梨种质资源遗传多样性分析

利用来自苹果的8对EST-SSR标记对48份梨(Pyrus)种质资源进行遗传多样性研究,以分析其在梨属植物上的通用性.结果表明,8对EST-SSR引物在供试材料上均能扩增出与苹果大小相似的产物,所有引物共检测到140个基因位点,其中多态性位点129个,多态性比例为92.14%,并且可成功区分不同品种.根据EST-SSR标记所揭示的多态性和UP-GMA法聚类分析,48份梨种质资源在相似系数0.62处可分为东方梨和西方梨两个种群,而中国的白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)、砂梨(P.pyrifolia Burm.f.Nakai)和秋子梨(P.ussuriensis Maxim.)相互交错在一起,没有独自成组.可见,苹果的EST-SSR标记在梨上具有高度的可转移性,可应用于梨属植物的资源评价及遗传关系研究.     

部分桂花品种亲缘关系及特有标记的ISSR分析

利用ISSR分子标记,以柊树[Osmanthus heterophyllus (G.Don.) P.S.Green]和华东木犀(Osmanthus cooperi Hemsl.)为对照种,研究了桂花(Osmanthus fragrans Lour.)81个品种、1个野生种之间的亲缘关系.结果显示;(1)28个引物共获得280个位点,其中多态性位点263个,多态性比率达93.93%,在4个品种群中,银桂品种群的Shannon信息指数(0.370 7)和遗传多样性指数(0.241 7)最高.(2)遗传变异估算结果显示:桂花遗传分化系数为57.39 %,大部分变异存在于品种群之间.(3)聚类分析结果显示,以遗传相似系数0.71为截值,可将84份种质分成 4类,各品种群的品种往往先聚在一起.其中四季桂品种群与秋季开花的3个品种群遗传距离较远,色质较深的金桂品种往往与丹桂品种聚在一起.研究表明,基于ISSR分子标记的聚类结果与基于形态的传统分类学的结果基本相符;引物ISSR12和ISSR27结合可以将84份种质区别开来.     

藜麦功能成分综合研究与利用

藜麦(Chenopodium quinoa Willd)为藜科藜属一年生草本植物,因独特的营养价值和潜在的保健功能引起研究者们的关注。概述了藜麦的生长发育、营养价值、功能成分、基因分析及其生理功能的研究进展。针对国内外藜麦功能成分综合研究利用进展,提出藜麦的种质创新、食品保健、医药研发及其新型功能食品研制与产业化对策,对藜麦产业、食品保健和医药研发等领域具有重要的参考价值。     

叶子花种质资源遗传多样性及亲缘关系的RAPD和ISSR分析

利用RAPD和ISSR标记对48份叶子花种质进行遗传多样性及亲缘关系分析。结果显示:(1)筛选出具有多态性的RAPD引物7条、ISSR引物11条,RAPD引物共扩增97条多态性条带,ISSR引物共扩增140条多态性带,多态性百分率均达100%。(2)根据两种标记的扩增结果,用UPGMA法对48份叶子花种质的聚类分析显示,48份供试材料间具有较丰富的遗传多样性,其品种间遗传相似系数RAPD为0.318 8～0.955 6,ISSR为0.349 5～0.900 0;两种分子标记均能清楚地将48份种质材料区分开来,对种质类群的划分结果基本一致,仅有些许差异。(3)聚类分析结果显示,48份种质可分为两大种系:1)B.glabra种系,其品种大多以其种内来源为主;2)涵盖了B.spectabilis、B.peruviana、B.×buttiana和B.×spectoglabra等4个种的种系,种质构成较为复杂。(4)两种标记聚类结果呈显著相关关系,相关系数为0.752 3。研究表明,对一些形态上无法细分的叶子花种质(类群),RAPD和ISSR分子标记是可靠的鉴别方法。     

基于表型与分子数据的斑茅核心种质构建

斑茅(Saccharum arundinaceum L.)是重要的"甘蔗复合群"野生资源,在我国分布广泛,但目前尚未在遗传育种研究中得到很好的利用。本研究以国家甘蔗种质资源圃保存的来自全国9省区的147份斑茅无性系为原始种质,首先基于表型数据筛选58份材料构建了斑茅初级核心种质,然后基于SSR和AFLP分子标记数据筛选16份材料构建斑茅微核心种质,分别占原始种质的39.46%和10.88%。通过表型与分子遗传多样性参数的比较分析,验证了斑茅核心种质具有较好代表性。最后对甘蔗种质资源和遗传育种研究中斑茅核心种质的构建方法和利用策略等问题进行了探讨,以期为"甘蔗复合群"野生类群核心种质的构建及创新利用提供参考,促进资源研究工作重心由数量保存型向创新利用型转变。     

黄麻种质资源遗传多样性的SRAP分析

为明确黄麻(Corchorus L.)种质资源的遗传多样性,采用SRAP分子标记方法,对来自13个国家的两个黄麻栽培种及野生种共96份黄麻种质资源进行了分析。研究结果如下:(1)供试黄麻种质资源之间的遗传距离在0.0169至0.9667之间,变幅较大,其中近缘野生种与其他种质的遗传距离最大,基本在0.8以上;圆果栽培黄麻与其他种质的遗传距离最小,平均<0.5。(2)当在聚类图上遗传距离为0.53处划切割线L₁时,96份黄麻种质资源被分为两个大类群(Ⅰ、Ⅱ)、一个小类群(Ⅲ)和5个独立个类。(3)当在遗传距离为0.33处作切割线L₂时,各大类群被分为不同的亚类群,并表现出按地域聚类的趋势。(4)供试黄麻种质资源基于SRAP分子标记的聚类与形态学上的表现并不完全一致。     

利用SCoT分析柳枝稷遗传资源的多样性

本研究利用SCoT标记对96份柳枝稷种质的亲缘关系和遗传变异进行了研究。筛选出20条引物对96份供试材料进行PCR扩增,共获得445条带,其中多态性条带402条,平均多态性条带比率(PPB)达90.31%,多态性信息含量(PIC)为0.166~0.410,平均值为0.332,标记指数(MI)为10.20。遗传相似系数(GS)为0.498~0.912,平均值为0.688。表明SCoT标记能够揭示柳枝稷种质间的遗传变异。通过UPGMA分析表明,96份种质资源聚为高地型和低地型两大类。经POPGENE1.32软件分析结果显示:96份柳枝稷基因多样性指数(H)为0.285,Shannon指数(I)为0.431,表明供试的种质间遗传多样性丰富,遗传多样性水平高。经AMOVA 1.55方差分析揭示:96份柳枝稷生态型内的遗传变异占总变异的72.85%,生态型间遗传变异占总变异的27.15%,结果表明ScoT可用于柳枝稷遗传多样性研究,该研究结果可为柳枝稷种质资源的进一步开发利用提供重要信息。     

粗山羊草种质遗传多样性及群体结构的ISSR分析

粗山羊草分布范围广,遗传变异丰富,被认为是改良普通小麦的重要基因源。为深入了解不同来源粗山羊草种质的遗传多样性和群体结构,该研究利用ISSR分子标记对56份粗山羊草种质进行了遗传多样性和群体结构分析。结果表明:(1)16个ISSR引物共检测170条多态性位点,每个ISSR引物多态性位点为3～18条,平均为10.63条; 多态性信息(PIC)变异范围为0.17～0.85,平均为0.67。(2)粗山羊草4个群体的遗传多样性比较显示,中亚粗山羊草的群体遗传多样性水平最高(H_e=0.225 4,I=0.355 7),群体间的基因流较低(N_m=1.638 6)。(3)聚类结果在遗传相似系数约0.67处,来源于塔吉克斯坦6份和土库曼斯坦2份粗山羊草种质材料聚成一类(Group 2); 其他48份种质材料形成一大类(Group 1),其中Group 1可进一步分成3个Sub亚类,呈现出来源相同的粗山羊草种质材料倾向聚在一起。(4)群体结构分析将56份粗山羊草种质分为5个群体,其中,来源于西亚伊朗V群体种质材料遗传背景比较一致,混杂程度相对较低; 进一步分析各群体Q值,发现IV群体种质材料亲缘关系的来源相对复杂,遗传多样最为丰富。该研究结果可为粗山羊草种质亲缘关系解析、种质多样性保护提供重要参考依据,为其科学利用以及进化研究奠定基础。     

65份野生油茶种质遗传多样性的ISSR和RAPD标记分析

利用ISSR和RAPD标记,对名邛台地野生油茶种质进行遗传多样性分析。从60条简单重复序列引物中筛选出16条引物,在65份样品中共扩增出213条带,其中多态位点为203个,多态位点百分率为95.31%;从30条寡居核苷酸引物中筛选出8条引物,共扩增出105条带,其中多态性位点94个,多态位点百分率为89.52%。结果表明:名邛台地野生油茶种质具有较丰富的遗传多样性,ISSR和RAPD标记可以应用于油茶种质遗传多样性分析。     

中国茶树初选核心种质遗传多样性的RAPD分析

以中国茶树初选核心种质中的69份种质为实验材料,采用改良的SDS法提取它们的基因组DNA,并运用优化的RAPD 分析体系对基因组DNA进行分子标记遗传差异研究。从50个随机引物中筛选出32个扩增效果好的引物,对全部试验材料进 行了RAPD扩增共得到348条有效带,其中多态性带为328条(占94.3%),它们之间的遗传距离为0.223～0.723。研究结果表 明中国茶树初选核心种质的遗传结构、遗传多样性和遗传距离基本上能较好的代表中国的茶树种质资源。同时,指出结合形 态标记和DNA分子标记是构建茶树核心种质较好的选择。     

基因组分析与小麦抗病育种

系统总结了南京农业大学细胞遗传研究所近20多年来利用基因组分析方法培育从簇毛麦(Haynaldia villosa Sch.)、大赖草(Leymus racemosus Lam.)、鹅观草(Roegneria kamoji C. Koch)和纤毛鹅观草(R. ciliaris (Trin.) Nevski)导入白粉病和赤霉病抗性的小麦种质的研究进展.利用染色体C-分带、基因组原位杂交、分子标记(特别是RFLP)等技术与非整倍体分析相结合对所创制的种质进行了系统分析与鉴定.还对所培育的小麦种质在育种实践和理论研究中的潜在价值及相关问题进行了讨论.     

基因组分析与小麦抗病育种

系统总结了南京农业大学细胞遗传研究所近 2 0多年来利用基因组分析方法培育从簇毛麦 (Haynaldiavil losaSch .)、大赖草 (LeymusracemosusLam .)、鹅观草 (RoegneriakamojiC .Koch)和纤毛鹅观草 (R .ciliaris (Trin .)Nevs ki)导入白粉病和赤霉病抗性的小麦种质的研究进展。利用染色体C_分带、基因组原位杂交、分子标记 (特别是RFLP)等技术与非整倍体分析相结合对所创制的种质进行了系统分析与鉴定。还对所培育的小麦种质在育种实践和理论研究中的潜在价值及相关问题进行了讨论     

111份大薯种质资源遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP分子标记方法对收集于6省不同地区的111份大薯种质资源进行遗传多样性分析。筛选到的8个AFLP引物组合扩增到1291个位点,其中1286个是多态性位点。利用多态性信息含量(PIC)、标记指数(MI)和解析强度(RP)分析不同引物组合的标记效率,获得引物的PIC平均值为0.22,MI平均值为35.67,RP平均值为50.50,表明引物扩增位点的高多态性和对大薯种质资源具有强辨别能力,其中引物E-AAC/CAG-M(PIC 0.24、MI 38.56、RP 56.35)具有较高的标记效率。111份大薯种质的遗传相似系数(GS)在0.30~0.82之间,平均为0.58,表明大薯种质资源的遗传相似性较低。采用UPGMA对大薯种质进行聚类分析,遗传相似系数在0.54时,111份材料被划分为4个类群和3个单独的分支,不同地区来源的大薯材料在聚类图中没有明显界限。     

菠萝种质目标起始密码子(SCoT)遗传多样性分析

利用SCo T分子标记技术对来自9个国家或地区的46份菠萝种质进行了遗传多样性分析,并对SCo T标记在菠萝研究中的效率做了探讨。结果表明,SCo T标记在菠萝种质中具有丰富的多态性,引物多态性条带百分比在75%~100%之间,平均为94.61%;引物的有效等位基因数(Ne)、Nei's基因多样性指数(H)、Shannon's信息指数(I)和多态性信息含量(PIC)平均值分别为1.45、0.27、0.41和0.28,表明SCo T标记具有较高的多态性检测效率。基于SCo T标记计算获得的遗传相似系数对菠萝种质做聚类分析,46份菠萝种质可被划分为5个类群,其中,第Ⅰ类群所包含的菠萝种质数量最多,占菠萝种质总数的84.78%。主成分分析获得了与聚类分析不尽一致的结论,但两者反映的种质亲缘关系基本一致。本研究结果将为我国菠萝种质的鉴定、保存和科学利用提供一定的理论依据。     

基于SRAP标记的薏苡种质资源遗传多样性及DNA指纹图谱构建

利用SRAP分子标记对从各主要产地收集到的90份薏苡种质进行遗传多样性分析,其中68份收集于福建省,6份来自中国台湾,16份来自浙江、辽宁、山东、河南、云南、江苏、湖南、广东、上海等省(市)。结果表明,从88对SRAP引物组合中筛选出26对引物进行SRAP扩增,共扩增出185条带,其中具有多态性的有157,占总数的84.86%,表明90份薏苡种质表现出丰富的遗传多样性。基于SRAP标记利用系统聚类法将90份薏苡种质资源分为4大类,与形态性状分类结果有一定的相似性;利用16对SRAP引物构建了73份薏苡种质资源的DNA指纹图谱,为薏苡遗传研究、品种选育与资源保护提供了依据。     

红花油脂相关性状与SSR分子标记的关联分析

红花(Carthamus tinctorius L.)是一种富含不饱和脂肪酸的重要油料作物。为寻找与红花油脂性状相关联的分子标记,本研究利用已经开发的多态性良好的48对SSR引物,系统分析了来自27个国家74份红花种质资源的遗传多样性和群体结构,并结合红花油脂相关性状的表型数据,应用TASSEL3.0中的一般线性模型(GLM,general linear model)和混合线性模型(MLM,mixed linear model)对红花油脂性状和标记进行关联分析。研究结果显示:48对SSR分子标记的多态性信息含量(PIC)变异范围为0.0632～0.3750,平均值为0.2937;基因多样性指数变异范围为0.0653～0.5000,平均值为0.3700。UPGMA聚类将74份红花分为3个类群,分别包括7份、52份和15份材料。群体结构分析结果显示,74份红花可分为3个亚群,各亚群分别包括7份、55份和12份材料。在显著水平P0.05条件下,通过GLM和MLM两种模型都检测到了18个与油脂性状相关联的分子标记,各标记对表型变异的解释率变幅分别为5.42%～20.69%和4.35%～20.69%。两种分析方法相比,除标记Ct589和Ct178不同外,剩余16个标记在两种分析方法中都能检测到。研究表明:所选74份红花种质资源的群体遗传多样性丰富,结构差异性显著,适合用于红花油脂相关性状的关联分析。本研究为高含油量红花辅助育种提供了新的分子标记资源。