中国李种质资源形态性状和农艺性状的遗传多样性分析

以国家果树种质熊岳李杏圃中保存的405份中国李和杂种李为材料,依据32个主要形态性状和农艺性状的评价数据,对这些主要性状进行了遗传多样性、相关性和主成分分析.结果表明,中国李表现出丰富的遗传多样性;从字符型形态和农艺性状数据看,叶形、果形、果皮彩色和果肉色泽等性状均表现出较为丰富的多样性;从数值型形态和农艺性状数据看.各性状的变异系数为47.09%～14.85%;其中单果重的变异系数最大,为47.09%,其变幅为4.50～107.90g.其次是维生素C含量,变异系数为40.44%,变幅为0.80～14.70mg/100g;相关性分析得出,节间长度与一年生枝条长度和可溶性糖含量呈正相关,果实发育期与可溶性固形物和可溶性糖含量也呈正相关,而与可滴定酸和维生素C含量呈负相关.     

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。     

中国甜瓜种质资源形态性状遗传多样性分析

对我国各地257份代表性的甜瓜种质资源的20个形态性状进行调查分析,研究其遗传多样性。结果表明,7个质量性状(果实形状、果皮底色、覆纹颜色、覆纹形状、果肉颜色、果肉质地和种子颜色)和6个数量性状(果实横径、果实纵径、单果鲜重、果肉厚度、可溶性固形物含量和种子千粒重)差异明显,其Shannon’s指数分别大于1.00和1.50。所有种质的平均遗传多样性指数为1.09,不同地区种质资源遗传多样性差异明显,多样性指数高低次序分别为：西北、华中、华东、华北、东北和华南。主座标标分析(PCO)将所有种质划分为3个区域,即厚皮种质优势区、厚皮和薄皮种质混合分布区、薄皮种质优势区,不同地区的种质在PCO图上的分布差异明显,西北地区的厚皮甜瓜种质和华中、华东地区的薄皮甜瓜种质广泛分布于3个区域中,其形态遗传多样性比其他地区的种质更加丰富,支持了新疆地区为厚皮甜瓜次级起源中心、黄淮及长江流域为薄皮甜瓜初级起源中心的观点。     

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。     

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。     

燕麦种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析

燕麦种质资源是燕麦育种的重要基础,对燕麦遗传多样性的研究不仅有助于种质资源的搜集、管理和利用,也有利于进行核心种质的研究。为了解不同地区燕麦种质资源在农艺性状上的遗传多样性,对74份皮、裸燕麦种质资源13个性状的遗传多样性进行了聚类分析与主成分分析。结果表明:各性状的遗传多样性指数较大,多样性指数最高的是主穗粒重,其次是千粒重和穗长;性状变异系数最大的是单株分蘖数,其后依次为单株粒重和主穗粒重,最小的为株高;根据品种间各性状的遗传差异,通过聚类分析将74份资源材料划分为5类,其中36份皮燕麦资源被分为2类,26份裸燕麦资源被分为2类,7份皮燕麦和5份裸燕麦被分为一类,其中,类群Ⅰ可作为高产育种目标的亲本,类群Ⅲ可作为粒型育种目标的亲本,类群Ⅳ、Ⅴ可作为株高和小穗等育种目标的亲本;8个数量性状主成分分析的结果表明,前4个主成分对变异的累计贡献率达86.27%,第一主成分反应产量,第二主成分反应粒型,第三、第四主成分分别反应分蘖数和株高。     

国外甜瓜种质资源形态性状遗传多样性分析

对250份国外甜瓜(Cucumis melo)种质资源的19个形态性状多样性进行研究。结果表明, 国外甜瓜种质资源具有丰富的形态多样性, 平均遗传多样性指数为1.378。9个质量性状(果实形状、果皮底色、覆纹颜色、覆纹形状、网纹密度、网纹粗度、果肉颜色、果肉质地和种子颜色)和4个数量性状(单果鲜重、果肉厚度、可溶性固形物含量和种子千粒重)变异明显, 其Shannon’s指数分别大于1.0和1.9。不同生态区间种质资源遗传多样性差异明显, 多样性指数由高到低依次为: 南亚(1.512)、东北欧(1.404)、西欧(1.372)、北美(1.340)和东亚(1.281)。通过聚类分析将所有甜瓜种质划分为四大组群, 即南亚组群、东北欧组群、西欧北美组群和东亚北美组群。以印度为代表的南亚甜瓜种质形态多样性水平较高, 支持了印度次生大陆为甜瓜起源中心的观点。     

木豆种质资源形态与农艺性状的多样性分析

为挖掘优异木豆(Cajanus cajan)种质资源,对10份木豆种质资源的10个质量性状和18个数量性状的遗传多样性进行了研究,并对其农艺性状进行了聚类分析。结果表明,质量性状的遗传多样性指数均较大,以鲜荚色(1.9219)的最高,其次是旗瓣点缀色、鲜籽粒颜色和干籽粒底色,多样性指数均为1.4855;再次为干籽粒色斑、干籽粒脐环色和有无种阜,均为0.8813;最小的是小叶叶形、旗瓣底色和株型,均为0.7219。聚类分析可将10份木豆种质资源划分为中茎稀疏型、中茎密生型和粗茎密生型3大类型。这为木豆品种选育提供了科学依据。     

西瓜种质资源主要植物学性状遗传多样性及相关性分析

以我国西瓜甜瓜种质资源中期库内1200份西瓜(Citrullus Lanatus (Thunb) Matsum&Nakai)种质为材料,对果实重量、果肉颜色、中心糖、种子千粒重等12项主要植物学性状进行遗传多样性和相关性分析。多样性分析结果表明：12项性状多样性指数平均值为1.71,种子千粒重多样性指数最大为2.37,果实形状多样性指数最小为1.02,其中果皮底色、果皮覆纹颜色、果肉颜色、果实重量、中心糖、种子千粒重性状数据分布较为分散。数量性状变异系数平均值为31.8,变异幅度均大于其平均值1-3倍。各性状主要分布为：果实圆形、浅绿色果皮、深绿色网条形覆纹、红色果肉、种子表面粗糙、果实重量（3.0-6.0kg）、果形指数（0.9-1.0）、果皮厚度（1.0-1.1cm）、果皮硬度（30.0-34.0 kg/cm2）、中心糖度（9.0-10.0%）、种子千粒重（40.0-60.0g）。表明我国西瓜种质资源存在较为广泛的多样性。相关性分析结果表明：果实形状和果形指数、果肉颜色和中心糖、果肉颜色和种子千粒重、果皮厚度和果皮硬度4对性状相关性系数分别为0.700、0.488、-0.214、0.353,在r0.01=0.115水平下,相关性极显著。种子千粒重和中心糖、果实重量和果皮厚度、果实重量和果皮硬度、覆纹颜色和覆纹形状4对性状相关性系数分别为-0.109、0.114、0.104、0.108,在r0.05=0.097水平下,相关性显著。     

西瓜种质资源主要植物学性状的遗传多样性及相关性分析

以我国西瓜、甜瓜种质资源中期库内1200份西瓜种质为材料,对果实重量、果肉颜色、中心糖、种子千粒重等12项主要植物学性状进行遗传多样性和相关性分析。多样性分析结果表明:我国西瓜资源12项植物学性状多样性指数平均值为1.70,种子千粒重多样性指数最大为2.37,果实形状多样性指数最小为1.02,其中果皮底色、果皮覆纹颜色、果肉颜色、果实重量、果实中心糖、种子千粒重性状数据分布较为分散。数量性状变异系数平均值为31.8,变异幅度均比其平均值大1～3倍。相关性分析结果表明:果实形状和果形指数、果肉颜色和果实中心糖、果肉颜色和种子千粒重、果皮厚度和硬度4对性状相关性极显著。种子千粒重和果实中心糖、果实重量和果皮厚度、果实重量和果皮硬度、覆纹颜色和形状4对性状相关性显著。     

Phylogeography of Chinese cherry (Prunus pseudocerasus Lindl.) inferred from chloroplast and nuclear DNA: insights into evolutionary patterns and demographic history

Chinese cherry (Prunus pseudocerasus Lindl.) is a commercially valuable fruit crop in China. In order to obtain new insights into its evolutionary history and provide valuable recommendations for resource conservation, phylogeographic patterns of 26 natural populations (305 total individuals) from six geographic regions were analyzed using chloroplast and nuclear DNA fragments. Low levels of haplotype and nucleotide diversity were found in these populations, especially in landrace populations. It is likely that a combined effect of botanical characteristics impact the effective population size, such as inbreeding mating system, long life span, as well as vegetative reproduction. In addition, strong bottleneck effect caused by domestication, together with founder effect after dispersal and subsequent demographic expansion, might also accelerate the reduction of the genetic variation in landrace populations. Interestingly, populations from Longmen Mountain (LMM) and Daliangshan Mountain (DLSM) exhibited relatively higher levels of genetic diversity, inferring the two historical genetic diversity centers of the species. Moreover, moderate population subdivision was also detected by both chloroplast DNA (G_ST = 0.215; N_ST = 0.256) and nuclear DNA (G_ST = 0.146; N_ST = 0.342), respectively. We inferred that the episodes of efficient gene flow through seed dispersal, together with features of long generation cycle and inbreeding mating system, were likely the main contributors causing the observed phylogeographic patterns. Finally, factors that led to the present demographic patterns of populations from these regions and taxonomic varieties were also discussed.     

不同种源槜李的RAPD分析及主要农艺性状比较

运用RAPD标记方法对18个槜李(Prunus salicina Lindl. )种源及3个外类群的总基因组DNA进行了PCR扩增,在此基础上采用聚类分析方法对不同种源的遗传关系进行了分析,此外对18个槜李种源果实的主要农艺性状也进行了比较分析.RAPD分析结果表明,用从70条随机引物中筛选出的14条随机引物共扩增出71条带,其中多态性条带29条,多态性条带百分率达40.8%.聚类分析结果表明,在欧氏平方距离0.060处可将18个槜李种源和3个外类群分为7组,其中3个外类群分别单独成组,18个槜李种源可分为4组;姚学明和洪魏3这2个种源分别独立成组,洪魏2、王施、洪彭1、凤表1和凤表2等5个种源聚为一组,其他11个种源为一组.18个槜李种源果皮均为红色,其中深红色和暗红色各占50%;根据果实的成熟期可将18个槜李种源大致分为早熟型和晚熟型,成熟期分别为6月中下旬和7月上中旬;比较而言,早熟型的槜李种源具有单果质量较大、可溶性固形物含量较低、花期早3～4 d等特征.RAPD标记和农艺性状的综合分析结果显示,嘉兴地区的这些槜李种源在栽培过程中产生了突变和分化;姚学明这一种源与大多数槜李种源关系密切,并具有一定的优良特性,可能是1个优良种源,值得进行深入研究.     

Simple‐sequence repeat (SSR) markers of Japanese plum (Prunus salicina Lindl.) are highly polymorphic and transferable to peach and almond

Thirty‐five polymorphic microsatellites were developed using a CT/AG enriched genomic library of Japanese plum cv. Santa Rosa. Twenty‐seven of them detected a single locus and eight two or more loci. A high level of variability was observed in a set of eight cultivars for the 27 single‐locus microsatellites: 5.7 average number of alleles per locus; 73% mean observed heterozygosity and 74% discrimination power. Most SSRs were transferable to peach (85%) and almond (78%).     

中国樱桃品种"对樱"再生体系的优化和转基因初探

优化了中国樱桃品种"对樱"不定根离体再生体系,用农杆菌介导法,将抗菌肽B基因导入"对樱",通过抗性筛选获得了44株抗性转化植株.PCR检测有9株为阳性,初步说明抗菌肽基因已整合到"对樱"基因组中.     

A high‐throughput transformation system allows the regeneration of marker‐free plum plants (Prunus domestica)

A high‐throughput transformation system previously developed in our laboratory was used for the regeneration of transgenic plum plants without the use of antibiotic selection. The system was first tested with two experimental constructs, pGA482GGi and pCAMBIAgfp94(35S) that contain selective marker and reporter genes. Transformation was monitored by GUS detection, and estimated transformation efficiencies were 5.7% and 17.7% for pGA482GGi and pCAMBIAgfp94(35S), respectively. Subsequently, an intron‐hairpin‐RNA (ihpRNA) construct, carrying the Plum Pox Virus coat protein (ppv‐cp) gene, without selectable or reporter marker genes was designed. Five transgenic lines were regenerated as confirmed by DNA blot analysis. We believe that this is the first report on the production of marker‐free plants transformed with a potential agronomically important trait in a Prunus species.     

中国花生核心种质中高油酸材料的分布和遗传多样性

利用代表花生基础资源的核心种质分析花生高油酸资源的分布和遗传多样性,结果表明：在花生核心种质中油酸含量高于57%的种质40份,主要分布在密枝亚种（普通型25份和龙生型8份）,少数分布在疏枝亚种（珍珠豆型6份和中间型1份）; 除了10份资源来源于国外（ICRISAT 7 份,美国1份,日本1份和韩国1份,其他种质资源来源于中国12个省市。 同时发现高油酸种质中3份资源的含油量在55%左右,分别是Zh.h4094（油酸66.70%,含油量54.99%）, Zh.h4029（油酸63.50%,含油量55.58%）和Zh.h4319（油酸59.70%,含油量56.04%; 小区产量超过3000 kg/ha 有10 份种质,前三位分别是Zh.h0883 （4086.06kg/ha）, Zh.h1182（3955.00kg/ha）和 Zh.h2910 （3741.00kg/ha）。基于植物学和产量性状分析,前5个主成份（PC）可以解释81.17% 的变异。聚类分析,在域值为0.1942时,可分为6个组。 因此中国花生核心种质中高油酸种质存在丰富的遗传多样性,而且分布较广,高油酸种质的获得对花生高油酸育种提供基础材料。     

Molecular characterization and genetic diversity analysis of soybean (Glycine max (L.) Merr.) germplasm accessions in India

Molecular characterization and genetic diversity among 82 soybean accessions was carried out by using 44 simple sequence repeat (SSR) markers. Of the 44 SSR markers used, 40 markers were found polymorphic among 82 soybean accessions. These 40 polymorphic markers produced a total of 119 alleles, of which five were unique alleles and four alleles were rare. The allele number for each SSR locus varied between two to four with an average of 2.97 alleles per marker. Polymorphic information content values of SSRs ranged from 0.101 to 0.742 with an average of 0.477. Jaccard’s similarity coefficient was employed to study the molecular diversity of 82 soybean accessions. The pairwise genetic similarity among 82 soybean accessions varied from 0.28 to 0.90. The dendrogram constructed based on genetic similarities among 82 soybean accessions identified three major clusters. The majority of genotypes including four improved cultivars were grouped in a single subcluster IIIa of cluster III, indicating high genetic resemblance among soybean germplasm collection in India.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1007/s12298-014-0266-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

豌豆种质资源形态标记遗传多样性分析

通过对国内外不同地理来源624份豌豆资源20个形态性状的评价,初步了解其遗传多样性特点,为解决种质创新与品种改良遗传基础狭窄问题提供思路.对性状表现平均值、变异系数、遗传多样性指数研究结果表明,国内外不同地理来源豌豆资源群闻的遗传变异大;三维主成分分析探测到参试资源由国内和国外两大基因库构成;资源群体间遗传距离的UPG-MA聚类分析结果也表明,国内外豌豆资源聚成两大不同类群,印证了三维主成分分析得到的豌豆资源两大基因库构成的结论.本研究证明基于形态性状评价的遗传多样性分析结果同样可靠.