薏苡新品种特异性、一致性和稳定性测试指南研制

植物新品种满足特异性、一致性和稳定性(合称DUS)是授予品种权的前提条件之一。DUS测试指南是开展DUS测试的技术依据。本文详细介绍了薏苡DUS测试指南的研制过程,包括适用范围、繁殖材料的要求、测试性状的选择、性状表达状态和相应代码的确定、标准品种的筛选、DUS判定标准和技术问卷的设计等。薏苡指南的研制对促进中国薏苡新品种保护,鼓励品种创新及加强品种管理具有重要意义。     

基于DUS测试的水稻标准品种形态性状多样性分析

对水稻DUS测试标准品种进行多样性评价,为DUS测试标准品种的选择和优化提供依据。以DUS测试指南中规定的49个水稻标准品种为材料,根据2008年在杭州田间试验对59个形态性状的调查数据,利用PopGen32软件计算了等位变异数、有效等位变异数和Shannon's多样性信息指数,对标准品种的形态性状多样性进行了评价;并根据其多样性参数采用NTSYS软件对标准品种进行了聚类分析。结果表明,59个形态性状在19份籼稻和30份粳稻品种中分别检测到201和262个等位变异,平均每个性状可以检测到3.4068（籼稻）和4.4407(粳稻)个等位变异,籼、粳稻类群中59个性状的平均Shannon's多样性指数分别为0.8318（0~1.7674）和0.9828（0~1.8547）。聚类分析结果表明,籼、粳稻群体内品种间的形态性状相似系数分别介于0.45~0.81和0.36~0.76,取相似系数0.70为阈值,可将19份籼稻和30份粳稻品种分别分为16和27类。多样性分析表明本研究的49个品种形态性状多样性丰富,具有标准品种性状描述的示例和校正作用;根据聚类分析结果,可将现有标准品种的数量减少至43个。本研究为水稻新品种DUS测试中标准品种的选择和优化提供了参考依据,同时也可供研制其他植物的DUS测试标准借鉴。     

基于表型性状的芍药不同品种群亲缘关系分析

芍药品种变异丰富,表型性状的研究对各品种进行科学分类及亲缘关系的研究具有重要意义。本研究以芍药DUS测试指南(2012版)为依据,以不同品种群的47个芍药品种为研究对象,选取了株高、分枝能力、茎秆颜色等33个表型性状(二元性状9个,数量多态性状3个,定性多态性状21个)进行了R型聚类分析、主成分分析和Q型聚类分析。结果表明:基于33个表型性状的聚类结果可以较好地区分芍药不同品种群的品种,其中国内品种与大多数国外品种亲缘关系较远;杂种芍药品种群的品种由于多亲本参与,起源复杂,聚类结果比较分散;伊藤品种群与杂种芍药品种群存在较近亲缘关系。本研究与前人利用形态和分子标记进行品种分类的结果基本一致,能够较准确反映品种间、品种群间的亲缘关系。     

六出花属DUS测试性状筛选与评价

以39份六出花品种为试材,对51个候选性状进行观测,比对不同测量方式对花相关数量性状的影响,并同时研究了同品种中外花被片与侧外花被片长度的相关性。结果表明:"花序:花序梗长度"和"花:花梗长度"不满足DUS测试性状要求,最后筛选出43个性状作为DUS测试性状。12个数量性状可分别划分为3~7级;不同观测方式对花相关数量性状具有影响,推荐DUS测试时采用随机观测方式;不同批次的同一品种观测结果部分性状上存在差异;多数品种的中外花被片长度与侧外花被片长度之间呈线性正相关;形态性状的聚类分析结果支持将"花:主色"作为分组性状。     

榆耳种质资源主要农艺性状的数量评估

榆耳是我国东北地区食药用菌之一,对肠胃系统疾病具有极高的治疗效果,在中国已开始推广栽培,但目前尚不清楚哪些性状主要受遗传因素影响,哪些性状主要受环境因素影响,也无区分品种间性状差异的标准。因此本研究对26个榆耳性状进行R型聚类分析和主成分分析,明确DUS测试性状。结果表明,榆耳农艺性状具有较大的差异,R型聚类分析可知性状间具有较好的相关性,在欧氏距离3.57处,可将性状分为两大类。主成分分析可知性状的提取值大多数都在0.9以上,性状重要性均较高,将26个性状分为9个主成分,累计贡献率达到94.458%,筛选出12个性状为榆耳种质资源评价的主要指标。本研究旨在为榆耳的品种保护提供依据,从而推动产业的健康可持续发展。     

水稻新品种测试的标准品种DNA指纹图谱多样性分析

以植物新品种特异性、一致性和稳定性(DUS)测试指南中选定的49个水稻标准品种为材料,采用农业行业标准(NY/1433-2077)中推荐的24对水稻SSR引物进行DNA指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明,24对SSR引物在19个籼稻和30个粳稻品种中分别检测到141和156个等位变异,平均每对引物可以检测到5.88(籼稻)和6.50(粳稻)个等位变异;籼、粳稻类群中24对SSR引物的平均Shannon's多样性指数分别为1.5141(1.0460~1.9959)和1.4389(0.4677~2.4503);经聚类分析后,籼、粳稻群体内品种间的相似系数分别介于0.45~0.81和0.36~0.76,取相似系数0.72为阈值,可将19个籼稻和30个粳稻品种分别分为16类和28类。由此可见,本研究的49个品种的遗传多样性丰富。结合形态性状和基因型聚类分析结果,可将现有的49个水稻DUS测试标准品种减少到46个。     

SRAP标记与形态学标记在西瓜DUS测试中的比较

DUS（特异性、一致性和稳定性）测试是进行新品种申请的必要步骤。本文以28个不同的西瓜品种为研究对象,分别采用21对SRAP引物标记和54个用于DUS测试的形态学标记对其进行遗传多样性分析,其中SRAP引物在不同品种间的多态信息含量（PIC）在52.5%~89.2%之间,平均值为72.0%,计算得到的各材料间相似系数在0.92至0.99之间,而形态学标记统计得到各材料间相关系数在0.50到0.85之间。采用UPGMA法对所有材料进行聚类分析,SRAP分子标记聚类划分成四类,形态学标记将其划分为五类。对两种标记所得的结果进行相关性分析得出两者的相关系数为0.218,表明形态学标记和SRAP标记在这些材料上表现的相关性不是很高,但在品种鉴定和区别上SRAP标记表现出一定的优势,可以作为DUS测试的一种有益补充。     

基于表型性状的玉米特异性测试近似品种筛选方法

特异性、一致性和稳定性是植物品种权授权、品种审定、登记的基本条件。近似品种选择是特异性测试的技术关键。本研究依据玉米DUS测试指南,对黄淮海地区3696份玉米品种进行了多年同一测试地点的性状观测,构建了黄淮海地区玉米品种测试性状数据库。通过对不同测试性状表达状态代码波动范围的研究,将玉米测试性状根据表达稳定性分为4级,确定了玉米品种27个测试性状表达状态代码的波动范围。在上述工作基础上,建立了基于测试性状表型数据库的近似品种筛选方法,提高了近似品种筛选的严谨性和效率。     

基于形态性状的菊属与亚菊属植物亲缘关系研究

依据菊花DUS测试指南中性状观测和分级的方法,记录了菊属、亚菊属共31个物种叶片和花序的共计8个定性多态性状,并测量了各物种叶片的14个形态指标,将其转换为7个数量多态性状,分别基于定性多态性状代码和叶片数量多态性状数值利用聚类分析研究其亲缘关系,将两次聚类结果进行比较。结果发现,基于定性多态性状和叶片数量多态性状的聚类结果均可以对菊花近缘属植物进行亲缘关系分析,并与前人利用分子标记的亲缘关系研究及植物学传统分类的研究结果一致,能够较准确地反映种间亲缘关系。而利用菊花DUS测试相关定性多态性状的信息进行亲缘关系研究,具有准确度高、采样简便、工作量小的优点。     

玉簪属品种DUS测试中数量性状的测定方法探索

利用74份玉簪品种对19个数量性状进行筛选和分级研究,并对不同性状的测量时期和部位进行了探讨。结果表明:叶柄宽度的测试方式采取自然状态下直接测量,花序梗长度测量从基部到第1花苞片着生处的长度,苞片性状全部观测第1花苞片,花相关性状以1~3花中的完全开放花为观测对象;所有候选性状均符合DUS测试指南性状选用的条件,可分为3~9个连续的分级;植株、叶片的观测可改在开花期观测,花序相关性状则在末花期观测。     

Use of SSR markers to complement tests of distinctiveness, uniformity, and stability (DUS) of pepper (Capsicum annuum L.) varieties

This study was carried out to assess the potential of SSR markers for variety identification by comparing SSR markers and morphological traits in tests of distinctiveness, uniformity, and stability (DUS) of pepper (Capsicum annuum L.) varieties. Twenty-seven SSR markers were polymorphic in 66 pepper varieties, revealing a total of 89 alleles. Average polymorphism information content (PIC) value was 0.529, ranging from 0.03 to 0.877. Cluster analysis of the band patterns separated the varieties into three groups corresponding to varietal types. Morphological trait-based clustering showed some degree of similarity to dendrogram topologies based on the SSR index. However, no significance correlation was found between the SSR and morphological data. SSR markers could be used to complement a DUS test of a candidate variety and to select complimentary varieties by pre-screening existing varieties in the context of protecting new varieties of pepper.     

Assessment of genetic variation among commercial tomato (Solanum lycopersicum L) varieties using SSR markers and morphological characteristics

Simple sequence repeats (SSR) is one of the most suitable markers for variety identification as it has great discrimination power for varieties with limited genetic variation. Genetic characterization of commercial tomato varieties was investigated using 33 SSR markers and 22 morphological traits. Thirty three SSR primer pairs were screened for 63 tomato varieties. A total of 132 polymorphic amplified fragments were obtained by using 33 SSR markers. The average polymorphism information content (PIC) was 0.628 ranging from 0.210 to 0.880. One hundred thirty two SSR loci were used to calculate Jaccard's distance coefficients for UPGMA cluster analysis. A clustering group of varieties, based on the results of SSR analysis, were categorized into cherry and classic fruit type varieties. Almost all of the varieties were discriminated by SSR marker genotypes. The relationship between morphological and molecular data for 33 varieties out of 63 varieties was analyzed using Mantel matrix correspondence test. The correlation value between two methods was 0.644. However, SSR based dendrogram topology showed some similar form with morphological traits at the two main groups. Therefore, these markers may be used wide range of practical application in variety identification and pre-screening for distinctiveness test of tomato varieties.     

西瓜DUS测试标准品种SSR指纹图谱构建及应用

本研究采用代表最大限度西瓜遗传多样性的SSR核心引物组合,分析了西瓜DUS测试指南中的24份标准品种遗传多样性与核酸指纹。以基于重测序获得的SNP标记构建的17份西瓜材料的系统发育树为参照,对24份标准品种进行了遗传多样性分析,在遗传相似系数0.80处将24份标准品种分为3大类群,分析表明：核酸指纹分类比传统形态学分类更为准确。采用二维（QR）编码构建了西瓜24份标准品种的SSR指纹图谱,并利用本技术以保护品种“京欣2号”与对照品种“京欣1号”为例,进行了DUS分子鉴定测试,共扩增32个SSR位点,“京欣1号”和“京欣2号”之间存在4个位点的差异,品种间遗传相似系数为0.89,比形态学鉴定的差异位点更多且更准。本研究建立的西瓜DUS标准品种SSR指纹图谱与分子检测技术,可以应用到西瓜品种DUS分子检测实践,同时也为西瓜品种纯度与真实性鉴定及遗传背景分析提供了技术方案。     

基于DUS测试性状的玉米自交系形态多样性分析

利用DUS测试中的47个性状对15份普通玉米自交系和13份糯玉米骨干自交系进行了形态多样性研究。结果表明:本研究所选用的普通玉米自交系较糯玉米自交系的形态变异更为丰富;47个性状的Shannon-Weaver多样性指数存在较大差异。聚类分析表明,糯玉米自交系紧密地聚在一起,与普通玉米自交系存在较大形态差别。DUS测试性状涵盖的信息量大且受环境影响相对较小,可应用于玉米自交系的形态多样性分析。     

扬州芍药栽培品种表型多样性分析

于2015年对扬州大学芍药种质资源圃中170个芍药(Paeonia lactiflora Pall.)栽培品种进行了全面调查,记录和分析了11种性状多样性。结果表明,芍药栽培品种具有丰富的表型多样性,平均多样性指数为1.538,总体上数量性状形态多样性指数大于质量性状。通过主成分分析,筛选出特征值大于1的前5个主成分,贡献率大小依次为花瓣宽度、株高、雄蕊数量、叶色和茎粗。聚类分析结果表明,不同芍药栽培品种间的平均遗传距离约为10.0,其聚类组群结果与芍药的株高有较大的相关性。     

Development and evaluation of robust molecular markers linked to disease resistance in tomato for distinctness, uniformity and stability testing

Molecular markers linked to phenotypically important traits are of great interest especially when traits are difficult and/or costly to be observed. In tomato where a strong focus on resistance breeding has led to the introgression of several resistance genes, resistance traits have become important characteristics in distinctness, uniformity and stability (DUS) testing for Plant Breeders Rights (PBR) applications. Evaluation of disease traits in biological assays is not always straightforward because assays are often influenced by environmental factors, and difficulties in scoring exist. In this study, we describe the development and/or evaluation of molecular marker assays for the Verticillium genes Ve1 and Ve2, the tomato mosaic virus Tm1 (linked marker), the tomato mosaic virus Tm2 and Tm2 ² genes, the Meloidogyne incognita Mi1-2 gene, the Fusarium I (linked marker) and I2 loci, which are obligatory traits in PBR testing. The marker assays were evaluated for their robustness in a ring test and then evaluated in a set of varieties. Although in general, results between biological assays and marker assays gave highly correlated results, marker assays showed an advantage over biological tests in that the results were clearer, i.e., homozygote/heterozygote presence of the resistance gene can be detected and heterogeneity in seed lots can be identified readily. Within the UPOV framework for granting of PBR, the markers have the potential to fulfil the requirements needed for implementation in DUS testing of candidate varieties and could complement or may be an alternative to the pathogenesis tests that are carried out at present.