四川省小麦育成品种系谱分析及发展进程

品种系谱蕴含亲本来源、选育方式、亲缘关系等大量信息,对揭示农作物品种演变特点、规律并最终指导育种实践具有重要意义。本文汇总了四川省1936～2017年间326个小麦品种的系谱信息,对育种方式、亲本构成、高频亲本及骨干亲本的变化、遗传贡献、易位系及人工合成种质分布等情况进行了梳理与分析。从20世纪30年代至今,四川省育种家从大量材料中选用387个直接亲本,采用杂交育种等方式,配制数千个组合,从256个组合中选育出314个品种,对四川省小麦生产做出了重要贡献,同时也为小麦育种提供了更为优异的材料基础。四川省小麦育种经历了从无到有,从主要依靠引进材料、地方品种到自主创制材料的过程;高频亲本、骨干亲本随育种进程推进而逐渐变化。易位系和人工合成种质对四川省小麦育种贡献巨大。育种目标的一致性必然导致遗传多样性散失和遗传基础脆弱,今后重点应加强资源的创制、保护和利用。本文通过育成品种的系谱梳理,对四川省小麦的育种发展进程进行了分析,以期为未来种质资源的收集创制和育种研究提供重要参考信息。     

我国茶树主要骨干亲本及其衍生品种(系)的SSR分析

铁观音、黄棪和福鼎大白茶分别是我国乌龙茶和红绿茶育种中的骨干亲本,由他们衍生出了一系列的优良品种,研究他们的遗传多样性及构建指纹图谱将有助于今后茶树育种工作中骨干亲本的合理利用和品种权的保护。本研究利用40对SSR引物对我国乌龙茶骨干亲本铁观音、黄棪及其衍生品种(系)和红绿茶骨干亲本福鼎大白茶及衍生品种进行了研究。结果表明,34份供试品种(系)的基因多样性指数（H）为0.54,平均遗传距离0.58,表明我国茶树主要骨干亲本及其衍生品种(系)具有较高的遗传多样性水平和较大的遗传变异,且90%的遗传多样性来自品种之间的遗传差异。聚类结果表明两套品种(系)各自聚为一类,遗传结构分析也显示两套品种(系)之间存在明显的差异。利用其中5对引物组合构建了供试材料的数码指纹图谱。     

小麦大面积种植品种与骨干亲本的遗传差异解析

为了解小麦大面积种植品种和育种骨干亲本的遗传差异特点,利用分布于小麦全基因组的428个SSR标记对4个大面积种植品种和4个骨干亲本进行了比较分析。结果表明,8个材料间的遗传距离变异范围为0.460~1.126,平均0.876,其中骨干亲本间的平均遗传距离(0.955)高于大面积种植品种(0.718)。骨干亲本中检测到的等位变异数较大面积种植品种高16.4%,前者的平均等位变异(2.90)也略高于后者(2.43)。从不同基因组和染色体来看,骨干亲本在A、B和D基因组上及19对染色体(除了2D和6D)的平均等位变异均高于大面积种植品种。以上分析表明骨干亲本的遗传异质性高于大面积种植品种。进一步比较二者的分子差异,发现骨干亲本中有518个特有等位变异(在大面积品种中没有出现),其中Xwmc513和Xbarc59为骨干亲本共有位点,大面积品种中也检测到315个特有等位变异,其中Xp3029、Xwmc235、Xgwm518、Xgdm43、Xbarc146和Xcfd80为共有位点。前人研究表明骨干亲本的一些染色体区段传递给了大面积种植品种,在它们的形成中发挥了重要作用。本研究发现的特异位点可能是遗传研究中除了骨干亲本重要位点之外的一些需要重点关注的基因组区域,进一步研究有助于解析一个品种是被大面积推广利用或成为骨干亲本的形成原因。     

辽宁省水稻品种品质性状及亲缘关系变化分析

为了解辽宁省水稻品种品质性状及亲缘关系的演变情况,对1991-2015年审定的257份水稻品种进行品质性状分析,并通过亲缘系数、系谱分析了解品种间的亲缘关系和骨干亲本的应用。结果表明,25年来辽宁省水稻品种随着时间的推进表现出子粒变长、变宽,垩白度减少,透明度、直链淀粉含量、胶稠度下降的趋势。总体上随着时间的推进,品种品质性状的相似度和优质率逐步提高。但由于品质性状在不同年份的变异程度有所不同,品质性状的综合表现差异依然较大。随着时间的推进,水稻品种间亲缘系数表现出先下降后上升的特点,每个亲本直接育成品种数呈现出上升趋势。257份水稻品种共形成22个骨干亲本,利用的骨干亲本也越来越集中,丰锦、辽粳5号、辽粳326、辽粳454、辽粳294、辽星1号是辽宁省水稻育种中重要的优质骨干亲本。今后辽宁省水稻优质品种选育过程中应在利用现有骨干亲本的基础上,拓宽品种遗传基础,将外观品质、加工品质的优化作为品质改良的主要方向。     

小麦骨干亲本阿夫及其衍生品种（系）的高分子量麦谷蛋白亚基演变分析

阿夫是我国小麦育种的骨干亲本之一,由其衍生的品种(系)有171个.为了了解阿夫对衍生品种在品质育种上的贡献,本文利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(SDS-PAGE)对阿夫及其衍生品种(系)的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成与演变进行了分析.结果表明,阿夫HMW-GS组成为1/14+15/2+12,品质得分8.5分;而在衍生品种(系)中,携带与阿夫HMW-GS组成相同的品种占7.01%,平均品质得分7.68分,低于亲本阿夫.其中,由阿夫衍生的子一代到子四代品种中,携带与阿夫相同的14+15优质亚基的品种分别占28.30%、19.74%、9.09%和7.69%,平均品质得分分别是7.74分、7.84分、7.56分和7.23分,均低于亲本阿夫.结果说明,骨干亲本阿夫对其衍生后代在品质改良上的贡献很小,而主要贡献可能是当时育种目标需求的抗条锈病和丰产性等性状.     

浙江育成和审定水稻品种分析(1980-2019)

浙江是水稻种植小省,但培育出众多大品种和骨干亲本,及时总结浙江的水稻育种经验和成果,有助于了解育种历史,对育种家选择亲本具有参考价值。基于VBA,编写程序,分析"中国水稻品种及其系谱数据库"中收录的浙江育成和审定水稻品种。1980-2019年,浙江省育成品种655个、审定品种514个,生产上大面积应用品种291个。分析发现审定品种的平均单产逐步提高,蒸煮食味品质有改善,外观品质的垩白度和透明度也有改进,白叶枯病抗性没有明显变化,稻瘟病抗性有所下降,但优于同期同稻区全国平均水平。     

基于SSR标记的寒地水稻品种骨干亲本分析

富士光、藤系138、上育397和五优稻1是20世纪90年代至今寒地水稻品种选育的骨干亲本。利用50对SSR引物对上述骨干亲本及其衍生品种进行聚类分析和主坐标分析(principal coordinate analysis, PCO),结果表明,50对SSR引物在51份供试材料中共检测到150个等位基因,变化范围为2~6个,平均为3个;引物PIC的变化范围为0.0725~ 0.6845,平均0.3655;聚类分析将51份材料分为4类,4个骨干亲本分别被聚到4类中;PCO分析显示,四个骨干亲本相距较远,呈独立的分支,衍生品种围绕着骨干亲本分布;在检测出的39个稀有等位基因中,仅有3个存在骨干亲本中。表明近年寒地水稻品种遗传改良是围绕少数骨干亲本进行的,骨干亲本将大部分优良基因传递到了衍生品种中,SSR分析和PCO分析与系谱分析得到了一致的结果。     

四川省棉花品种现状分析

对1985～1996年四川省棉花品种区域试验资料的分析结果表明：在近10年间四川选育的棉花品种单产水平有较大提高,但纤维品质的改良进展较缓慢,分析其原因,主要是亲本间亲缘关系较近,亲本组配以品种间杂交为主,对海岛棉、亚洲棉及其衍生材料等未能充分利用。要选育优质、高产、抗逆性强的棉花品种,应加强对棉花资源材料的研究,拓宽育种亲本的利用范围,利用现代生物技术与常规育种技术有机结合,加快品质育种进程,培育出具有突破性的品种是当务之急。     

辽宁花生品种系谱分析及农艺性状的演变

分析了辽宁省1949-2012年育成的95个花生品种系谱及农艺性状的演变。结果表明:辽宁花生育成品种共涉及100个亲本,其中,来自辽宁的有45个,49个是育种单位的中间材料,鲁花12号、白沙1016、伏花生、豫花11号等是辽宁花生育成品种的骨干亲本。进入21世纪以来,辽宁省育成的花生品种株高、侧枝长逐渐增加,从变异区间来看,百仁重、出米率呈增加趋势,而粗蛋白与粗脂肪含量变化较小。在分析辽宁省花生育种背景的基础上,提出辽宁省花生育种上宜重视回交手段的利用,发展食用型品种,把抗旱、抗寒、抗病、抗虫、耐连作作为重要的育种目标,利用生物技术手段和野生资源加速育种进程,进一步拓宽辽宁花生品种的遗传基础。     

小麦骨干亲本南大2419对衍生品种（系）HMW-GS的贡献分析

南大2419是我国小麦育种的骨干亲本之一。为了了解南大2419对衍生品种（系）在品质育种上的贡献,本文利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术（SDS-PAGE）对南大2419及其99个衍生品种（系）的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成与演变进行了分析。结果表明,南大2419 HMW-GS组成为N/7 8/2 12,品质得分7分。衍生品种（系）的平均品质得分7.62分,高于亲本南大2419;其中N/7 8/2 12组合的品种占45.45%,且该类型在每一代都是优势组合。南大2419 HMW-GS在后代中得到了较好的遗传,在子一代到子四代中,Null、7 8、2 12亚基出现的频率均高于50%,最高可达100%。衍生品种（系）中,12个大面积推广的品种都具有与南大2419相同的丰产性高、适应性好、抗性强的优点,但HMW-GS均不是优质组合。说明骨干亲本南大2419由于本身品质上的局限,对其衍生品种在品质遗传改良上的贡献很小,其主要贡献是传递丰产性状。     

法国用诱变育种技术替代转基因农作物

为改良传统农作物的品种和性能,法国采用植物诱发突变技术育种已有近80年的历史。据世界粮农组织估计,2007年全球共种植2550种诱变育种农作物,其中近一半为粮食作物,生态农田也采用诱变育种的农作物品种。诱变育种农作物与转基因农作物不同,主要利用物理或化学的因素处理作物,使其发生基因突变。基因突变是作物变异进化的根本来源,为作物进化提供了最初的原材料。     

河南省主要小麦品种的系谱分析及利用

经系谱分析表明，自建国以来，河南省小麦品种选育中起骨干作用的亲本为三大系：地方品种辉县红及其衍生系，意大利“St．”系统及其衍生系，意大利阿夫及其衍生系。这项分析说明加强对地方品种和从意大利引进品种的收集、鉴定与利用是非常重要的。今后必须注重收集小麦近缘植物，同时对地方品种作深入的鉴定分析，并进行远缘杂交和特殊性状材料的复交，以创造出更多的优异种质，供育种和生产利用。     

甘蔗杂交品种核心种质重要农艺性状评价及亲缘关系分析

以107份甘蔗杂交品种核心种质为研究材料,ROC22为对照品种,通过新植和宿根2年的田间试验,对蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等性状进行最小显著差数法(LSD)两两比较和Duncan多重比较评价,筛选优异材料,利用SSR分子标记建立优异材料与我国骨干亲本的亲缘关系。结果表明36份材料在蔗茎公顷产量、甘蔗蔗糖分、公顷含糖量等指标上优于对照品种,可作为亲本进行杂交,且蔗茎公顷产量对公顷含糖量的影响远大于甘蔗蔗糖分对公顷含糖量的影响;20对SSR引物扩增得到292个标记,其中283个为多态性标记;优异材料与我国骨干亲本相似性系数范围在0.384~0.590之间,平均为0.437,存在较大的遗传差异;UPGMA聚类可将所有材料划分为5个类群,蔗茎公顷产量和公顷含糖量表现优异的材料在各类群都有分布,甘蔗蔗糖分表现优异的材料主要集中在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群,Ⅲ类群更集中;本研究为甘蔗种质创新、遗传育种提供了优异亲本材料,为杂交组合的配制提供重要指导。     

小麦骨干亲本碧蚂4号系谱品种HMW-GS组成分析

利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对小麦骨干亲本碧蚂4号80个衍生品种、系谱当中涉及的18个中间亲本、碧蚂4号6个姊妹系品种及其亲本共106个品种(系)的HMW-GS组成进行分析。结果表明,碧蚂4号HMW-GS组成为Null、7+8、2+12。在Glu-B1位点,碧蚂4号的7+8亚基与一代衍生品种的3个亲本均不同,其在衍生一代中的遗传受到了显著的选择,遗传频率达到84.6%;6个(54.5%)二代衍生品种的亲本含有与碧蚂4号相同亚基,该代7+8亚基的遗传频率仍最高,达到64.1%;三代和四代衍生品种的5个亲本中只有北京6号和矮秆早含有7+8亚基,这两个世代7+8亚基遗传频率明显降低,7+9成为主要类型,频率分别达到了69.2%和64.3%。在Glu-A1和Glu-D1位点,各有11个(64.7%)中间亲本具有与碧蚂4号相同的亚基,它们分布于不同子代涉及的中间亲本中,Null和2+12亚基在其衍生的4个世代品种的遗传频率均不小于76.9%。系谱分析发现,在三代和四代,中间亲本HMW-GS组成遗传频率显著增加,其中以洛夫林10的Null、7+9、2+12亚基为主。由于HMW-GS组成不是碧蚂4号系谱品种育成时期的选择目标,对骨干亲本碧蚂4号和洛夫林10号被选择的Glu-B1位点进一步研究有助于解析骨干亲本的形成原因。     

平榛种质资源坚果农艺性状鉴定与评价研究

平榛是我国重要的榛属植物资源,为鉴定、评价和保护平榛种质资源,提高其利用效率,采用主成分分析和聚类分析方法对99份平榛种质资源坚果的主要农艺性状进行了鉴定和综合评价。结果表明:平榛种质资源坚果的24个性状具有丰富的遗传多样性;10个数量性状的主成分分析确定了4类影响因子,反映了育种选择方向及潜力;基于各种质间形态性状的遗传差异,将99份平榛种质划分为5大类群,第Ⅰ类群可作为选育果面光滑品种的育种和候选亲本材料,第Ⅱ类群可作为选育大粒型、适宜机械化加工的育种和候选亲本材料,第Ⅲ类群具有作为市场产品的潜力,第Ⅳ类群可作为选育圆形、果面无条纹的育种和候选亲本材料,第Ⅴ类群可作为选育高丰产性品种的育种和候选亲本材料。上述研究为平榛种质资源的评价、保护和选优工作提供了基础数据。     

优异种质资源克4430-20在黑龙江省大豆育种中的应用

本文分析了克4430-20的来源及特征特性,研究了克4430-20作为优异亲本的利用情况及其衍生品种的生产应用情况.研究结果表明,克4430-20是黑龙江省衍生品种最多的大豆种质资源之一,以其作直接或间接亲本共衍生42个高产大豆品种.1个品种获国家科技进步二等奖,1个品种获国家科技进步三等奖,4个品种获省科技进步二等奖,2个品种获省科技进步三等奖.克4430-20在育种中的成功应用,说明优异大豆种质资源的创新对大豆育种至关重要,选择配合力高的亲本进行杂交组配可有效提高大豆的育种效率.     

小麦骨干亲本碧蚂4号系谱种HMW-GS组成分析

利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对小麦骨干亲本碧蚂4号80个衍生品种、系谱当中涉及的18个中间亲本、碧蚂4号6个姊妹系品种及其亲本共106个品种(系)的HMW-GS组成进行分析.结果表明,碧蚂4号HMW-GS组成为Null、7+8、2+12.在Glu-B1位点,碧蚂4号的7+8亚基与一代衍生品种的3个亲本均不同,其在衍生一代中的遗传受到了显著的选择,遗传频率达到84.6%;6个(54.5%)二代衍生品种的亲本含有与碧蚂4号相同亚基,该代7+8亚基的遗传频率仍最高,达到64.1%;三代和四代衍生品种的5个亲本中只有北京6号和矮秆早含有7+8亚基,这两个世代7+8亚基遗传频率明显降低,7+9成为主要类型,频率分别达到了69.2%和64.3%.在Glu-A1和Glu-D1位点,各有11个(64.7%)中间亲本具有与碧蚂4号相同的亚基,它们分布于不同子代涉及的中间亲本中,Null和2+12亚基在其衍生的4个世代品种的遗传频率均不小于76.9%.系谱分析发现,在三代和四代,中间亲本HMW-GS组成遗传频率显著增加,其中以洛夫林10的Null、7+9、2+12亚基为主.由于HMW-GS组成不是碧蚂4号系谱品种育成时期的选择目标,对骨干亲本碧蚂4号和洛走林10号被选择的Glu-B1位点进一步研究有助于解析骨干亲本的形成原因.     

油菜品种及高油育种材料遗传多样性SSR分析

通过SSR标记分析91份油菜品种、骨干亲本和高油自交系,以及作为参考物种的芥菜型油菜、白菜型油菜、埃塞俄比亚芥等8份材料之间的亲缘关系及遗传多样性,为油菜杂种优势利用育种提供理论依据。筛选48对SSR引物对99份参试材料进行扩增,共检测到255个多态性条带。UPGMA聚类将99份材料聚为5组:第Ⅰ组包括89个材料,均为甘蓝型油菜;第Ⅱ组有埃塞俄比亚芥和‘G8白’2个白花材料;第Ⅲ组包括4个芥菜型材料;第Ⅳ组包括3个白菜型材料;第Ⅴ组仅有‘秦芥2008’。第Ⅰ组89个甘蓝型油菜又可分为5个亚组。第i亚组包括43个材料,主要为陕西的恢复系、华中农业大学和浙江材料;第ii亚组包括9个材料,以陕西材料为主;第iii亚组包括12个材料,以贵州和国外材料为主;第iv亚组包括19个材料,主要为中国农科院油料作物所、浙江农科院和安徽的材料;第v亚组包括‘浙油758’、‘147C’等6个材料。而且来自同一育种单位的大部分材料具有较高相似性,这可能是由于育种单位频繁使用少数核心骨干亲本所造成的。     

黑龙江粳稻育种亲本主要农艺及品质性状的筛选及类群划分

基于16个农艺和品质性状,选取36份黑龙江2017年主导推广的粳稻品种,采用主成分分析、聚类分析和判别分析方法,确定了活动积温、产量、胶稠度等9个主成分性状因子、判别函数,并成功划分了4个类群。在此基础上,对19份亲本进行类群划分分析,明确了今后育种实践中,组配亲本选择顺序依次是相邻类群间、间隔一个类群间和同一类群间;对黑龙江近12年审定的170份粳稻品种进行类群划分,为育种家和研究者在亲本选配方面提供直观、便捷、量化的参考依据,提高育种准确性,减少盲目性。通过本研究,初步构建了基于农艺和品质性状的黑龙江粳稻育种亲本类群体系,以期为寒地粳稻育种亲本选配及品种资源类群划分提供科学有效的理论参考。     

超级早籼稻“中早39”的高产育种研究

利用高产早籼嘉育253和高产抗稻瘟病早籼品种中组3号为亲本,采用分离世代自然病圃鉴定结合稻瘟病混合菌株人工接种抗性筛选方法,通过系谱法和产量比较试验,最终选育获得高产抗稻瘟病早籼稻新品种中早39。对超级早籼稻品种中早39及其系谱亲本嘉育253和中组3号进行产量相关性状、光合特性、叶面积指数和光合色素含量等测定和比较分析,发现中早39的每穗总粒数和结实率优于其系谱亲本,库容优势明显;中早39在齐穗后20天保持最高的净光合速率,其叶面积指数和各光合色素含量也优于系谱亲本;因此,中早39具有超高产光合生理特性。育种初期选用了高产亲本,且在生育后期中早39比其系谱亲本具有更优的光合生理特性,是水稻高产育种中优良性状的整合和后期功能型超级稻特性的体现;中早39超高产优势来自于品种选育过程中源库的优化、株叶形态的改善;中早39的选育研究为水稻高产育种提供了参考信息。