基于主成分-聚类分析构建甜瓜幼苗耐冷性综合评价体系

为了构建甜瓜(Cucumis melo)种质耐冷性的评价体系并筛选耐冷种质,以19份遗传背景差异明显的甜瓜种质为实验材料,测定低温胁迫下幼苗的9个形态指标和8个生理指标,利用主成分分析、聚类分析及回归分析等多元统计方法对各指标的耐冷系数(α值)进行综合评价。结果表明,低温胁迫下甜瓜幼苗的形态和生理指标发生了明显的变化,其α值的变异系数均大于10%,生理指标的α值变化更为明显。利用主成分分析将原有的17个指标转换为7个独立的综合指标,其累计贡献率达84.64%,以此计算各种质的隶属函数值,并以主成分的贡献率进行加权,最终获得所有种质耐冷性的综合评价值(D值)。基于D值的聚类分析将所有种质按耐冷性强弱划分为3类,其中Oujin为耐冷性最强的种质,Xujin1等11份种质具有中等耐冷性,Qiuxiang等7份种质耐冷性较弱。通过逐步回归分析建立了甜瓜幼苗耐冷性评价的数学模型:D=0.048+0.048POD–0.119SOD+0.097PRO+0.042CRI+0.084RDW+0.206OFW。模型的预测精度大于93.0%。该耐冷性评价体系可广泛用于不同甜瓜种质耐冷性的快速鉴定和预测。     

茄子种质资源的耐冷性鉴定

采用低温胁迫下幼苗叶片冷害指数、种子活力指数、叶片电导百分率为指标,对34份不同类型的茄子种质资源进行耐冷性鉴定。结果表明,活力指数与冷害指数、电导百分率均呈极显著负相关,电导百分率与冷害指数呈极显著正相关。通过耐冷隶属函数值和聚类分析,初步筛选出11份耐冷性较强的材料。     

茄子种质资源的耐冷性鉴定

采用低温胁迫下幼苗叶片冷害指数、种子活力指数、叶片电导百分率为指标,对34份不同类型的茄子种质资源进行耐冷性鉴定.结果表明,活力指数与冷害指数、电导百分率均呈极显著负相关,电导百分率与冷害指数呈极显著正相关.通过耐冷隶属函数值和聚类分析,初步筛选出11份耐冷性较强的材料.     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

粳稻孕穗期耐冷性NILs的形态评价和分子验证

2004年在海拔1916m昆明两种冷害（水温19.5±0.7℃,低田温冷泉水温17.8±1.1℃)、阿子营冷害(海拔2150m,水温18.2±0.22℃)条件下对5个亲本及其25个近等基因系进行耐冷性鉴定,用Statistica对17个农艺性状进行形态聚类和SSR分子标记聚类分析。结果表明：(1)已培育的穗期耐冷性NILs与轮回亲本十和田的形态极为相似,但与耐冷性相关的性状(穗颈长、实粒数、结实率、花药长和花药体积)有明显的差异;(2)从78个SSR标记筛选出了7个标记在十和田和NILs间存在多态性, 其中RM7452标记与耐冷基因连锁,各个近等基因系间遗传背景相似,但与十和田耐冷性差异大,证明了这些NILs是水稻穗期耐冷基因精细定位和克隆的理想材料。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

甜瓜遗传多样性的AFLP分析

利用AFLP(Amplified fragment length polymorphism)分子标记技术对48份甜瓜(Cucumis meloL.)材料遗传多样性和亲缘关系进行了研究.从64对引物中筛选出了10对进行选择性扩增,共扩增出423条带,其中多态性条带172条,多态率为40.66%.聚类分析将供试材料分成了两大类群,即厚皮甜瓜类群和薄皮甜瓜类群,并进一步将厚皮甜瓜类群分成了4个亚类,与甜瓜传统分类结果基本一致.     

新疆甜瓜地方种质资源遗传多样性的SRAP分析

为研究我国新疆甜瓜地方种质资源亲缘关系及其分类,充分高效的利用种质资源,利用SRAP(sequence-related amplified polymorphism technique)标记对117份中国新疆甜瓜地方品种和28份国内外对照材料进行亲缘关系和遗传多样性分析。结果表明,20对SRAP引物共扩增出224个带,其中多态性谱带216个,多态性比率达96%,平均每对引物扩增的带数和多态性带数分别为11.2个和10.8个,每对引物的多态性信息含量PIC值为0.73~0.94,平均为0.85;不同生态区域供试材料的Nei's基因多样性指数(H)和Shannon's信息指数(I)分别为0.1075~0.2560和0.1569~0.4061,中国新疆的南疆、东疆和北疆均高于其他生态区域供试材料,且以南疆最高,具有非常丰富的遗传多样性;不同生态区域甜瓜种质资源的遗传一致度和遗传距离分别为0.6384~0.9919和0.0081~0.4488,其中南疆、东疆和北疆两两之间的遗传一致度均在0.95以上,遗传距离均在0.04以下,三者之间遗传分化较小;中国新疆甜瓜与印度、西亚、西班牙的甜瓜种质资源亲缘关系较近,与韩国、日本、美国和前苏联的甜瓜种质资源亲缘关系较远。聚类分析结果表明,以遗传相似系数0.548为阈值,145份种质材料可分为3大类群;厚皮甜瓜与薄皮甜瓜间在分子水平上没有严格的界限,两者之间亲缘关系的远近在不同的种质材料间差异很大;117份中国新疆甜瓜地方种质资源可分为A(Ⅰ-1)、B(Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-5)、C(Ⅰ-6)、D(Ⅱ)等4大类6个亚类群,与传统4个变种10个品种群分类结果不同,但在每个大类或亚类群中属于同一变种或品种群的材料倾向于聚在一起。     

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。     

大豆耐盐性种质资源SSR遗传多样性及标记辅助鉴定

本研究利用60对SSR引物对93份大豆1级耐盐种质资源和57份盐敏感种质资源(5级)进行分析,以确定耐盐种质资源和盐敏感种质资源的遗传多样性,以及耐盐相关标记在种质资源耐盐性鉴定中的利用程度.60个位点共检测出等位变异792个,平均13.2个,其中耐盐种质资源特有等位变异133个,盐敏感种质资源特有等位变异106个,但76.0%的等位变异频率低于0.10,仅有1.8%的等位变异出现频率高于0.40.耐盐种质资源多态性信息含量(PIC)平均为0.78(0.47～0.90),盐敏感种质资源PIC平均为0.80(0.46～0.94).根据主成分分析,耐盐和盐敏感种质资源多样性分布规律相似.然而,与耐盐基因相关的一个SSR位点的等位变异分布频率在耐盐和盐敏感种质资源间无显著差异.根据UPGMA聚类分析结果,耐盐种质资源按生态区分为3个类群,类群Ⅰ和Ⅲ分别以东北春大豆和北方春大豆为主,类群Ⅱ为黄淮夏大豆和其他生态类型的混合群.     

广西水稻地方品种耐冷性鉴定及相关分析

对419份广西水稻地方品种初级核心种质进行芽期、苗期的耐冷性鉴定及相关分析,结果表明:广西水稻地方品种芽期、苗期耐冷性主要集中在7级和9级,总体耐冷性较弱。芽期、苗期极强耐冷种质(1级)分别为24份和27份,占参试总数的5.73%和6.44%,其中10份种质芽期和苗期均表现极强耐冷(1级)。芽期、苗期耐冷性呈极显著正相关(r=0.66)。粳稻芽期、苗期耐冷性均显著高于籼稻;粘糯稻之间耐冷性差异是由籼粳稻类型的耐冷差异引起的;来自高寒山区稻作区的品种芽期和苗期平均耐冷表现最强。利用34个SSR标记与芽期、苗期耐冷性进行Pearson相关分析,在第7和第9染色体上,各鉴定出1个同时与芽期和苗期耐冷性相关联的位点。本研究为水稻芽期、苗期耐冷育种提供新的抗源材料,并为水稻耐冷基因定位及机理研究奠定基础。     

甜瓜种质资源遗传多样性的SRAP分析

为研究甜瓜材料之间的亲缘关系及其分类, 更有效地利用种质资源, 为培育新品种提供依据, 文章采用 SRAP (Sequence-related amplified polymorphism)技术对61份甜瓜种质资源的遗传多样性进行研究。结果表明: 从42对引物组合中筛选出16对扩增条带清晰、多态性高的引物组合分析供试材料, 共检测出452个位点, 其中265个为多态性位点, 多态性比率达58.63％, 平均每对引物组合产生28.56个位点和16.56个多态性位点。61份材料间的相似系数为0.48～0.93, 平均为0.73。这些结果说明, 供试甜瓜材料具有较为丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明, 61个甜瓜品种中首先可分为薄皮甜瓜与厚皮甜瓜两大类, 彼此亲缘关系最远。以遗传相似系数0.74为截值, 可把供试材料分为5个类群。在生态区域中, 新疆厚皮甜瓜的Nei’s基因多样性指数(0.2231)和Shannon’s信息指数(0.3422)最高。     

番茄砧木种子萌芽期与幼苗期耐冷性关系

为了探讨番茄砧木耐冷性鉴定的便捷指标,筛选耐冷砧木材料,研究了不同温度(28、20、15℃)对40份番茄砧木种子萌芽相关指标的影响及低温胁迫(10℃/3℃)下幼苗冷害指数的变化,并分析了幼苗冷害指数与种子萌芽指标的相关性。结果表明:不同砧木材料种子在28℃条件下的发芽率、发芽指数、活力指数等差异不大,但15、20℃条件下的相关指标及其与28℃的相对值差异显著;不同砧木材料幼苗在昼夜温度10℃/3℃低温胁迫下的冷害指数也存在显著差异,且与低温条件下种子萌芽相关指标呈极显著相关关系,但相关系数以20℃处理大于15℃处理;通过多元逐步回归分析建立的幼苗冷害指数回归模型中仅20℃下的相对发芽率及相对发芽指数入选,模型决定系数达0.984(P0.001);通过对幼苗冷害指数进行聚类分析,可将砧木材料分为耐冷、冷敏感和中间型3类,其中耐冷材料6份、冷敏感材料5份;而采用冷害指数回归模型入选的2个因子进行聚类分析的结果,除1个材料由中间型归为冷敏感型之外,其余39份材料的分类地位完全相同,表明可通过测定20℃条件下种子的相对发芽率和相对发芽指数,对番茄砧木的耐冷性进行早期便捷鉴定。     

应用SSR标记分析鹰嘴豆种质资源遗传多样性

种质资源的遗传多样性是育种工作的基础,本研究利用SSR标记对鹰嘴豆资源进行遗传多样性分析,旨在发掘鹰嘴豆资源中丰富的遗传变异。从48对鹰嘴豆SSR引物中筛选出18对核心多态性引物,对96份不同来源的鹰嘴豆种质资源进行SSR标记的遗传多样性分析。结果表明,18对SSR引物共检测到115个等位变异,占总检测位点的52.99%,每对SSR引物可检测出3~10个等位变异,平均6.39个;平均每个位点多态信息量(PIC)为0.8107,变化范围为0.6661~0.8984。Shannon's信息指数平均为1.4769,变化范围为0.0607~1.9584。PGMA聚类结果表明,在遗传相似系数0.59处,可将96份鹰嘴豆资源分为6个类群,类群Ⅰ包含9份资源,类群Ⅱ包含2份资源,类群Ⅲ包含28份资源,类群Ⅳ包含4份资源,类群Ⅴ包含40份资源,类群Ⅵ包含13份资源。本研究对我国鹰嘴豆种质资源的评价与利用、优异基因的挖掘、育种亲本材料的选择等提供科学依据。     

基于SRAP标记的甜瓜耐盐种质资源遗传多样性分析

研究不同耐盐程度甜瓜种质资源的亲缘关系和遗传多样性,为甜瓜种质资源有效利用提供理论依据。该试验以不同耐盐程度的27个甜瓜品种为材料,利用SRAP标记分析甜瓜种质资源的遗传多样性,从364对引物组合中筛选出24对扩增清楚且多态性丰富的引物,共扩增出415个清晰的位点,其中多态性位点241个,多态比率达58%。平均观测等位基因数(Na)为1.588 0,平均有效等位基因数(Ne)为1.347 0,平均Nei's基因多样性指数(H)为0.201 3,平均Shannon's信息指数(I)为0.301 0,表明供试甜瓜具有丰富的遗传多样性。UPGMA聚类结果显示:遗传相似系数在0.36～1.00之间,遗传相似性系数在0.72时,可将27个甜瓜品种划分为4个类群,耐盐型甜瓜在其中3个类群有分布,中等耐盐型甜瓜在4大类群中均有分布,盐敏感型均集中在第Ⅰ类群,表明耐盐型和中等耐盐型甜瓜种质的遗传多样性比盐敏感型种质丰富。遗传相似系数与UPGMA聚类结果的Cophentic矩阵相关系数为0.749,说明聚类分析结果较准确。研究认为,耐盐型甜瓜的遗传多样性较丰富,要得到耐盐的杂种优势品种,需要融入更多遗传关系较远的新种质。     

向日葵种质的SSR分析

以向日葵种质‘阜8321,的114份单株为材料,利用23对引物进行SSR分析.结果表明,23对引物扩增共获得57条带,其中24条多态性带,多态性比率为42.11％.聚类分析显示114个个体间遗传相似性较高,遗传相似系数为0.86～1.00,在遗传相似系数0.87附近,可将114份单株分为两个类群,第一类群包括4份样品,其余110个单株为第二类群.PopGen 3.2软件分析得出种质内个体间平均有效基因位点数、平均香农指数和位点预期杂合度分别为1.4682、0.4078和0.2606.说明该种质个体间SSR位点存在一定的差异,为异质型种质,在繁种更新中应注意维持其遗传完整性.     

摘心时期和留蔓数对甜瓜苗期叶面积扩展和功能叶寿命的影响

以2个厚皮甜瓜和1个薄皮甜瓜品种为材料,研究了摘心时期和留蔓数对苗期叶面积扩展和功能叶寿命的影响.结果表明,厚皮甜瓜苗期叶面积发育快于薄皮甜瓜,早熟厚皮甜瓜品种的叶面积发育快于中晚熟品种;甜瓜真叶净光合速率显著大于子叶,厚皮甜瓜的子叶光合速率高于薄皮甜瓜;摘心时预留子蔓数越多,甜瓜幼苗期叶面积扩展速度越快,但留蔓数增加会促进主蔓叶片衰老.从叶面积扩展速度和叶片功能寿命看,五叶期是甜瓜幼苗主蔓摘心的最佳时期,适宜留蔓数则因品种而异.     

野生杏和栽培杏的遗传多样性和遗传结构分析

利用SSR分子标记结合荧光毛细管电泳检测技术,研究了野生杏和栽培杏的遗传多样性和遗传结构,结果显示:27个SSR位点,平均每个位点检测到17.82个等位基因(Na)和7.44个有效等位基因(Ne),平均Shannon's信息指数(I)为2.23,平均期望杂合度(He)和观察杂合度(Ho)分别为0.70和0.52。基于SSR位点,群体水平上平均等位基因数、有效等位基因数、期望杂合度、观察杂合度和Shannon's信息指数分别为6.59、4.15、0.70、0.53和1.50,说明我国杏种质资源遗传多样性丰富,其中野生杏资源遗传多样性明显高于栽培杏资源,野生杏中西伯利亚杏种质遗传多样性最高且具有较多的特异等位基因,而栽培杏中仁用杏遗传多样性最低,特有等位基因较少。聚类分析将供试159份种质分为4组。群体遗传结构分析将159份种质划分为5个类群,分类情况与传统形态指标划分基本一致。通过本研究可知,我国杏资源遗传多样性丰富,遗传结构较为复杂;西伯利亚杏与栽培杏亲缘关系较远;野生普通杏与栽培杏具有类似的遗传结构,推测野生普通杏为栽培杏原始种;仁用杏遗传多样性较低,遗传背景狭窄。本研究结果可为杏资源新品种选育及持续利用提供重要的理论依据。     

玉米耐盐种质筛选及群体遗传结构分析

本研究采用盆栽法评价了157份玉米自交系的苗期耐盐性,并利用115对SSR标记解析了耐盐自交系的群体遗传结构。结果表明,T5V、N1026、农大1145及4S等10份玉米自交系为高耐盐玉米种质;处理后10d株高、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重及存活率可作为玉米苗期耐盐鉴定的重要指标;利用SSR分子标记,结合系谱资料,将157份自交系划为6个类群,其中具有通系5血缘（Ⅰ类群）、泰国糯玉米种质血缘（Ⅲ类群）及旅大红骨、黄早四等血缘（Ⅵ类群）的自交系耐盐性较强,是开展玉米耐盐育种的重要种质类群。本研究筛选到的耐盐种质将为玉米耐盐遗传机制研究、玉米种质遗传改良及耐盐分子育种提供优异的基因资源。     

薇菜SSR分子标记的开发及遗传多样性初步探讨

利用改良FIASCO法(Fast Isolation by AFLP Sequences COntaining repeats)开发出的9对多态性SSR引物评价了薇菜(Osmunda japonica Thunb.)2个野生居群(庐山和恩施)、1个栽培居群(恩施)的遗传多样性和遗传分化水平。结果显示,9个SSR标记在3个薇菜居群中共检测到47个等位基因,每个SSR位点的平均等位基因数为5.222个,观测杂合度和期望杂合度分别为0.000~0.944和0.577~0.834,香农指数为0.962~1.860,表明各SSR位点多态性较高;各居群的平均期望杂合度均大于平均观测杂合度且种内近交系数均为正值,说明3个薇菜居群中都存在非随机交配现象;对各居群的相关遗传多样性参数分析表明,恩施野生居群遗传多样性最高,而其栽培居群最低;庐山野生居群与恩施野生居群间遗传分化系数为0.092,说明两地野生薇菜居群的遗传分化程度较低,AMOVA分析也表明遗传变异主要存在于野生居群内部。