绿色草莓(Fragaria viridis Duch.)自交后代的性状观察及评价

本研究对绿色草莓(Fragaria viridis Duch.)及其自交后代5个株系的植物学性状进行了观察,发现与亲本均存在一定程度差异,在观察的67个性状中,可溶性固形物等42个性状存在显著差异。利用SPSS软件对其中15个差异明显的性状进行主成分分析和变异系数分析,结果表明植株高度、冠径、小花梗长、小花梗粗、花序梗粗及花粉生活力是区分绿色草莓及其自交后代株系的主要指标。5个自交一代株系自交坐果率差异明显,其中株系Ls-S1-4坐果率最低。本研究为绿色草莓自交亲和/不亲和系的创建奠定基础。     

植物自交不亲和基因研究进展

自交不亲和性的研究是植物生殖生物学和分子生物学研究的热点之一,对自交不亲和基因和蛋白质的深入研究是解析自交不亲和性机理的关键.对控制孢子体自交不亲和性和配子体自交不亲和性的S基因及其蛋白质产物的分子生物学研究进展进行了综述.孢子体自交不亲和性植物S位点上至少存在3个基因,即SLG、SRK和SCR基因.其中SLG、SRK基因控制雌蕊自交不亲和性,而SCR控制花粉自交不亲和性.配子体自交不亲和植物雌蕊S基因产物为S-RNase,具有核酸酶活性;配子体自交不亲和植物花粉S基因产物尚未找到.     

掘氏疫霉遗传学研究I．自交后代(S1)生物学性状的遗传与变异

测定了掘氏疫霉Phytophthora drechsleri Tucker生长速率、菌落形态、菌体形态、产孢能力、耐35℃高温生长、致病力等生物学性状在自交S1代的遗传与变异。2个掘氏疫霉野生型菌株(A1、A2各1株)经聚碳膜间隔配对诱导自交产生的卵孢子(保存110天左右)在S+L培养基上萌发,分别获得30和35个单卵孢株(萌发率10％左右)。测定结果表明,上述生物学性状在2个亲本自交后代均发生变异,部分单卵孢株生长速度减慢、菌落形态明显改变、孢子囊和菌丝畸形、产孢能力增强、在35℃中弱生长或不生长,或致病力减弱直至无致病力。在亲本的单游动孢子无性系后代未观察到上述变异,说明上述生物学性状变异主要因亲本遗传因子的杂合性所致。从遗传学角度探讨了在自然条件下掘氏疫霉生物学性状的变异性以及某些分类依据不稳定的原因,指出有性生殖过程中的基因重组可能是引起掘氏疫霉生物学性状变异的主要原因之一。     

掘氏疫霉遗传学研究 Ⅰ.自交后代(S_1)生物学性状的遗传与变异

测定了掘氏疫霉Phytophthora drechsleri Tucker生长速率、菌落形态、菌体形态、产孢能力、耐35℃高温生长、致病力等生物学性状在自交S_1代的遗传与变异。2个掘氏疫霉野生型菌株(A_1、A_2各1株)经聚碳膜间隔配对诱导自交产生的卵孢子(保存110天左右)在S+L培养基上萌发,分别获得30和35个单卵孢株(萌发率10%左右)。测定结果表明,上述生物学性状在2个亲本自交后代均发生变异,部分单卵孢株生长速度减慢、菌落形态明显改变、孢子囊和菌丝畸形、产孢能力增强、在35℃中弱生长或不生长,或致病力减弱直至无致病力。在亲本的单游动孢子无性系后代未观察到上述变异,说明上述生物学性状变异主要因亲本遗传因子的杂合性所致。从遗传学角度探讨了在自然条件下掘氏疫霉生物学性状的变异性以及某些分类依据不稳定的原因,指出有性生殖过程中的基因重组可能是引起掘氏疫霉生物学性状变异的主要原因之一。     

白芥自交亲和性分析

对不同来源的8份白芥材料,采用人工自交法分析其自交亲和性。结果显示:白芥的自交亲和性存在较大幅度的变异,自交亲和指数在0.01~4.10之间,8份参试材料中,自交亲和指数小于1的材料有3个,自交亲和指数大于1的材料有5个。表明白芥中存在自交亲和材料,白芥自交亲和性变异不仅存在于材料间,而且也存在于同一材料内不同个体间。按自交亲和指数的高低,可将参试材料分为3种类型:高自交亲和类型(自交亲和指数大于3.00,如民乐洪水芥麻、04(X)等)、自交亲和类型(自交亲和指数为1.00~2.99)、自交不亲和类型(自交亲和指数0.00~1.00)。     

不结球白菜自交不亲和S单元型的鉴定研究

依据甘蓝SRK基因保守序列设计SRK特异引物并进行验证,通过PCR-RFLP法分析16份不结球白菜自交系材料的SRK基因的多态性,根据其差异鉴定不结球白菜S单元型及自交不亲和性.结果表明:16个不结球白菜自交系SRK基因共产生6种不同的带型,其中有1个是强自交不亲和系,4个是弱自交不亲和系,且与田间测定的亲和指数相符,说明利用SRK基因的多态性鉴定不结球白菜纯合自交系的自交不亲和性和S单元型是可行的.同时对部分材料的SRK基因的核苷酸序列进行分析验证,表明相同类型SRK基因序列一致性较高,且SRK基因存在明显的单核苷酸多态性,为进一步自交不亲和性的研究奠定了基础.     

菊花自交衰退现象初步研究

为揭示菊花的自交衰退现象,对菊花品种'rm1-3'(Dendranthema morifolium 'rm1-3' )和'02-42-6'(D. morifolium '02-42-6' )亲本及其自交后代(I_1代、I_2代和I_3代)的生长性状及部分表型性状进行了比较分析.结果表明,品种'rm1-3' I_1代和I_2代的单花结实数分别比亲本减少89.5%和97.2%,品种 '02-42-6'I_1代和I_2代的单花结实数分别比亲本减少91.2%和92.0%,差异极显著(P<0.01).2个品种自交后代的平均出苗率呈现随自交世代的增加逐渐降低的趋势, 其中品种'rm1-3'自交后代各世代间的平均出苗率均有极显著差异(P< 0.01);品种'02-42-6'的I_3代平均出苗率极显著低于I_1代和I_2代(P<0.01).2个品种亲本与其自交后代间叶片长度没有显著差异,但亲本的存活率、株高、开花率和花径均显著高于自交后代,且在自交后代中,I_1代的存活率、株高、开花率和花径均高于I_2代和I_3代.2个品种自交后代的冠幅和单株花数也低于各自的亲本,但I_1代的冠幅和单株花数与亲本无显著差异.品种'rm1-3'的I_1代、I_2代、I_3代和品种'02-42-6'的I_1代、I_2代的开花时间较亲本分别推迟了9.4、8.9、5.9、11.9和7.6 d,且随自交世代的增加逐渐缩短;但品种'02-42-6' 的I_3代开花时间却较亲本提前了10.7 d.研究结果说明菊花自交后代存在严重的衰退现象.     

萝卜自交不亲和基因SLG6的CAPS标记的开发

萝卜是我国的主要蔬菜之一,其杂种优势十分明显,培育自交不亲和系是萝卜杂种优势育种的主要途径之一.本研究根据萝卜自交不亲和基因SLG6序列设计特异引物,以8个自交系为材料,其中自交不亲和系和自交亲和系各4个,扩增SLG6基因第232～711bp之间的单拷贝片段,8个材料均获得了一条480bp的特异片段.用限制性内切酶TaqⅠ对该片段进行酶切,自交不亲和系均产生约125bp和244bp的片段,其中,244bp的片段为自交不亲和系所特有,可作为SLG6基因的CAPS标记用于萝卜自交不亲和基因SLG6的检测;而自交亲和系则具有与自交不亲和系相同的125bp的片段和不同的多态性片段.     

4个油茶物种杂交亲和性分析

为探明油茶的自交亲和状况,以山茶属攸县油茶(Camellia yuhsienensis Hu)、浙江红山茶(C.chekiangoleosa Hu)、多齿红山茶(C.polyodonta How)、南山茶(C.semiserrata Chi)、为试验材料,采用自交异交控制授粉,结合田间座果率动态调查,统计分析不同授粉处理后的结实性及果实的性状特征,并计算自交亲和指数。结果表明,4份材料的自交亲和指数有差异,自交亲和指数高低依次为:攸县油茶(0.288 8)多齿红花油茶(0.251 1)浙江红花油茶(0.122 2)南山茶(0)。4个物种自交亲和指数均小于1,因而,认为4个物种均为自交不亲和植物。4种授粉方式后的结实率及结籽数呈现异株异花自由授粉同株异花自交自花自交的趋势。在蒴果性状上,自交处理所得果实的性状指标均低于异交处理水平。油茶自交授粉后,落果迅速,异株异交授粉处理在各个时期座果率均高于自交处理的水平。4种油茶具有普遍自交不亲和性,自交不亲和是4个物种落花落果,结实低,产量低的主要原因。     

白菜自交不亲和性的荧光测定

通过亲和指数法及荧光显微观察对白菜的自交不亲和性进行了测定。结果表明,白菜自交不亲和的反应部位在柱头,自花授粉后柱头表面产生明显的胼胝质反应。两种观测法的结果相吻合,荧光显微镜观察法准确、方便,可应用于白菜自交不亲和系的育种实践。     

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。     

玉米籽粒性状的遗传效应分析

采用二倍体胚和三倍体胚乳种子遗传模型及其分析方法,以5个玉米自交系及其配制的F1,F2,BC1,BC2世代为材料,研究5个玉米种子性状的胚直接效应、胚乳直接效应、母体效应和细胞质效应。分析结果表明,除粒宽外,各性状的遗传同时由细胞质效应和胚、胚乳、母体基因效应所控制,百粒重主要受胚乳和母体效应的影响,粒长的遗传以母体效应为主,粒宽和粒厚以胚乳效应为主。各部位籽粒百粒重的胚乳直接加性效应与母体加性效应的协方差达到显著或极显著水平,其余性状的胚、胚乳直接效应与母体效应间的协方差均不显著,通过母体植株的遗传表现可以对这些性状进行有效的选择。S22 是改良百粒重的优良亲本。 Abstract：The embryo,endosperm and cytoplasm effects of seven seed traits were studied by genetic model for diploid embryo and triploid endosperm plant seeds using five inbreds and their F1, F2, BC1 and BC2 generations. The estimates of genetic variance components indicated that the inheritance of all other kernel traits was controlled by the four effects except kernel width. The 100?kernel weight was mainly controlled by endosperm and maternal effects , and kernel length was controlled by the maternal effects,while endosperm conrrolled kernel width and kernel thickness. Except the significant or highly significant covariances between the endosperm direct additive and maternal additive effects for 100－kernel weight,all other traits between the embryo or endosperm direct effect and the maternal were not significant. So,maize inbreds could be developed by direct selection based on maternal plants for these traits. S22 was the best inbred of the improvement for kernel weight in this study.     

Quantitative trait locus analysis of growth-related traits in a new Arabidopsis recombinant inbred population

Arabidopsis natural variation was used to analyze the genetics of plant growth rate. Screening of 22 accessions revealed a large variation for seed weight, plant dry weight and relative growth rate but not for water content. A positive correlation was observed between seed weight and plant area 10 d after planting, suggesting that seed weight affects plant growth during early phases of development. During later stages of plant growth this correlation was not significant, indicating that other factors determine growth rate during this phase. Quantitative trait locus (QTL) analysis, using 114 (F9 generation) recombinant inbred lines derived from the cross between Landsberg erecta (Ler, from Poland) and Shakdara (Sha, from Tadjikistan), revealed QTLs for seed weight, plant area, dry weight, relative growth rate, chlorophyll fluorescence, flowering time, and flowering-related traits. Growth traits (plant area, dry weight, and relative growth rate) colocated at five genomic regions. At the bottom of chromosome 5, colocation was found of QTLs for leaf area, leaf initiation speed, specific leaf area, and chlorophyll fluorescence but not for dry weight, indicating that this locus might be involved in leaf development. No consistent relation between growth traits and flowering time was observed despite some colocations. Some of the QTLs detected for flowering time overlapped with loci detected in other recombinant inbred line populations, but also new loci were identified. This study shows that Arabidopsis can successfully be used to study the genetic basis of complex traits like plant growth rate.     

Genomic regions underlying agronomic traits in linseed (Linum usitatissimum L.) as revealed by association mapping OA简

The extreme climate of the Canadian Prairies poses a major challenge to improve yield. Although it is possible to breed for yield per se, focusing on yield‐related traits could be advantageous because of their simpler genetic architecture. The Canadian flax core collection of 390 accessions was genotyped with 464 simple sequence repeat markers, and phenotypic data for nine agronomic traits including yield, bolls per area, 1,000 seed weight, seeds per boll, start of flowering, end of flowering, plant height, plant branching, and lodging collected from up to eight environments was used for association mapping. Based on a mixed model (principal component analysis (PCA) + kinship matrix (K)), 12 significant marker‐trait associations for six agronomic traits were identified. Most of the associations were stable across environments as revealed by multivariate analyses. Statistical simulation for five markers associated with 1000 seed weight indicated that the favorable alleles have additive effects. None of the modern cultivars carried the five favorable alleles and the maximum number of four observed in any accessions was mostly in breeding lines. Our results confirmed the complex genetic architecture of yield‐related traits and the inherent difficulties associated with their identification while illustrating the potential for improvement through marker‐assisted selection.     

15份多花黑麦草优良引进种质的表型变异分析

多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)是世界栽培牧草中的优良禾本科牧草。为更好地利用多花黑麦草种质资源,本研究对引自国外的15份多花黑麦草种质的15个形态性状和农艺性状进行了变异系数、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明:15份材料间存在较大变异,除单株干重外,其余性状在供试材料间均表现出显著性差异,变异系数范围为10.28%~39.15%,变异系数平均值为19.49%,从小到大依次为小穗数小穗长株高分蘖数千粒重花序长倒二叶长小花数茎粗第一节间长倒二叶宽旗叶宽旗叶长单株干重单株鲜重。主成分结果表明,前5个主成分累积贡献率达到84.51%,第1主成分以株高为主要特征;第2主成分以旗叶和倒二叶长、宽为主要特征;第3主成分以花序长和小花数为主要特征;第4主成分以千粒重为主要特征;第5主成分以产草量为主要特征。15份种质材料经基于欧氏距离的UPGMA聚类分析被划分为3大类,类别间存在较显著的差异,其中第2类因其植株高大、叶片宽大的特点,具备选育高产种质的潜力。     

云南苦荞种质资源主要性状的遗传多样性分析

为了从云南苦荞种质资源中挖掘优异种质资源,拓宽苦荞遗传基础,以48份苦荞种质资源为材料研究了6个主要农艺性状和5个品质性状的遗传多样性。结果表明,云南的苦荞资源存在着丰富的遗传多样性,6个农艺性状中株粒重的变异系数为34.4%最大,品质性状中总黄酮含量的变异系数为51.72%最大。聚类结果表明,将48份材料聚为3大类,可区分为低产型、矮秆高产型和中秆高产型。6个主要农艺性状和5个品质性状的主成分分析结果表明,前3个累计贡献率分别达84.105%和80.332%,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。综合分析种质资源的主要农艺性状,可为云南苦荞种质资源的利用提供有效的科学依据。     

苦荞种质主要农艺性状的变异及其对单株粒重的贡献研究

对180份苦荞种质资源的8个主要农艺性状进行了评价,并对单株粒重与其他7个农艺性状之间进行了相关性分析和通径分析。结果显示,主要农艺性状的变异系数为8.10%~39.40%;简单相关分析表明,单株粒重与单株粒数、主茎分支数呈极显著正相关;偏相关分析表明,单株粒重与单株粒数、千粒重呈极显著正相关;多元回归和通径分析均表明,单株粒数、千粒重是影响单株粒重的主要因素,其中单株粒数影响最大。系统聚类分析表明,180份苦荞种质资源可划分为5类,其中第Ⅲ类(包括47份供试材料)的综合农艺性状较好,主要表现为主茎分枝能力强、单株粒数多、单株粒重和单株米粒重高,可作为优异基因资源进一步开发利用,也为以增加单株米粒重与出米率为选育目标的苦荞薄壳育种提供依据。     

Genomic regions underlying agronomic traits in linseed （Linum usitatissimum L.） as revealed by association mapping

The extreme climate of the Canadian Prairies poses a major chal enge to improve yield. Although it is possible to breed for yield per se, focusing on yield-related traits could be advantageous because of their simpler genetic architecture. The Canadian flax core col ection of 390 accessions was genotyped with 464 simple sequence repeat markers, and phenotypic data for nine agronomic traits including yield, bol s per area, 1,000 seed weight, seeds per bol , start of flowering, end of flowering, plant height, plant branching, and lodging col ected from up to eight environments was used for association mapping. Based on a mixed model （principal component analysis （PCA） t kinship matrix （K））, 12 significant marker-trait associations for six agronomic traits were identi-fied. Most of the associations were stable across environments as revealed by multivariate analyses. Statistical simulation for five markers associated with 1000 seed weight indicated that the favorable al eles have additive effects. None of the modern cultivars carried the five favorable al eles and the maximum number of four observed in any accessions was mostly in＆amp;nbsp;breeding lines. Our results confirmed the complex genetic architecture of yield-related traits and the inherent difficulties associated with their identification while il ustrating the potential for improvement through marker-assisted selection.     

普通玉米籽粒性状的遗传效应分析

采用二倍体种子遗传模型及其分析方法,研究了５个玉米籽粒性状的直接效应、母体效应和细胞质效应．分析结果表明,各性状的遗传同时受种子直接效应和母体效应的影响,细胞质基因对百粒重和粒宽具有极显著影响．除粒长、粒厚的直接显性效应与母体显性效应间的协方差外,直接效应与母体效应间的协方差均不显著．因此,通过母体植株的表现可对这些性状进行有效的选择．Ｓ_２２和 ８７－１是改良粒重的优良亲本．选择粒较宽的自交系作母本有利于提高后代选系及Ｆ_１的百粒重．     

黍稷农艺性状的主成分分析与聚类分析

对国家种质资源库中收集保存的8016份黍稷种质资源的株高、千粒重、生育期等11个农艺性状进行主成分分析和聚类分析,结果表明：主要农艺性状可归纳为千粒重、主茎节数、主穗长、株高、穗型、花序色、粒色、米色8个主成分,累计贡献率为86．44％;8016份黍稷种质资源可分成5大组群,各个组群都有一定的形态学特征,其中组群4的1301份种质资源的主茎节数多,单株产量、千粒重都比较大,综合性状表现较好。