基于RAD-SNPs分析的四川核桃良种资源的遗传多样性研究

为了解四川核桃(Juglans)种质资源的遗传多样性,利用RAD二代测序技术对42份核桃良种资源进行测序,分析其遗传结构和遗传多样性。结果表明,共获得70G clean data,Q30平均为96.3%,并获得160 309个多态性SNPs。聚类、遗传结构和主成分分析结果高度一致,42份种质资源聚为两大类,基本反映了两个原始祖先血统,即普通核桃类(AJR,33份)和泡核桃类(AJS,9份),两类群具较高的遗传分化(FST=0.285),且分类与地理位置分布和种群相关;且修正了‘威薄01’、‘白龙1号’和‘石棉巨核’3个品种的类群认定。AJS和AJR类群中分别有9和14个良种为纯血统且亲缘关系较远,而其余的良种均为两个血统的混杂。42个核桃良种资源的核苷酸多样性[Pi(π)]和期望杂合度(He)分别为0.029和0.286,表明这些资源具有丰富的遗传多样性,相对于AJR类群,AJS类群的杂合率(He)与核苷酸多态性更大,而SNP数更少,AJS遗传多样性更丰富。这些为四川的核桃种质资源保存和杂交育种研究奠定了基础。     

谷子主要育成品种在新疆的遗传多样性研究

以274份谷子种质资源为材料,利用聚类分析和主成分分析方法,对参试资源16个农艺性状的遗传多样性进行综合评价。结果表明,参试材料的11个数量性状的遗传多样性指数均大于2.000,在新疆表现出广泛的遗传多样性。基于种质资源间形态标记的遗传差异,将274份谷子种质资源聚类并划分为6大类群。第Ⅰ类群(105份材料)生育期较短,属早熟类型,但其他性状表现一般;第Ⅱ类群(19份材料)出苗-抽穗日数最小,全生育期最短,早熟性明显,穗下节间长度相对其他类群较长;第Ⅲ类群(10份材料)生育期较短,主穗长相对较长,其余性状表现均处于较低水平;第Ⅳ类群(58份材料)主穗长、单穗重在各类群中处于较高水平,生育期相对较短;第Ⅴ类群(26份材料)生育期最长,属晚熟类型,除主穗长度最小外其余性状均表现突出;第Ⅵ类群(56份材料)生育期相对较长,属中晚熟类型,株高较低,生物产量处于中等水平。9个数量性状的主成分分析结果表明,前3个主成分因子(单株秆重、株高、主穗直径)累计贡献率达70.41%,各主成分因子性状载荷值反映了育种中各性状的选择方向及潜力。综合评价谷子种质资源农艺性状,为新疆谷子资源收集、评价和利用提供一定的科学依据。     

基于遗传和表型特征的海岛棉遗传多样性分析

依据海岛棉种质资源的遗传及表型特征对其遗传多样性进行研究非常重要,可为海岛棉杂交育种选配亲本、引进新的种质资源拓宽优异基因范围以及培育海岛棉新品种提供理论根据。本研究通过利用125对SSR分子标记鉴定结果和13个农艺性状2年田间表型调查结果,对94份海岛棉种质资源进行遗传多样性分析,将这些材料按照遗传和表型特征进行类群的划分和比较,结果表明:(1)通过标记分析共检测到420个位点,其中249个为多态性位点,并应用Nei-Li相似系数法对94份材料间的遗传相似系数进行评估,发现94份海岛棉资源材料的遗传相似系数在0.46~0.95之间浮动,同时利用SSR分子标记将94份海岛棉资源材料划分为4大类群,分类结果与系谱分析基本吻合。(2)对94份海岛棉资源材料进行13个农艺性状及品质性状2年调查分析,发现供试材料品质性状的变异范围较广,而产量性状的变异范围相对较小。其中,各品种中马克隆值的多样性指数最高,最小的是单铃重。聚类分析发现,第Ⅰ类群产量性状的平均值较高;第Ⅱ类群虽在产量性状上不占优势,但其品质性状的表现较其他组别优异;第Ⅲ类群多为低产低质品种;第Ⅳ类群品种品质较优,产量变化范围较大。(3)利用SSR标记和农艺性状分析2种方法对94份海岛棉资源材料进行分析,结果均显示出较丰富的遗传多样性;2种方法的聚类结果基本一致,聚类结果与地理分布有明显的联系。     

鹅观草种质资源醇溶蛋白遗传多样性研究

以8个地理类群的90份鹅观草野生种质材料为研究对象,采用A-PAGE(酸性聚丙烯酰胺)凝胶电泳技术进行蛋白质水平遗传多样性检测.研究结果表明,来源于不同居群的鹅观草共分离出26条谱带,每个材料可以分离出5～26条迁移率不同的谱带, 平均谱带数为16.39条,其中平均多态性谱带为12.65条,多态性比例为77.22%;基于供试材料醇溶蛋白每个位点谱带出现的频率,分别计算了地理类群内多样性指数(0.345)和总多样性指数(0.471),类群间的遗传分化系数为26.8%,表明鹅观草变异的73.2% 来源于类群内;90份供试材料醇溶蛋白的Jaccard遗传相似系数变异范围为0.133 3～1.000,平均遗传相似系数为0.395 7;利用种子醇溶蛋白可将90份材料分为12类,鹅观草种质资源之间的亲缘关系呈现出一定的地域性规律;不同地理类群间的遗传多样性指数从高到低的排列顺序依次为云南＞四川＞内蒙古＞新疆＞山西＞甘肃＞宁夏＞河北.因此在进行鹅观草种质资源收集和原地保护时,建议对云南和四川地区的鹅观草种质资源应给予极大关注.     

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。     

中国西南区扁穗牛鞭草种质遗传多样性的SRAP分析

本研究采用SRAP标记对主要来自中国西南地区(四川,重庆,贵州和云南)的43份扁穗牛鞭草种质资源的遗传多样性进行了分析。试验筛选出了11对引物组合对43份供试材料进行扩增,共获得153条带,其中多态性条带140条,多态性条带比率为91.50%,平均每对引物扩增出条带13.91,多态性条带12.73。实验数据结果表明,43份扁穗牛鞭草材料间的遗传相似系数(GS)为0.565～0.992,平均值为0.723,表现出了丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明,各供试材料间的聚类与其地理来源以及形态特征类型具有一定的相关性。同时,主成分分析结果能够直观的反映了各种质间的遗传关系。5个扁穗牛鞭草地理类群间的分子方差分析(AMOVA)揭示了供试的扁穗牛鞭草总遗传变异的85.99%存在于类群内,仅有14.01%的变异存在于类群之间,类群间的分化系数ΦST=0.140。本研究结果为扁穗牛鞭草种质的收集、利用及育种提供了理论依据。     

73份亚洲水稻恢复系农艺性状的主成分与聚类分析

选取来自亚洲主要产稻国家的73份恢复系资源,种植在四川省德阳市和泸州市2个环境下,根据株高、单株有效穗、千粒重、单株生物量、单株稻谷产量、每穗实粒数、每穗颖花数、每日稻谷产量、每日生物量、结实率、收获指数等11个性状进行主成分与聚类分析。结果表明:通过主成分分析,将11个性状简化为4个主成分,即稻谷产量因子、生物产量因子、穗数因子和粒重因子,以上因子提供的信息量占总信息量的87.640%(德阳)和88.861%(泸州)。利用4个主成分因子进行系统聚类,在2个环境下,73份资源均聚为4大类,其中来自中国60.71%的资源聚在Ⅰ类群,主要特点是千粒重大,株高偏高,产量较高。来自印度45.45%的资源聚在Ⅱ类群,主要特点是千粒重偏小,产量、收获指数等性状均较高。4类群间差异明显,分类结果与地理来源基本一致。     

中国芒（Miscanthus sinensis）种质资源SSR标记遗传多样性分析

利用33对SSR引物对来自中国16个省的46份野生芒(Miscanthus sinensis)种质进行遗传多样性分析。结果显示:(1)33对SSR引物共扩增出87条DNA条带,75条为多态性条带,占86.21%,条带大小范围80～310 bp;(2)遗传多样性参数分析结果:Shannon’s信息指数(I)变幅为0.020～1.522,平均为0.745,引物多态性信息含量(PIC)变幅为0.040～0.738,平均为0.445,遗传相似系数(GS)的变幅为0.315～0.933,平均为0.569,说明我国芒种质资源遗传基础宽,遗传多样性丰富;(3)相似系数UMPGA聚类结果与主成分分析(PCA)结果一致,可将46份种质分为3大类群,类群Ⅰ主要由中部芒组成,类群Ⅱ主要由北方芒组成,类群Ⅲ主要由南方芒组成,西南芒在每个类群中均有渗透,这一结果说明芒种质资源的遗传分化与其种源的地理分布有一定的相关性,但与地理起源不能完全吻合。     

叶用芥菜种质表型性状的遗传多样性分析

为有效利用叶用芥菜种质资源,对筛选出的24份叶用芥菜品系资源的11个表型性状,应用相关系数、聚类分析和主成分分析等多元统计方法进行遗传多样性分析。结果表明:叶用芥菜种质资源具有丰富的遗传多样性;11个表型性状平均变异系数为44.74%,叶片数的变异系数最大,为150.80%;净菜率变异系数最小,仅为9.54%。通过系统聚类,将参试的24份品系分为3个类群,第Ⅰ类群有14份材料,第Ⅱ类群有5份材料,第Ⅲ类群有5份材料,各类群性状之间的差异较明显,明确了品系类群间存在的亲缘关系。在主成分分析中,可选取方差累计贡献率为86.62%的前5个主成分来评价24份叶用芥菜品系资源。本研究揭示了叶用芥菜不同品系的表型特异性和遗传多样性,筛选出一些特异品系资源,为高产优质叶用芥菜新品种(系)的选育提供重要的科学依据。     

浙江地方瓠瓜种质资源的表型鉴定与遗传多样性分析

"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"浙江项目组共新收集到瓠瓜地方种质资源51份。本研究对该51份瓠瓜种质进行田间种植鉴定,共调查了15个主要农艺性状,发现这批种质在多个性状上变异丰富;基于农艺性状的聚类分析将这批种质分为3个类群,其中第I类群的综合农艺性状表现优异,可直接或间接开发利用。利用22个瓠瓜核心SNP分子标记对这批种质进行基因型鉴定,基于基因型的聚类分析和群体结构分析均将这批种质划分为2大类群,发现类群分布主要与种质资源的地理位置相关。综合比较2种种质资源聚类分析方法,认为在二者并非完全吻合的情况下,采用分子标记的方法区分种质资源更加准确和客观。本研究结果为瓠瓜地方种质资源的开发利用提供了理论依据。     

贵州地方芝麻种质资源品质性状的分析与评价

为探究贵州芝麻种质资源的品质特征,并对地方芝麻资源进行初步鉴定与评价,本研究对73份贵州芝麻种质资源的8个品质性状进行测试分析。结果表明:(1)贵州芝麻种质资源含油量介于41.45%~52.12%之间,平均含量为49.69%。在脂肪酸组成中,油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸的平均含量分别为35.65%和50.66%;而棕榈酸、硬脂酸等饱和脂肪酸的平均含量仅为8.40%和4.79%。此外,贵州芝麻资源中芝麻素、芝麻林素和木质素的平均含量分别为5.03 mg/g、2.63 mg/g和4.79 mg/g。8个品质性状的变异系数介于3.69%~32.62%范围内,其中芝麻素含量变异系数最大,含油量变异系数最小。而芝麻素含量、芝麻林素含量及硬脂酸含量的变异系数均大于10%,表明这3个性状在芝麻样本间存在较大差异。(2)相关性分析结果显示:含油量与油酸、芝麻素含量呈极显著正相关,与亚油酸含量呈极显著负相关;油酸含量与芝麻素含量呈极显著正相关,与亚油酸含量呈极显负相关;亚油酸含量与芝麻素含量呈极显著负相关。表明品质性状间相关性大、关联程度较高,性状间相互影响较大。(3)主成分分析将8个品质性状综合为3个主成分,分别为油酸因子、含油量因子和芝麻素因子,3个主成分因子包含了贵州芝麻种质资源品质性状的绝大部分信息,累计贡献率达96%以上。(4)在欧氏距离D=9.75处将73份贵州芝麻资源划分为6个类群:第Ⅰ类群包含2份资源、第Ⅱ类群有7份、第Ⅲ类群有12份、第Ⅳ类群有5份、第Ⅴ类群有16份、第Ⅵ类群有31份。其中第Ⅵ类群油酸含量最高,且含油量、芝麻素含量较高。本研究探明了贵州芝麻品质的特征特性,可为芝麻种质资源的利用和创新提供依据,为芝麻品种选育和遗传改良提供参考。     

慈姑种质资源表型性状多样性分析

对保存在国家种质武汉水生蔬菜资源圃内慈姑41份地方品种、26份野生资源的遗传多样性进行了分析。结果表明:各性状多样性指数均较大,数量性状遗传多样性指数(1.840～2.039)高于质量性状(1.033～1.382),说明这些慈姑种质资源具有广泛的遗传多样性,且数量性状遗传变异更丰富;与慈姑种质资源产品相关的性状变异系数较高(24.16%～62.01%),利用现有资源选育球茎大、产量高的品种成为可能。基于慈姑资源13个表型性状的聚类分析,将67份慈姑种质资源分为3类,第Ⅰ类为野生资源类群,该类可进一步分为3个亚类,第Ⅱ类为栽培黄慈姑类群,第Ⅲ类为栽培乌慈姑类群,该类亦可进一步分为2个亚类,大类或亚类间亲缘关系较远,在慈姑杂交育种时宜选择类群间或者亚类间的材料为亲本。     

42份武夷名丛茶树资源生化成分多样性分析

对武夷山茶区42份武夷名丛茶树资源的主要生化成分进行了评价鉴定和遗传多样性分析。结果发现,武夷山茶树资源的生化成分存在丰富的多样性和变异,平均遗传多样性指数达到2.06%,平均变异系数达到22.01%。通过多变量的主成分分析,前3个主成分代表了茶树生化成分多样性的89.02%的信息。基于生化成分,把42份武夷名丛聚类划分为3个类群。3个类群除了咖啡碱含量差异不显著外,其他各生化成分均存在显著差异。第Ⅰ、Ⅱ类群大部分为适制乌龙茶的资源,第Ⅲ类群大部分为适制绿茶的资源。并从中筛选出一批生化成分特异的资源。     

中国大豆资源脂肪氧化酶缺失类型研究

作利用改进的IEF-PAGE电泳方法,对中国26个省(自治区)的1726份栽培大豆资源(包括南方多作区资源16ll份、黄淮海夏作区资源62份,北方春作区资源53份)进行了脂肪氧化酶(Lox)缺失类型鉴定,并研究了Lox缺失与种植区域、播种期类型及籽粒颜色的关系。结果表明：在中国大豆资源中发现了4种Lox缺失类型,共99份Lox缺失突变体,占鉴定资源总数的5．73％,其中80份缺失Lox-3,12份缺失Lox-2,6份缺失Lox-2．3及1份缺失Lox-1,这些缺失体主要分布在南方多作大豆区(97份)和黄淮海夏作大豆区(2份);缺失频率较高的有四川(Lox缺失体占本省鉴定资源数的9．77％)、贵州(7．09％)、浙江(6．86％)等省。筛选出的99份Lox缺失材料中,夏播大豆65份,春播大豆33份,秋播大豆1份;黄种皮大豆64份、绿种皮大豆15份、黑种皮大豆10份、褐种皮大豆9份、双色种皮大豆1份。     

45 份木豆种质资源物候期及形态多样性分析

对收集的45 份木豆(Cajanus cajan)种质资源进行物候期和形态性状指标的观测, 并以此为基础进行各指标的变异系数、相关性分析和聚类分析, 分析木豆种质资源的遗传多样性, 筛选优异种质资源。结果表明: 木豆种质资源形态性状多样性丰富, 45 份种质资源的8 个数量遗传性状变异系数为3.73%-17.84%, 花轴长度与中央小叶宽、中央小叶叶长、旗瓣大小相关性显著(P<0.05)。基于8 个形态指标的聚类分析将45 份种质划分为三大类群, 各类群间形态性状差异明显, 群体表现跟地域来源间没有直接关系, 第一、第二类群可以进一步考察作为育种材料。     

27份花生种质资源的主成份分析及遗传距离测定

摘要：本文对27份花生种质资源的10个主要农艺性状表现进行了变异和主成份分析,结果表明：单株秕果数、单株结果数、主茎高与单株双仁果数变异系数较大;前4个主成份对变异的累计贡献率达84.98%。根据各种质资源的主成份值判断其表现特点,选出了综合性状比较理想的10份品种作为育种亲本。利用各种质资源的前4个主成份值计算各品种间的遗传距离,按遗传距离大小在D2=3.21水平下将27份种质资源聚类划分为6大类群,其中Ⅱ类群品种数最多(16份),该类群品种综合性状也表现较好,大多可为育种亲本利用或推广种植提供选择。     

野生杜鹃花迁地保护适应性评价

通过半定量评价法 ,对四川都江堰中国杜鹃园内引种的来自各地的、分属杜鹃属 7亚属、 35组 (或亚组 )的 131种杜鹃花的适应能力和对各生态因子的耐性进行了研究。结果表明 :很适应的占 2 5 % ,适应的占 5 2 % ,欠适应的占 15 % ,不适应的占 8%。常绿杜鹃亚属、杜鹃亚属的多数种类或主要分布于常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔混交林、寒温性针叶林中的杜鹃类群 ,很适应或适应中国杜鹃园的生境 ;而主要分布于高山灌丛、高山草甸上和低海拔松 -栎林中的杜鹃类群 ,表现为欠适应或不适应当地的生境条件。从上述证据中我们认为中国杜鹃园地址的选择基本上满足了杜鹃花的迁地保护需要。     

绿豆种质资源的ISSR遗传多样性分析

利用ISSR标记对33份绿豆种质进行了遗传差异和亲缘关系分析。 结果表明,从46条ISSR引物中筛选出10条扩增条带清晰、多态性高的引物,利用这10条引物从33份绿豆种质中共扩增出118条条带,其中多态性条带115条,多态性位点比例98.18%。遗传相似性与聚类分析结果表明,供试绿豆种质间的遗传相似系数范围为0.50～0.98之间,平均0.68。当遗传相似性系数为0.682时,供试33份绿豆种质资源分为4个ISSR类群( ISSR Groups,IGs),第Ⅰ类群包括产地为黑龙江、吉林共9份和河北的1份绿豆种质资源,第二类群包括河南、山西和陕西的所有和河北的4份绿豆种质资源,第三类群为来自泰国的5份绿豆抗虫资源,第四类群包括山东和内蒙各2份绿豆资源;当遗传相似系数为0.98时,供试的33份绿豆种质资源可被全部区分开。 ISSR分析结果表明, ISSR类群划分与绿豆的地理来源存在一定相关性;而同一类群中,地理来源相同的绿豆种质间也存在一定的遗传差异。     

青藏高原地区不同老芒麦种质资源生产性能评价

为选育适应青藏高原高产优质的老芒麦(Elymus sibiricus L.)品种,以青藏高原不同生态区域采集的11份老芒麦种质资源为对象,以国审登记品种青牧1号和同德老芒麦为对照,进行了连续3年的种子生产性能评价,为进一步选育种用型老芒麦材料提供依据。结果表明:(1)各材料在不同年份间种子产量均存在显著差异(P0.05),其中以I-1-5-13和I-1-5-19产量表现最优,平均产量达到1494.93 kg/hm2和1386.82 kg/hm2,较青牧1号老芒麦高81.49%和68.36%,较同德老芒麦高90.92%和77.11%。(2)随种植年份的增加,老芒麦种子产量呈下降变化。从种子稳产性来看,I-1-5-47和I-1-5-50两份材料3年内均表现为高产稳产,均可作为种用型老芒麦进行重点培育。(3)从各材料种子产量与产量性状相关性分析结果来看,单序籽粒数、种子长、小穗数、穗长和单序籽粒重与种子产量显著正相关(P0.05),其中单序籽粒数与种子产量间的正相关最大(相关系数为0.809),且其对种子产量增产的直接效应最大,可作为种用型老芒麦种子产量评价的关键性状。(4)13份材料种子产量及产量性状的聚类分析可将其分为3个类群:第I类群来源于海拔较高地区,平均海拔为3696 m,其产量表现中等;第Ⅱ类群材料来源于平均海拔为3244 m的低海拔地区,其种子产量高;第Ⅲ类群材料来源于高海拔地区,平均海拔为4392 m,其种子产量低。     

糜子EST-SSR分子标记的开发及种质资源遗传多样性分析

基于前期高通量测序结果设计EST-SSR引物, 用于评估国内外不同生态区144份糜子(Panicum miliaceum)种质资源的遗传差异。结果表明, 200对引物中80对呈多态性, 开发效率为40%; 引物分辨率(Rp)为0.67-4.67 (平均值为2.00), 扩增产物大小为50-500 bp。144份材料在80个位点共检测到206个等位变异, 每个位点为2-3个; 多样性指数(I)为0.659 3 (RYW108)-1.087 2 (RYW124), 平均为0.859 9; 多态性信息含量(PIC)为0.222 9 (RYW98)-0.717 2 (RYW124), 平均为0.457 3。基于UPGMA将144份资源划分为3个群组, 其中2个群组主要为北方春糜子区材料, 另一个群组主要为黄土高原春夏糜子区材料。基于Structure (K=4)将材料划分为4个类群, 即2个代表北方资源基因库以及代表黄土高原和国外资源基因库各1个。基于主成分分析将材料聚为7个类群, 划分结果与材料的地理来源一致。