谷子地方品种和育成品种的遗传多样性研究

对河南、河北和山东等地的482份谷子地方品种和近30年培育的谷子品种的11个形态性状和农艺性状进行种植观察,研究两类品种的遗传多样性。与地方品种相比,育成品种形态性状的多样性指数大多低于地方品种,育成品种的株高比地方品种显著降低,稳重、穗粒重和出谷率等性状显著提高。地方品种的广泛变异类型是现代谷子育种的重要遗传资源。     

重庆玉米地方品种表型多样性分析

为全面了解重庆玉米地方品种的多样性和类群特点,本研究对129份"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"重庆项目组收集的地方品种的31个农艺性状进行两年田间鉴定,并对其表型多样性进行分析,利用聚类分析的方法进行类群划分。结果表明,两年鉴定的农艺性状表型值呈极显著正相关,调查的31个农艺性状中有16个性状多样性指数达2.0以上,其中株高的多样性指数最高,两年鉴定结果分别为2.07和2.08。基于31个性状的聚类分析结果将重庆玉米地方品种划分为3大类群,即早熟小粒型、早熟中秆硬粒型和中熟高秆型。早熟小粒型是食用玉米类型,以糯玉米为主,还包括爆裂玉米和食用硬粒白玉米;早熟中秆硬粒型主要为分布于中高山区的白色早熟硬粒品种;中熟高秆型表现为中熟、高秆、中大果穗。全面分析表明,重庆玉米地方品种多样性水平较高,划分的3大类群表型特征为重庆玉米地方品种资源的保护以及优异资源的进一步开发利用提供了参考。     

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。     

不同生态区主要育成谷子品种芽期耐旱性鉴定

以-0.5 MPa的PEG6000作渗透介质模拟干旱条件,对不同生态区的谷子(Setaria italica(L.)Beauv.)品种(系)进行种子萌发耐旱鉴定。结果表明:在PEG6000胁迫下,萌发耐旱指数与相对根芽比、芽生长抑制率呈极显著负相关;与根生长抑制率呈正相关,但相关系数小,相关不显著;与相对发芽势呈极显著正相关,且相关系数达0.939,可以反映谷子芽期耐旱性。根据萌发耐旱指数,将201份谷子品种(系)划分为极抗旱、抗旱、中度抗旱、不抗旱和极不抗旱5个等级。     

贵州柿地方品种表型性状遗传多样性分析

采用文献查阅、实地踏查和异地保存相结合的方法,对88份贵州地方柿资源的34个表型性状进行了研究,并用主成分分析和聚类分析的方法对贵州地方柿资源的遗传多样性和亲缘关系进行分析,为地方优良资源的开发利用奠定基础。结果表明:(1)88份贵州地方柿种质资源的数量性状和质量性状均具有较大的变异,呈现出丰富的多样性。(2)主成分分析获得了一个16因子模型,可解释81.41%试验数据,其中前6个主因子的方差累积贡献率达50.57%,对应的16个性状依次为:着色期果面油渍、叶先端形状、叶基部形状、柿蒂形状、萼片形状、果实颜色、果实纵沟、果顶形状、蒂洼、皮孔密度、叶横径、叶柄长、叶片颜色、单果重、可滴定酸含量、可溶性总糖含量、糖酸比,这些性状可作为评价贵州柿资源多样性的主要指标。(3)88份资源的Shannon遗传多样性指数平均值为1.57,遗传多样性在地区间差异明显,根据遗传多样性指数可初步推断贵州地方柿资源是由黔中、黔南和黔西区域向黔北和黔东区域演化。(4)Q型系统聚类分析显示,表型性状遗传距离最远为13.76,说明贵州柿资源的多样性丰富;88份资源被聚为6个类群,不同类群间表型性状差异较大,表明不同类群的亲缘关系较远,各类群或亚群可能具有相互独立的遗传背景。     

甘肃省谷子地方品种营养品质的分析与评价

对甘肃省199份谷子地方品种子粒的营养品质分析结果表明：蛋白质和脂肪的平均含量较高,品种间差异大,变异丰富;不同地区谷子品种的营养品质存在差异,陇东地区谷子蛋白质和脂肪含量较高;不同粒色谷子营养品质也存在差异,青色籽粒的谷子其蛋白质、脂肪和赖氨酸含量较高。     

甘肃省谷子地方品种营养品质的分析与评价

对甘肃省199份谷子地方品种子粒的营养品质分析结果表明:蛋白质和脂肪的平均含量较高,品种间差异大,变异丰富;不同地区谷子品种的营养品质存在差异,陇东地区谷子蛋白质和脂肪含量较高;不同粒色谷子营养品质也存在差异,青色籽粒的谷子其蛋白质、脂肪和赖氨酸含量较高。     

中国花生地方品种与育成品种的遗传多样性

以中国花生小核心种质中涉及来源于中国本土的145份地方品种和67份育成品种为材料,应用SSR技术从206对SSR引物中筛选出25对扩增效果好的多态性引物进行检测,并对其进行遗传多样性分析比较.结果表明:(1)地方品种与育成品种各具有特殊带型及各自独特的遗传特性.相似系数和多态性信息量均表明,地方品种的多样性比育成品种丰富,其中:地方品种之间的相似系数为0.57～0.99,平均0.795,多态性信息量0.530 0;育成品种之间的相似系数0.63～0.99,平均0.810,多态性信息量0.463 3.地方品种与育成品种之间的平均相似系数为0.794,变异范围0.56～0.99.(2)对不同生态区来源的分析表明,除黄河流域外其他各生态区地方品种的观测等位基因数和遗传多样性指数(分别为2.740 7～3.518 5和0.816 4～0.879 4)均比育成品种的对应值(分别为1.7012～2.145 6和0.4829～0.802 2)大,并以长江流域生态区地方品种的观测等位基因数和遗传多样性指数最大,分别为3.518 5和0.879 4.(3)聚类分析结果表明,花生核心种质中,中国本土资源分为3个品种群,即地方品种密枝亚种群、地方品种疏枝亚种群和育成品种群,与花生的亚种分类一致.(4)通过遗传多样性分析,鉴定出一批遗传差异较大的材料,其中zhh1398与zhh0041的遗传差异最大,相似系数为0.56,为花生品种的遗传改良及作图群体的构建奠定了基础.     

云南新收集水稻地方品种的表型多样性分析

以来自云南16个州(市)新收集的1189份水稻地方品种为试验材料,分析了17个农艺性状的多样性指数在县(市)、州(市)、稻作生态区及稻作民族间的差异和分布。结果表明,在县(市)分析单元内,滇南、滇西南的芒市、盈江、陇川、腾冲、勐海、沧源等县(市)的多样性指数为1. 6010~1. 6822,高于其他县(市)。在州(市)分析单元内,滇南、滇西南的德宏(1. 6951)、普洱(1. 6746)、临沧(1. 6723)等州(市)的多样性指数较其他州(市)高。在稻作生态区分析单元内,有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率等产量性状及株高、谷粒长、谷粒宽、剑叶宽和穗抽出度生物学性状的多样性指数为南部边缘水陆稻区(Ⅱ)高于滇西北高寒粳稻区(Ⅲ)和滇南单双季籼稻区(Ⅰ); 17个性状的多样性指数在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ稻作生态区间的差异不显著,而结实率、谷粒宽、谷粒长宽比、剑叶长和剑叶宽5个性状的多样性指数在南部边缘水陆稻区(Ⅱ)与滇东北高原粳稻区(Ⅴ)间存在显著差异;除剑叶角度、倒伏性、种皮色和叶片茸毛外,其他13个性状的多样性指数在南部边缘水陆稻区(Ⅱ)与滇中一季粳籼稻区(Ⅳ)间也有显著差异。在稻作民族分析单元内,哈尼族、汉族、景颇族和彝族稻作的多样性指数为1. 7033~1. 7308,高于其他稻作民族;其中,在同一州(市)不同稻作民族间,德宏州景颇族(1. 3735)、傈僳族(1. 3714)和汉族(1. 3526)的多样性指数平均值较高;同一稻作民族不同州(市)间,德宏、保山和临沧汉族及红河州彝族的多样性指数平均值较大(1. 6190~1. 6808)。大穗和大粒型资源分别为173份和84份,主要分布于德宏、西双版纳和普洱等州(市);长粒型资源主要分布于德宏州和临沧市。总体而言,位于滇南和滇西南地区的县(市)、州(市)及稻作生态区是云南水稻地方品种性状多样性分布中心,而哈尼族、汉族、景颇族和彝族等的稻作表型多样性高于其他民族。     

分蘖型谷子资源的表型和遗传多样性分析

本研究选用了来自国外及国内的68份分蘖型谷子进行了表型及遗传多样性分析。表型分析表明,质量性状以绿鞘、白谷黄米、圆锥穗、松散穗码居多,数量性状变异系数除出谷率较小外,其他性状表现了丰富的遗传变异,来自山西的小软谷单株穗重、单株穗粒重、千粒重均为最高,而来自黑龙江的大青谷单株穗粒重、出谷率、千粒重均为最低。遗传多样性分析结果表明,77对引物共检测出202个等位位点,每对引物可检测到1~6个位点不等,平均为2.62个;77对引物多态性信息含量(PIC)在0.0283~0.6974之间,平均多态性信息量(PIC)为0.4169,68份材料间的遗传相似系数变化范围为0.59~0.96,平均值为0.68。利用软件NTSYSpc 2.10的UPGMA聚类方法对68份谷子分蘖材料进行了聚类,这些材料被划分为4个类群,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。Ⅰ类群主要来自西北地区谷子分蘖种质,Ⅱ类群主要来自国外谷子分蘖种质,Ⅲ类群包括华北、华东和东北的谷子分蘖种质,Ⅳ类群仅包括一个种质。结合表型鉴定出10份优势谷子分蘖种质。这些结果揭示68份谷子分蘖种质遗传多样性较好,研究结果为挖掘谷子分蘖优良基因及谷子分蘖育种提供理论依据。     

紫薇品种表型多样性分析

对111个紫薇品种的17个表型分类性状多样性进行了研究。结果表明,紫薇品种具有丰富的表型多样性,平均遗传多样性指数为0.707。总体上是数量性状形态多样性指数大于质量性状,其中花色、瓣爪色2个质量性状和花径、着花数、花序长、花序宽、种子千粒重5个数量性状变异明显,其多样性指数分别大于1.2和1.4。不同紫薇品种群表型性状多样性差异明显,多样性指数由高到低依次为:红薇品种群(H'=0.838)、堇薇品种群(H'=0.823)、银薇品种群(H'=0.696)、矮生品种群(H'=0.604)、复色品种群(H'=0.573)。通过主成分分析,上述2个质量性状和5个数量性状主成分的贡献率为67.70%,包括花序长、花序宽、着花数、花色数、花色、种子千粒重、瓣爪色、叶色、小枝四棱、花香、花径等11个形态性状指标,代表了紫薇品种表型分类性状的综合特征。基于表型形态性状,111个紫薇品种可聚类为5大类群,其遗传聚类与花色及株型关系密切,4个以花色为主要分类性状的品种群总体演化趋势是:堇薇品种群→红薇品种群→银薇品种群→复色品种群。     

浙江省薄皮甜瓜地方品种的表型遗传多样性

利用表型性状探讨了浙江省沿海地区27份薄皮甜瓜地方品种资源的遗传多样性。结果表明48个质量性状遗传多样性指数在0.17–1.98之间;33个数量性状的变异系数在4.56%–83.50%,表明其丰富的遗传多样性。形态学聚类分析表明,在相似系数0.30处可以将27个资源分成两大类,这与按生育期长短分类结果完全一致;亚类的划分与果实形状、种子形状、叶片颜色、果皮颜色、覆纹颜色等质量性状具有一定的相关性,但其划分依据相对独立。本研究结果进一步丰富了甜瓜的评价体系,并为今后优异基因资源的挖掘与利用提供重要依据。     

谷子窄颖花突变体sins1的表型分析和突变基因定位

利用甲基磺酸乙酯(EMS,ethyl methyl sulfonate)诱变剂处理野生型Yugu1(豫谷1号),在后代中发现了一个可以稳定遗传的颖花明显变窄的突变体,将其命名为sins1。与Yugu1相比,突变体sins1的株高显著降低了3.89%,穗长和穗粗分别显著降低了17.42%和21.62%,旗叶叶长和叶宽分别显著降低了15.09%和25.78%,千粒重显著降低了40.96%,谷码数显著降低了25%,均达到显著水平(P0.05)。利用突变体sins1为母本、SSR41为父本构建F_2定位群体,F_2正常颖花与窄颖花植株数目的分离比例为3∶1,表明该突变性状由隐性单基因控制。利用F_2群体隐性单株,最终将突变基因定位在3号染色体上SSR标记3-2658与CAAS3031间约7.709 Mb的距离内,为下一步精细定位提供了基础,同时也为促进禾本科作物颖花的研究提供了方向。     

谷子种质资源表型及SSR遗传多样性分析

本研究对国内外124份谷子种质资源进行表型及SSR遗传多样性分析。表型性状分析表明,幼苗叶姿、穗颈2个质量性状变异较丰富;单株秆重、单株生物产量、单穗重3个数量性状变异系数较大,遗传多样性指数较高,表现出丰富的遗传多样性。表型性状聚类采用Ward法,在遗传距离7. 0处分为6大类群,各类群性状差异明显。SSR遗传多样性分析表明,52对引物在124份材料中共扩增特异性条带52条,平均遗传相似系数0. 834,变化范围为0. 615~0. 962。聚类分析表明,遗传相似系数为0. 746时,124份材料被分为4大类群,第Ⅰ、Ⅱ类群均来自中国河北;第Ⅲ类群来自哈萨克斯坦;第Ⅳ类群占参试材料的87. 90%,没有明显的地理聚类特征。但遗传相似系数为0. 843、0. 870时,进一步可分9个亚群、7个亚亚群,材料又基本按地区聚为一类。表型性状及SSR聚类分析均存在明显的地理聚类特征,结合表型性状鉴定出12份适宜新疆种植的谷子优异种质。     

云南元阳哈尼梯田两个不同时期种植的水稻地方品种表型比较

为揭示中国云南元阳哈尼梯田中所种植的水稻(Oryza sativa)地方品种的表型性状在30年间的变化,我们通过田间实验方法,对元阳哈尼梯田农户在20世纪70年代种植的66个(简称"过去的品种")和近10年间种植的69个(简称"当前的品种")代表性水稻地方品种的农艺性状进行了比较.结果表明,23个农艺性状的多样性指数(H')平均值,过去的品种(1.784)大于当前的品种(1.766);过去品种的变异系数平均值和相似性系数平均值(分别为19.5%和0.2107)均小于当前的品种(分别为21.7%和0.2149).因子特征值大于l的主成分,过去的品种有8个(PCI-8),当前的品种有6个(PCI-6),分别能够解释总变异的83.2%和81.4%.23个表型性状的聚类树形图和前3个主成分分布散点图均能将供试品种分为与籼、粳两个亚种相对应的两类.与过去种植的品种相比,当前种植的品种表现为籼型品种、糯性品种、红米品种,以及落粒性极强和强的品种比例降低;当前种植品种的株高、穗颈长、穗下节长、千粒重和剑叶角度等参数显著下降,相反,单株有效穗、剑叶宽、每穗实粒数和结实率等参数显著增加,其株型更紧凑.总体而言,元阳哈尼梯田农户当前种植的水稻地方品种有单一化和遗传多样性降低的趋势,这可能是由于杂交水稻的推广.以及当地农民对产量性状的选择和传统文化习俗的淡化所致.建议对云南元阳哈尼梯田及时采取水稻地方品种与稻作传统文化并重的保护举措.     

山西省小麦育成品种遗传多样性分析

采用102对SSR标记,对山西省1949年以来162个小麦育成品种进行遗传分析。研究结果表明,标记的平均等位变异丰富度为3.94,多态信息含量(PIC)的变幅为0~0.810,平均多态信息含量为0.446,说明山西省小麦育成品种的遗传多样性较丰富,其中2000-2005年审定品种的遗传多样性最高。根据Nei's遗传距离进行聚类分析,将山西省小麦品种分为8个类群,分类主要与育成年代和生态地理分布有关,其中第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ类群的遗传距离较大、遗传差异较明显。通过分析品种间穗粒数、千粒重和叶绿素含量相关的位点后发现,不同年代的品种中优异等位变异频率随着年代逐渐增长,但部分位点的优异等位变异频率仍然偏低,表明重要农艺性状仍有较大的改良潜力。     

基于表型性状和SSR分子标记的云南省水稻主要育成品种(系)的遗传相似性分析

利用株高等17个表型性状和48个SSR标记,对云南省18个育种部门(或课题组)自20世纪60年代以来选育的40个品种(系)进行遗传相似性分析.结果显示,基于17个表型性状,40个品种(系)间的遗传相似性系数值平均为0.244,籼型品种间为0.289,粳型为0.309,籼粳亚种间为0.162;基于48个SSR分子标记,40个品种(系)间的遗传相似性系数值平均为0.383,籼型为0.318,粳型为0.478,籼粳亚种间为0.267;表明表型遗传相似性低于DNA水平.48个SSR分子标记共检测到214个等位基因(Na),每个标记平均为4.458个,变幅为2～8个;有效等位基因数(Ne)平均值为2.8336,变幅为1.1515～5.2981;多态性信息含量(PIC)平均值为0.6058,变幅为0.2118～0.8816;基因型多样性指数(H’)平均值为1.1328,变幅为0.3768～1.8087;其中RM84、RM249、RM152、RM222和RM528是评价云南省水稻选育品种(系)遗传相似性比较理想的SSR标记.聚类分析显示,云南省水稻主要选育品种(系)表现为亚种间遗传差异明显,亚种内遗传差异较小,粳型品种间遗传相似性高于籼型,表明云南省选育的粳型品种(系)遗传多样性低,尤其是同一育种部门(或课题组)选育的品种间遗传相似度较高.     

基于表型性状和SSR分子标记的云南省水稻主要育成品种（系）的遗传相似性分析

为了揭示云南省水稻主要育成品种（系）的遗传相似性。本文利用株高等17个表型性状和48个微卫星（SSR）分子标记,对云南省18个育种部门（或课题组）60年代以来选育的40个品种（系）进行遗传相似性评价。结果显示表型遗传相似性低于DNA水平。40个品种（系）基于17个表型性状的平均遗传相似系数为0.244,籼型为0.289,粳型为0.309,籼粳亚种间为0.162;基于48个SSR分子标记的平均遗传相似系数为0.383,籼型为0.318,粳型为0.478,籼粳亚种间为0.267。48个SSR分子标记共检测到等位基因214个,每个标记2～8,平均4.458个;平均有效等位基因数为2.8336,变幅为1.1515～5.2981;多态性信息含量（PIC）平均值为0.6058,变幅为0.2118～0.8816;基因型多样性指数（H′）平均值为1.1328,变幅为0.3768～1.8087。RM84、RM249、RM152、RM222和RM528是评价云南省水稻选育品种（系）遗传相似性比较理想的SSR分子标记。聚类分析显示,云南省水稻主要选育品种（系）表现为亚种间遗传差异明显,亚种内遗传差异较小,粳型遗传相似性高于籼型。表明云南省选育的粳型品种（系）遗传多样性低,且同一育种部门（或育种人）选育的品种遗传相似度高。     

中国水稻地方品种与选育品种的遗传多样性比较分析

利用98对SSR标记对202份中国水稻地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析。结果显示供试品种具有较丰富的遗传多样性,共检测到等位基因1350个,每个位点的等位基因数(Na)变化范围为3~39,平均14个;Nei基因多样性指数变化范围(He)为0.125~0.955,平均0.733;多态信息量(PIC)变化范围为0.122~0.953,平均0.680;稀有等位基因数(Nr)913个;等位基因丰度(Rs)8.33。栽培稻地方品种和选育品种遗传多样性差异明显,地方品种等位基因数、Nei基因多样性指数、多态信息量、稀有等位基因数和等位基因丰度(Na=1219,He=0.747,PIC=0.710,Nr=756,Rs=8.50)均高于选育品种(Na=919,He=0.704,PIC=0.650,Nr=529,Rs=7.01)。各染色体组水平的遗传多样性分析表明,选育品种仅在1号染色体上的遗传多样性高于地方品种,进一步分析显示选育品种的遗传改良在基因组水平上具有区间特异性。     

中国水稻地方品种与选育品种遗传多样性的比较分析

利用98对SSR标记对202份中国水稻地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析.结果显示供试品种具有较丰富的遗传多样性,共检测到等位基因1350个,每个位点的等位基因数(Na)变化范围为3～ 39,平均14个;Nei基因多样性指数变化范围(He)为0.125 ～0.955,平均0.733;多态信息量(PIC)变化范围为0.122 ～0.953,平均0.680;稀有等位基因数(Nr)913个;等位基因丰度(Rs)8.33.栽培稻地方品种和选育品种遗传多样性差异明显,地方品种等位基因数、Nei基因多样性指数、多态信息量、稀有等位基因数和等位基因丰度(Na=1219,He=0.747,PIC=0.710,Nr=756,Rs =8.50)均高于选育品种(Na =919,He =0.704,PIC =0.650,Nr=529,Rs =7.01).各染色体组水平的遗传多样性分析表明,选育品种仅在1号染色体上的遗传多样性高于地方品种,进一步分析显示选育品种的遗传改良在基因组水平上具有区间特异性.