小麦品种及突变体八个农艺性状的遗传模型分析

以小麦不同品种和突变体为材料，组配成５×３ＮＣⅡ交配设计，对８个农艺性状进行了遗传模型分析。结果表明，主穗小穗数、主穗粒重、抽穗期和千粒重的遗传符合加性。显性模型，且显性程度均为部分显性至完全显性。单株穗数和主穗粒数的Ｗｒ／Ｖｒ回归关系不显著，株高和穗长的遗传中，存在着上位性效应。本试验所选的４个矮秆早熟突变体作亲本，有利于提早后代的抽穗期，但不利于培育矮秆和大穗大粒品种。     

晋麦47 EMS突变体库的构建及高代突变材料品质性状的初步分析

为加快小麦抗旱种质资源创制,推进抗旱品种的遗传改良工作,采用0.6%甲基磺酸乙酯(EMS)溶液处理晋麦47的种子,构建了包含12 272个单株的M₂突变体库,对各突变性状和突变率进行调查与分析。此外,对前期研究筛选出的50份M₇和M₈突变材料籽粒的硬度指数、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、稳定时间、最大拉伸阻力和拉伸面积共8个品质性状进行了分析。结果表明,M₂突变体库表型变异丰富,包括茎秆性状、育性、穗型、抗病性、叶性状、生育期和芒性状等32种突变类型,总突变率为30.24%;其中,育性、株高和穗型的突变率较高。50份突变材料的籽粒不仅产生了粒形、粒长、饱满度和粒色方面的形态突变,其品质性状也发生了不同程度的变异,其中稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力、沉降值的变异系数最高,硬度指数、蛋白质含量和湿面筋含量的变异系数中等,吸水率的变异系数最小;除吸水率外,其余性状均有一定比例的材料产生了正向变异。初步筛选出4份品质性状优良的突变材料,除硬度指数和吸水率外其余6个品质性状表现均优于野生型。本研究结果为小麦功能基因的发掘提供了宝贵的遗传材料,并为抗旱新品种的选育提供了新的研究思路。     

一个大麦突变体库的构建及其叶宽突变体的细胞学初步分析

为构建具有自主知识产权的大麦突变体库,从而为大麦种质创新和解析作物主要农艺性状形成机理提供材料,本研究通过⁶⁰Co-γ和甲基磺酸乙酯(EMS)复合诱变处理,构建了自育大麦品种鄂大麦934的突变体库,包含982株与对照存在明显差异且性状无分离、可遗传的变异株,涉及叶片、茎秆、穗子、籽粒、分蘖、株型、抽穗期、结实率等多个农艺性状。通过扫描电镜对叶宽突变体的叶片细胞进行显微观察,发现突变体在细胞水平上变化各异。本研究构建的突变体库为开展大麦功能基因组学研究奠定了基础。     

不同地区大麦种质资源农艺性状分析与评价

为了筛选综合性状优异的大麦种质并探究其主要农艺性状的遗传基础，以57份大麦种质资源为材料，对在张掖、兰州两地的57份大麦种质资源的株高、穗长、穗粒数、总分蘖数、有效分蘖数和千粒重等农艺性状进行鉴定，结果表明，两地区6个性状的平均变异系数为23.08%和26.19%，且张掖地区种植的大麦材料6个农艺性状均优于兰州。通过系统聚类，将参试的57份材料分别分为3个类群，第I类群分别为半矮秆型材料(张掖地区)和中高秆材料(兰州地区)，第II类群和第III类群均为中高秆材料。在主成分分析中，选取累计贡献率为80.072%和75.501%的前3个主成分来评价57份大麦资源。揭示了不同大麦资源的表型特异性。     

EMS诱导小麦易位系YW642突变体的鉴定与分子标记分析

抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642携带中间偃麦草抗黄矮病基因Bdv2。用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（EMS）处理抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642的种子6000粒,从M2中筛选出32类不同性状的突变体73株,表型变异率约为7.38%。对感黄矮病突变体的M3、M4代继续进行鉴定,证明18个感黄矮病突变体的突变...     

五个小麦优异突变体八个农艺性状的杂种优势和配合力分析

本试验选用５个性状各有特色的小麦优异突变体进行双列杂交（无反交）。利用１０个组合Ｆ１和５个亲本材料研究了８个农艺性状的杂种优势和配合力。Ｆ１显性程度表明：除抽穗期以负向优势为主外，其余７个性状均以正向优势占主导。亲本本身表现与一般配合力效应大小呈显相关，但一般配合力效应大小与杂种优势的表现并不完全一致。作为种质资源，矮秆突变体８９０３７６对降低后代株高最有利，大粒突变体核生二号最有利于提高后代的     

大麦突变体主要农艺性状的变异与利用

将２３个大麦突变体的８个农艺性状与其亲本进行了比较。结果表明：突变体的综合农艺性状比亲本有较大改良,其中株高和收获指数的改良效果最显著。若按性状得到显著改良的突变体数目排列,大麦突变育种的改良效果依次为：株高＞收获指数＞每穗粒数＞抽穗期＞单株穗数＞千粒重和单株籽粒产量＞单株生物产量。这些大麦突变体具有较好的育种利用价值。     

水稻淡黄叶突变体pyl3的鉴定和基因定位

利用⁶⁰Co-γ辐射诱变籼稻骨干恢复系川恢907(R907),从突变体库中筛选获得一份淡黄叶突变体pyl3 (pale yellow leaf mutant 3)。为揭示pyl3突变体淡黄叶表型的调控机制,本研究对该突变体和野生型进行表型鉴定、主要农艺性状和基因定位分析。结果表明,从苗期开始pyl3突变体整个生育期表现淡黄叶表型;与野生型相比,pyl3在苗期叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量显著降低;成熟期pyl3的株高、穗长、穗粒数和结实率等农艺性状指标均显著下降。遗传分析结果表明,pyl3突变体的表型由一对隐性核基因控制。利用分子标记连锁分析的方法将该基因初步定位于第3号染色体上InDel标记M4和M6之间,物理距离约为3.2 Mb。进一步基于BSA全基因组重测序和Sanger测序分析发现,pyl3突变体在定位区间内编码Mg-原卟啉Ⅸ螯合酶CHLI亚基的基因编码区第1 034位碱基C突变为碱基T,导致编码的第345位的半胱氨酸(Cys)突变为酪氨酸(Tyr)。pyl3突变体中携带的CHLI^pyl3是已报道黄绿叶基因chl9/chli的新等位基因。qRT-PCR分析结果显示,pyl3突变体中叶绿素合成和光合作用相关基因的表达发生变化。本研究为进一步解析CHLI基因调控水稻叶色的分子机制提供了新的遗传材料和理论依据。     

谷子黄叶色突变体光合特性研究

为解析谷子黄叶色突变体高光合特性机理,以野生型豫谷1号为对照,分析了谷子全生育期黄叶色突变体ylm-1和ylm-2的光合色素、光合速率、气孔特性、荧光参数、光合关键酶活性和产量性状。结果表明,突变体光合色素含量为野生型豫谷1号的50%~60%,强光下突变体光合速率(Pn)较野生型显著提高,且无明显的“午休睡眠现象”;ylm-1和ylm-2气孔导度(Gs)显著增加。荧光参数结果显示,与野生型相比,突变体的光能利用效率和转化效率明显增加,光合关键酶1,5二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性明显降低,而ylm-1和ylm-2磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)和苹果酸酶(NADP-ME)活性分别增加了23.3%、24.4%和12.9%、15.5%。产量相关性状分析表明,突变体单穗质量、穗粒质量及千粒质量较野生型显著增加。本研究结果为谷子高光效及分子标记辅助选择育种提供了重要的理论依据。     

甘蓝型油菜EMS诱变二代农艺与籽粒品质性状的变异与TILLING库的构建

利用甲基磺酸乙酯（EMS）溶液处理甘蓝型油菜双低品种浙双72种子,经田间M1代观察和M2代筛选及部分M3代验证,筛选到叶色、叶形、株高、茎色、花色、花瓣（数目与颜色）、雄性不育及开花期等性状发生明显变异的M2突变株。经统计,突变株占M2群体植株总数的8.46％。对M3种子的主要脂肪酸组分之间以及脂肪酸组分与种子含油量进行了相关与回归分析,同时详尽描述各种脂肪酸组分和含油量的变异幅度与变异分布,构建了包括主要农艺性状、雄性不育及籽粒品质性状变异的突变体库,提取了2558份包含突变性状的M2植株叶片的DNA。该诱变二代DNA库及其相应的突变体种质资源为进一步深入研究控制油菜农艺性状、育性与籽粒品质性状的主效基因的等位多态性打下基础,并可为油菜品种的遗传改良提供许多特异的育种材料。     

不同生态区谷子品种表型鉴定及SSR遗传多样性分析

为了明确不同生态区谷子品种的遗传多样性和遗传结构,本研究对175份来源不同的谷子品种进行29个表型性状鉴定和36对简单序列重复（SSR）标记分析。结果表明,谷子数量性状的平均遗传多样性指数最高,质量性状最低;不同类性状中,单穗码数、开花至成熟日数和粒色遗传多样性指数最高,分别为2.082 8、2.012 5和1.078 7。36对SSR引物中,共检测到401个等位基因,平均11.4个,Shannon指数和多态性信息含量（PIC）平均为2.017 2和0.810 6;标记B142、B225的Shannon指数和PIC值最高,是评价谷子遗传多样性的理想SSR标记。不同生态区表型和SSR标记多样性比较结果表明,春谷中晚熟区（ML）遗传多样性指数最高,春谷早熟区（EM）次之,夏谷区（SS）最低;春谷中晚熟区谷子品种有10个性状指标最高,且全生育期最长。春谷中晚熟区不同类型材料中,汾阳的质量性状遗传多样性指数和SSR标记Shannon指数均最高,长治数量性状遗传多样性指数最高,太原Ⅱ的生育期遗传多样性指数最高;不同类型材料间差异较低,其中7个数量性状指标差异未达显著水平;汾阳的株高最高,出谷率最...     

A phenotypic diversity analysis of foxtail millet (Setaria italica (L.) P. Beauv.) landraces of Chinese origin

A total of 23 381 foxtail millet landraces of Chinese origin were analysed for seven qualitative traits and four quantitative traits. The Shannon-Weaver diversity index was used to estimate the phenotypic diversity of each characteristic on the basis of administrative provinces and ecogeographical regions. Hierarchical analysis of variance indicated that most of the variation was due to differences among characteristics. Only the diversity indices for leaf color of seedlings, starch composition and 1000-grain weight showed significant differences among regions. In relative terms, a greater genetic divergence was found in some provinces of southern China, where foxtail millet is not a major crop.     

不同生态区骨干谷子品种表型鉴定与遗传分析

骨干谷子品种对谷子产业发展发挥了重要的作用,为了解其优异性状遗传基础及利用价值,选用来源于不同生态区的12个骨干谷子品种,进行表型鉴定和遗传差异分析。结果表明,12个来源于不同生态区的骨干品种在株高、穗长、穗粗、穗下节间长、单穗重、生育期以及黄色素含量等方面差异较大。79对SSR多态性标记共检测到258个多态性变异位点,平均3.265 8个;SSR标记多态性(PIC)的变幅为0.141 1~0.711 6,平均为0.510 1;其中PIC>0.5的SSR标记有50对,占多态性标记的63.3%。12份材料的遗传距离变幅为0.140 2~0.801 1,平均为0.473 7;来自华北夏谷区的豫谷1号和沧谷4号遗传距离最近,而沧谷4号和来自内蒙高原的地方品种金香玉距离最远;总体而言,华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种遗传距离相对较大。相似性系数为0.594时,12个品种可聚为两类,华北夏谷区的豫谷1号、矮88、冀谷19号、沧谷4号和济谷12聚为一类,来自西北春谷早熟区、晚熟区和东北春谷区的7个品种聚为一类,聚类分析结果和品种的生态类型具有较高的一致性。群体结构分析和聚类分析的结果相似,华北夏谷区品种和春谷区品种之间存在基因交流。总之,不同生态区来源品种间遗传差异较大,同一生态区来源品种遗传差异较小;华北夏谷区骨干品种之间遗传差异较春谷区品种遗传差异相对较小;华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种间遗传差异较大,丰富华北夏谷区遗传变异,应加强与西北早熟春谷区品种之间的交流。本研究结果为优异谷子品种培育及种质资源利用提供了一定依据。     

Why no tetraploid cultivar of foxtail millet?

Autotetraploid material was induced by colchicine treatment of a pure line of foxtail millet and an interspecific hybrid between foxtail millet and giant green foxtail. Compared with diploid material, tetraploids were smaller, flowered later, and had a two-fold reduced fertility (number of grain per cm of spike). Grain weight increased by 20% with polyploidy, but total grain yield decreased by 46%. This work illustrates the difficulty of breeding polyploid lines of foxtail millet that are of agronomic use.     

低氮胁迫对谷子苗期性状的影响和耐低氮品种的筛选

筛选和培育耐低氮能力强的作物品种,是提高作物氮素利用效率,减少氮肥施用量,降低环境污染的有效措施。本研究以45份谷子品种为试材,采用水培的方法,在低氮(0.1mmol·L~(-1))和正常氮(5mmol·L~(-1))条件下,测定苗高、根长和根数等22个氮效率相关指标,采用综合耐低氮系数法以及基于主成分分析的隶属函数法评价参试谷子品种的耐低氮性。结果表明,与正常氮条件相比,低氮胁迫下,谷子苗期根长、根冠比、地上部氮素生理效率、地下部氮素生理效率、单株氮素生理效率有不同程度提高,其余17个指标都有不同程度降低。两种评价方法均根据45个谷子品种的耐低氮能力将其划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮性较强的品种5份,编号分别为11、14、17、35和39。利用GGE双标图对品种-耐低氮相关指标的分析表明,编号39和14的耐低氮品种主要耐低氮性状为地下部干重、地下部鲜重、根长;编号为11、35和17的耐低氮品种主要耐低氮性状为地上部鲜重、叶片数、叶宽、叶长、单株氮累积量、地上部氮累积量、单株干质量、地上部干重、地下部氮累积量、根数、苗高和SPAD。可见不同谷子品种的耐低氮机制存在一定差异,研究结果可为谷子耐低氮品种的选育提供材料基础。     

基于表型性状的观赏向日葵种质资源遗传多样性分析

为研究观赏向日葵品种资源表型性状多样性,改良现有观赏品种,筛选出有市场前景的观赏向日葵新品种,对30份观赏向日葵种质资源的11个质量性状和7个数量性状进行变异系数、相关性分析,采用系统聚类组间聚合的方法根据欧式距离进行聚类分析。结果表明,观赏向日葵种质的表型性状具有丰富的遗传多样性。在质量性状中, Shannon-Wiener 多样性指数最高的是舌状花颜色(1.408 7),舌状花杂色的分布频率为40.00%。数量性状中,变异系数从大至小依次为舌状花宽、舌状花瓣数、舌状花长、株高、花朵数、SPAD值、分枝长。基于表型性状,在遗传距离为10处将供试的30份种质划分为3个群组,第I群组共包含有12个种质,第II群组共包含14个种质,第III群组有4个种质。     

Intraspecific and interspecific variation in Setaria revealed by RAPD analysis

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis was applied to foxtail millet (Setaria italica) and other Setaria species in order to assess the degree of polymorphism among and within the species and to investigate their genetic relationships. Twenty accessions of foxtail millet, five of green foxtail (S. viridis), five of yellow foxtail (S. glauca), one each of S. germanica, S. verticilliformis, S. pallidifusca, S. macrostachya, S. sphacelata and S. faberi, and one unidentified, were evaluated for variability using a set of 19 random 10-mer primers. A total of 148 markers were scored for all the accessions. Wide variations in banding profiles among species were observed with nearly every primer used. The results showed that foxtail millet and S. glauca had a considerable degree of variation. The geographic differentiation of RAPD patterns in foxtail millet accessions examined seemed to exist. The present study confirmed that foxtail millet is more closely related to green foxtail than to other species in Setaria, providing support for the origin of foxtail millet from S. viridis and the conspecificity of these two species. The results confirmed that S. germanica and S. italica are conspecific and the former can be replaced by the latter. Setaria glauca and S. sphacelata are distinct from foxtail millet, implying that elite traits found in these two species are relatively difficult to be used in foxtail millet improvement. This study demonstrates that RAPD analysis can be used in assessing intraspecific and interspecific variation in foxtail millet and its wild relatives.     

冬小麦矮秆突变系“原冬96”遗传分析

辐射育成的矮秆突变系"原冬96"与5个高秆品种杂交。采用势能比法测定 F_1矮秆性状的显性程度。F_2代根据2个组合 P_1、P_2及其 F_2株高分布估算矮秆基因对数;对5个组合的 P_1、P_2及其 F_2株高、每株穗数、每穗粒数、穗粒重和单株粒重进行通径分析。F_3代估算2个组合株高、株粒数、株粒重的遗传力。结果表明:"原冬96"的矮秆性状受两对以上等位基因控制,呈现不完全隐性,遗传力较高,遗传行为比较简单,以其作亲本的杂种后代不因株高降低而产量下降,是一个综合性状优良的矮秆亲本。