四倍体鸭茅产量及其构成因素的QTL定位

产量相关性状是复杂的数量性状,对鸭茅的单株产量及构成因素进行QTL分析,可提高育种中对产量性状优良基因选择的效率,同时为鸭茅遗传改良、基因克隆及分子标记辅助育种提供理论依据。以四倍体鸭茅“楷模”和“01436”为亲本杂交而成的作图群体为试验材料,于2014年对洪雅、宝兴两个不同生境下鸭茅株高、旗叶长、倒二叶长、旗叶宽、倒二叶宽、茎粗、花序长、分蘖数、单株干重等9个产量相关性状进行了表型鉴定及相关性分析。此外,在已构建的高密度鸭茅分子遗传图谱的基础上,采用MapQTL 5.0进一步对这些性状QTL定位分析。结果表明,绝大多数性状在亲本间呈显著差异且都整体表现出连续变异,符合数量性状遗传的特征;相关性分析表明,大多数产量相关性状均与干重极显著正相关,与单株干重相关性最好的依次为分蘖、株高;QTL分析发现,控制该9个农艺性状的QTL共60个,洪雅38个,宝兴22个,这些QTL分别定位于分子连锁图谱的1、2、3、4、5共5个连锁群上,单个QTL的贡献率为5.7%~24.7%,单个性状QTL个数为2~15个。其中,控制株高、花序长的QTL各12个,控制倒二叶长、茎粗的QTL各4个,控制旗叶宽、倒二叶宽的QTL各2个,控制单株干重的QTL有6个,影响分蘖的QTL为3个,与旗叶长相关的QTL最多15个。     

扁穗雀麦优良品系数量性状的变异分析及遗传参数评估

以扁穗雀麦的9个新品系和2个国审品种为供试材料,采用方差分析方法,估算了21个数量性状的有关遗传参数,并结合性状间相关性分析和聚类分析对扁穗雀麦育种时的选择效果和育种潜力进行了评价。结果显示:达到显著水平的17个性状中14个性状广义遗传力处于极高水平,依次为单株干重、旗叶叶鞘长、旗叶宽、初级分枝数、倒二叶宽、茎粗、单株种子产量、株高、小穗数等,3个性状广义遗传力处于中等水平或中高水平,其中倒二叶长最低,其次为第1节间长。株高、倒二叶叶鞘长、旗叶宽、倒二叶宽、茎粗、分蘖数、花序数、小穗数、初级分枝数、单株干重和单株种子产量表现出较高的遗传进度,第1节间长、旗叶叶鞘长和小花数为中等,旗叶长和花序节数较低。此外,新品系在单株产量相关性状上总体优于两个国审品种,主要特征为植株高,叶片宽,茎秆粗壮,基部第1节间较短,分蘖数多,单株干重和种子产量高等特点。第1组(新品系组)内,BCS1103的株高和单株产草量最高,分蘖数较多;BCS1106的叶片最宽,分蘖数、圆锥花序数和小穗数最多,单株产草量和单株种子产量最高;BCS1109的基部第1节间,叶鞘最长,叶片最窄,茎秆最细,初级分枝数最多。第2组内,黔南比江夏表现出更优异的产草相关性状。综合试验结果认为,在注重产草量对扁穗雀麦进行选择时,株高、旗叶宽、分蘖数、倒二叶宽、茎粗和花序数的可靠性较大,选择效果较好。在注重种子产量进行选择时,分蘖数、花序数、单株生物量和株高的可靠性较大,效果较好。另外,本试验中的新品系与供试品种相比,在产草性状和种子生产性状方面均占有明显优势,具有选育出牧草新品种的潜力。     

多花黑麦草农艺性状变异及产量通径分析

多花黑麦草(Lolium multiflorum)作为我国南方种植面积最大的一年生禾本科牧草,在现代草牧业建设中发挥着重要作用。本研究以13份多花黑麦草栽培材料为研究对象,选取生长发育中关键的3个时期进行农艺性状的测定,以此探讨影响多花黑麦草产量的主要决定因子。结果表明,供试多花黑麦草材料形态性状具有丰富的遗传多样性,变异系数在4.37%~27.91%,其中单株鲜重与花序宽、节间数、分蘖数和株幅等极显著相关(P0.01),单株干重与自然高度、拉直高度、节间长、旗叶长、茎粗、倒二叶宽和旗叶宽等极显著相关。通过主成分分析、回归分析和通径分析表明,对单株鲜重直接影响最大的综合因子为"株型因子",具体由分蘖数、株幅等控制株型的形态性状指标表达;对单株干重的直接影响最大的综合因子为"叶形因子",具体表达为倒二叶长宽和旗叶长宽的不同。     

多花黑麦草引进种质与产草量相关形态性状的变异分析

对来源于国外的30份多花黑麦草种质与产草量相关的10个形态性状进行表型变异分析、简单相关分析、主成分分析和聚类分析,结果表明:各性状均表现出较高的变异系数和极高的多样性指数,其中,单株鲜重和分蘖数变异系数最高,拉伸株高和倒二叶宽多样性指数最高。主成分分析显示,前3个主成分累计贡献率为72.2%,第1主成分以旗叶宽、倒二叶宽和茎粗为主要特征;第2主成分以鲜重、节间长和拉伸株高为主要特征;第3主成分以旗叶长和倒二叶长为主要特征。聚类分析表明,30份种质可划分为4个类群,各类群在单株鲜重和株高等性状上差异显著,其中类群Ⅰ的4份材料具有单株鲜重高、分蘖多、植株高大、叶片细长等特征,从中筛选产草量较高的优良品系或亲本的潜力较大。     

无芒雀麦农艺性状与产量形成关系的多重分析

通过遗传参数估算、相关分析、主成分分析、逐步回归分析和通径分析等多种方法,综合分析无芒雀麦农艺性状与产量形成的关系。结果表明,无芒雀麦各性状变异丰富,变异系数介于7.75%~19.15%之间;茎节数、基部茎长、花序长、小穗数、旗叶宽、旗叶叶鞘长、倒二叶长、倒二叶宽和倒二叶叶鞘长遗传力达65%以上,遗传进度达15%以上,遗传稳定性较高,在育种选择中应用效果较好;多元逐步回归和通径分析表明,茎节数、基部茎长、穗下茎长、倒二叶长和倒二叶叶鞘长对干草产量具有较高的直接效应,小穗数、旗叶宽、倒二叶长、花序长和倒二叶宽对种子产量具有较高的直接效应;主成分分析筛选出Q2、Q4、Q6和Q8共4份高产种质材料,4份材料的平均干草产量达13.06t/hm 2,种子产量达1.62t/hm 2。综合分析表明,茎节数、基部茎长、花序长、小穗数、旗叶宽、倒二叶长、倒二叶宽和倒二叶叶鞘长具有较高的遗传稳定性,与无芒雀麦产量形成关系密切,可作为筛选高产无芒雀麦种质材料的鉴定性状;材料Q2、Q4、Q6和Q8综合性状较好,可作为培育优良品种的亲本材料。     

荻和南荻杂交种F1群体主要农艺性状的杂种优势、遗传及相关性分析

利用主要农艺性状上具有显著差异的荻和南荻为亲本,杂交得到种间杂交种F₁群体(232个单株)为试验材料,对荻和南荻杂交种茎节数、叶片长、叶宽、主茎长、花茎长、花序长、株高、基部茎径、平均单分蘖干重、最大分蘖干重、分蘖数和单株重等12个主要农艺性状的杂种优势进行了度量,采用主基因+多基因混合遗传模型对F₁杂交群体的12个主要农艺性状进行遗传和相关性分析。结果表明,在F₁分离群体中12个主要农艺性状呈连续的、单峰、偏态分布,说明这些性状为多基因控制的数量性状。除基部茎径外的其他11个农艺性状都有较大的中亲优势,其中单株重、平均单分蘖干重、花序长、主茎长、株高、最大分蘖干重具有显著的超高亲优势,说明杂种优势可以作为荻和南荻育种的主要方法。混合遗传分析表明,花茎长、最大茎重能检测到1对主基因,叶片宽、主茎长、株高、分蘖数、单茎均重、单株重能检测到2对主基因的存在,主基因遗传率大小顺序为叶片宽(87.76%)>单株重(81.48%)>单茎均重(65.12%)>分蘖数(59.20%)>主茎长(49.87%)>株高(48.01%)>花茎长(47.75%)>分蘖最大茎重(37.19%)。产量相关性状中的单株重、单茎均重和分蘖数具有较高的主基因遗传率,适合于早期世代选择。这12个农艺性状间存在一定的相关性,多数性状间的相关性为极显著的正相关,其中单株重与分蘖数、单茎均重、主茎长和株高的相关系数最大,在育种实践中可以利用相关性状进行间接选择。     

鸭茅品种(系)表型分析及隶属函数综合评价

以32个鸭茅（Dactylis glomerata）品种（系）为研究对象,对其12个表型及产量相关性状进行研究分析,以期为鸭茅品种选育及改良提供参考。结果表明：不同鸭茅品种资源的表型特征存在广泛变异,其中以穗叶距变异最大,花序宽度和节间长度次之,而倒二叶宽度变异最小,品种内平均表型变异系数为26.71%（01472）~179.13%（金牛）。供试各性状间显著相关,叶片长而宽的鸭茅,植株高大,节间长,穗叶距长。主成分结果显示,前3个主成分累计贡献率达61.75%,反映了总体数据的大部分信息。隶属函数法分析表明,‘滇北’、‘Cristobal’、‘01472’、‘波特’、‘宝兴’、‘川东’在各供试鸭茅品种（系）中表现较优,是鸭茅新品种选育和改良的优异亲本材料。     

中国西南区野生芒居群表型变异研究

生物能源被认为是21世纪最有希望在解决能源危机方面有所作为的能源。芒植株普遍高大、生物质产量高、燃烧品质好,加之其分布广泛、抗逆性强、适宜在广袤的边际土地上种植,成为一种极为理想的生物能源植物。为探明中国西南区野生芒居群的表型多态性及表型变异规律,对37个野生居群材料的9个植物学形态特征及产量性状进行了研究。结果表明,11个表型性状在居群间的差异均达到极显著(P＜0.01)水平,各性状特征在居群间存在广泛的变异,变异系数由大到小依次为单株产量干重、单株产量鲜重、分蘖数、旗叶长、旗叶宽、叶宽、茎节数、茎节长度、茎粗、株高和叶长。11个性状特征间存在显著的相关性,叶片长而且宽的芒,旗叶长而宽,植株高大,茎秆粗壮,分蘖较少,反之亦然。此外发现分蘖数、株高、叶长3项指标对芒单株产量存在显著正相关(P＜0.01),是评价芒单株产量的3项主要指标。9个植物学形态特征可归成为4个主成分因子,累计贡献率达到82.551%,最大程度上反映了所有材料测定的表型特征。采用欧氏距离系统聚类法将37个芒野生居群依据9个植物学形态特征分为3类:植株高大叶片窄长型、植株高大叶片宽长型和植株低矮叶片窄短型。     

正反交亲本配置方式对燕麦F1代杂种优势和表型的影响

【目的】明确燕麦正交和反交对杂交后代杂种优势的影响及其表型差异。【方法】以陇燕 4 号和陇燕 5 号为亲本配制正反交组合,对获得的杂种后代与其亲本进行对比,分析其杂种优势,比较其表型差异。【结果】在测定的 12 项指标中,具有正向超亲优势的并不多,正交组合中,分蘖数、株高、旗叶长 、旗叶宽和倒二叶长表现出正向超亲优势,其余指标均表现出负向优势,旗叶长的超亲值最高 （23. 0%）,穗下节长的超亲值最低（-10. 3%）;反交组合中,除倒二叶长、主穗粒数和千粒重的超亲优势表现为正向外,其它性状均表现出负向优势,其中旗叶长的超亲值最高（17. 4%）,分蘖数的超亲值最低（-25. 0%）。正交组合中分蘖数、株高、旗叶长、旗叶宽和倒二叶长的杂种优势大于 100%,其中旗叶长的杂种优势指数最大,为 123. 5%;其次为分蘖数和倒二叶长,分别为 120. 0% 和 112. 5%,其余性状的杂种优势指数均小于 100%;反交组合中,株高、旗叶长、倒二叶长和主穗粒数、千粒重的杂种优势指数均大于 100%,其中旗叶长和主穗粒数的值最大,分别为 117. 4% 和 116. 7%,千粒重和株高的杂种优势不明显。总体而言正交的杂种优势大于反交;旗叶长在 F₂代发生了分离,正交中仅有 5% 的植株超亲优势值为负值,而反交中则为 15. 0%。F₂代分蘖数的变化呈偏正态分布,正交中超亲优势大于 0 的个体只占 43. 3%,反交的超亲优势大于 0 的只占 10. 0%。【结论】分蘖数、株高、旗叶长、倒二叶长、主穗长和主穗粒数 6 个性状受母本细胞质遗传的影响较大。     

野生鸭茅植物学形态特征变异研究

对25份野生鸭茅种源进行植物学特征变异性研究,结果表明:1)不同种源鸭茅的植物形态学特征存在广泛变异。其中,种子千粒重变异最大;旗叶长度、花序形状次之;穗叶距、花药宽度、旗叶宽度等性状变异中等;而花序长度、株型、叶宽、种子长度变异最小。2)鸭茅植物形态学特征间存在明显相关性,花序直立、紧缩的鸭茅,叶片窄长,茎秆粗壮,旗叶较长,雄性生殖器官发育良好,结种性能强;而花序下垂、开展的鸭茅则与之相反。3)聚类分析表明,不同野生鸭茅种源可划分为3类,其中花序下垂种源聚于一类;而花序直立的种源分居另两类。4)从形态学特征及相关农艺性状分析,花序直立的鸭茅更具开发利用潜力。     

辽宁省野古草野生居群表型性状多样性研究

为揭示野古草野生居群的表型变异规律,采用变异系数、主成分分析和聚类分析方法对采自辽宁省的8个野古草居群的10项形态性状进行多样性分析。结果表明,这10个表型性状在居群间的差异均达到极显著水平,各性状特征在居群间存在广泛的变异,变异系数由大到小依次为小穗总数(42.01%)旗叶厚度(27.94%)旗叶长度(26.83%)旗叶宽度(20.98%)叶数(19.64%)茎基粗(19.70%)花序长(19.30%)单枝干重(18.62%)株高(10.19%)花序重(8.16%)。10个形态特征可归成为3个主成分因子,累计贡献率达到79.44%,最大程度上反映了所有材料的表型性状特征,不同种群之间的差异主要来源于花序长、花序干重、单枝干重、小穗总数。采用欧氏距离系统聚类法将8个野古草居群依据10个表型性状分为3类:株型高大,旗叶长而宽,生物量大;株高中等,茎基粗壮,旗叶长而窄,小穗数量多,生物量较大;植株矮,叶片短、窄,生物量最小。表型性状与地理因子的相关性分析表明,部分表型性状的变化与地理因子呈显著或极显著相关性。     

国内外鸭茅种质资源穗部形态多样性研究

对收集的国内外77份鸭茅材料的15项穗部性状进行多样性研究。结果表明,77份材料在穗部性状上具有丰富的遗传多样性(H'=1.334),每穗轴小花数、旗叶宽、主穗轴第一节间长、旗叶长这些指标的变异系数较高。聚类分析将77份材料分为4组;鸭茅的穗部形态间存在明显的相关性;主成分分析表明,单穗重、穗长、穗宽、小穗长、内外稃长、内外颖长、旗叶长和宽等性状是对主成分分析影响较大的因素,也是造成这些鸭茅资源穗部形态差异的主要因素。     

中国主要鸭茅品种农艺性状变异研究

鸭茅系世界著名多年生冷季型优质牧草,在我国草地畜牧业发展和生态建设中起着重要作用。为系统地探明我国鸭茅品种(系)在表型水平上的多态性及变异规律,本研究对我国鸭茅8个品种和1个新品系单株的物候期、抗锈病能力、越夏率、生长速度、鲜干草产量、鲜干草茎叶比、鲜干比、分蘖数、植物学表型性状及DUS性状进行了系统研究,结果表明,1)各鸭茅品种(系)生育期、抗锈病能力、越夏率、生长速度、生产性能差异明显,以‘02-116’新品系表现较为突出;2)供试12个表型性状在品种(系)间差异均达到极显著(P＜0.01)水平,变异系数变幅为21.64%(倒二叶长度)～106.20%(穗叶距),穗叶距、株高、茎上部节间长度、倒二叶宽度、株幅等性状与鸭茅产量显著相关;3)主成分分析表明前4个主成分因子累计贡献率达68.225%,鸭茅植株株型的形成和生长速度的动态变化,在很大程度上由叶片长度、叶片宽度、株高、穗叶距等共同决定;4)各品种(系)在7个供试DUS性状上均表现出不同程度的群体差异;5)品系‘02-116’与品种‘川东’、‘古蔺’等在主要形态上存在一定差异。     

饲用型小黑麦遗传图谱构建及草产量相关性状QTLs初步定位北大核心CSCD

本研究以饲用型小黑麦杂交F_2代为作图群体,利用ISSR分子标记构建了遗传连锁图谱,并对小黑麦草产量相关性状(株高,分蘖数,单株生物量)进行了QTLs定位,可为小黑麦草产量相关主效QTL挖掘、功能基因定位以及分子标记辅助育种奠定基础。结果表明:521个F_2代单株草产量相关性状的田间表型数据呈连续变异,分布频率大致接近正态分布,可用于QTLs定位。该遗传图谱包含7个连锁群,图谱总长度为542.9cM,标记间平均距离为5.90cM,共有92个位点。对草产量相关性状基因进行QTL定位分析,共检测到17个QTLs,分布在6个连锁群上,控制株高的QTLs有5个,贡献率为6.7%～13.2%;控制分蘖数的QTLs有7个,贡献率为5.4%～15.4%;控制单株生物量的QTLs有5个,贡献率为7.4%～12.4%。其中QPH7-2,QNT2-2和QBS2分别对小黑麦株高、分蘖数和单株生物量的贡献率最大,为主效QTLs,可对其进行进一步克隆、转化及利用。     

野生扁蓿豆单株种子产量与主要农艺性状的通径分析

对扁蓿豆(Medicago ruthenica)的9个农艺性状与单株种子产量进行通径分析,明确农艺性状对种子产量影响的主要因子,为扁蓿豆种子高产及其产量因子作用机理研究提供科学依据。结果表明:单株种子产量与各性状的相关系数大小顺序依次为:单枝花序数>花序种子数>种子宽>株高>千粒重>花序结荚数>花序花朵数>种子长>生育期;9个性状与单株种子产量的直接通径系数大小依次为:单枝花序数>花序种子数>千粒重>种子长>株高>种子宽>花序花朵数>花序结荚数>生育期。单枝花序数对种子产量的贡献最大,花序种子数次之,其他性状的效应较小。因此,为提高扁蓿豆种子产量首先应着力增加单枝花序数,其次增加花序种子数,适当兼顾千粒重的提高。     

饲用型小黑麦遗传图谱构建及草产量相关性状QTLs初步定位

本研究以饲用型小黑麦杂交F₂代为作图群体,利用ISSR分子标记构建了遗传连锁图谱,并对小黑麦草产量相关性状（株高,分蘖数,单株生物量）进行了QTLs定位,可为小黑麦草产量相关主效QTL挖掘、功能基因定位以及分子标记辅助育种奠定基础。结果表明：521个F₂代单株草产量相关性状的田间表型数据呈连续变异,分布频率大致接近正态分布,可用于QTLs定位。该遗传图谱包含7个连锁群,图谱总长度为542.9 cM,标记间平均距离为5.90 cM,共有92个位点。对草产量相关性状基因进行QTL定位分析,共检测到17个QTLs,分布在6个连锁群上,控制株高的QTLs有5个,贡献率为6.7%~13.2%;控制分蘖数的QTLs有7个,贡献率为5.4%~15.4%;控制单株生物量的QTLs有5个,贡献率为7.4%~12.4%。其中QPH7-2,QNT2-2和QBS2分别对小黑麦株高、分蘖数和单株生物量的贡献率最大,为主效QTLs,可对其进行进一步克隆、转化及利用。     

扁穗雀麦种质资源形态和农艺性状变异的初步分析

检测种质资源的多样性对于利用和有效管理种质非常重要。本研究对87份世界来源的扁穗雀麦种质利用常用的9个形态-农艺性状进行了统一田间评价。结果表明,所有采用的性状变异系数均表现出高度的变异,尤其以单株干物质产量、分蘖数和叶宽的变异幅度最大。反映株型大小的各性状之间呈显著相关,茎粗和第一节间长与其余8个性状之间存在显著相关(P<0.01),旗叶宽与倒二叶宽的正相关性最强(r=0.912,P<0.01)。主成分分析(PCA)表明前2个主成分可以解释总变异的74%。反映株型大小的性状以及分蘖数可能是扁穗雀麦种质形态变异的主要来源。基于欧氏距离的UPGMA聚类分析将供试材料分成3个主要的类群,第一类群具有最大的株型表现,茎干粗壮,旗叶和倒二叶宽大,分蘖数中等;第二类群具有中等的株型;第三类群具有较小的株型,叶片短而窄,但分蘖数较多。聚类分析很好地支持了前2个主成分分值的二维散点图的结果。总之,本研究表明扁穗雀麦是一种在西南平原和丘陵地区适应性极强的禾草,其表型多样性对于品种选育和资源收集具有重要的参考价值。     

鸭茅DUS测试不同品种性状一致性分析

鸭茅是世界著名的优质多年生牧草,为优化鸭茅DUS测试指南,制定符合我国国情的鸭茅DUS测试标准,根据UPOV鸭茅DUS测试指南相关内容,选取30个性状,对9个鸭茅品种(系) 连续两年DUS测试结果一致性进行了分析,结果表明除花序主轴基部分枝数外,其余6个质量性状一致性好;7个假质量性状在两个独立生长周期内,观测结果保持基本一致;在2年生长周期内3个数量性状:株高,倒二叶长,鲜重在9个品种(系)上差异均达到极显著水平(P<0.01),不同品种(系)在不同的数量性状上存在不同的差异,数量性状受环境影响大,数量性状的平均变异系数变幅26.3%(‘01472’,2013年)~48.2%(‘瓦纳’,2014年)。总体来说质量性状和假质量性状的一致性要高于数量性状。‘宝兴’、‘古蔺’、‘楷模’3个国审鸭茅品种年际间性状相对稳定,且稳定的数量性状较多,综合考虑可以把它们用作测试标准品种。     

荻与五节芒种间杂交F_1群体主要农艺性状的遗传及相关性分析

为了探讨芒属植物种间杂交种后代主要农艺性状的遗传特征,本文选择了芒属植物中主要农艺性状上具有显著差异的荻(Micanthus.sacchariflorus)B0134和五节芒(M.floridulus)A0430种间杂交获得F1群体,采用主基因+多基因混合遗传模型对F1杂交群体的12个重要农艺学性状进行遗传和相关性分析。结果表明:F1群体中的12个主要农艺性状呈连续的单峰、偏态分布,说明这些性状为多基因控制的数量性状;茎节数、主茎长、株高、分蘖数、单株重5个性状具有较大的中亲优势值,均达到极显著水平(P0.01),中亲优势率30.65%~584.12%,其中分蘖数、单株重达到了极显著的超亲优势;混合遗传分析表明:叶长、叶宽、花序长和单茎重均由2对主基因+多基因控制;茎节数、株高、最大茎重由1对主基因控制;其他5个性状不存在主基因,只有多基因存在。12个农艺性状间存在一定的相关性,其中单株重与叶宽、分蘖数、单茎均重、最大茎重等产量相关性状存在极显著正相关,与叶片长和主茎长存在显著正相关(P0.05),在荻和五节芒杂交种后代中选择高产单株时应特别注重对分蘖数性状的选择。     

鸭茅形态学指标与营养成分的相关性研究

分析50份鸭茅的初花期营养成分与分蘖期和初花期形态学指标的相关性.结果显示:鸭茅粗蛋白与旗叶长呈显著正相关(P<0.05),相关系数为0.334,与旗叶宽呈极显著正相关(P<0.01),相关系数为0.385;粗脂肪与旗叶长呈显著正相关(P<0.05),相关系数为0.300;中性洗涤纤维与旗叶长和旗叶宽均呈极显著负相关(P<0.01),相关系数分别为-0.442和-0.419;酸性洗涤纤维与旗叶长和旗叶宽均呈极显著负相关(P<0.01),相关系数分别为-0.513和-0.407.说明在鸭茅资源选育的过程中,可以重点选择旗叶长而宽的资源培育,能达到营养价值较高的目的.