基于SSR的光敏型饲草高粱分子辅助育种体系

【目的】利用分子标记技术对光敏型饲草高粱新品种传统选育方法进行改良,构建分子辅助育种体系,从而提高品种选育效率,降低育种成本,为形成新的育种体系奠定理论基础。【方法】以光敏型（不抽穗）饲草高粱品种晋光1R去雄后为母本、非光敏型（抽穗）饲草高粱BMRC-3-2为父本进行杂交,构建F₂群体。按照光敏与非光敏性状将群体分为两类,各选30株,取叶片提取DNA,利用微卫星分子标记技术（SSR）和集团分离分析法(BSA)对晋光1R/BMRC-3-2的F₂群体进行光敏感基因定位分析,以及特异性SSR引物的设计、筛选;将筛出的特异性引物对F₁杂交种（以晋光1R为亲本选育的高代稳定恢复系作为父本与其他不育系测配得到的F₁代杂交种）进行光敏性鉴定,通过与田间表型对照,确定最终目标引物,从而构建新的光敏型饲草高粱新品种选育体系。【结果】经过SNP index分析,选取99%阈值线最高点前后约250 kb的区域作为性状相关的候选区域,区域总长度为500 kb,共400个SNP位点,对这些SNP位点注释,其中非同义突变或者stop-gain或者stop-loss的SNP位点有6个,最终确定2个候选基因与高粱光敏感性相关,这两个基因位于高粱第7染色体。利用微卫星标记技术开发引物51对,对光敏和非光敏的亲本及F₁杂交种进行毛细管电泳检测,选定1对特异性引物70.2-3,结果表明,以251 bp处出现“单峰”为判断依据,引物70.2-3对50个非光敏型F₁杂交种的鉴选准确率达到100%,所有材料均在251 bp附近出现峰值。以214和251 bp两处附近出现“双峰”为判断依据,该引物对另外50个光敏型F₁杂交种鉴选的准确率达到90%,其中F₁-69、F₁-70、F₁-71这3个材料在214和262 bp附近出现“双峰”;F₁-81仅在251 bp处有“单峰”,而F₁-86则在251和232 bp两处附近出现“双峰”。【结论】发现了控制高粱光敏性的候选基因LOC8068537和LOC8068548,位于高粱第7染色体810 000—1 310 000 bp,获得特异性引物70.2-3,可在一定程度上改良传统育种手段,用实验室验证替代田间测交观察,节省了育种成本,提高了育种效率。     

新疆南疆引进枣品种果实性状的综合评价

针对南疆枣种植品种单一,无法满足多元化市场需求的现状,本研究综合评价引进枣品种,为筛选出适合当地立地条件的优良枣品种提供依据。本研究以新疆南疆引进的20个枣品种为供试材料,评价果实的外观品质和内在品质,运用主成分分析法对9个性状进行综合分析,建立枣果实品质综合评价模型,为选择优良枣品种提供数据支持。结果表明,9个性状指标提取出5个主成分,分别为可食率因子、酸度因子、果形因子、营养因子、果实硬度因子,累积方差贡献率达85.49%;不同枣品种果实品质的综合评价模型为F_综=0.242 8F₁+0.203 1F₂+0.171 1F₃+0.140 1F₄+0.097 7F₅;综合评价排名前5的品种是长鸡心、上海白浦、茶壶枣、骨头小枣、冬枣,综合评价的结果与实际栽培表现基本一致。     

海岛棉重组自交系群体花铃期抗旱性评价

【目的】 构建海岛棉分离群体,筛选抗、敏极端材料,为棉花抗旱种质改良和优质抗逆品种选育提供原材料,为棉花抗旱性研究提供基础。【方法】 以双亲及海海重组自交系群体71个株系为材料,在花铃期进行田间自然干旱胁迫,通过测定形态指标和产量相关指标,采用方差分析、主成分分析、聚类分析等相结合的方法,对双亲及RILs家系进行抗旱性鉴定及评价。【结果】 7个性状被分为植株形态及单株产量相关性状和纤维产量相关性状2个综合因子;RILs材料划分为较敏旱型(28份)、抗旱型(26份)、敏旱型(14份)和强抗旱型(3份)共4个类群。得到多元线性模型:D值=-0.771+0.089×DC_株高+0.117×DC_{有效果枝数}+0.132×DC_铃数+0.343×DC_有效铃数+0.338×DC_{单铃皮棉重}+0.230×DC_{单株籽棉产量}。【结论】 筛选出强抗旱材料HH-16、HH-61、HH-70和敏旱材料HH-051、HH-05,可以应用于抗旱相关基因表达分析及抗逆种质创新研究。有效铃数、单铃皮棉重和单株籽棉产量可以作为棉花自交系田间抗旱性鉴定的主要指标。     

观赏辣椒杂种优势及重要性状遗传规律分析

  目的  探索观赏辣椒杂种优势以及观赏性状遗传规律，促进观赏辣椒新品种培育以及优良性状的保留。  方法  以簇生椒Capsicum annuum ‘Salsa XP Red’卵圆形叶片自交系(P15)与单生椒C. annuum ‘Salsa Deep Orange’披针形叶片自交系(P6)为亲本，配置正交组合P6×P15，反交组合P15×P6，并构建F₂群体，研究观赏辣椒果实着生方式、叶形和株型性状的遗传规律。  结果  P6和P15的叶片大小、株高、侧枝数等指标均存在显著差异(P＜0.05)。正反交观赏辣椒F₁组合均在株高、株幅和叶片尺寸等性状上表现较高的杂种优势。在正反交的F₂群体中，方差最大的5个农艺性状从大到小依次为叶长、单株结果数、叶柄长、株幅、株高，且正反交群体的株型与叶形各性状间存在极显著相关性(P＜0.01)。卡方检验表明:正反交F₂代群体质量性状分离比结果中，果实簇生性状对单生性状、有限生长对无限生长均为单基因隐性遗传；开展型株型对直立型株型、披针形叶对卵圆形叶均由双基因控制，且具有隐性上位作用。  结论  观赏辣椒杂交亲本与F₁代组合在单株结果数、分枝级数等5个性状上存在显著差异，其中株型变异系数最小，单果果实品质与单株果数变异系数较大，叶长和单株结果数性状的单株间差异最显著。对观赏辣椒重要性状遗传规律分析表明:果实着生方式簇生对单生、有限生长对无限生长是单基因控制隐性遗传性状。图2表8参22     

自交可育红花甜荞种质资源创新利用研究

【目的】对等花柱型白花甜荞和异花柱型红花甜荞的杂交后代F₂群体进行遗传分析,为甜荞资源创新及新品种选育提供理论依据。【方法】对等花柱型白花甜荞与短花柱型红花甜荞的杂交后代F₂群体进行花色、花柱型、开花天数、生育天数和株高等7个农艺性状测定,并进行遗传分析及主成分分析。【结果】在F₂群体中,白花单株占27.92%,粉红花和浅粉花单株占72.08%,表明红花对白花为不完全显性;同型花（等花柱型）和异型花（短花柱型和长花柱型）分离比为2∶1,可推测出等花柱型对异型花柱为显性。7个农艺性状中,开花天数、生育天数、主茎节数和茎粗的变异系数分别为9.97%、7.16%、9.88%和9.57%,小于10.00%;单株粒数、株高和一级分枝数的变异系数分别为59.85%、21.75%和21.80%,均大于20.00%。开花天数与株高呈显著负相关（P<0.05,下同）,与一级分枝数呈显著正相关;生育天数与株高、主茎节数、一级分枝数和茎粗4个株型相关性状均呈不显著负相关（P>0.05,下同）;4个株型相关性状中,株高与一级分枝数呈显著正相关,与主茎节数和茎粗均呈极显著正相关;单株粒数作为产量性状,与开花天数呈极显著负相关,与生育天数呈显著负相关,与4个株型相关性状均呈极显著性正相关。主成分分析的前2个因子的特征值大于1.000,累积贡献率为56.083%,反映了所测农艺性状的主要信息,第1公因子主要是由株高、主茎节数、茎粗和单株粒数4个因子决定,故称为株型因子;第2公因子中开花天数的因子载荷最大,故称为生殖因子,这2个公因子既相互促进,又相互制约。F₂群体的各农艺性状中均出现超亲分离,虽然未出现粉红色等花柱型单株,但出现了70株浅粉色等花柱型的单株,其中8株为既比父本早熟又比母本高产的浅粉色等花柱型。【结论】开花天数、生育天数、主茎节数和茎粗的变异较小,稳定性较高,而单株粒数、株高和一级分枝数的变异较高,稳定性较低。在等花柱甜荞与红花甜荞的杂交育种中应协调好生殖因子和株型因子的关系,要根据各性状间的相关性进行有目的地选择,有望获得早熟高产稳产的红花甜荞。     

花椰菜“坐球高度”性状的主基因+多基因遗传分析

“坐球高度”是评价花椰菜品种是否适合机械化采收的重要农艺性状之一。为了解析花椰菜“坐球高度”性状的遗传规律,使用早熟、紧实型花椰菜F₇代自交系ZAASC4101与芥蓝F₆代自交系ZAASJ1401为亲本构建了包括P₁、P₂、F₁、F₂、B₁、B₂的6个联合世代群体,利用主茎高度(六世代群体)和叶痕间距(F₂群体)两个指标来锚定“坐球高度”性状。研究结果表明,F₂群体中主茎高度与叶痕间距数值呈极显著相关(相关系数为0.652),并且这两个指标均为连续性的近似正态分布,符合数量遗传的特征;主茎高度的六世代群体遗传分析和叶痕间距的F₂群体遗传分析结果均表明,花椰菜“坐球高度”性状的最适遗传模型为：两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型,表明该性状主要受两对主基因+多个微效基因的控制,并且遗传率达到97.84%。因此,可以利用连锁分...     

陆地棉杂交组合F1、F2苗期优势表现及亲本配合力分析

【目的】筛选优异亲本和强优势杂交组合选育，为棉花F₂生产应用提供理论依据。【方法】以8个核背景不同的陆地棉材料为亲本，采用5×3的NCⅡ遗传交配设计，在大田环境条件下，测定亲本、F₁、F₂和对照品种苗期株高、叶片SPAD值和光合作用参数。【结果】株高、SPAD值和净光合速率的广义遗传力和狭义遗传力较高，部分性状的F₂遗传力高于F₁。苗期各性状一般配合力好的亲本为P₁(中901)、P₂(ZB)、P₆(大桃)和P₇(Z98);杂交组合F₁和F₂在苗期性状(株高、SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率)中特殊配合力表现较好的为组合2(中901×Z98)、组合5(ZB×Z98)、组合7(SJ48×DT)。15个杂交组合的F₁和F₂在苗期各性状中较对照表现出不同的竞争优势，...     

小麦育种显著差异环境种质资源引进、改良利用及其遗传规律

制约小麦育种的瓶颈是拥有丰富的、环境条件差异显著的具有各种优良性状遗传基因的种质资源，而这些种质资源在适应性、亲和性、遗传规律和后代材料的选择上都不容易掌控，需要进行长时间改良，创造条件促使与本地遗传基因杂交组合成功，然后对其 F₁～F₇各代变异材料进行试验、观察、对比、筛选，掌握其遗传规律，最后选出理想的品系和具有单一优良性状的中间材料，丰富遗传基因，使小麦育种在高产、品质、抗逆、抗病等性状上有实质性的突破。     

杂种小麦品质性状的性状相关和主成分分析

为了探究化杀杂交小麦品质性状在不同世代的表现,以4个品质不同小麦品种组配的4个杂交组合为材料,对杂种F₁代(杂交当代种子)和F₂代(F₁代植株上的自交种子)及其亲本的籽粒品质性状和面团品质性状进行了杂种优势、亲子相关、性状相关和主成分分析。结果表明:(1)杂种小麦 F₁代品质性状的杂种优势远远大于F₂代杂种优势,杂种小麦F₂代存在较强的面团品质杂种优势;(2)在小麦品质改良过程中,以籽粒硬度和蛋白质含量作为选择指标,有利于筛选出高面筋含量、高沉淀值以及蛋白质品质和磨粉品质优良的基因型;(3)在杂种早代选择籽粒蛋白质含量时不能忽视低亲的影响,要提高杂种F₂代的沉淀值,关键是提高高亲和中亲的水平;(4)通过主成分分析可以将F₂代8个品质性状综合成2个主成分因子。     

分子标记辅助选育含Pigm抗稻瘟病基因的水稻新品系

为选育具有稻瘟病广谱抗性的水稻粳型新品系，将柱头外露率高的晚粳类型保持系嘉66B与华粳5号杂交后，筛选获得F₃代优异中间材料，再与携带稻瘟病抗性基因Pigm的供体材料金香玉1号杂交，利用分子标记选择定位携带Pigm基因的粳型后代，通过人工气候室加速育种品种，并对农艺性状等进行评价，成功筛选出抗稻瘟病的粳型常规稻3份(T2、T143、T146),稻瘟病抗性水平达到高抗级别，综合性状优良。     

小麦突变体的创造及育种利用研究

连续三十年应用“三结合”突变育种方法,创造出各种类型的小麦突变体材料1860份,并将这些材料归类,作为种质资源进行育种再利用,是尽快选育小麦新品种的有效途径。几年来,已从分枝小麦的分离单株中筛选出17个具有矮秆、大穗、株型紧凑、中早熟、抗性好的优良株系;对21个综合性状较好的材料进行回交改良,对其不稳定的突变体材料进行重点选择,已选育出11个综合性状优良的小麦新品系,为加快育种进程奠定了良好的基础。     

江西赣南地区芝麻地方种质资源的遗传多样性分析

为探明江西省赣南区域芝麻种质资源的遗传基础和遗传特点，基于25个表型性状对该区域67份芝麻地方种质资源分别进行了遗传多样性指数、变异系数、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果显示：供试种质的13个质量性状的遗传多样性指数范围为0.4800～1.2972,12个数量性状的遗传多样性指数范围为1.0673～2.0302；除生育期外，其余11个数量性状的变异系数均大于10%；由此可知，67份赣南区域芝麻地方种质的表型变异较大，部分性状的遗传基础广泛，改良潜力较大。相关性分析表明：与单株产量呈极显著正相关的性状为主茎蒴节数、主茎蒴果数；主成分分析得出供试种质的4个主要因子分别为产量因子、蒴果性因子、粒重因子和生育期因子。聚类分析可划分为4个类群：类群Ⅰ可作为潜在选育芝麻长蒴果新品种的亲本材料，类群Ⅱ可作为潜在选育芝麻高产型种质资源，类群Ⅲ可作为潜在选育高粒重型亲本材料，类群Ⅳ可作为潜在选育矮秆多蒴型亲本材料加以利用。     

狼尾草野生种质资源的评价与分析

为加强野生狼尾草种质资源的研究与利用,以65份狼尾草种质资源为试验材料,对狼尾草7个主要性状进行评价与分析。结果表明:供试种质资源中花序数变异系数最大,其次依次为冠幅叶长抽穗后株高花序长抽穗前株高叶宽;根据种质资源间各性状的遗传差异,通过聚类分析将65份种质资源划分为3类,并从类群Ⅱ和类群Ⅲ中选出8个优选株系。优选株系主要性状表现株型紧凑,单株花序多等特点,抗逆性综合评价为优,在观赏狼尾草育种中具有重要利用价值。     

苦荞重组自交系群体籽粒性状遗传变异分析

为了研究苦荞遗传群体籽粒性状的遗传变异，探索影响苦荞籽粒产量的主要因素，筛选综合性状优良的株系，为苦荞育种提供理论依据和新材料。以小米荞与晋荞2号杂交获得的重组自交系群体为材料，对籽粒产量、千粒重、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长、籽粒直径、籽粒圆度等7个性状进行了相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明：各性状变异系数为5.16%～25.45%，均存在双向超亲分离现象。籽粒产量与千粒重、籽粒直径、籽粒面积、籽粒周长呈极显著正相关。主成分分析将7个籽粒性状综合为2个主因子，前2个主成分累计贡献率达86.71%。基于籽粒性状的表型值，聚类分析将苦荞重组自交系（RILs）群体划分为7个不同的类群，其中C5和C7类群籽粒产量显著高于其他类群。千粒重、籽粒直径、籽粒面积、籽粒周长是影响籽粒产量的主要因素；结合籽粒性状主成分综合评价及聚类分析结果，C7类群的株系R166、R188、R78、R46、R112、R151籽粒性状较好，具有高产特性可作为高产苦荞的推荐材料。     

赏食兼用型辣椒花瓣和果实紫色性状遗传分析

为研究赏食兼用型辣椒花瓣和果实紫色性状遗传机制,以白辣观赏椒F₇和紫辣观赏椒F₈作亲本,构建6个世代群体(P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁、BC₂),采用目测法分析6个世代群体的花色、青熟期果色性状,研究辣椒花瓣和果实紫色性状遗传规律。结果显示,F₁代辣椒花瓣和青熟期果实均表现为紫色,说明辣椒花瓣和青熟期果实的紫色对白色均为显性,F₂代分离群体紫色和白色都符合孟德尔3:1的分离比例,表明辣椒花瓣和青熟期果实紫色花瓣性状各受1对显性基因控制,BC₁代分离群体紫色和白色都符合1:1的分离比例;BC₂代辣椒花色和果色均表现为紫色,但有颜色深浅的区别,表明控制辣椒花瓣和青熟期果实紫色的基因具有累加效应。     

文冠果不同种质资源的叶片解剖结构分析及抗旱性评价

  目的  评价文冠果Xanthoceras sorbifolium不同种质资源在干旱地区的适应能力，为干旱、半干旱地区筛选抗旱文冠果种质提供依据。  方法  以内蒙古自治区通辽市文冠果种质资源圃内前期筛选的200份丰产型文冠果种质资源的叶片为材料，通过制作石蜡切片对叶片解剖结构进行观测，测定了叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、蜡质层厚度等13个与文冠果抗旱性相关的指标，并基于因子分析、聚类分析和隶属函数分析的方法评价不同文冠果种质资源的抗旱性。  结果  文冠果叶片解剖结构指标之间具有显著的相关性，基于因子分析法提取了4个公因子，对变异的累计贡献率达89.99%，涵盖了13个指标的大部分信息，对文冠果抗旱性的影响程度依次为:F₁ (厚度指数因子)＞F₂ (组织指数因子)＞F₃ (表皮占比因子)＞F₄ (蜡质层占比因子)。  结论  F₁公因子中载荷较大的上/下表皮厚度、栅栏组织厚度和导管直径可作为评价文冠果抗旱性的主要指标。筛选出的90份抗旱型种质资源能兼顾丰产和节水抗旱的优点，可为干旱地区提供适宜的种质材料。图1表6参32     

甘蓝型油菜品质育种方法探讨

为提高油菜中油份和油酸等品质性状的含量,根据油菜遗传规律和育种经验,总结出了油菜品质育种的新方法——优群优选法。该方法的核心是构建目标品质的优类群,低世代(F₁~F₂)开放选择,中世代(F₃~F₅)套袋自交和开放单株优选同步进行,待F₆~F₈代形成稳定的高产高品质株系后,利用多环境种植测定其产量和品质的稳定性,选出目标性状变异幅度小、品质优异、产量高的品系参加各级试验。以该方法选育出浙油50、浙油51、浙油33、浙油21等含油量高于47%的品种,其含油量和产量处于国内领先水平,并育成了我国第1个高油酸品种浙油80。     

优异高粱雄性不育系01-26A的组配降秆效应及其分子机理

【目的】高粱机械化生产是未来发展的必然方向,而合理的株型是机械化生产的基础与关键。育种过程中发现,矮秆雄性不育系01-26A具有和现有粒用高粱恢复系组配F₁都能降低株高的独特优势,是一个极其难得的株型调控材料。因此,对其株高遗传效应及调控基因位点进行研究,旨在探明其株高矮化遗传机理和调控机制,以期应用遗传育种手段促进高粱株型优化提供理论依据。【方法】以具有矮化株高效应的01-26A和不具矮化株高效应的7050A高粱雄性不育系为试材,重点对其与7个（包括6个粒用和1个甜高粱）恢复系的杂种F₁的株高及节数、穗柄下茎秆高度、穗柄长和穗长等相关参数的遗传效应进行分析,同时对调控株高基因的位点Dw₁、Dw₂和Dw₃（Dw₄暂未被克隆）进行测定与分析。【结果】高粱雄性不育系01-26A（A₁细胞质）具有显著的矮化粒用高粱株高的效应,以其为母本组配的杂种F₁株高较以高粱雄性不育系7050A（A₂细胞质）为母本组配的杂种F₁株高降幅为15.8%,绝对值一般不超过160 cm,而以其为母本组配的甜高粱杂种F₁株高降低不明显,不具矮化效应;01-26A矮化株高遗传效应主要表现在杂种F₁穗柄下茎秆高度明显缩短,茎秆中下部节间长度与株高变化相关性较高;01-26A杂种F₁穗柄长降低是造成株高变矮的另一原因,其效应小于穗柄下茎秆高度,而穗长对株高变化的影响很小;通过基因位点的序列和类型分析,确定了01-26A矮化基因Dw₁—Dw₃的基因类型,并通过多个杂交组合的株高遗传数据分析,推断01-26A基因型很可能是dw₁dw₁Dw₂Dw₂dw₃dw₃dw₄dw₄,即三矮高粱不育系;另外,通过对株高调控基因研究分析,发现01-26A的dw₁和dw₃矮化基因可能对粒用高粱杂种F₁株高影响效应更大,而Dw₂的存在是造成其与甜高粱杂种F₁株高没有矮化的内在原因。【结论】高粱雄性不育系01-26A可能是具有dw₁dw₁Dw₂Dw₂dw₃dw₃dw₄dw₄基因的三矮高粱不育系,可通过降低杂种F₁穗柄下茎秆高度（主效）和穗柄长（次效）,实现高粱株高的矮化调控;但其与甜高粱杂交,可能由于Dw₂的存在,F₁并未发现明显的矮化效应。     

谷子理想株型在种质资源选育中的应用研究

[目的]探讨谷子理想株型在种质资源选育中的应用。[方法]以具有理想株型形态特征的谷子种质资源立绿谷和立紫谷为试材,配置多个杂交组合,筛选具有理想株型形态特征的杂交后代,经河南、海南两地多年异地加代,将不同种质资源的理想植株形态、生理状态等优良性状整合到同一品种（系）内,培育出具有理想株型的高光效谷子新品种（系）。[结果]经过连续5年多代选育,选育出5个综合性状表现较好的新品种,其农艺性状较原始亲本有了较大的改良,并较好地遗传了原始亲本的叶群结构。[结论]利用原始亲本立绿谷和立紫谷开展谷子理想株型育种具有可行性。     

基于主成分及聚类分析的虎杖产量与品质的综合评价

对来源于不同产地的19份虎杖资源10个主要农艺性状及2个品质性状进行主成分分析,并进行综合评价及聚类分析。结果表明,供试虎杖的大黄素含量、虎杖苷含量和分枝数的变异系数较大,株高、主茎叶数及侧根数的变异系数相对较小。主成分分析表明,12个主要性状可用5个主成分来表述,其累计贡献率达88.724%,分别归纳为株型产量因子、根型因子、分枝因子、虎杖苷-茎粗因子和优质低产因子。材料19的综合得分最高,为高产优质型材料;材料7的综合得分最低,为矮秆低产型材料。聚类分析可将供试样品分为3类。通过主成分及聚类分析对虎杖进行综合评价的方法可靠;虎杖野生资源丰富,可从中选择优质资源,为虎杖新品种选育提供基础。