华北夏谷区近30年来主要谷子育成品种农艺和品质性状演变分析

为给谷子品种选育提供理论依据,对华北夏谷区近30年来育成的20个代表性谷子品种的农艺和品质性状演变情况进行分析。结果表明:该时段内这些谷子品种的产量呈上升趋势,平均每年提高29kg/hm2,穗长、穗重、穗粒重、茎粗呈上升趋势,穗粗、株高呈下降趋势,株高降低、茎粗增粗提高了谷子品种的抗倒伏能力。相关分析表明,各性状与产量的相关系数由大到小依次是穗长﹥穗粗﹥单穗粒重﹥单穗重﹥株高﹥茎粗﹥抽穗日数﹥千粒重,其中抽穗日数、千粒重对产量影响不大。华北地区近年来育成品种的营养品质改善较小,应当加以关注。     

海南短日照条件下谷子穗部性状的全基因组关联分析

定位短日照条件下控制谷子穗部性状的QTL位点,筛选候选基因,为揭示短日照条件下谷子穗部性状形成的遗传机制奠定基础。2015年10月—2016年2月于海南省乐东县九所镇调查98份谷子材料的穗长、穗粗、穗码数、穗粒质量、千粒质量5个性状,同时对98份谷子材料进行重测序开发SNP标记,利用开发的SNP标记用STRUCTURE软件对98份谷子材料进行群体结构分析,用VCFtools软件进行SNP标记间的连锁不平衡分析,最后用GAPIT软件进行SNP与性状间的关联分析。结果表明,对98份谷子材料进行重测序开发了4 482 208个高质量的SNP标记,群体结构分析将98份谷子材料划分为3个组,连锁不平衡(LD)分析发现谷子基因组LD衰退距离为47. 5 kb,适合进行关联分析研究。全基因组关联分析检测到与穗长、穗粗、穗码数、穗粒质量、千粒质量关联的SNP位点数分别是27、95、18、22、28个,这些位点分布在大多数谷子染色体上;在关联位点候选区域内发现,与穗长、穗粗、穗码数、穗粒质量、千粒质量关联的候选基因数分别为24、33、18、18、22个,经在NR、GO、KEGG等数据库注释,每个性状筛选出4~9个主要候选基因,这些基因主要参与泛素-蛋白酶系统介导的蛋白质降解过程、防御反应、木质素合成、信号传导,少数参与脂肪酸合成以及氨基酸、锌离子运输等,其中位于6号染色体的泛素E3-蛋白连接酶基因XB3和位于3号染色体的蛋白磷酸酶基因PP2C可能分别与谷子穗粒质量、千粒质量密切相关。     

新疆冬小麦品种资源主要产量性状全基因组关联分析

【目的】高产是小麦育种的永恒主题,利用全基因组关联分析发掘控制小麦产量性状的QTL区段及优异基因,为小麦分子标记辅助选择育种提供理论依据和标记信息。【方法】以新疆本地188个冬小麦品种资源为材料,利用小麦55K SNP芯片进行全基因组扫描,通过对6个不同环境下的株高、穗长、小穗数、可育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽、籽粒长/宽比9个产量相关性状进行表型鉴定,利用6个环境下各性状数据及最佳线性无偏预测（BLUP）数据,基于混合线性模型（MLM）对表型和基因型进行全基因组关联分析。【结果】经主成分分析,将188个材料分为地方品种和育成品种2个亚群;利用6个环境下各性状数据,9个性状共检测到1 309个显著性SNP标记,其中,每个显著性SNP位点可解释7.259%—70.792%的表型变异。利用BLUP数据,9个性状共检测到66个显著性位点,同时与2个性状关联的共有SNP位点有5个,贡献率波动范围为8.498%—21.877%。将同时与2个性状或2个以上环境关联到的重复位点作为稳定的显著性关联位点,9个性状共检测到38个稳定关联位点,包括株高重复位点5个,穗长重复位点10个,小穗数重复位...     

糜子不同性状对光周期的响应及综合评价

为探讨不同品种糜子各性状指标对光周期的反应,通过遮阴棚处理,设置6、9、12 h光照和自然光照（对照）4个光周期环境,调查15份糜子材料的生育期、农艺性状、产量和短日抽穗促进率的光反应特性,以11个性状指标的相对敏感度值分析各性状指标的光周期敏感度,并采用2种综合评价方法对15个糜子品种的光周期敏感性进行综合评价。结果表明,糜子在三叶期进入光敏感期,12 h光照处理为糜子短日处理标准。与自然日照相比,短日处理缩短了糜子抽穗期,株高、分蘖数、穗长、主穗小穗数、千粒质量、主茎节数和产量随着日照时数的缩短整体上呈递减趋势,日照时数低于6 h或高于12 h均会减少糜子叶片数、缩短糜子穗颈长度,降低糜子有效穗数,短日出穗促进率相对较低的品种表现为更强的适应性。11个性状指标的光周期相对敏感度值在-0.7~1.6之间,株高和主穗小穗数的光周期相对敏感度最强,其次是有效穗数、生育期、主穗长,叶片数和千粒质量的敏感度较弱,结合主成分分析结果显示,株高和主穗小穗数可作为主要评价指标,主穗长和生育期可作为参考评价指标,千粒质量和叶片数不适合做为评价光周期敏感性指标,光周期综合指标评价D值显示‘赤糜2号’和‘固糜21号’为光周期低敏感型糜子品种。     

水稻品种主要数量性状的遗传研究

本研究采用9个水稻品种为材料,经方差分析,估算了10个主要数量性状的遗传力,并进行了相关和通径分析,结果表明:①9个品种诸性状具有较大的遗传差异,广义遗传力以生育期、抽穗日数最高,每株穗数、结实率较低。②相关和通径分析以每穗粒数、穗粒重、株高和穗长对产量贡献较大,故选用亲本时应注重考虑大穗、穗粒数和粒重,同时兼顾株高是粳稻高产育种的一个方向。     

山西谷子地方品种农艺性状和品质性状的综合评价

【目的】通过对山西谷子地方品种种质资源农艺性状和品质性状进行综合评价,分析山西谷子种质资源的多样性特点和分布规律,为种质资源的评价和新品种选育提供参考。【方法】利用变异系数、Shannon-Weaver多样性指数对212份山西谷子种质资源的15个性状进行多样性分析和性状差异分析,采用聚类分析、主成分分析、相关性分析以及逐步回归分析对山西谷子种质资源进行综合评价和鉴定指标筛选。【结果】212份山西谷子种质资源多样性指数范围为0.92—2.15,除粒色外,均大于1.00;变异系数范围为3.35%—38.66%,株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重、穗粒重、千粒重、直/支比和粒色变异比较丰富,淀粉和蛋白质变化较小。聚类分析把山西谷子种质资源分为3个类群：第一类群北部品种,来源地包括大同和朔州;第二类群中部品种,来源地包括阳泉、太原、晋中和榆次;第三类群南部品种,来源地包括临汾和运城,与山西地理分布吻合;北部品种中单穗重、穗粒重和千粒重等性状的平均值更高,南部品种中码粒数、单穗重、千粒重、蛋白质、淀粉和直/支比表现出更高的变异性。主成分分析把15个性状归为9个主成分,累计贡献率为89.26%,表明9个主成分包含了谷子表型性状的大部分信息。山西谷子种质资源表型性状的综合得分F值均值为0.521,临汾的黄疙瘩最高（0.709）,大同的牛毛黄最低（0.315）。15个性状和综合得分F值的相关性分析表明,10个农艺性状（株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重和穗粒重）与F值呈极显著正相关,直/支比与F值也呈极显著正相关。采用逐步回归分析法筛选出9个性状,分别为株高、穗长、茎长、码数、码粒数、单穗重、蛋白质、直/支比和粒色。【结论】山西谷子地方品种表型多样性丰富,山西谷子资源划分为南部品种、中部品种和北部品种,划分结果与地理来源吻合。直/支比可作为评价指标引入到谷子种质资源的综合评价中。筛选出9个性状可以作为谷子种质资源性状评价指标。山西谷子南部资源多样性更丰富,可作为谷子品质和特色育种的资源库。     

山西谷子地方品种农艺性状和品质性状的综合评价

【目的】通过对山西谷子地方品种种质资源农艺性状和品质性状进行综合评价,分析山西谷子种质资源的多样性特点和分布规律,为种质资源的评价和新品种选育提供参考。【方法】利用变异系数、Shannon-Weaver多样性指数对212份山西谷子种质资源的15个性状进行多样性分析和性状差异分析,采用聚类分析、主成分分析、相关性分析以及逐步回归分析对山西谷子种质资源进行综合评价和鉴定指标筛选。【结果】212份山西谷子种质资源多样性指数范围为0.92—2.15,除粒色外,均大于1.00;变异系数范围为3.35%—38.66%,株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重、穗粒重、千粒重、直/支比和粒色变异比较丰富,淀粉和蛋白质变化较小。聚类分析把山西谷子种质资源分为3个类群:第一类群北部品种,来源地包括大同和朔州;第二类群中部品种,来源地包括阳泉、太原、晋中和榆次;第三类群南部品种,来源地包括临汾和运城,与山西地理分布吻合;北部品种中单穗重、穗粒重和千粒重等性状的平均值更高,南部品种中码粒数、单穗重、千粒重、蛋白质、淀粉和直/支比表现出更高的变异性。主成分分析把15个性状归为9个主成分,累计贡献率为89.26%,表明9个主成分包含了谷子表型性状的大部分信息。山西谷子种质资源表型性状的综合得分F值均值为0.521,临汾的黄疙瘩最高(0.709),大同的牛毛黄最低(0.315)。15个性状和综合得分F值的相关性分析表明,10个农艺性状(株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重和穗粒重)与F值呈极显著正相关,直/支比与F值也呈极显著正相关。采用逐步回归分析法筛选出9个性状,分别为株高、穗长、茎长、码数、码粒数、单穗重、蛋白质、直/支比和粒色。【结论】山西谷子地方品种表型多样性丰富,山西谷子资源划分为南部品种、中部品种和北部品种,划分结果与地理来源吻合。直/支比可作为评价指标引入到谷子种质资源的综合评价中。筛选出9个性状可以作为谷子种质资源性状评价指标。山西谷子南部资源多样性更丰富,可作为谷子品质和特色育种的资源库。     

玉米骨干亲本及其衍生系中Dwarf8基因的序列变异及与株高等性状的关联分析

玉米Dwarf8基因是显性矮化基因,由于其突变体在DELLA区的碱基缺失而使其呈组成型表达抑制GA响应,从而表现出植株矮小,种子发芽率低,叶片呈暗绿色等特性。对玉米Dwarf8基因在来源广泛的96份玉米自交系中进行了目标序列重测序,并与株高和穗位高2个株型性状以及穗长、穗粗、轴粗、穗质量、行粒数、穗行数和粒质量7个穗部性状进行关联分析。Dwarf8基因在供试玉米自交系中共有66个变异位点,包括18个SNP和48个In Del。在编码区发现24个变异位点,包括6个SNP和18个In Del位点。关联分析发现,玉米Dwarf8基因中1个非同义突变位点与株高显著关联,另外1个非同义突变位点与穗长显著关联。     

黄土高原北部春谷主要农艺性状遗传变异与选择

为了获得对春谷产量性状有效选择的依据。减少性状选择的盲目性,提高育种效率,对10个高产春谷品种（系）5点区域试验资料地上部分农艺性状进行了分析。结果表明：春谷茎高,抽穗日数,穗码数,穗长为高遗传力性状;千粒重,小穗产量,株粒重,穗粗遗传力中等;茎粗,出谷率,抽穗至成熟日数为低遗传力性状,通过相关性分析,提高春谷收获前的高产株型为;茎高133-147cm,茎基部直径0.8-1.0cm,穗长21-27cm,穗码数94-109个,株粒重15-21g;出谷率73%-79%;千粒重2.9-3.2g;抽穗日数为63-68d。     

芝麻产量相关性状的多位点全基因组关联分析及候选基因预测

【目的】通过对芝麻产量相关性状的全基因组关联分析,挖掘与产量性状关联的SNP位点及预测候选基因,为通过分子标记辅助选择育种等方式提高芝麻产量提供技术基础。【方法】以363份不同遗传背景和地理来源的芝麻种质资源构成的自然群体为研究对象,调查2年2点4环境下8个产量相关性状（单株产量、单株蒴数、蒴粒数、千粒重、株高、主茎果轴长、始蒴高度和表观收获指数）的表型值,借助覆盖全基因组的42 781个SNP标记,利用多位点SNP随机效应混合线性模型（multi-locus random-SNP-effect mixed linear model,mrMLM）对8个产量相关性状进行全基因组关联分析,检测与产量相关性状显著关联的SNP位点,并预测候选基因。【结果】在4个不同环境下,8个产量相关性状表现出广泛的表型变异,变异系数为6.51%—33.57%;相关性分析表明单株产量与单株蒴数、株高、主茎果轴长、表观收获指数呈极显著正相关;方差分析表明产量相关性状的基因型效应、环境效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平。通过多位点全基因组关联分析共检测到210个与产量相关性状显著关联的SNP,在2018年南阳环境下检测到47个SNP,解释表型变异的1.63%—17.29%;在2019年南阳环境下检测到35个SNP,解释表型变异的1.94%—11.90%;在2018年平舆环境下检测到35个SNP,解释表型变异的2.15%—15.90%;在2019年平舆环境下检测到53个SNP,解释表型变异的1.25%—11.13%;在4个环境的综合BLUP条件下检测到75个SNP,解释表型变异的1.44%—13.58%。上述210个SNP涉及到175个位点,其中10个位点在3个及以上环境中被重复检测到。在这10个位点基因组区域内,共鉴定到214个候选基因,其中156个候选基因具有功能注释,主要涉及植物代谢、生物调控、生长发育等生物学过程。根据功能注释筛选出4个可能与芝麻产量相关的候选基因,其中SIN_1006338编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶3（1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 3-like）,参与乙烯的生物合成;SIN_1024330编码碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix）转录因子,负向调控植物细胞和器官的伸长;SIN_1014512编码吲哚-3-乙酸-酰胺合成酶GH3.6（indole-3-acetic acid-amido synthetase GH3.6）,参与调控茎和下胚轴细胞的伸长生长;SIN_1011473编码泛素受体蛋白DA1（protein DA1-like）,参与调节植物细胞增殖周期。【结论】通过多位点SNP随机效应混合线性模型的全基因组关联分析,检测到175个与产量相关性状显著关联的位点,筛选出4个可能与产量相关的重要候选基因。     

粳稻常用亲本主要经济性状的遗传力和相关性研究

本文研究了粳稻育种中常用的20个品种的10个性状的遗传力和相关性。结果表明,遗传力值依次降低的顺序为:抽穗日数→株高→穗颈长度→着粒密度→穗长→千粒重→主穗粒数→不实率→有效穗数→单株粒重。估算了45对性状间的表现型、遗传型和环境相关系数,有29对性状表现了显著或极显著的相关,其中株高、主穗穗长、穗粒数与单株粒重有极显著的正相关,而有效穗数与单株粒重呈负相关。根据对各性状相关关系的分析,看来力求在半矮秆范围内适当降低株高,增加穗粒数,提高结实率,兼顾穗数是粳稻高产育种的一个方向。     

谷子主要农艺性状的相关和通径分析

以2012年国家谷子品种区域试验东北春谷区中晚熟组品种的性状结果为数据材料,对东北春谷区中晚熟组谷子产量构成的主要农艺性状进行相关和通径分析。结果表明:穗粒重、单穗重和亩穗数是构成东北春谷区中晚熟组谷子单株产量的主要因素,其次是出苗-抽穗天数、生育期、株高、穗长和出谷率。各性状对单株产量的直接贡献顺序为穗粒重千粒重亩穗数单穗重出苗-抽穗天数穗长生育期抽穗-成熟天数出谷率。     

西北春谷区中晚熟组谷子主要农艺性状的相关和通径分析

以2008年国家谷子品种区域试验西北春谷区中晚熟组品种的性状结果为数据材料,对西北春谷区中晚熟组谷子产量构成的主要农艺性状进行相关和通径分析。结果表明：生育期、穗粒重和单穗重是构成西北春谷区中晚熟组谷子单株产量的主要因素,其次是株高和出苗-抽穗。性状对单株产量的直接贡献顺序为单穗重〉出谷率〉生育期〉株高〉穗长〉千粒重〉出苗-抽穗〉穗粒重。     

优异谷子种质材料的遗传多样性研究

应用 Shannon- weaver多样性指数对不同生态区来源的 71份优异谷子种质材料的遗传多样性进行了聚类分析。结果表明 ,谷子优异种质材料存在明显的性状分化和表型变异 ,以穗型、粒色两个形态性状和主茎直径、穗下节间长、主穗直径、单株草重、出谷率 5个数量性状的表型变异丰富 ,品种间性状差异大 ;就不同生态区的材料而言 ,以内蒙古高原和黄土高原区的谷子材料在表型性状上存在更大的分化 ,变异更加丰富。     

Ghd7和DTH8协同调控水稻抽穗期和部分农艺性状

【目的】抽穗期是水稻重要的农艺性状,决定品种适宜的栽培地区和季节。Ghd7与DTH8是水稻的关键抽穗基因,全面揭示Ghd7、DTH8在不同背景中的遗传互作规律、表达调控和对农艺性状的作用,对指导水稻品选育、提高水稻适应性和产量具有重要的应用价值。【方法】本研究通过分子标记辅助选择从杂交稻‘宁优1179’后代中鉴定培育了1个hd1和prr37无功能的背景下Ghd7和DTH8的双基因分离群体,对其进行了抽穗期调查、下游基因(Ehd1、Hd3a、RFTI)表达检测和部分农艺性状分析。【结果】在自然长日和自然短日下,Ghd7或DTH8单基因均可抑制Ehd1、Hd3a和RFTI的表达,延迟抽穗,Ghd7或DTH8单基因可以显著增加水稻株高、一级枝梗数、二级枝梗数、主穗粒数和千粒质量;Ghd7和DTH8双基因组合强烈抑制Ehd1-Hd3a/RFT1通路的表达,延迟抽穗,并且能够显著增加水稻株高、一级枝梗数、二级枝梗数、主穗粒数和千粒质量等农艺性状。【结论】长、短日下,Ghd7和DTH8能协同抑制成花素基因表达,延长水稻抽穗期,正向调控多个产量相关性状,在水稻高产育种和遗传改良中具有重要的应用价值。     

117份谷子核心种质资源表型性状的遗传多样性分析

为研究和创制谷子种质资源，加深对种质进化和分类的认识，以便进一步为遗传育种和性状改良提供依据，以117份国内外谷子种质资源为材料，开展13个表型性状多样性鉴定，并进行了变异系数分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明，供试谷子种质表型性状变异较丰富，13个性状变异系数范围为7.00%～74.11%,变异系数最大的为单株粒质量(74.11%),表明谷子单株粒质量变异最为丰富。相关性分析表明，单株穗质量、主茎单穗质量和主茎单穗粒质量与叶面积、穗粗呈极显著正相关关系。主成分分析把13个性状综合为5个主成分，累计贡献率达到76.76%,表明5个主成分反映了谷子种质资源大部分的性状信息。第1主成分主要为产量相关性状，表明种质间产量性状差异很丰富，能够为选育高产品种提供丰富的材料来源。聚类分析将117份谷子种质分为5类，第二大类占比最大，占总数的62%,通过比较发现其生育期、株高和节数等性状较高，特别是主茎单穗质量和主茎单穗粒质量，可以作为以生物产量为目标性状的育种材料。     

基于SSR标记的谷子主要农艺性状关联位点检测及等位变异分析

【目的】通过在海南省乐东县、河南省洛阳市、吉林省吉林市和公主岭市4个不同地理环境调查谷子10个主要性状,进行SSR标记与性状的关联分析,获得单一环境特异表达位点及多个环境共同表达位点,发掘优异等位变异,探究谷子可能的生态适应性形成机制,为开展谷子分子辅助选择育种奠定基础。【方法】连续2年在吉林省吉林市和公主岭市、河南省洛阳市、海南省乐东县调查102份谷子资源株高、穗长、叶片数、穗粗、抽穗期、穗码数、码粒数、穗重、穗粒重、千粒重10个主要农艺性状的基础上,首先利用SPSS19.0软件对每个地理环境进行性状间相关性分析,再用70个多态性SSR标记对谷子资源进行基因型鉴定,分析102份谷子资源的遗传多样性和群体遗传结构,最后用TASSEL5.0软件进行标记间的连锁不平衡分析,并用GLM和MLM 2种模型开展分子标记与表型性状的关联分析。【结果】除了千粒重,其余9个性状间在4个地理环境普遍存在显著或极显著正相关,千粒重只在在吉林市、公主岭市、洛阳市3个环境与穗粒重、株高、穗长、穗重呈显著或极显著正相关,在海南乐东县与其他9个性状没有显著相关性;70对SSR引物共检测到397个等位基因,平均每个标记的观测等位基因数、有效等位基因数、期望杂合度、Shannon指数分别为6、2.24、0.4637、0.7738;遗传多样性和群体结构分析均将102份谷子材料分为4个群,来自河南的谷子材料散布在4个群中,表现较丰富的遗传多样性;70对SSR标记间连锁不平衡分析未发现明显的连锁不平衡结构;GLM、MLM 2种模型共检测到10个关联标记,结合等位效应分析确定b115、MPGC13、b227、b194、p56在吉林市、公主岭市2个环境与穗重、穗长、叶片数、抽穗期4个性状关联,sigms9034、b125在洛阳市与穗长、穗码数关联,P18和p59在乐东县与穗重关联,p6在吉林市、公主岭市和洛阳市分别与叶片数和穗码数关联,单个标记对表型变异的平均贡献率在7.76%—34.05%;3个标记等位基因sigms9034-168、P18-166、p56-244分别能够显著增加穗长、穗重,缩短抽穗期。【结论】连续2年获得了5个在吉林市、公主岭市稳定表达的标记位点b115、MPGC13、b227、b194和p56,2个在洛阳市稳定表达的标记位点sigms9034、b125,2个在乐东县稳定表达的位点P18和p59,1个在洛阳市和吉林市、公主岭市同时稳定表达的标记位点p6;获得了3个可用于穗部性状、生育期标记辅助选择的优异等位基因sigms9034(168 bp)、P18(166bp)、p56(244 bp)。     

谷子种质资源重要性状的统计分析

为科学合理地开展优良谷子品种的选育工作,对《中国谷子品种志(1986—2010)》记载的230个谷子品种株高、穗形、穗粒质量、千粒质量、穗长、穗码密度、米色、粗蛋白含量、粗脂肪含量等重要品质性状进行统计分析。建议育种工作者结合育种规律和市场需求,合理制定谷子育种目标,进行优良品种的选育。     

大豆抗倒伏相关性状全基因组关联分析

研究以150份大豆种质为试验材料开展2年3点试验,在收获期测定抗倒伏相关性状,并利用RTM-GWAS方法作关联分析,共检测到99个显著关联SNP位点,其中48个效应显著位点,解释0.28％～3.38％表型变异;89个与环境互作显著位点,解释0.53％～7.04％表型变异;其中,21个位点主效表型变异解释率高于1％;与6个倒伏相关性状显著关联SNP位点中,与茎粗显著关联SNP位点最多,与抗倒指数显著关联SNP位点最少;获得22个有功能注释基因,根据基因表达量和基因功能注释,推测3个基因(Glyma.18G149700、Glyma.04G244100、Glyma.18G011400)可作为与大豆抗倒伏相关候选基因.     

水稻抽穗期的光周期调控

水稻的抽穗期是决定品种地区与季节适应性的重要农艺性状.光周期是影响抽穗的主要外在因素.文章对已被克隆控制水稻抽穗期的8种基因SE5、Hdl(Sel)、Hd6、Hd3a、OsGI、Ehd1[EF(t)]、Ghd7和RID1/Ehd2/OsId1及其参与光周期信号调控网络的进展进行了综述.