鹰嘴豆种子表型性状多样性评价

以中国农业科学院作物科学研究所国家资源库提供的251份鹰嘴豆种质资源为参试材料,利用相关分析、主成分分析及聚类分析方法,对数码考种仪获得的11个鹰嘴豆种子表型性状数据进行综合分析,可深入了解鹰嘴豆种质资源种子表型性状特征及其相关性。结果显示:供试鹰嘴豆种子表型性状变异幅度较大,遗传多样性丰富,百粒重变异系数高于其余性状;直径、周长、粒长、粒宽、投影面积与百粒重的相关系数均大于0.75,达到极显著水平。对11个性状进行主成分分析,前3个主成分的贡献率分别为64.14%、22.17%、7.70%,表明3个主成分几乎包含供试鹰嘴豆材料11个种子表型相关性状的全部信息,直径、周长、粒长、粒宽、投影面积及百粒重等6个表型性状对主成分Ⅰ的贡献较大,且描述籽粒大小性状;在遗传距离9.11处,将所有参试材料分为4个类群,第Ⅳ类群6个表型性状均值均高于其他类群。为鹰嘴豆优异基因发掘、育种改良以及种质创新提供了理论依据。     

不同生态型扁蓿豆种子性状的遗传多样性和相关性分析

对扃蓿豆(Medicago ruthenica (L.) Trautv.)不同生态区的20份野生材料种子性状的变异进行系统研究,分别测定千粒重、种子长、种子宽和种子长宽比共4个种子形态指标,方差分析表明:扁蓿豆种子性状变异幅度最大的为千粒重,变异系数为12.50％,所有性状均表现差异极显著.主成分分析表明:前2个主成分包含了原来4个性状指标的93.74％,足以能够代表所有性状变异的全部信息,特征值总和为3.749.聚类分析表明:在遗传距离为12时,可以把20份野生材料分为六大类.相关分析表明:种子长和种子宽、种子宽和千粒重均呈极显著正相关,而种子长和种子长宽比、种子长和千粒重均呈显著正相关.研究表明,扁蓿豆植物野生种质材料具有丰富的遗传多样性.     

山西省主推小麦品种籽粒形态性状分析

旨在研究小麦籽粒相关形态性状与粒重的关系,筛选籽粒形态性状优良品种,为小麦籽粒形态相关性状的遗传改良提供参考。以76个山西省主推小麦品种为试材,对小麦7个籽粒相关性状进行测量,运用主成分分析和聚类分析等方法对其进行分析和评价。供试材料的千粒重与籽粒面积、粒宽、籽粒周长、粒长存在极显著正相关,与籽粒长宽比负相关;依据综合评价值（D值）将参试小麦品种聚为3类,其中第Ⅰ-1类综合评价值最高,包括编号60、72的品种,平均D值达0.896,籽粒性状综合表现最好,尤其是千粒重、籽粒面积和籽粒周长。千粒重、籽粒面积和籽粒周长可作为小麦粒部性状考察的重要指标。     

24份陆地棉材料表型性状遗传多样性分析

本文对24份陆地棉资源材料的主要农艺性状和纤维品质性状进行变异分析、相关性分析和主成分分析,以为今后育种工作中亲本选配提供理论依据。试验结果表明,供试棉花材料具有丰富的遗传多样性,表型性状的变异系数从大到小依次为结铃数第一果枝长度株高第一果枝节位果枝数单铃重衣分马克隆值断裂比强度生育期上半部平均长度整齐度指数伸长率;相关分析表明马克隆值与伸长率呈极显著正相关,与上半部平均长度呈极显著负相关,断裂比强度与单铃重和衣分呈极显著正相关;主成分分析表明前5个主成分累计贡献率达到83.471%,第1主成分与马克隆值有关,第2主成分与第一果枝长度有关,第3主成分与单铃重有关,第4主成分与衣分有关,第5主成分与生育期有关;可作为改良棉花断裂比强度、产量构成以及马克隆值的材料加以利用,育种工作中可以结合性状之间的关系,培育新品种与新品系。     

青藏高原青稞品种籽粒外观和品质性状的多样性分析

为筛选出具有优良籽粒外观和优异品质的青稞资源,对117份青稞品种的籽粒外观和品质性状进行分析与鉴定评价。结果表明,不同青稞品种籽粒外观和品质性状变异范围均较大,变异系数为2.57%～19.29%,外观性状中,粒宽的变异系数最大（19.29%）,千粒重最小（7.63%）;品质性状中,支链淀粉的变异系数最大（7.39%）,直链淀粉最小（2.57%）。相关性分析表明,千粒重与粒长、粒宽和籽粒面积呈极显著正相关,与籽粒长宽比呈极显著负相关,β-葡聚糖含量与籽粒长宽比呈显著负相关。主成分分析将8个主要性状归为3个主成分,累计贡献率达到85.85%。根据不同分类标准,获得了3种不同类型的聚类结果,在青稞品种籽粒外观性状聚类中类群Ⅱ的12个品种可作为大粒优异种质利用;在青稞品质聚类中类群Ⅰ是高直链淀粉含量和大粒的优异种质资源,类群Ⅱ是高β-葡聚糖和支链淀粉含量的优异种质材料;在青稞品种籽粒外观性状与品质性状聚类的类群Ⅰ中各性状平均值较高,表现较好,在今后品种选育中可作为优异杂交育种亲本。对117份青稞资源综合评价发现,北青6号的籽粒表型和综合品质性状最好。     

小麦主要农艺性状的相关性及聚类分析

为了解小麦产量与农艺性状间的关系。采用变异性分析、相关性分析和聚类分析,对18份小麦新品系的产量及各农艺性状间的关系进行统计分析。结果表明,不同小麦品系的产量与其农艺性状间存在显著差异,株高和千粒重变异系数较大,产量与茎蘖数呈极显著正相关,有效穗数与产量、茎蘖数呈显著正相关,穗粒数与千粒重、株高呈负相关。聚类分析结果显示,18份小麦品系可划分为4个类群,依据各类群的特点提出了不同的改良目标。在小麦育种选配亲本时,应注意亲本间农艺性状的相关性和协调性。     

利用BC2F2高代回交群体定位水稻籽粒大小和形状QTL

以我国优良籼稻恢复系蜀恢527为轮回亲本, 以来自菲律宾的Milagrosa为供体亲本, 培育了样本容量为199株的BC₂F₂高代回交群体。选取85个均匀分布在12条染色体上的多态性SSR标记进行基因型分析, 同时对粒长、粒宽、长宽比和千粒重4种性状进行了表型鉴定。采用性状－标记间的单向和双向方差分析对上述性状进行了QTL定位。单向方差分析(P<0.01)共检测到了10个控制粒长、粒宽、长宽比和千粒重的QTL, 其中有3个具有多效性。由于粒长和长宽比的高度相关性, 控制长宽比的2个QTL均能在粒长QTL中检测到。位于第3染色体着丝粒区域的qgl3b是一个控制粒长、长宽比和千粒重的主效QTL, 它可以分别解释粒长、长宽比和千粒重表型变异的29.37%、26.15%和17.15%。该QTL对于粒长、长宽比和千粒重均表现较大的加性效应(来自蜀恢527的等位基因为增效)和负向超显性。位于第8染色体的qgw8位点是一个控制粒宽的主效QTL, 同时也是控制千粒重的微效QTL, 能解释粒宽表型变异的21.47%和千粒重表型变异的5.16%。该QTL对粒宽和千粒重均具有较大的加性效应(来自蜀恢527的等位基因为增效)和正向部分显性。双向方差分析(P<0.005)共检测到61对显著的上位性互作, 涉及54个QTL, 其中23个是能同时影响2~4个性状的多效位点, 且有8个位点与单向方差分析检测到的相同。控制长宽比的13对上位性互作位点中, 与控制粒长的上位性互作位点完全相同的有8对。以上结果为进一步开展水稻籽粒大小和形状有利基因的精细定位、克隆和分子设计育种奠定了基础。     

利用BC2F2高代回交群体定位水稻籽粒大小和形状QTL

以我国优良籼稻恢复系蜀恢527为轮回亲本, 以来自菲律宾的Milagrosa为供体亲本, 培育了样本容量为199株的BC₂F₂高代回交群体。选取85个均匀分布在12条染色体上的多态性SSR标记进行基因型分析, 同时对粒长、粒宽、长宽比和千粒重4种性状进行了表型鉴定。采用性状－标记间的单向和双向方差分析对上述性状进行了QTL定位。单向方差分析(P<0.01)共检测到了10个控制粒长、粒宽、长宽比和千粒重的QTL, 其中有3个具有多效性。由于粒长和长宽比的高度相关性, 控制长宽比的2个QTL均能在粒长QTL中检测到。位于第3染色体着丝粒区域的qgl3b是一个控制粒长、长宽比和千粒重的主效QTL, 它可以分别解释粒长、长宽比和千粒重表型变异的29.37%、26.15%和17.15%。该QTL对于粒长、长宽比和千粒重均表现较大的加性效应(来自蜀恢527的等位基因为增效)和负向超显性。位于第8染色体的qgw8位点是一个控制粒宽的主效QTL, 同时也是控制千粒重的微效QTL, 能解释粒宽表型变异的21.47%和千粒重表型变异的5.16%。该QTL对粒宽和千粒重均具有较大的加性效应(来自蜀恢527的等位基因为增效)和正向部分显性。双向方差分析(P<0.005)共检测到61对显著的上位性互作, 涉及54个QTL, 其中23个是能同时影响2~4个性状的多效位点, 且有8个位点与单向方差分析检测到的相同。控制长宽比的13对上位性互作位点中, 与控制粒长的上位性互作位点完全相同的有8对。以上结果为进一步开展水稻籽粒大小和形状有利基因的精细定位、克隆和分子设计育种奠定了基础。     

山西省杏地方品种资源表型性状的遗传多样性分析

为了充分保护和开发利用地方杏种质资源,更多地了解和掌握该资源多样性和变异规律,本研究以山西省的59个杏地方品种为试验材料,对42个表型性状进行了遗传多样性分析,对19个数量性状进行了相关性、聚类和主成分分析。结果表明,23个质量性状的遗传多样性指数范围为0.20～1.71;19个数量性状的变异系数是11.11%～58.59%,平均值为34.23%。对19个数量性状的相关性分析,发现除枝条长度外,其他性状彼此间多存在一定的显著或极显著相关性。通过主成分分析,提取前6个主成分的累计贡献率为79.451%。依据19个数量性状对供试材料聚类分析,在欧式距离为18.5处,得到4个类群,其中第Ⅰ类叶片面积最大,可作为丰产品种加以开发;第Ⅱ类可作为培育高品质杏的种质资源;第Ⅲ类育种改良的潜力较大;第Ⅳ类育种价值独特。本研究表明山西省杏地方品种资源存在丰富的变异,为拓展杏育种亲本材料提供了有力的遗传物质保证,也为分子遗传学研究提供了大量表型数据。     

新疆主栽小麦品系主要农艺性状分析

为从新疆小麦中发掘优异基因资源，拓宽新疆小麦遗传育种选择范围，该文以新疆主栽32个小麦品系为材料，在实验地进行冬、春自然种植，对收获时期、分蘖数、株高、穗长、穗粒数、剑叶长、千粒重进行了比较分析，结果表明：不同品系间在各项生理指标均存在显著性差异；不同时期种植各项生理指标存在显著性差异，且春种材料的各项生理指标显著高于冬种；对各农艺性状的相关性分析，除千粒重与株高之间不存在显著相关性外，各农艺性状间均存在极显著的正相关性。     

基于DArTseq标记的人工合成小麦农艺性状QTL定位

人工合成小麦拥有丰富的有利遗传变异,可用于普通小麦的遗改良。本研究选用两个人工合成小麦改良品系构建了由284个单株组成的F2群体,基于1 671具有染色体位置信息的多态性DAr Tseq标记构建遗传图谱,并结合该群体农艺性状(株高,穗长,穗颈节长,小穗数,穗粒数,单株有效穗数,千粒重,单株重)的表现型,利用QTL作图软件ICIMapping 4.1进行了QTL定位。结果表明,共检测到20个QTL,其中4个为株高QTL,分布于2A、3B、5B染色体上,可解释表型变异的5.4%~10.8%;4个为穗长QTL,分布于2D、3B、5B染色体上,可解释表型变异的1.4%-8.8%;3个为穗颈节长QTL,分布于1A和5A染色体上,可解释表型变异的4.6%~12.2%;2个为穗粒数QTL,分布于3D和5A染色体上,可解释表型变异的18.9%~29.8%;1个为单株有效穗数QTL,分布于2A染色体上,可解释表型变异10.2%;5个为千粒重QTL,分布于1B、5A、5B、5D和7B染色体上,可解释表型变异的8.9%~10.9%;1个为位于7B染色体上的单株重QTL,可解释表型变异的6.1%。同时,在5B和7B染色体上存在控制多个性状的同一QTL位点。利用生物信息学的方法,筛选到1个千粒重相关的候选基因。以上结果可为人工合成小麦农艺性状QTL精细定位、分子标记辅助选择育种和基因克隆奠定基础。     

小麦主要品质性状相关性及主成分分析

为了评价小麦主要品质性状对小麦品质贡献关系，对219份小麦品系品质性状进行相关性和主成分分析。本研究主要通过多种粉质仪和近红外谷物分析仪依并依据国家粮食检验标准对小麦多个品质性状进行检验。结果表明：变幅较大的是容重和最大拉伸阻力，变幅较小的是湿面筋含量和吸水率；稳定时间变异系数最大，为41.85%。容重与硬度，蛋白质含量和湿面筋含量呈极显著负相关；硬度与吸水率和延展性相关性最高；除了容重，沉降值与其它品质呈极显著正相关；蛋白质含量和湿面筋含量与容重呈极显著负相关；吸水率与延展性和最大拉伸阻力呈现极显著正相关，与稳定时间呈极显著负相关；稳定时间与拉伸面积、延展性和最大拉伸阻力呈极显著正相关；拉伸面积与延展性和最大拉伸阻力皆呈极显著正相关。主成分分析可将小麦主要品质性状综合为沉降因子、面团因子和容重因子，累积贡献率达到93.54%，基本反映小麦品质性状的全面信息。研究结果将为小麦品质性状的有效改良及优良品质小麦品种选育提供理论基础和参考依据。研究结果将为小麦加工品质的预测及小麦优质品种选育提供理论基础和参考依据。     

油菜育种亲本主要性状相关性及主成分分析

为了有效评价油菜不同亲本材料,筛选获得可用于油菜育种的优良亲本,并对油菜性状基本遗传规律进行探讨。以国内外18个油菜育种亲本为材料,对油菜11个主要农艺性状进行了相关性和主成分分析。油菜亲本间主要农艺性状的表型差异较大,不同性状的变异系数介于0.09~0.31之间,其中单株产量的变化最大,株高的变化最小;油菜主要农艺性状的相关性差异明显,角果数相关性状与单株产量的相关性表现较好,而不同部位分枝间距与其他性状的相关性均较差;在获得的4个主成分中,除第1主成分主要由角果数和单株产量构成外,其余3个主成分均以不同部位分枝间距为主。油菜育种实践中应同时注重对主要目标性状及其相关性状的有效改良,本研究将为油菜种质有效利用和油菜性状改良提供一定的科学依据。     

8 个紫苏新品系农艺性状相关性及主成分分析

以贵州省油料研究所和毕节市农业科学研究所培育的 8 个紫苏新品系为试验材料,对其 9 个农艺性状进行变异分析、相关性分析及主成分分析。结果表明,产量位居前 3 位的品系为 AS-06、AS-07、AS-08;AS-06 每 667m2 平均产量最高,为 33.94kg;AS-07 位居第 2 位,平均产量为 31.70kg;AS-08 位居第 3 位,平均产量为 31.24kg。8 个参试品系的农艺性状变异系数在 11.72%~40.38% 之间,单株籽粒重变异系数最大,主茎节数变异系数最小,可见 8 个紫苏品系农艺性状遗传多样性十分丰富,可以通过改善栽培措施和育种技术手段进一步优化紫苏经济性状。产量与单株籽粒重呈极显著正相关关系,与单株总穗数、主穗长度呈显著正相关关系,与株高、千粒重、主茎节数呈正相关关系,与茎粗、单株分枝数呈负相关关系,因此在新品种培育中应注重以上性状之间的协调性。由主成分分析可得,9 个性状可归纳为 3 个主成分（产量与穗型因子、株高与分枝数因子、茎粗与千粒重因子）,累计贡献率达 92.199%;根据各个品系的主成分得分及综合得分,AS-06、AS-07、AS-08 等 3 个紫苏新品系综合得分最高,表现较好,适宜在贵州安顺地区种植,可进入下一步生产试验。     

春播谷子品种(系)生态适应性鉴定及主成分分析

比较18份春播谷子品种(系)的农艺性状及其生育期,分析春播谷子品种农艺性状的遗传变异及其相关性。结果表明,茎秆重、穗拉重及单穗重的变异系数较大,千粒重和出谷率的变异系数较小;穗长和穗柄长、单穗重、穗拉重及产量间相关性不显著(P>0.05);单穗重和穗粒重间相关系数达极显著水平(P<0.01)。对7个表型性状主成分分析结果显示,前4个主成分的累计贡献率达92.10%,单穗重和穗粒重可作为评价谷子品种的首选性状,其次为株高和穗柄长,最后是千粒重因子。     

水、旱栽培条件下稻谷粒型和粒重的相关分析及其QTL定位

为了解水、旱栽培条件下水稻粒形和粒重的表型及QTL变化,以陆稻品种IRAT109和水稻品种越富构建的双单倍体群体为材料,系统分析了稻谷粒长、粒宽、粒重及长宽比在水、旱栽培条件下的相关性,并进行了数量性状基因位点的比较定位。结果表明,水、旱条件下,粒长与长宽比和粒重均呈极显著正相关;粒宽与长宽比呈极显著负相关,与粒重极显著正相关,4个性状在水、旱条件间相关性都达极显著正相关。其中粒长的相关系数最高,达0.817,粒宽的相关系数最低,为0.457。表明粒长受水分影响最小而粒宽受水分影响较大。粒重、长宽比介于二者之间。两种条件下共检测到14个QTLs,分布于水稻1、5、6、7、10和12染色体上,其中控制粒长的5个,LOD值为1.93~5.11,贡献率为5.97%~28.85%;控制粒宽的1个,LOD值为2.39,贡献率为12.76%;控制长宽比的3个,LOD值为2.08~4.6,贡献率为7.78%~21.89%;控制粒重的5个,LOD值为2.68~9.45,贡献率为4.1%~14.8%。其中控制粒长的qGL-5及控制粒重的qGWt-1a和qGWt-1b在水、旱条件下均能检测到,在抗旱育种中可用于分子标记辅助选择籽粒性状。QTL分析的结果进一步验证了表型分析结果,粒宽相对易受土壤水分影响,粒长、粒重和长宽比,受水分胁迫影响较小,遗传比较稳定。     

苦荞粒形相关性状的遗传分析

利用籽粒大小差异较大的2个苦荞品种的杂交后代开展了与产量具有密切关系的粒形相关性状的遗传规律及其性状间的相关性分析。结果表明,F₂和F₃群体的粒长、粒宽、长宽比和千粒重表现值范围都超过亲本的表现值,并且粒长、粒宽和长宽比的变异系数均小于10%,千粒重的变异系数大于10%。另外,粒长、粒宽、长宽比和千粒重的加性方差均大于显性方差,广义遗传率在F₂和F₃代中分别为0.77~0.82和0.82~0.85,固定遗传率都达到0.80以上。粒形性状间的相关性分析结果表明,粒长、粒宽和千粒重相互间都存在极显著的正相关,粒宽和千粒重,粒长和长宽比的遗传相关系数较大。以上结果表明,具有较高遗传率的粒形相关性状可以在后代早期进行选择,但由于这些性状是数量性状而且受多个基因的控制,因此建议继续繁殖后代到基因型稳定,同时考虑性状间的相关性选拔最为有效。     

39份老芒麦种质资源表型多样性分析

解析老芒麦种质资源表型性状的遗传多样性,可为老芒麦育种及重要性状深入研究提供参考。以39份老芒麦种质为材料对其主要表型性状进行统计分析,结果表明,39份老芒麦种质资源存在丰富的遗传变异,性状变异系数在8.53%～41.52%之间,其中,小穗宽度的遗传变异最大,为39.95%,千粒重的广义遗传力最大,为72.55%;相关性分析表明,株高、茎节数、穗长、旗叶长等与产量相关的指标间呈正相关关系;主成分分析提取了前6个主成分,其累计贡献率为78.29%。聚类分析将39份老芒麦种质分为5类,其中第2类种质植株高大,叶片大、小穗数多、千粒重较大,可以作为选育高产的目标亲本加以利用。     

香蕉种质资源叶片表型性状多样性分析

为了解香蕉种质资源叶片表型性状的多样性,提高云南香蕉优异种质的保护和利用。对49份香蕉种质的18个叶片表型性状进行观测和描述,并对数据进行变异分析、Shannon-weaver多样性指数分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。香蕉种质叶片表型数量性状的遗传多样性指数高于质量性状;数量性状变异程度高,香蕉种质间差异明显。相关性分析发现31对性状相关性达到极显著水平(P<0.01),18对性状相关性达到显著水平(P<0.05),叶片表型性状间互相影响,关系密切。进一步进行主成分分析,将18个叶片表型性状简化为6个主成分,前6个主成分累计贡献率为78.80%,反映了香蕉种质叶片表型性状的大部分信息。对49份香蕉种质进行聚类分析,在欧式遗传距离为10时香蕉种质分为4个类群,分别为丛生野生蕉、大蕉和粉蕉、野生蕉、香芽蕉,同时发现叶姿、叶柄基部边缘形状、叶柄基部斑块颜色、叶柄槽形状是区分不同类群的主要性状。香蕉种质资源叶片表型多样性丰富,分析筛选得到的11个性状为香蕉种质资源叶片表型性状多样性分析的关键指标。     

稻米主要品质性状的相关及主成分分析

为了提高水稻新品种（系）品质性状的选择效率,为水稻品质育种提供理论依据,以22个天津市部分新育成水稻品系为材料,分析其稻米理化特性、淀粉RVA谱特征值、食味值和米饭理化指标之间的关系。结果表明,所测定的13项品质指标在供试品系间均存在着极显著差异;在稻米理化特性中,直链淀粉含量的变异系数最小,蛋白质含量的变异系数最大,在稻米淀粉谱特性中,最高粘度、崩解值、消碱值的品系间变异系数较大。稻米蒸煮食味特性间相关分析的结果表明,食味值与直链淀粉含量和消碱值呈极显著负相关,r=-0.630**和r=-0.736**,与最高粘度和崩解值呈极显著正相关,r=0.695**和r=0.618**。在主成分分析中,被入选的4个主成分的贡献率达82.39%,其中第一主成分因子的贡献最大,达到了44.21%,在第一主成分中,因子负荷量比较大的品质特性有消碱值、直链淀粉含量。利用主成分分析法对22个水稻品系的主要品质性状进行综合评价,在水稻品质食味育种改良过程中,第一、四主成分适当减小,第二、四主成分适当增大有利于水稻的食味品质改良。