核桃壳厚度表型变异及其与重要农艺性状间相关性分析

为探讨壳厚度在群体水平上的表型变异,将其应用于核桃育种,以66个核桃品种为试材,对包括壳厚度在内的9个性状进行相关回归分析,采用聚类分析及主成分分析的方法分析群体结构效应对壳厚度表型变异的影响。核桃壳厚度在群体水平上变异范围为0.60～1.50,变异系数最大,为0.21;壳厚度与出仁率在P=0.01水平上显著负相关,相关系数为-0.61,与其他性状不相关;聚类分析和主成分分析显示4个亚群(pop-population)可以解释该群体(Q,population)的群体结构;前3个主成分可以解释总表型变异的77%。研究结果可以为薄壳核桃新品种选育提供理论参考。     

基于果实表型的核桃种质资源遗传多样性分析

研究核桃种质资源果实表型多样性和变异特点,为核桃优良种质的构建、新品种选育提供数据基础和理论依据,从而促进核桃种质资源的合理开发利用.以99份来自石门、新疆、辽宁产区的资源为试材,测评了果实的13个质量性状和11个数量性状,测定并分析性状的分布频率、变异系数、Shannon-weaver遗传多样性指数及表型分化系数,分析24个性状指标间的相关性,并进行聚类分析.13个质量性状的变异系数变幅为16.57％ ～54.46％,其中甜味、内褶壁质地、取仁路数、种壳麻坑多少、取仁难易、涩味、种壳光滑度等7个性状的变异系数较大;质量性状的遗传多样性指数变幅为0.49～1.51,其中取仁难易、取仁路数、种壳光滑度、种皮颜色、涩味等5个性状的遗传多样性指数较大.11个数量性状的变异系数变幅为8.38％ ～26.91％,其中种仁质量及种壳厚度2个性状的变异系数较大,其遗传多样性指数变幅为1.89～2.27,其中坚果横径、坚果棱径、种壳厚度的遗传多样性指数较大.除坚果质量及坚果横径在群体间差异不显著外,其余性状在群体间及群体内均达到极显著差异水平;群体间及群体内方差分量百分比均值分别为15.66％,58.13％.取仁难易与种壳厚度(r=-0.618)、出仁率(r=0.573)、取仁路数(r=0.790)、内褶壁退化程度(r=0.733)及质地(r=0.659)极显著相关;通过系统聚类,依据表型差异可将试材分为3大类群,且类群间特点显著.核桃果实的表型性状变异丰富,且在选育品种过程中应重点关注取仁难易、取仁路数、种壳光滑度、涩味、种壳厚度、内褶壁退化程度及质地等相关性状.变异主要来源于群体内(果形指数除外),因此,群体内优良品种的选择更应受到重视.     

基于表型性状的核桃品种区分研究

为研究不同核桃品种的区分方法,以5个不同品种核桃为研究对象,采集其表型性状数据(尺寸、质量和成分)和氧化特性数据,采用主成分分析(PCA)和系统聚类法对核桃表型性状的差异进行研究,结果表明:PCA分析法共提取了3个主成分,累计方差贡献率达到93.0789％;将表型(尺寸、质量、成分)和氧化特性指标相结合,采用系统聚类分析,通过聚类热图可直观反映不同品种核桃的指标差异,能有效区分不同品种核桃.     

紫荆群体表型性状多样性研究

以紫荆全分布区的7个天然群体为研究试材,另取2个栽培群体为对照,对当年生枝的叶片、荚果、种子等14个表型性状进行比较分析,讨论群体间和群体内的表型多样性。结果表明,紫荆种内表型性状在群体间和群体内存在着极其丰富的变异。群体平均表型分化系数(VST)为32.30%,群体内的变异贡献大于群体间的。紫荆表型性状与生态因子相关分析表明,其种内群体表型变异呈梯度规律性,随着海拔的升高,叶片和种子逐渐变大;随着经纬度的增加,荚果形状从窄条形向宽条形变异,种子形状从近圆形向椭圆形变异。利用主成分分析对8个群体进行了排序、归类(其中P6群体性状值缺失比较多,故未进行排序),分析表明8个群体大致可以划为天然和栽培两类,天然群体又可分为两亚类。天然紫荆与栽培紫荆在表型上已经产生了分化。     

滇楸结实特性及果实性状变异研究

在云南和贵州调查了滇楸9个群体的结实特性和果实的8个表型性状,采用巢式设计的方差分析、变异系数、相关及聚类分析等进行表型性状的遗传多样性分析.结果表明:果实的8个性状在种群间、种群内差异均达到极显著水平(p＜0.01),表型性状的平均变异系数为31.03％,变化幅度为24.53％ ～ 39.28％;群体间表型分化系数为22.81％(10.91％ ～ 36.34％),种群内变异达到77.19％,明显大于种群间的变异22.81％.通过果实表型性状的聚类分析,将9个种群划分为3大类,表型性状没有依据种群的距离进行分类,群体间的表型变异表现为不连续.     

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。     

望谟红球油茶种实表型变异分析

以册亨4个居群43个望谟红球油茶优良单株为研究对象,为揭示其种实表型性状的变异特点和多样性,采用多重比较、Shannon-Weiner多样性指数、主成分分析、聚类分析等方法,对7个表型性状进行多样性分析。结果表明:望谟红球油茶种实各性状的平均变异系数(CV)在6.78%~35.22%之间,4个居群平均变异系数在13.84%~22.68%之间,P 1居群的表型性状变异程度最低,P 2居群的表型性状变异丰富,望谟红球油茶不同种实性状的平均多样性指数为2.021,种实性状多样性高,在群体间均存在广泛的变异,可为望谟红球油茶的选育提供丰富的材料基础。主成分分析结果表明,前3个主成分累计贡献率为91.775%,最大程度上反映了43个望谟红球油茶单株的种实形态特征,其中鲜籽重、干籽重、果纵径、果横径是影响望谟红球油茶种实表型性状变异的主要性状。基于43个单株间各性状的遗传差异,将43个望谟红球油茶优良单株划分为3类。     

44份流苏树种质资源种实性状综合评价

为筛选具有优良种实性状的流苏树种质，构建流苏树种质资源种实性状评价体系，本研究对44份流苏树种质资源的12个种实表型性状、树高和胸径指标进行研究，对各种实表型性状的分布规律进行分析。结果表明，14个性状的变异系数为9.00%～45.00%,均值20.13%,遗传多样性指标(H′)为1.69～2.07,均值为1.96,存在丰富的变异；相关性分析结果表明，14个性状中，实壳比与出仁率呈极显著正相关，这表明实壳比越大，出仁率越高。种壳厚度和出仁率呈极显著负相关，种壳厚度越厚出仁率越低。聚类分析结果显示，44份流苏树种质资源可分为4个组，流苏树的种实表型遗传变异表现出不连续性和不稳定性，具有随机变异的特点；主成分分析结果表明，T-8的综合评价最好，其次为G-8,WS-2的综合评价较低。逐步回归分析筛选出3个性状，可作为流苏树种实评价指标，即果实纵径、种子横径、出仁率。     

油用向日葵品种主要农艺性状的主成分分析和聚类分析

高产是油用向日葵育种的主要目标,为探讨农艺性状与产量的关系,对11个国内外油用向日葵品种的9个农艺性状进行变异分析、相关分析、主成分分析和聚类分析。变异分析结果表明,11个品种的变异系数在2.9%~29.1%之间,其中,小区产量、单盘粒重和叶片数的变异系数较大,分别为29.1%、16.5%和13.9%,生育期的变异系数最小,为2.9%;相关分析结果表明,株高、盘径与小区产量呈显著正相关;主成分分析结果表明,前3个主成分累计贡献率达86.9825%;聚类分析结果表明,在遗传距离486处将11个品种分为3个群体,第Ⅰ群体为高产群体,第Ⅱ群体为早熟中产群体,第Ⅲ群体为低产群体,各群体间产量差异明显,在育种中应根据育种目标综合考虑。     

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。     

主成分分析法在核桃选优中的应用

为进一步探讨核桃选优数量化方法,采用主成分分析法对复选的8株早实核桃优树树体性状（树龄、树高、胸径、分枝高、冠幅）和果实性状（产量、青果重、坚果重、坚果壳厚度、坚果三径平均值、缝合线高、脂肪酸含量、总糖含量、蛋白质含量）进行综合分析,确定用代表优树性状90.2%综合信息的4个重要主成分反映优树性状,列出了4个重要主成分的函数式,并计算出了4个重要主成分值。通过主成分值对供试优树进行综合评选得到的优良单株与实际表现型相近,证明了主成分分析法在核桃优树综合选择中的应用价值。     

Genetic and QTL analysis of pericarp thickness and ear architecture traits of Korean waxy corn germplasm

Pericarp thickness and ear traits are important selection criteria for breeding fresh market waxy corn. This research was conducted to better understand genetic control of these traits in popular South Korean germplasm now grown in Illinois. Pericarp thickness on five kernel regions, and ten inflorescence architecture traits were measured on ears from 264 F_2:3 families from a cross between Korean inbreds BH20 and BH30. All five pericarp thickness traits showed high heritabilities and were highly correlated. Multivariate principal components analysis (PCA) revealed that just one principal component (PC) explained most of the total phenotypic variation. A number of univariate quantitative trait loci (QTL) were detected and most were associated with more than one kernel pericarp region. Four out of seven PC-QTL were located in chromosome positions where three or more pericarp thickness univariate QTL were detected. Conversely, three PC-QTL were found in regions with just a single or two univariate QTL, indicating that these QTL regions may be more important for overall pericarp thickness than suggested by univariate analysis. The PCA, QTL, and PC-QTL results indicate that pericarp thickness on different kernel regions may be controlled by common genes with pleiotropic effects. Additive effects of QTL for thinner pericarp thickness came from both BH20 and BH30. For ear architecture traits, heritability varied from 0.38 to 0.72, and several traits were correlated. The PCA reduced these traits into three independent PCs, and all substantial component traits for these PCs were also significantly correlated. A number of univariate QTL were clustered closely, and some PC-QTL were detected in these regions. Some PC-QTL were found in chromosome regions where univariate QTL were not detected, again suggesting that these regions may have larger overall effects on ear architecture than suggested by univariate analyses. Collectively, these QTL may be useful for marker assisted introgression into germplasm more adapted to the U.S.     

A fine‐scale genetic linkage map reveals genomic regions associated with economic traits in walnut (Juglans regia)

A genetic linkage map of walnut containing 2,220 single nucleotide polymorphisms (SNPs) in 16 linkage groups (LGs) was constructed using an F₁ mapping population from a cross between “Chandler” and “Idaho,” two contrasting heterozygous parents. Five quantitative yield traits, lateral fruitfulness, harvest date and three nut traits (shell thickness, nut weight and kernel fill) were then mapped on to linkage groups. A significant quantitative trait locus (QTL) in LG 11 with negative additive effects suggested heterozygote superiority in the expression of lateral bearing. A set of three QTLs explaining ~10% of the variation in harvest date was located in LG 1. Shell thickness, nut weight and kernel fill were under the control of two to three linked pleiotropic QTLs in LG 1 segregating from “Idaho.” The marginal positive additive effects of QTLs for harvest date, shell thickness and nut weight and small negative additive effects for kernel fill suggested that the QTLs had a marginal effect on the expression of these traits.     

4个不同核桃品种物候观察及品质分析

为了给核桃优良性状选种提供理论依据,于2012年对‘西林3号’、‘香玲’、‘西扶1号’和‘契可’的物候期进行观察,并于9月采集果实后对这4个品种的单果重、坚果横径、坚果纵径、缝合线径、硬壳厚度和仁重进行变异系数、相关性和主成分分析。结果表明：只有‘契可’是雌先型核桃品种,‘西林3号’、‘香玲’、‘西扶1号’都为雄先型。通过对经济性状综合指标研究发现,‘香玲’品种的经济性状较其他3个品种更适合推广销售。以性状的累积方差贡献率达到80.971%确定了3个反映核桃主要经济性状的主成分,并通过计算品系的重要主成分值,对供试品系进行比较,进而选择综合经济性状优良的品系,其结果与品系的实际表现型相近似。表明,用主成分分析法对核桃主要经济性状综合评选较科学、简便。     

不同生态区粳稻资源表型遗传多样性综合评价

为探究粳稻种质资源遗传多样性,提高粳稻育种组合选配的针对性和育种效率,通过变异系数、遗传多样性指数、聚类分析、相关分析、主成分分析、二维排序分析和逐步回归分析方法对不同生态区80份粳稻种质资源的8个表型性状的多样性水平进行了分析。结果表明：8个表型性状的变异系数为11.06%~36.97%,其中,千粒重的变异系数最小,每穗总粒数的变异系数最大;8个表型性状的遗传多样性指数为1.54~2.06,其中,单株有效穗数的遗传多样性指数最高,结实率的遗传多样性指数最低;在欧式距离9.0处,可将80份参试材料分为4类,各类表型性状差异明显;根据主成分分析和综合评价结果,80份粳稻种质资源中贵州的毕大香6号综合性状排名第1位,同时筛选到每穗实粒数、千粒重、株高、穗长和单株有效穗数性状可作为粳稻种质资源综合评价的关键指标;利用主成分二维排序分析筛选到矮秆、大穗、分蘖能力强及结实率高的4类优异种质资源,结合二维排序结果,大方晚糯是在二维排序重叠种质,可作为育种中间材料。同时基于主成分构建了粳稻种质资源的综合评价方程。     

大麦农艺性状和子粒支链淀粉的多元分析与评价

为了解高支链淀粉大麦种质资源的表型特性,以16份高支链淀粉含量的大麦种质资源为材料,通过主成分分析和聚类分析研究了9个主要农艺性状的遗传多样性。结果表明,9个农艺性状中芒长的变异系数最大,为43.26%,单穗粒数次之,子粒粒宽的变异系数最小,为4.76%。主成分分析结果表明,前3个主成分累计贡献率为78.844%,可依次归类为子粒大小控制因子、穗粒数控制因子和株型控制因子。相关性分析结果显示,支链淀粉含量与株高呈极显著负相关。采用类平均法聚类将参试的16份大麦种质资源分为4个大类,第一、二类属于矮秆低产型;第三类的千粒重和芒均最长,可以作为以千粒重为选拔对象的亲本;第四类属于高秆型。为了改良糯大麦种质甘垦5号和C2-1的农艺性状可从第四类材料中选择优异亲本。结合主成分分析和聚类分析,能较好地对参试种质资源主要农艺性状做出综合评价,为高支链淀粉大麦遗传育种提供优良的种质资源,为合理选配亲本提供参考。     

64份苦荞种质资源农艺性状遗传多样性分析与综合评价

采用Shannon-Wienerˊs多样性指数、主成分分析、综合得分F值及聚类分析等方法对干旱地区64份苦荞种质资源的主要农艺性状进行了遗传多样性分析和综合评价。结果表明,单株粒重的遗传多样性指数最高,为13.630,主茎粗的变异系数最高,为30.6%;主成分分析将苦荞种质的11个农艺性状降维为累计贡献率达87.580%的6个主成分;综合得分F值与生育期、株高、主茎节数、千粒重和单株粒重等具有极显著的相关性,可作为苦荞种质资源综合评价的主要指标;根据综合得分F值和聚类分析结果筛选出7份具有不同育种目标选择潜力的优良材料。     

山西省冬小麦地方品种形态特征和生物学特性的遗传多样性分析

为了有效利用山西省冬小麦地方品种质资源,了解不同生态区的冬小麦地方品种在主要农艺性状上的遗传多样性,对551份山西省冬小麦地方品种的遗传多样性进行聚类与主成分分析。结果表明:16个质量性状和7个数量性状都存在着丰富的遗传多样性。对比2个冬麦区的小麦23个性状发现:芒形、幼苗习性、粒质和穗长4个性状的遗传多样性指数比其他性状高,遗传变异较丰富。其中,南部中熟麦区的芒形、抗倒伏性、穗长和小穗着生密度4个性状多样性指数较高,茎粗和整齐度多样性指数偏低;中部晚熟麦区的芒形、幼苗习性、穗长和千粒重4个性状多样性指数较高,株高、小穗着生密度、整齐度和叶姿多样指数偏低。根据材料间各性状的遗传差异,经聚类分析将材料分为5大类群,其中第Ⅳ类群属于矮杆、穗粒数多和千粒重高的丰产亲本材料。7个数量性状的主成分分析结果表明:前3个主成分累计贡献率达72.78%,第一主成分反映每穗小穗数和每穗粒数,第二主成分反映小穗着生密度,第三主成分反映千粒重。本研究对深入探索山西小麦地方品种的遗传多样性提供理论参考,并为小麦新品种选育提供优异的亲本材料。     

甘蓝型油菜DH群体主要品质性状相关性及主成分分析

为了研究甘蓝型油菜品质性状之间的相关性,以期有效的改良油菜的品质性状,将170份DH纯系群体于2009-2012年进行田间试验,检测油菜种子品质性状,对其表型、相关性及主成分进行分析。结果表明：亲本中芥酸含量的变异系数最大(相差15.53%)。油菜DH群体中硫甙含量的变异幅度最大(128.43μmol/g饼粕),饱和脂肪酸的变异幅度最小(1.97%)。DH群体的品质性状表型变异幅度显示出了超亲遗传的现象。除了芥酸,含油量与其他组分呈现出极显著的负相关,特别是与蛋白质含量的负相关系数最大(-0.72)；蛋白质含量与油酸、亚油酸、亚麻酸和硫甙含量均呈极显著的正相关,与含油量和芥酸呈极显著的负相关；除了蛋白质,其他组分含量皆与硫甙含量呈现出极显著或者不显著的负相关。通过主成分分析可将品质性状综合为油酸亚油酸酸因子,蛋白质因子,亚麻酸因子和硫甙因子,累积贡献率达到93.94%,基本反映甘蓝型油菜DH系群体脂肪酸组分信息。