甜椒核心种质资源比较构建研究

构建核心种质可大幅提高种质资源利用效率。以410份甜椒种质资源为材料,基于8个性状表型数据,采用混合线性模型分析方法无偏地预测基因型值,利用马氏距离计算种质间遗传距离,分别采用两种聚类方法(最短距离法和类平均法)和两种取样方法(随机取样法和偏离度取样法),按照25%抽样比率构建甜椒核心种质库。采用均值、方差、极差和变异系数4个指标评价不同取样和聚类构建核心种质库水平。结果表明,最短距离法能极显著增加性状方差和变异系数,明显优于类平均法;偏离度取样法优于随机取样法;基于马氏距离、最短距离法和偏离度取样方法获取的102份甜椒核心种质资源能代表原群体遗传多样性。该研究可为甜椒种质资源有利基因发掘和新品种选育奠定基础。     

河北省小豆种质资源初选核心种质构建

以河北省作物种质库中385份小豆资源为材料,根据13个农艺性状,利用地理来源进行分组,分别采用比例法、平方根法确定取样数法及聚类选择和随机选择2种个体选择法构建5个小豆初选核心样本,对不同的取样方法及总资源间进行品种间平均遗传距离、性状符合度、遗传多样性指数和数量性状变异系数的比较,探讨构建河北省小豆初选核心种质的最佳方案。结果表明,聚类选择取样优于随机取样,在聚类选择条件下采用比例法确定取样数优于平方根法,最终确定按地理来源分组、利用比例法确定取样数、聚类选择个体为小豆核心种质构建的最佳方案。采用该最佳方案,构建包含79份小豆种质的初选核心种质,取样比例为20．5％,13个农艺性状的性状符合度达100％。     

桃(Prunus persica (L.) Batsch.)品种核心种质的构建与评价

为构建桃品种核心种质,通过对56份桃(Prunus persica(L.) Batsch.)初级核心种质的形态农艺性状数据(MOR)和SSR等位基因数据的分析,研究了不同聚类取样方法和完全随机取样方法下9种取样比例的遗传多样性指数、保留比例及各频率段等位基因的丢失比例。结果表明:聚类取样的方法优于完全随机取样,并以在80%的取样比例下MOR结合SSR数据聚类取样的效果最好,利用此方案构建的桃品种核心种质共包括45份材料,该核心种质的基因遗传多样性指数最高,保留了初级核心种质100%的形态农艺性状和96.6%的SSR等位基因,在出现频率低于0.05的等位基因中共丢失了2个等位变异,保留了出现频率在0.05~0.10的所有等位基因;利用6个数量性状对所构建的核心种质的代表性检测表明所构建的核心种质很好地代表558份桃原始种质的遗传变异。     

中原牡丹品种核心种质取样策略研究

以400个中原牡丹品种的形态学和农艺学性状为基本数据,研究了其核心种质构建的取样策略,包括分组、总体取样比例的确定及取样策略的选择,以获得最佳的核心种质。结果表明:构建中原牡丹品种核心种质的适宜总体取样比例为15%,分组宜按花型分组为好,组内按平方根比例策略确定取样量,采用类平均法聚类抽样优于其他聚类法和随机法。对按最佳方案获得的核心种质进行代表性检测,检测结果能很好地代表原始种质的遗传多样性。     

基于表型性状构建传统菊花核心种质

【目的】探讨构建传统菊花品种核心种质的最优取样方法并构建核心种质,以便于传统菊花种质资源的收集与保存。【方法】以《中国菊花》专著中记载的2 249份传统菊花品种为材料,依据舌状花花色分为8组,采用逐步聚类法基于4种总体取样规模(5%、10%、15%、20%)和4种组内取样比例方法(简单比例、对数比例、平方根比例、多样性比例)构建了传统菊花备选核心种质16个,探讨最优的取样策略。筛选出最优取样策略后进一步比较2种组内取样方法(随机和聚类)的构建效果。对最优方法下建立的核心种质代表性进行检验,利用多个特征值（最小值、最大值、均值、标准差、变异系数、Shannon-Weaver遗传多样性指数）和评价参数（均值差异百分率（MD）、方差差异百分率（VD）、极差符合率（CR）、变异系数变化率（VR）和表型保留比例（RPR））综合地评价核心种质。【结果】传统菊花按照花色进行分组,各组品种呈现正态分布,能够确保取样的均匀性;对数比例法和多样性比例法都能够使每组的取样份数更加均衡,起到良好的修正作用,对数比例法下构建的核心种质各项参数值达到最大,是最优取样比例法;随着总体取样规模的增加,遗传多样性指数呈现先增大再减小的趋势,变异系数变化率不断减小,极差符合率和表型保留比例不断增大;当取样规模大于10%时,遗传多样性指数和变异系数变化率减小,而极差符合率和表型保留比例的升幅并不大,因此,构建传统菊花核心种质最适宜的总体取样规模为10%;聚类取样构建的备选核心种质各项参数值均大于随机取样构建的对应备选核心种质的参数值,以聚类取样方法构建的核心种质变异的丰富性和均匀程度更好。核心种质各特征值与原始种质表现一致,多个评价参数值表明核心种质的均度和丰度较好,充分体现了表型的遗传多样性。通过补充聚类丢失的“追抱”1个花抱性状和对花序高度、外层瓣长2个性状的完善,最终构建得到228个传统菊花品种的核心种质,占原始材料的10.14%。【结论】本研究基于2 249份传统菊花品种材料的15个表型性状,系统地比较了多种总体取样规模、组内取样比例方法、组内取样方法构建的备选核心种质后,确定了最佳的核心种质构建方法,并对核心种质的代表性进行了分析和验证,各特征值和评价参数表明本研究构建的核心种质是有效的,核心种质充分地代表了传统菊花原始种质的遗传多样性。     

水稻核心种质的构建策略研究

以包括34项质量性状和15项数量性状数据的丁氏收集稻种资源中的2262份为供试材料,采用3种抽样方法、3种类型的性状数据、8种系统聚类方法和调整的欧氏距离构建巢式核心种质,以确定一种最佳的核心种质构建策略。结果表明,抽样比例在2.2%～9.9%之间的核心子集已足以保持原群体最大程度的遗传多样性。整合的质量数量性状构建的核心子集遗传多样性最大,优于仅由数量性状或质量性状构建的核心子集。采用优先取样结合多次聚类随机取样法,结合可变类平均法或类平均法构建的效果最好,由此得到150份核心种质,占原群体的6.6%。对核心种质的评价与验证表明,核心种质绝大部分性状的Shannon-Weaver多样性指数均大于原群体,其表型频率方差均小于原群体,表型保留比例均达到100%,大部分数量性状的均值与原群体无显著差异,最大值、最小值、极差与原群体完全符合。150份核心种质较好地保存了原群体的遗传多样性和遗传结构。     

鲜食玉米遗传多样性及核心种质构建

利用30个SSR位点,考察由50份地方种和298份自交系组成的玉米初级核心种质的遗传多样性,并进行核心种质的构建。结果表明,该初级核心种质有较高的遗传多样性,平均每个SSR位点上有6.1个等位变异,遗传多样性指数为0.65。通过遗传结构分析发现将玉米分为甜玉米、糯玉米、甜糯玉米及普通玉米等传统分类不能代表玉米资源的真实遗传结构。通过比较随机取样、聚类取样的效率,等位变异保留比例、基因多样性指数与群体大小之间的关系,确定以遗传结构分组,采用聚类取样,取样比例为40%,构建核心种质。核心种质包含139份材料,等位变异保留比例为96.4%,基因多样性指数为0.66。     

苦瓜核心种质资源构建方法的比较

【目的】通过比较不同方法构建的苦瓜Momordica charantia核心种质资源的优劣,选择能代表原群体遗传多样性的核心种质,为苦瓜种质资源的高效利用提供依据。【方法】采用混合线性模型对154份苦瓜种质的第1雌花节位、瓜纵径、瓜橫径、瓜肉厚和单瓜质量等5个性状的基因型值进行无偏预测;基于性状的基因型预测值,采用马氏距离计算苦瓜种质间的遗传距离;通过8种聚类方法和3种抽样方法,按照30%的抽样率构建苦瓜核心种质资源,评价不同聚类方法和抽样方法构建苦瓜核心种质的优劣。【结果】8种聚类方法构建的核心种质所有5个性状的变异系数均高于原群体;最短距离法构建的苦瓜核心种质5个性状的方差和变异系数均高于原群体,明显优于其他7种聚类方法。优先抽样法和偏离度抽样法构建的核心种质的极差与原群体一致,但偏离度抽样法构建的苦瓜核心种质有3个性状的变异系数高于其他2种抽样法,表明偏离度抽样法略优于随机抽样法和优先抽样法;基于马氏距离、偏离度抽样法及最短距离法获得了46份苦瓜核心种质,其中,Y5、Y87、Y112和Y139为苦瓜骨干材料。【结论】基于马氏距离、偏离度抽样法及最短距离法获取的46份苦瓜核心资源能够代表原群体的遗传多样性。本研究进一步证实了来源于印度及东南亚地区的苦瓜种质具有丰富的遗传多样性,为苦瓜种质资源的收集、评价与高效利用提供了重要依据。     

利用数量性状构建新疆野苹果核心种质的方法

 【目的】以300份新疆野苹果实生株系为试验材料,根据叶片、花朵和果实等器官15个数量性状的遗传多样性,研究新疆野苹果核心种质构建的方法。【方法】采用逐步聚类法,以30％的取样比例,根据2种遗传距离（欧氏距离和马氏距离）、4种系统聚类方法（类平均法、离差平方和法、最长距离法和最短距离法）和3种取样方法（随机取样法、偏离度取样法和优先取样法）构建24个核心种质,以筛选出的最佳构建策略进一步比较7种不同取样比例（10%、15%、20%、25%、30%、35%和40%）的构建效果以确定最适宜的取样比例。【结果】（1） 在新疆野苹果构建中,采用欧氏距离聚类优于马氏距离。（2） 4种系统聚类方法比较表明,最短距离法优于类平均法、离差平方和法和最长距离法。（3） 3种取样方法比较表明,优先取样法和偏离度取样法都能明显提高核心种质的方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率,均适宜于新疆野苹果核心种质的构建,前者略优于后者。（4）20%是最适宜的取样比例。【结论】以20%的取样比例,采用欧氏距离,利用最短距离法进行逐步聚类,结合优先取样法构建的核心种质最有代表性,是构建新疆野苹果核心种质的最佳方法。     

利用ISSR分子标记构建新疆野杏核心种质资源

【目的】通过对不同取样策略和遗传距离相结合的组合结果进行分析对比,以此探讨分子水平构建新疆野杏核心种质的方法,确定最适核心种质资源,以利于种质的保护与利用。【方法】以分布于新疆伊犁地区霍城县大西沟、新源县博尔赛和巩留县伊依克台3个分布区的135个新疆野杏实生株系为材料,根据SM、Jaccard和Nei&Li遗传距离,采用UPGMA聚类法对新疆野杏整体进行多次聚类抽样,直到其中某个采样点再次聚类时无种质被抽取;以随机取样策略为对照取样策略,应用位点优先取样策略,研究新疆野杏核心种质构建的方法;采用丢失的等位基因数以及多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数各遗传多样性指标进行t检验来确定最适构建方法;分别将核心种质与原种质和保留种质进行t检验和遗传多样性比较,以此来评价核心种质的代表性;并用主坐标轴分析法和表型性状对原种质和核心种质进行分析,以此对核心种质进行确认。【结果】位点优先取样策略构建的核心种质比对照随机取样策略丢失的多态性位点数少,且同一遗传距离下位点优先取样策略构建的核心种质具有较高的遗传多样性,更能构建一个具有代表性的核心种质;通过Nei & Li遗传距离构建的新疆野杏核心种质各遗传多样指标具有较大值,优于SM和Jaccard遗传距离;采用主坐标轴分析法和表型数据分析显示,利用位点优先取样策略和Nei & Li遗传距离构建的新疆野杏核心种质能够较全面的代表野杏原种质的遗传多样性;31份野杏核心种质资源,保留了原种质22.96%的样品,多态性位点、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数的保留率分别达到92.69%、98.83%、99.42%、103.26%、109.24%和108.31%。【结论】采用位点优先法和Nei & Li遗传距离进行多次聚类,是较适宜的构建新疆野杏核心种质的方法,构建的31份核心种质能最大程度代表原种质的遗传多样性,同时本研究所采用的方法对其他作物核心种质的构建具有重要的参考价值。     

基于表型的棉花遗传多样性分析及核心材料的筛选

通过对来自3个栽培种（陆地棉、海岛棉和亚洲棉）的92份棉花资源的9个性状的调查和分析,变异系数、特异材料百分比和Shannon-Weaver多样性值均表明该群体蕴含较丰富的遗传变异;利用软件NTSYS-pc,采用类平均法（UPGMA）对相似系数矩阵和遗传距离矩阵进行聚类分析,结果表明品种间的遗传关系与品种所属的种及系谱吻合性较高;利用软件QGAStation筛选出核心材料22份,方差差异百分率、均值差异百分率、极差符合率和变异系数变化率相关统计学指标显示核心材料组遗传多样性与原群体基本一致。基于表型的遗传多样性分析及核心材料的筛选将为后续的育种工作和基础研究提供重要的参考信息。     

整合质量数量性状构建作物核心种质的策略研究

质量性状和数量性状在不同水平反映了个体间的遗传差异,现有遗传相似性的度量往往割裂两者的信息.本文提出了整合质量性状和数量性状评价个体间遗传相似性的统计策略,调整的欧氏距离能有效地度量个体间的差异,并能很好地处理性状数据的缺失.实例分析了中国农业科学院、华南农学院、广东省农科院水稻生态研究室收集和调查的2262份水稻种质资源10个质量性状和15个数量性状的数据资料,用调整的欧氏距离及不加权类平均法进行群体分类,多次聚类优先取样法抽取8个不同容量的巢式子集并进行遗传多样性比较.结果表明:基于整合信息构建的核心种质同时具有较高的数量性状和质量性状遗传多样性;仅用质量性状信息不足以评价个体间的遗传差异;核心种质构建中应该采用数量性状的信息,同时整合质量性状的信息.     

韭菜种质资源初级核心库的构建与分析

以韭菜种质资源圃的174份韭菜种质资源为材料,根据15个表型性状进行聚类,在遗传距离5.3处将聚类结果分为14类,利用简单比例法和人工选择相结合的方法对每一类进行筛选,共选出69份种质资源建立韭菜种质资源初级核心库,占总体样本比例的40%。对该初级核心库的遗传多样性进行检测,除了鞘长和叶宽遗传多样性指数较总种质资源库略有降低外,其他性状都有所提高;初级核心库与原始种质资源库的均值差异百分率为0,变异系数变化率为106.14%,极差符合率为94.43%;初级核心资源库中与叶厚、叶数显著相关的性状分别损失2个,其他性状间的相关性与总种质资源基本保持一致。结果表明,所构建的初级核心库能够很好地保留韭菜种质资源的遗传多样性和遗传结构。     

诺丽叶片DNA的提取及ISSR-PCR 反应体系的建立

[目的]提取诺丽（Morinda citrifoliaLinn.）叶片DNA,并建立ISSR-PCR反应体系。[方法]以3份采自海南、4份采自美国的诺丽种质的叶片为材料,对其DNA提取和ISSR分子标记方法进行了研究。[结果]采用改进的CTAB DNA微量提取法,可以得到高质量的诺丽叶片基因组DNA。用14条不同的ISSR引物对所提取的诺丽基因组DNA进行了ISSR分子标记分析,其中7条引物在诺丽DNA中可扩增出多态性产物。[结论]建立了诺丽叶片基因组DNA快速、高效的提取方法和ISSR标记体系,可为ISSR分析应用于诺丽遗传研究奠定良好的基础。     

基于表型和SSR分子标记构建芝麻核心种质

【目的】便于管理、研究和利用芝麻种质资源,为芝麻育种提供优异基因资源。【方法】利用新收集和种质库保存的5 020份芝麻种质资源为基础,首先基于标准化的表型数据按地理来源分组后采用组内比例法聚类抽样构建初级核心种质,然后基于SSR分子标记应用位点优先取样策略逐步聚类,使用t检验检测每次聚类形成的核心种质与初级核心种质的Nei’s基因多样度(He)和Shannon-Wiener指数(I),直到核心种质的遗传多样性与初级核心种质开始有显著差异时,终止多次聚类取样,选择上一个与初级核心资源没有显著差异的核心种质作为最佳核心种质。利用Nei’s多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、多态条带百分率(PB,%)、多态条带保留率(PBR,%)、变异系数符合率(VR)、极差符合率(CR)、方差差异百分率(VD,%)、均值差异百分率(MD,%)等参数进行核心种质代表性检验和评价。【结果】构建了含有816份资源的初级核心种质和含有501份资源的核心种质,分别占全部种质资源的16.25%和9.98%;核心种质包括国内资源442份,国外资源59份;Nei's基因多样度(0.2789)和Shannon-Wiener指数(0.4243)在P0.05概率条件下与初级核心资源(He=0.2791,I=0.4302)无显著性差异,多态条带百分率(PB,%)、多态条带保留率(PBR,%)、变异系数符合率(VR)、极差符合率(CR)分别为91.25%、95.23%、99.14%、86.85%。方差差异百分率(VD,%)和均值差异百分率(MD,%)均为0。t测验结果表明,核心种质的遗传多样性指数与原始种质差异不显著。位点优先取样策略构建的核心种质比对照随机取样策略丢失的多态性位点数少,且同一遗传距离下位点优先取样策略构建的核心种质具有更高的遗传多样性,更能构建一个具有代表性的核心种质,Shannon-Wiener多样性指数比Nei’s多样性指数检测效率高。【结论】基于地理来源分组,组内按表型数据聚类按比例法抽样构建芝麻初级核心种质,再结合SSR分子标记数据,采用SM相似系数进行UPGMA逐步聚类是构建芝麻核心种质较适宜的方法,所构建的核心种质较好地代表了基础种质的遗传多样性。     

高粱种质资源研究的最新进展

迄今为止全世界收集到的高粱种质资源168500份,其中国际热带半干旱地区作物研究所有36774份,占总数的21.8%,美国42221份,占25.1%,印度20812份,占12.4,中国12836份,占7.6%,其他国家55857份,占33.1%。各国对高粱种质资源的遗传多样性进行了广泛研究,对各种性状做了鉴定,从中筛选出具有优良农艺性状、品质性状、抗性性状的资源,提供给高粱遗传改良利用,取得了最新的研究进展。建立核心种质对种质资源的保存、维护和利用是一种经济、实用和有效的方法。     

利用SSR标记构建板栗初级核心种质

为科学利用现有板栗种质资源并对其进行高效管理和保存。本研究利用简单重复序列(SSR)标记,采用非加权算数平均聚类法(UPGMA)对来自12个省(市或自治区)的279份板栗种质进行多次聚类抽样。聚类抽样时将2种遗传相似系数(SM系数和Dice系数)和2种取样方法(随机取样法和位点优先取样法)分别组合获得不同样本群,再比较不同样本群的有效等位基因数(Ne)、Nei’s多样性指数(H)和Shannon’s信息指数(I),研究构建板栗初级核心种质的适宜方法,并采用t检验和主坐标分析评价初级核心种质的代表性,结合表型特征对其进行确认。结果表明:应用位点优先取样法取得的种质比随机取样法具有更高的Ne、H和I;应用SM相似性系数构建的核心样本,其遗传多样性指标要优于Dice相似性系数;根据主坐标结合形态学指标分析,利用位点优先取样法和SM相似性系数经过3次聚类构建了68份板栗初级核心种质,保留了原种质24.37%的样品,Ne、H和I分别为1.539、0.329和0.502,均高于原种质各遗传多样性指标,能够较全面的代表整个板栗资源的遗传多样性。综上,基于SSR标记利用SM系数聚类,并结合位点优先取样法是构建板栗初级核心种质较适宜的方法。