箭筈豌豆新品种DUS测试指南研制—测试性状评价和参照品种筛选

以国际植物新品种保护联盟(UPOV)制定的植物新品种DUS(distinctness, uniformity and stability)测试指南总则(TG/1/3)、箭筈豌豆DUS测试指南(TG/32/7)等技术文件为指导,对箭筈豌豆DUS测试指南的核心技术内容:测试性状和参照品种等开展了研究。在国内外共收集到51个箭筈豌豆品种,并进行连续2年的田间观测。观测性状总计31个,包括UPOV箭筈豌豆DUS测试指南中的23个性状,以及本实验发现有特异性的8个新增性状。对每个测试性状的表达状态、观测时期、测定方法、观测数量等进行了分级和详尽描述。共筛选出32个参照品种(国际21个, 我国11个),确定了123个表达状态。并对UPOV 箭筈豌豆DUS测试指南中“外种皮底色”和“种子形状”表达状态的分级进行了补充。本研究结果可为我国箭筈豌豆新品种 DUS 测试指南的制定奠定技术基础,对促进我国箭筈豌豆品种保护、审定和育种工作具有重要的意义。     

根瘤菌对箭筈豌豆结瘤固氮的影响

在温室中低氮营养液培养条件下,用3株不同根瘤菌菌株(CCBAU01069、CCBAU01085和J3)对3个箭筈豌豆(Vicia sativa)品种进行结瘤固氮效果的研究,旨在从中筛选出与箭筈豌豆植株共生匹配最佳的有效根瘤菌菌株,为箭筈豌豆菌肥的研制奠定试验基础。结果表明,与不接菌处理相比,根瘤菌接种可显著促进箭筈豌豆的单株株高、根长、根瘤数、根瘤鲜重、植株全氮含量以及固氮酶活性,所用菌株以CCBAU01069促生,固氮效果最佳。     

箭筈豌豆炭疽病病原菌分离鉴定

箭筈豌豆炭疽病是一类重要的真菌性病害。采用形态学特征观察结合基于内转录间隔区(ITS)、肌动蛋白(ACT)、几丁质酶(CHS1)和3-磷酸甘油醛脱氢酶(GADPH) 4个基因序列的多基因系统发育分析方法来鉴定甘肃夏河箭筈豌豆炭疽病的病原菌。结果表明,菌株WQ在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上的菌落平坦,正面为深灰色-橄榄色至橄榄色-黑色,边缘菌丝白色,背面灰色-橄榄色至铁灰色。分生孢子单胞透明,大小为(17.5～25.0)μm×(3.75～5.00)μm,略呈镰刀形。菌株WQ与编号为CBS 128.57的菌株同源性最高,在70%水平上聚为一支。病原菌可以通过伤口侵染箭筈豌豆叶片。确定箭筈豌豆炭疽病病原菌为菠菜炭疽菌,这是箭筈豌豆菠菜炭疽菌在中国的首次报道。寄主范围测定结果表明,病原菌对红豆草和燕麦均具有强致病性,对4个品种的箭筈豌豆具有中等致病性,对苜蓿和三叶草的致病性最低,而对黑麦草无致病性。     

箭筈豌豆炭疽病病原菌分离鉴定

箭筈豌豆炭疽病是一类重要的真菌性病害。采用形态学特征观察结合基于内转录间隔区(ITS)、肌动蛋白(ACT)、几丁质酶(CHS1)和3-磷酸甘油醛脱氢酶(GADPH) 4个基因序列的多基因系统发育分析方法来鉴定甘肃夏河箭筈豌豆炭疽病的病原菌。结果表明,菌株WQ在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上的菌落平坦,正面为深灰色-橄榄色至橄榄色-黑色,边缘菌丝白色,背面灰色-橄榄色至铁灰色。分生孢子单胞透明,大小为(17.5~25.0) μm×(3.75~5.00) μm,略呈镰刀形。菌株WQ与编号为CBS 128.57的菌株同源性最高,在70%水平上聚为一支。病原菌可以通过伤口侵染箭筈豌豆叶片。确定箭筈豌豆炭疽病病原菌为菠菜炭疽菌,这是箭筈豌豆菠菜炭疽菌在中国的首次报道。寄主范围测定结果表明,病原菌对红豆草和燕麦均具有强致病性,对4个品种的箭筈豌豆具有中等致病性,对苜蓿和三叶草的致病性最低,而对黑麦草无致病性。     

紫花苜蓿品种鉴定的RAPD分子标记技术研究

试验分别以中苜一号(Medicago sativa L. cv.Zhongmu No.1)、肇东(M.sattva L. cv.Zhodong)、甘农三号(M.sativa L. cv.Gannong No.3)、公农一号(M.satzva L. cv.Gongnong No.1)紫花苜蓿品种的混合DNA(由各品种60个单株的DNA等量混合)为模板筛选RAPD特异性引物,分析比较品种鉴定的特异性谱带.结果表明:从120条随机引物中筛选出S1、S78、S89和S¨5共4条随机引物,可以通过特异性分子标记位点反映品种间的差异;另外,筛选出的RAPD标记引物对各品种60个单株DNA的测试显示品种内部存在特异性标记的单株比例较高;通过RAPD分子标记引物的筛选、标记程序的完善,确定品种特异性标记谱带,可以进行紫花苜蓿(Medicago sativa)品种的鉴定.     

不同裂荚特性箭筈豌豆裂荚力数字化评价

以美国种质资源库(NPGS)提供的541份箭筈豌豆(Vicia sativa)种质为基础,经过连续3年裂荚率评价,共筛选出高、中、低裂荚种质33份。以这33份箭筈豌豆种质作为本研究的试验材料,利用艾德堡HP-50数显推拉力计结合裂荚率对箭筈豌豆荚果水平放置时的裂荚机械力和垂直放置时的裂荚机械力进行分析,为选育箭筈豌豆抗裂荚种质提供精确、快速的评价方法。结果显示,1)箭筈豌豆高裂荚种质荚果裂荚机械力极显著低于低裂荚种质荚果裂荚机械力(P0.01)。2)箭筈豌豆荚果水平放置时的裂荚机械力极显著低于垂直放置时的裂荚机械力(P0.01)。3)箭筈豌豆荚果在水平放置下裂荚机械力大于9.286N的为低裂荚种质,裂荚机械力小于2.163N的为高裂荚种质。研究表明,利用推拉力计测试水平放置的箭筈豌豆荚果裂荚机械力可准确反映箭筈豌豆不同种质的裂荚特性,并为箭筈豌豆裂荚特性的标准化测定提供了重要的参考依据。     

灰色关联度分析在箭筈豌豆品种综合评价中的运用

运用灰色系统理论中关联度分析的基本原理和方法对引进的豆科牧草箭筈豌豆10个品种(系)的9个性状进行综合评价,结果表明:Languedoc箭筈豌豆、山西333A箭筈豌豆关联度最高,综合性状好,适合在阿拉尔地区种植。     

甘肃箭筈豌豆种质资源评价

通过对甘肃42份箭筈豌豆(Vicia sativa)种质资源进行研究评价,以期为甘肃绿肥种植筛选优良的箭筈豌豆品种。结果表明,42份箭筈豌豆种质资源各性状指标存在明显差异,其中单株荚数和单株粒数是构成箭筈豌豆产量的主要要素。籽粒产量、鲜草产量、单株粒数和单株荚数4个指标可以反映箭筈豌豆性状的优劣。通过籽粒产量、鲜草产量、单株粒数和单株荚数4项指标进行聚类,可以分为4类,Ⅰ、Ⅱ类相对较好,共有7份材料,籽粒和鲜草产量分别在2 623.26~2 990.25和32 357.70~35 967.38 kg·hm-2,其中苏箭3号、陇箭1号和333/A属于早熟品种,麦类作物收获后的套复种、玉米(Zea mays)前期间作、马铃薯(Solanum tuberosum)绿肥间作、果树绿肥间作和单种绿肥5种利用模式均适宜;山西春箭碗和MB5/794属于中熟品种,则适宜与马铃薯间作、果树间作和单作;西牧820和波兰箭碗属于晚熟品种,则只适宜与果树间作和单作两种利用方式。     

苜蓿DUS测试标准品种SSR分子标记指纹图谱的构建

苜蓿在育种过程中,由于其异花授粉特性和骨干亲本的集中使用,导致品种间的遗传差异日益缩小,品种之间通过形态学鉴定愈加困难。通过构建苜蓿DUS测试标准品种DNA指纹图谱数据库,可以实现苜蓿品种的快速、准确鉴定。本研究利用筛选得到的10个SSR标记对33个苜蓿DUS测试标准品种进行指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明,10对SSR引物共扩增出69个等位基因,平均每个标记可产生6.9个等位基因;多态性比率(PPB)从25%到90%不等,平均值为56.7%;各SSR标记的多态信息含量(PIC)范围为0.56~0.87,平均值为0.75。利用不同引物间的组合能有效区分33个苜蓿 DUS标准品种,并为每份标准品种建立了唯一标识的指纹代码,为苜蓿品种的审定和保护以及遗传背景分析提供了技术依据。     

利用SSR、ISSR和RAPD技术构建苜蓿基因组DNA指纹图谱

在建立可靠的苜蓿基因组DNA提取分离和PCR扩增技术体系的基础上,筛选具有稳定多态性位点的RAPD、SSR和ISSR引物,建立苜蓿基因组DNA的SSR、ISSR和RAPD分子标记技术体系,并利用分子标记检测苜蓿品种(系)的DNA分子标记多态性,构建苜蓿品种的DNA指纹图谱.筛选出36个RAPD引物,8个SSR引物和12个ISSR随机引物,通过PCR扩增在55个国内外苜蓿品种(系)中获得了182个RAPD多态性位点和丰富的SSR和ISSR多态性位点,构建了55个苜蓿品种(系)的SSR、ISSR和RAPD指纹图谱.结果表明,不同苜蓿品种(系)的SSR多态性有较大差异;苜蓿品种ISSR指纹图谱多态性丰富,稳定性比RAPD强;可以通过2～3个引物鉴别我国主要苜蓿品种和引进品种,SSR和ISSR指纹图谱可以更好地用于苜蓿品种鉴定和遗传多样性分析.     

SSR标记与桑树发芽率、节间距性状的相关性研究

利用微卫星(SSR)标记技术寻找与桑树发芽率和节间距性状基因紧密连锁的分子标记,可为高产桑树品种的选育提供分子遗传学方面的依据。用10对SSR引物对172份桑树品种(品系)的基因组DNA进行扩增,结果在获得的67个标记中有66个具有多态性,多态性比率为98.51%。分析供试桑品种(品系)基因组SSR标记与桑树发芽率、节间距性状的关联性发现:SSR标记mulstr4-3、mulstr6-4、mlstr6-6、ss19-1与桑树的发芽率呈显著性相关,相关系数分别为0.209、-0.215、-0.208、0.226;SSR标记mulstr3-3、mulstr4-1、ss04-1、ss04-3、ss18-1与桑树枝条的节间距呈显著性相关,相关系数分别为-0.255、0.424、-0.248、0.216、0.229,其中标记mulstr4-1可能与控制节间距性状的基因相连锁。     

基于SCoT标记的饲用燕麦品种遗传结构及指纹图谱分析

采用目标起始密码子多态性标记（SCoT）对目前国内种植利用的36个饲用燕麦品种进行了遗传变异结构及指纹图谱分析。结果显示,从80个SCoT引物中筛选出多态性较好、条带清晰且重复性高的引物15个,共扩增出146条条带,不同引物扩增出的多态性条带数为3~9条,平均为6.4条,多态性比率为65.75%,平均有效等位基因数（Ne）为1.46,平均Nei’s基因多样性指数为0.27,平均Shannon’s多样性指数为0.38。基于4个多态性较高的核心引物组扩增的14个位点,构建了36个燕麦品种的DNA指纹图谱,其能够将供试燕麦品种区分并准确鉴定。供试品种的DICE遗传相似性系数为0.7596~0.9507,平均值为0.8473;基于遗传相似系数的非加权组平均法（UPGMA）聚类分析结果显示,可将36个品种分为四大类,聚类与其来源的关联性不高。群体遗传结构分析表明,国外引进品种遗传组成分布均匀,有32.1%的品种具有混合来源,而国内品种分布相对集中且仅有25.0%的品种有混合来源,表明供试的国内种植利用的燕麦品种遗传基础较狭窄,来源相对单一。结果为燕麦品种的鉴定、新品种的选育等提供了理论参考。     

航天诱变紫花苜蓿第一代植株(SP1)表型变异及基因多态性分析

采用正交设计优化紫花苜蓿(Medicagosativa L.)SSR-PCR反应体系,从17对SSR引物中筛选出6对扩增产物具有稳定多态性的引物,检测第1代植株的基因多态性。结果表明:4个紫花苜蓿品种德福(Defi)、德宝(Derby)、阿尔刚金(Algonguin)、三得利(Sanditi)共检测到25个等位基因,每对引物检测出2～8个等位基因,平均为4.17个。结合植株较高、叶色较深、叶片较大、多叶4个表型突变指标,检测经过表型变异筛选的植株等位基因频率及每个位点的多态性信息量(PIC),PIC在0.2216～0.8328之间变化,平均为0.6366。分析多态基因植株与表型变异的相关性,根据检测结果初步确定了13株突变植株,为后继世代遗传变异的多代跟踪及选育奠定基础。     

金沙柚及其近缘种的SSR分子标记分析研究简报

应用SSR分子标记对8份江西不同来源的金沙柚及其近缘柚类品种的遗传多样性进行分析。从41对引物中筛选了26对引物，共检测到等位基因92个，平均每对引物扩增出3.54个等位基因，多态性为53.68%。每对引物可检测到的等位基因数目为2～8个不等。 NTSYS 软件分析，8份材料的相似性系数为0.729～0. 924。聚类分析结果显示材料可以被划分为金兰柚和沙田柚两个组。结果表明，金沙柚与其近缘柚类亲缘关系较近，但近缘种间存在一定的遗传变异。为金沙柚的种质保存、育种和生产提供了分子水平上的依据。     

利用形态性状以及SSR标记鉴定4个川西北老芒麦品种（系）

基于23个形态性状和SSR分子标记,对在川西北推广应用的老芒麦(Elymus sibiricus)3个国审品种(‘川草2号’、‘阿坝’和‘康巴’)及1个新品系(‘雅江’)进行了鉴定研究。各品种表型性状与遗传背景差异较明显。新品系‘雅江’表现出优良的农艺性状,株高、叶长、叶宽、茎粗等形态性状均值显著优于3个对照品种(P0.05)。13对多态性好、特异性强、条带清晰的SSR引物在4个品种(系)中共扩增出90条条带,其中具有多态性的条带共68条,引物多态性条带比例(PPB)、多态性信息含量(PIC)及Shannon多样性指数(H)的平均值分别为76.32%、0.309及0.451,在供试品种(系)中均表现出较高的多态性。基于形态数据的欧氏距离和基于SSR数据的遗传距离矩阵之间具有较强的相关性(r=0.696,P=0.08),表明联合形态学标记和遗传标记能很好地用于品种鉴定,并且基于形态数据以及SSR分子标记的UPGMA聚类结果基本一致。筛选出4对引物可用于供试品种鉴定,并绘制了DNA指纹图谱。新品系‘雅江’具有明显区别于其它3个主推品种的形态特征和遗传背景,这为川西北高原老芒麦主要品种的遗传关系分析及品种的知识产权保护提供了数据支撑。     

基于SSR标记的72份猕猴桃种质资源聚类分析

利用SSR分子标记对72份猕猴桃种质进行聚类分析并构建其指纹图谱,以期为猕猴桃分子标记育种奠定理论基础。研究结果表明,从60条引物中筛选出的6对引物可以完全区分供试材料,均为多态性条带;共检测出70个等位基因,每对引物可检测到等位基因数9-17个,平均每个SSR条带能检测到11.7个等位位点,多态性信息含量（PIC）变化范围在0.792-0.904之间,平均为0.828;遗传多样性结果表明,供试材料的遗传距离的范围为0.029-0.329,平均遗传距离为0.176;聚类分析结果表明,供试材料在相似系数0.087的水平上可分为六大类,其结果与传统的形态学分类大体一致。     

42份高粱与苏丹草及其2个杂交种DNA指纹图谱的构建

选用100个RAPD引物和95对SSR引物进行PCR扩增,旨在构建42份高粱和苏丹草品种资源及2份国审品种高粱-苏丹草杂交种的DNA指纹图谱。结果表明,从100个RAPD引物中筛选到9个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为64.06%,利用4个核心RAPD引物可以为每份品种构建1张特定的数字指纹,并通过其中1个引物F-01构建了1张能鉴别2个杂交种的RAPD指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草3号与其父本Sa。从95对SSR引物中筛选出多态性丰富的引物73对,多态性条带比率为86.06%,通过3对核心SSR引物就可以构建42份高粱和苏丹草的SSR数字指纹,同时利用其中1对SSR引物txp18,寻找到2个杂交种的互补带,从而构建了2个高粱-苏丹草杂交种的SSR指纹图谱,这张SSR指纹图谱不仅能鉴别皖草2号和3号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

利用基因组SSR分子标记对老芒麦品种(种质)鉴别和品种纯度鉴定

利用从老芒麦(Elymus sibiricus)自身基因组中开发出来的6对多态性SSR引物,对3个老芒麦牧草品种和7个种质进行分子指纹图谱鉴别研究.结果表明:6对SSR引物在这10个材料中共检测出21个多态性SSR标记片段,每对引物可以检测到2~5个数目不等的片段,平均为3.5个.6对引物中3对核心引物组合可以将这10个材料进行有效鉴别.进一步选用3对引物对2个老芒麦品种进行纯度鉴定,表明SSR标记可以对品种群体中具有变异位点的个体进行有效鉴定,同时揭示野生栽培品种‘同德’老芒麦比育成品种‘多叶'老芒麦具有较高的遗传变异度.     

基于RAPD和SSR分子标记的家蚕部分实用品种多态性及其亲缘关系分析

分子标记是生物系统进化和亲缘关系分析的重要手段。利用RAPD和SSR标记对12个家蚕实用品种的基因组DNA进行多态性分析和聚类分析。采用21条RAPD引物对12个品种的基因组DNA扩增产生的清晰稳定条带数为196条,其中多态性片段143条,多态位点比例72.96%,品种间的遗传距离在0.157～0.352之间。采用32条SSR引物对12个品种的基因组DNA扩增产生的片段数为86条,其中多态性带80条,多态性位点比例93.02%,遗传距离在0.214～0.600之间。对12个家蚕品种的2种分子标记的单独聚类结果表现出一定差异,但均把12个品种分为中系、日系两大类,其中7532和湘晖、871和57B的亲缘关系较近,而传统分类于中系品种东34却聚类于日系,但又独立于其余6个日系品种。结合RAPD标记和SSR标记的12个品种间的遗传距离与聚类结果,更能准确地从分子水平上反映品种间的亲缘关系及其来源,是家蚕杂交育种亲本选择的依据。