山西谷子地方品种表型多样性分析

为了系统分析山西省谷子地方品种的表型遗传多样性,以5627份山西省谷子地方品种为材料,以《中国谷子品种资源目录》、《中国谷子遗传资源目录》和《中国谷子及其粟类作物品种资源目录》中记录的17个数量和质量性状为基本数据,进行遗传多样性评价。结果表明：山西谷子资源主要分布于大同、忻州、吕梁、晋中、长治5市,占全省资源的75.7%;90%谷子资源中为粳性;运城、晋城谷子资源遗传多样性最大。山西谷子资源在苗色、穗型、粒色类型丰富,涵盖了中国谷子资源的基本类型;山西谷子种资源遗传多样性大,类型多,优异资源丰富,为谷子种质创新和分子生物学研究积累丰富的物质基础。     

基于近红外光谱法快速检测藜麦纤维含量

[目的]探索一种快速测定完整藜麦籽粒纤维含量的方法.[方法]采集100个藜麦样品的近红外光谱,运用近红外光谱分析技术建立数学模型并进行预测.[结果]在10 000～4 000cm-1波长范围内,运用一阶导数+矢量归一化光谱方法进行预处理,结合化学方法所得数据建立藜麦粗纤维近红外定量模型,校正和预测效果最佳,所得的粗纤维近红外定量模型的交叉验证决定系数(R2cv)为0.884 8,外部验证决定系数(R2val)为0.876 1.[结论]以完整藜麦籽粒为样品所建立的纤维NITS模型可用于藜麦纤维含量的快速检测.     

多效唑浸种对谷子幼苗期生长和生理特性的影响

[目的]研究多效唑浸种处理对谷子幼苗生长及生理特性的影响。[方法]以谷子品种"晋谷21号"为试验材料,采用不同浓度(15、30、45 mg/L)的多效唑浸种处理,调查谷子幼苗植株高度变化,并对叶片叶绿素含量和过氧化物酶活性等生理指标进行测定。[结果]多效唑浸种处理可显著降低谷子幼苗植株高度,随着多效唑浓度的增加株高显著降低,45 mg/L多效唑浸种处理的株高最低;多效唑浸种处理显著提高谷子幼苗叶片中SOD和POD活性,显著降低MDA浓度。30 mg/L多效唑浸种处理晋谷21号幼苗叶片过氧化物酶活性的提高及MDA含量的降低效果最好;多效唑浸种处理增加叶绿素、叶绿素a和叶绿素b的含量。[结论]30 mg/L多效唑浸种处理的谷子幼苗生长和生理特性效果最佳。     

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。     

谷子EMS矮秆突变体的产量性状分析

为丰富谷子遗传多样性和突变体库材料,本研究采用1%浓度的甲基硫磺乙酯(EMS)诱变晋谷40号 10 h, 在谷子生育期间对突变体M1和M2代材料进行表型性状调查。结果表明,共获得332株表型差异突变型单株,这些突变体类型主要包括株高、穗型、茎粗、育性、刚毛、抗拿扑净、颖壳色、抽穗期、穗轴、粒色、穗紧实度、抗逆性、穗重等;对数量性状的表型指标进行变异分析,其中株高的变异系数最大,为41.25%,抽穗期的变异系数最小,为11.03%;对20份矮秆突变体材料进行产量性状分析,发现E-13、E-58和E-98可作为矮秆、早熟、高产的材料;突变体中发现褐米色、抗拿扑净等优质、适宜产业化的材料。本研究构建的谷子突变体库具有丰富的突变类型,为谷子分子遗传学和育种提供了优异的基础材料。     

糜子栽培研究进展

糜子是干旱半干旱地区的主要栽培作物,具有独特的营养价值和药用价值,随着农业用水的短缺和人们对健康食品的日益重视,其在农业生产中必将发挥愈加重要的作用.旱区糜子高产高效生产体系的构建和栽培技术的研究,成为未来糜子研究的重要方向.在此重点介绍了糜子播期、密度、施肥技术、节水种植等栽培技术,阐述了糜子逆境生理、光合生理等方面的研究进展,提出了糜子产业今后的研究方向和思路.     

晋西北旱地糜子品种生态适应性筛选

引进不同类型地区9个糜子品种,在晋西北地区开展生态适应性筛选试验,从生育期、农艺性状和产量方面进行对比分析,筛选出可供晋西北大田推广种植的3个优良品种.     

硼、锌肥对糜子干物质积累与分配和产量的影响

探索糜子氮磷和硼锌浓度的最佳组合,为优化糜子栽培技术与提高糜子产量提供理论参考。以当地红黍子为材料,研究氮磷施用量完全相同情况下,不同梯度硼和锌肥处理对糜子产量、籽粒灌浆速率、干物质移动率和转运率的影响。结果表明,产量以B2处理的最高,为5300.80 kg/hm2,单施B2和Zn2比硼锌互作效果好,分别比对照增产14.63%和11.52%;不同处理均在开花后14天籽粒灌浆速率达到最大值,总灌浆速率以B2处理最大;不同处理干物质的移动率均表现为叶片高于茎,且叶和茎的干物质移动率均以B2处理最大,分别为41.55%和22.23%;干物质的转运率均表现为茎高于叶。总之增施硼锌肥能明显提高干物质的输出率和转运率,有利于糜子产量的提高,其中尤以硼肥效果最佳。     

糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析

【目的】糜子生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高,了解糜子资源的遗传多样性和遗传结构,为今后糜子杂交育种、种质创新、挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。【方法】采用表型鉴定和SSR分子标记对糜子资源进行遗传多样性检测。利用模糊隶属函数法分析糜子种质的株高、主穗长、叶片长、叶片宽、主茎节数、主茎粗、单株穗重、单株粒重和千粒重9个表型性状的分布情况。利用DPS7.05软件进行表型性状的遗传多样性分析、相关性分析和主成分分析,综合评价糜子种质资源的优劣。利用CTAB法提取糜子嫩叶基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对不同地区的96份糜子种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,后经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染后显色。利用PowerMaker 3.25软件计算每对引物的等位基因数（A）、主要等位基因频率（M）、基因多样性指数（He）和多态性信息含量指数（PIC）,并进行N-J遗传距离的统计分析;利用Structure 2.3.1分析群体遗传结构。【结果】糜子表型遗传多样性分析表明：9个表型性状分布集中,且绝大部分呈极显著相关;单株粒重和单株穗重遗传变异最丰富,不同省份的资源在表型性状上表现出不同的遗传多样性,山西资源表型遗传多样性最丰富。采用主成分分析法和综合评价法表明,内糜1号的综合性状表现最差,宁糜15号的综合性状表现最好。采用19对SSR引物对96份糜子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出112个等位变异;每个位点的等位变异数为3-9个,平均5.9个;平均主要等位基因频率为0.7045;平均基因多样性指数为0.4097;平均多态性信息含量位点百分数为39.2%。不同地理来源糜子种质资源的遗传多样性分析表明,各省份间糜子资源的亲缘关系均较近;山西省资源的基因多样性指数及多态性信息含量百分数最高,分别为0.357和33.01%。基于模型的遗传结构分析和基于遗传距离的聚类分析将试验材料划分为3个类群,两种分类结果有一定相似性,皆与生态环境密切相关。【结论】糜子遗传变异较为丰富,遗传多样性高,尤其是山西糜子资源的遗传多样性最丰富;不同地理来源的糜子种质资源亲缘关系均较近,且其遗传多样性与生态环境密切相关。     

用高基元微卫星标记分析中国糜子遗传多样性

【目的】开发高基元(4—6)碱基重复微卫星标记,分析种质资源遗传多样性,为糜子遗传和进化研究提供理论基础。【方法】用隶属函数、主成分分析和聚类分析综合评价糜子资源表型多样性,用前期糜子转录组测序获得高基元SSR引物对地理来源差异大的糜子材料进行PCR扩增检测其多态性,用Power Marker 3.25计算遗传多样性参数,用Pop Gen 1.32计算Nei’s遗传距离,用MEGA 5.0进行聚类分析,用Structure 2.2鉴定遗传类群。【结果】96份糜子资源株高和穗长变异最丰富,多样性指数分别为2.08和1.91。PCR扩增发现,占56.29%的85对引物具多态性,其中四、五和六碱基重复引物分别为71对(83.53%)、10对(11.76%)和4对(4.7%)。85个标记扩增产物大小分布为100—450 bp,PIC值平均为0.51,Rp值为1.00—5.75,平均为3.15。四、五和六碱基重复SSR的平均Rp值分别为3.15、2.8和4.0。基于Rp值分析SSR的分布频次,发现85个标记分布区间为0—1、1—2、2—3、3—4、4—5和5—6,分别包含1(1.18%)、15(17.65%)、31(36.47%)、20(23.53%)、12(14.12%)和6(7.06%)个标记,60%(51个)的标记分布在区间2—3和3—4。用85个SSR扩增96份糜子资源,共检测到232个等位变异,每个位点检测到等位变异2—3个,平均2.7294个;62个位点产生3个变异,23个位点产生2个变异;多样性指数为0.2842—1.0633,平均为0.7708;PIC值为0.0400—0.7281,平均为0.4723。不同生态区糜子种质间的遗传距离为0.0093—0.5052(平均为0.1798),遗传一致度为0.6034—0.9907(平均为0.8485)。基于UPGMA将96个糜子基因型聚为4个群组,第一群组主要属于北方春糜子区;第二群主要属于东北春糜子区;第三群组主要属于华北夏糜子区;第四群组主要属于黄土高原春夏糜子区。遗传结构分析将96份试材划分为4个类群,分别代表黄土高原、华北、东北和北方基因库。UPGMA聚类分析和遗传结构分析结果基本一致,均与地理起源相关。【结论】在糜子中构建了85个四、五和六碱基重复微卫星标记,这些高基元SSR的引物分辨率(Rp)高,对不同基因型分辨能力强,PCR扩增多态性好;用其评估中国糜子资源的遗传差异发现,黄土高原春夏糜子区和北方春糜子区资源遗传多样性最丰富。