基于配合力和遗传距离的甜高粱杂种优势预测

【目的】对甜高粱主要农艺性状进行杂种优势、一般配合力及特殊配合力分析,同时,分析配合力、表型遗传距离以及分子遗传距离用于杂种优势预测的可行性,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论参考。【方法】采用不完全双列杂交设计,以8个甜高粱不育系为母本及8个甜高粱恢复系为父本配制64个杂交组合。对亲本及杂交后代进行2年的性状调查,包括：出苗至开花日数、生育期、株高、穗长、茎粗、分蘖、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、单株重、生物产量和含糖量。分析不同性状的杂种优势、一般配合力、特殊配合力、表型遗传距离、分子遗传距离以及配合力、遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】各性状的中亲优势由强到弱分别为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、千粒重、茎粗、生育期、至开花日数、分蘖和含糖量,其中,生育期、至开花日数、分蘖和含糖量等性状为负优势。不同性状的中亲优势和超亲优势由强到弱的顺序基本相同。配合力分析表明,每个性状中,不同亲本的一般配合力相差较大,且不同组合的特殊配合力也有很大差异。大多数特殊配合力高的组合,其亲本的一般配合力也较高。杂种优势与配合力和遗传距离的相关性为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、穗长、千粒重、分蘖以及含糖量等性状的杂种优势与其亲本的一般配合力和特殊配合力均为极显著正相关。生育期的杂种优势与特殊配合力为极显著正相关,至开花日数与特殊配合力为显著正相关。亲本间的表型遗传距离为2.86—6.82,分子遗传距离为0.50—0.96。单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、茎粗及含糖量等性状的杂种优势与分子遗传距离的相关性大于表型遗传距离,其中,生物产量、单株重、穗长和茎粗的杂种优势与分子遗传距离为极显著正相关。【结论】所有性状中,与产量相关性状的杂种优势较高,而含糖量和分蘖的杂种优势较低。在杂种优势预测上,利用亲本的配合力可有效预测杂种优势,预测效果优于遗传距离。与表型遗传距离相比,分子遗传距离对杂种优势的预测更有效。     

杜仲杂种优良无性系抗旱性间接评价

以7个杜仲无性系22-22、2-23、4-30、17-17、2-32、6-30、5-152和2个对照品种（无性系）秦仲2号（Qinzhong No.2）、龙拐（Longguai）为对象，以其2年生嫁接苗成熟叶片为材料，采用常规石蜡切片法研究叶片解剖结构、扫描电镜技术观察气孔结构和压力室技术测定水分生理指标，用主成分分析法筛选主要指标，用隶属函数法对各无性系抗旱性进行对比分析。结果表明，共筛选出栅栏组织厚度、原初渗透势、气孔开度、厚角组织厚度4项主要指标，12项解剖结构参数、5项水分生理指数和5项气孔参数，均在无性系间差异显著，无性系抗旱性排序为:6-30>4-30>龙拐>秦仲2号>17-17>5-152>22-22>2-23>2-32。研究结果可对进一步筛选杜仲优良无性系提供参考依据。     

优化栽培措施对春玉米密植群体冠层结构及产量形成的调控效应

【目的】研究春玉米密植群体优化栽培模式下冠层结构特征,并探索其对冠层生产的调控机制及对产量提高的贡献。【方法】以耐密高产品种“中单909”为试验材料,设置105 000 株/hm²种植密度,采用深松（S）、宽窄行（W）及化控（C）的组合,形成4种根-冠优化栽培模式：（1）传统模式（旋耕20 cm,60 cm等行距,RU）,（2）耕层优化模式（深松耕作35 cm,60 cm等行距,SU）,（3）冠层优化模式（传统旋耕20 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,RWC）,（4）综合优化模式（深松耕作35 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,SWC）。比较不同栽培模式下冠层大田切片（垂直）、群体光分布、光合性能、蔗糖合成酶活性及籽粒灌浆的差异。【结果】相较于常规栽培模式（RU）,耕层优化模式（SU）的玉米冠层叶片干物质增加,冠层优化模式（RWC,SWC）下密植群体株高和穗位高降低30 cm以上,但群体整齐度下降明显;RWC和SWC处理,叶片垂直分布似“纺锤型”更为均匀,垂直高度180—240 cm的光能截获相比传统模式显著降低8%—37%,而穗位以下（120—180 cm）相比传统模式提高44%—129%;RU和SU处理呈现“漏斗型”株型特征,叶片集中分布在冠层顶部。根-冠协同优化可改良高密玉米群体冠层垂直结构,显著提高穗位及穗下叶片的叶绿素含量、净光合速率,增加穗位叶蔗糖磷酸合酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性,维持生育后期冠层叶片的生理活性,延长干物质活跃积累期10 d以上。【结论】综合优化模式（SWC）改变冠层干物质空间分布,增加了密植群体中下部光能截获和光合碳代谢能力,促进了花后冠层物质生产及籽粒灌浆,显著增加玉米籽粒产量。     

Thresholds,sensitive stages and genetic variability of finger millet to high temperature stress

Finger millet [Eleusine coracana (L.) Gaertn.] is an important coarse cereal crop grown in the arid and semi‐arid regions and often experiences high temperature (HT) stress. The objectives of this research were (i) to quantify effects of season‐long HT stress on physiological and yield traits, (ii) to identify the developmental stages most sensitive to HT stress and (iii) to quantify the genetic variability for HT stress tolerance in finger millet. Research was conducted in controlled environment conditions. HT stress decreased the chlorophyll index, photosystem II activity, grain yield and harvest index. Maximum decrease in number of seeds per panicle and grain yield per plant was observed when stress was imposed during booting, panicle emergence or flowering stages. Maximum genotypic variation was explained by panicle width and number of seeds per panicle at optimum temperature (OT) and grain yield per plant at HT and number of seeds at HT. Based on the stress response and grain yield, tolerant or susceptible genotypes were identified. Finger millet is sensitive to HT stress during reproductive stages, and there was genotypic variability among the finger millet genotypes for number of seeds per panicle and grain yield under HT, which can be exploited to enhance stress tolerance.     

用线粒体D-loop和Cyt b基因序列分析拉氏(鲮)3个群体的遗传结构和遗传分化

用线粒体DNA的D-loop和Cytb基因序列分析方法研究了吉林延吉、敦化和辽宁法台3个区域的29尾拉氏鱼岁Phoxinus lagowskii Dybowsky的遗传多样性.经PCR扩增和测序,获得了783～785bp D-loop和818bpCyt b的同源序列.两者多态性遗传参数统计显示,29尾个体分别存在47(D-loop)和89(Cyt b)个变异位点,分别检测出15 (D-loop)和1l(Cyt b)个单倍型,总群体单倍型(Hd)分别为0.8966 (D-loop)和0.8990(Cyt b),核苷酸多样性指数(Px)分别为0.0246(D-loop)和0.0498 (Cyt b),平均核苷酸差异数(K)分别为19.2857(D-loop)和40.7365(Cytb).分子方差分析(AMOVA)结果表明,79.02％(D-loop)和81.69％(Cyt b)变异来自群体间,20.98％(D-loop)和18.31％(Cyt b)来自群体内.单倍型呈明显的地理差异,分成2个分支,一个以延吉群体为主,一个以法台群体为主.拉氏(鲮)的遗传多样性水平较高,群体间遗传分化明显.该结果可为拉氏(鲮)的种质资源保护提供参考.     

养殖大鳞鲃发病死亡F_3个体的微卫星标记分析

采用24个已报道的多态微卫星标记对天津市天祥水产有限责任公司养殖的大鳞鲃Barbus capito F_2亲本及F_3成活和病发死亡个体进行基因分型,结果有8个标记无多态,13个标记用以分析本研究群体的遗传多样性、亲缘关系及遗传结构。遗传参数分析显示,13个标记在87个大鳞鲃个体中分别检测到2~7个等位基因,平均等位基因数(4.27~4.53)极显著高于平均有效等位基因数(3.09~3.22)(P0.01);观察杂合度(0.58~0.64)整体低于期望杂合度(0.64~0.65),多态位点比例明显下降(8/24),表明大鳞鲃F2及F_3个体的纯合度增加,遗传多样性下降。聚类分析显示,F2亲本与成活子代亲缘关系更近,聚在一起;而死亡子代单独聚为1支。遗传结构分析显示,亲本与子代清晰地划分成两大类群,多数亲本与多数成活个体归为第一类群(划分概率为51.8%~97.7%),少数亲本与多数死亡个体归为第二类群(划分概率为52.9%~98.4%),这与亲缘关系分析的结果一致,表明少数亲本是F_3死亡个体遗传组成的直接贡献者。本研究初步认定,由于几个亲本的近亲交配,子代基因组纯合度增加,遗传多样性下降,抗逆性下降,这可能是F_3出现不明缘由病发死亡的主要原因之一。     

茶树GGPS基因家族的克隆、生物信息学和表达分析

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPS)是萜类合成途径的结构酶,对植物生长发育具有重要意义。本研究通过RACE和RT-PCR方法克隆得到5条潜在的茶树GGPS序列,分别命名为CsGGPS1-4和CsGGPS9,其中CsGGPS9存在3条等位基因,分别是CsGGPS9-1、CsGGPS9-2和CsGGPS9-3,在系统进化树上与其他基因分成两支。蛋白质序列分析表明,茶树GGPS家族成员都具有polyprenyl_synt结构域,不存在信号肽序列。亚细胞定位预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4定位在叶绿体上,CsGGPS3和CsGGPS9定位在线粒体上。通过Swiss Model进行三维建模,结合"three-floor"模型对茶树GGPS家族成员的功能进行预测,预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4是GGPS;CsGGPS3是异源二聚体形式的牻牛儿基焦磷酸合酶的小亚基;CsGGPS9的催化主产物是碳链数大于30的异戊烯基焦磷酸。q RT-PCR分析表明,CsGGPS1整体表达丰度较低,仅在一芽二叶中表达量稍高;CsGGPS2在茶树各个组织中均有表达,在花中表达量最高,且花发育过程中表达量先上升后下降;CsGGPS3在叶和幼根中的表达量高于花,花发育过程中表达平稳;CsGGPS4在茶树各个组织中表达量数值相近,在花发育过程中表达量变化趋势与CsGGPS2相同;CsGGPS9的表达量在成熟叶中显著低于幼嫩叶片。     

华南6水系与澜沧江-湄公河攀鲈线粒体ND2基因的遗传多样性分析

测定了中国华南6水系及澜沧江(云南勐腊)-湄公河流域(柬埔寨洞里萨湖)的125尾攀鲈(Anabas testudineus)线粒体部分ND2基因1 010 bp序列,分析发现39个变异位点和12个单倍型,总遗传多样性较低(h=0.369,π=0.003 8),推测可能经历过严重的瓶颈效应;中国攀鲈群体遗传多样性更低(h=0.282,π=0.000 4),处于边缘区的中国攀鲈群体是造成低遗传多样性的主要原因。在单倍型网络图中柬埔寨和中国攀鲈各自聚类,具有明显地理结构和谱系结构,推测地质运动和气候变化导致基因交流受阻所致。核苷酸错配图和中性检验表明中国群体经历过种群扩张,时间约为(5.94~4.13)万年前。华南水系群体间基因交流通畅,不存在明显分化;但与云南澜沧江群体间分化大而显著(FST=0.775,P0.01),AMOVA分析显示变异主要来自组群间(77.41%),推测二者分化时间约为(4.0~2.8)万年前,云南群体受末次冰期的影响,基因交流受阻而出现分化。中国群体和柬埔寨群体可作为2个管理单位进行保护;就中国群体而言,韩江水系群体遗传多样性最高,建议优先保护;澜沧江与华南水系间群体分化显著且遗传多样性极低,建议对澜沧江水系群体进行保护,以避免种质资源灭绝。