江西省芝麻地方种质表型性状遗传多样分析

【目的】对江西省芝麻地方种质资源进行表型性状遗传多样分析,为江西芝麻种质资源的有效利用及开发提供理论参考。【方法】依托“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”从江西省39个县(市、区)收集到的132份芝麻地方种质为试验材料,对其23个表型性状(12个质量性状和11个数量性状)进行测定,并计算遗传多样性指数和变异系数。同时,对11个数量性状进行相关分析,并对供试种质进行聚类分析。【结果】23个表型性状的平均遗传多样性指数为1.2821,其中,12个质量性状的遗传多样性指数为0.3217~1.0307,平均0.7290;11个数量性状的变异系数为4.70%~43.58%,遗传多样性指数为1.6138~2.0627,平均1.8855。3种粒色类型芝麻种质中,以46份白芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数最高,为1.3602,74份黑芝麻种质和12份其他粒色(黄色、褐色、黄褐色、红褐色等)芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数分别为1.1782和1.0476。生育期与株高、始蒴高度、蒴果长、千粒重和蛋白含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),但与含油量呈极显著负相关。供试的132份芝麻种质资源可分为四大类,不同类群种质的来源地存在地理位置的交错分布现象,其中,第Ⅰ类群可作为潜在选育芝麻高含油量新品种的亲本材料,第Ⅱ类群可作为潜在高产优良芝麻材料利用,第Ⅲ类群可作为潜在矮杆株型的亲本材料,第Ⅳ类群可作为潜在的高蛋白型亲本材料加以利用。【结论】江西芝麻地方种质资源的主要表型性状变异较大,遗传多样性较丰富,其中以46份白芝麻种质的遗传多样性更丰富。种质间亲缘关系与地理来源无必然联系。以高产高蛋白为育种目标时应选择株高较高,始蒴高度适中、蒴果较大、千粒重较高的材料为亲本,并据此进行后代选择。     

低温胁迫对芝麻芽期幼苗生长的影响与耐低温材料筛选

为研究芽期温度对芝麻生长发育的影响,分析芽期低温胁迫对芝麻的生理响应和不同基因型种质资源对低温胁迫的反应差异,以5份对温度敏感度有差异的芝麻种质为试材,设置5个处理温度(28、25、21、18、15℃)进行暗培养处理,测定根长、芽长和苗鲜重,以此确定芝麻芽期低温胁迫的敏感温度;并对188份芝麻种质资源进行低温耐受性鉴定,通过相关性分析、隶属函数值和聚类分析进行综合评价;同时,测定不同基因型芝麻芽期低温胁迫下的生理生化指标。结果表明,随着芽期培养温度的降低,芝麻幼苗根长、芽长和苗鲜重均逐渐下降,在18℃下降显著,且不同基因型材料之间的测定指标相对值差异较大。聚类分析将188份芝麻种质资源聚为5类,即5份高耐低温材料,42份耐低温材料,44份中耐低温材料,50份不耐低温材料和47份极不耐低温材料。不同地理来源的供试材料低温耐受性有一定差异,其中,中部江淮地区低温耐受性丰富度大;芝麻芽期低温胁迫时,不同基因型芝麻芽和根的H₂O₂、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均出现不同程度的上升,其中H₂O₂     

基于分子标记的江西省芝麻地方种质遗传多样性分析

为进一步评价“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”中江西收集的132份芝麻地方种质资源的遗传多样性,明确其遗传基础和群体分类特点。利用筛选获得的28对简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物和26对相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)引物组合对132份江西芝麻地方种质进行遗传多样性研究。结果显示,28对SSR引物共扩增DNA条带265条,其中,多态性条带221条,比例为83.40%,平均每对引物扩增的DNA条带和多态性条带分别为9.46条和7.89条。26对SRAP引物组合扩增得到DNA条带和多态性条带分别为601条和268条,多态性比例为44.59%,每对引物可扩增9~36条DNA条带和2~23条多态性条带,平均每对引物扩增的多态性条带为10.31条。132份种质的遗传相似系数为0.598 2~0.960 7,平均为0.813 5,可见总体的遗传多样性不丰富。6个不同地理区域的芝麻遗传相似系数从北至南呈逐渐下降趋势,赣南区域的地方种质遗传多样性较赣北区域丰富;不同粒色类型比较结果显示,其他粒色芝麻类型(黄色、褐色、黄褐色、红褐色等)的遗传多样性最丰富,其次是白芝麻类型和黑芝麻类型。聚类分析结果表明,来源不同的芝麻种质呈区域性聚集特点,种质间的遗传相似性与地理分布距离有一定的关联,来自赣北和赣东的芝麻种质资源因在亲缘关系上更近而被聚为一类,其余区域聚为一类,这与总体聚类结果基本一致。不同粒色类型中,区域来源不同的种质均相互交错,其聚类结果与地理来源无直接关联。在今后芝麻种质收集工作中,应注重赣南与其他粒色种质的利用,扩展江西乃至我国芝麻品种遗传基础。     

74份江西黑芝麻地方种质的遗传多样性分析

基于10个表型性状及其筛选获得的28对SSR引物,对74份江西黑芝麻地方种质进行了遗传多样性研究和聚类分析.结果表明:10个表型性状的遗传多样性指数变化范围为1.4071～2.0453,变异系数范围为8.56％～40.64％;非主产区种质的遗传多样性指数和变异系数均高于主产区种质的;聚类分析将74份黑芝麻种质分为4个类群,类群Ⅰ属于矮秆高油型种质资源,类群Ⅱ属于高油高蛋白的优异种质,类群Ⅲ属于每蒴多粒特异种质,类群Ⅳ属于高秆高蛋白的特异种质;28对SSR引物共扩增DNA条带265条,其中多态性条带222条,多态性比率为83.77％;基于SSR的74份黑芝麻地方种质资源间的遗传相似系数在0.3901～0.9238,平均0.7042;非主产区种质的分子遗传多样性较主产区种质更丰富;基于SSR的聚类分析发现,主产区与非主产区种质多数交错聚集,种质间的遗传相似性与地理分布距离无直接的关联.     

江西赣南地区芝麻地方种质资源的遗传多样性分析

为探明江西省赣南区域芝麻种质资源的遗传基础和遗传特点，基于25个表型性状对该区域67份芝麻地方种质资源分别进行了遗传多样性指数、变异系数、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果显示：供试种质的13个质量性状的遗传多样性指数范围为0.4800～1.2972,12个数量性状的遗传多样性指数范围为1.0673～2.0302；除生育期外，其余11个数量性状的变异系数均大于10%；由此可知，67份赣南区域芝麻地方种质的表型变异较大，部分性状的遗传基础广泛，改良潜力较大。相关性分析表明：与单株产量呈极显著正相关的性状为主茎蒴节数、主茎蒴果数；主成分分析得出供试种质的4个主要因子分别为产量因子、蒴果性因子、粒重因子和生育期因子。聚类分析可划分为4个类群：类群Ⅰ可作为潜在选育芝麻长蒴果新品种的亲本材料，类群Ⅱ可作为潜在选育芝麻高产型种质资源，类群Ⅲ可作为潜在选育高粒重型亲本材料，类群Ⅳ可作为潜在选育矮秆多蒴型亲本材料加以利用。