大麦籽粒大小的遗传多样性与稳定性评价

为了解大麦籽粒大小的遗传多样性与稳定性,以185份大麦种质资源为材料,测定了7个试验环境下籽粒的长度、宽度、长宽比及千粒重等性状,对其遗传多样性和稳定性进行了分析评价。结果表明,所有试验环境下二棱大麦粒长、粒宽及千粒重均值均大于六棱大麦,籽粒长宽比均值均小于六棱大麦;二棱大麦与六棱大麦千粒重、粒长、粒宽及籽粒长宽比在品种(系)间及环境间差异均极显著,且品种(系)与环境之间存在极显著的互作效应,籽粒大小在环境间差异程度因性状而异,其中以千粒重的差异程度最大。依据10级分类分布频次法则,千粒重和粒宽分布比较集中,六棱大麦集中分布在3、4等级,二棱大麦集中分布在7、8等级;粒长和籽粒长宽比分布比较分散,六棱大麦粒长和籽粒长宽比分别分布在1~10等级和2~10等级范围内,二棱大麦粒长和长宽比分别集中分布在4~8等级和2~7等级范围内。千粒重与粒长、粒宽及粒长与籽粒长宽比呈极显著正相关,粒宽与籽粒长宽比呈极显著负相关;粒长与粒宽及千粒重与籽粒长宽比的相关性因棱型不同而异。二棱大麦千粒重的稳定性小于六棱大麦,而粒长和籽粒长宽比的稳定性恰好相反,粒宽的稳定性与棱型无关;皮大麦千粒重稳定性小于裸大麦,其余籽粒大小性状的稳定性与皮裸无关。通过熵权法TOPSIS对大麦籽粒大小进行综合评价,筛选出籽粒饱满且稳定的品种川52209,其可作为大麦籽粒性状改良的优异种质。     

不同分类大麦籽粒大小及粒重的差异分析

为改良大麦籽粒性状,依据棱型、皮裸及选育水平对125份大麦材料按3种不同分类方式进行分组,比较了组别间的粒重、粒长、粒宽及粒厚的差异及各性状间的相关性。结果表明,大麦粒重与棱型相关,与皮、裸无相关性,二棱大麦粒重(46.89mg)显著高于六棱大麦(35.71mg)。就籽粒长而言,皮大麦长于裸大麦,二棱大麦长于六棱大麦,以野生大麦最长,为13.19mm;人工驯化和品种选育使大麦粒长有所变短。二棱大麦的粒宽(3.55mm)显著大于六棱大麦(3.26mm);粒宽在皮、裸大麦间无显著差异。粒厚变异与粒宽类似,野生大麦的粒厚最小(1.69mm)。相关分析表明,大麦粒重主要由粒宽、粒厚决定,且后两者呈极显著正相关。     

二棱大麦与六棱大麦籽粒性状的差异性及其相关性

为了解不同棱型大麦籽粒性状的差异性及其千粒重与粒型性状的相关性,对98份二棱大麦和89份六棱大麦品种(系)在不同试点的千粒重、粒长、粒宽进行测定和分析。结果表明,二棱大麦千粒重、粒长和粒宽普遍高于六棱大麦,不同棱型大麦千粒重、粒长和粒宽在基因型间及环境间差异均达到显著或极显著水平。经过聚类分析,依据千粒重将二棱大麦和六棱大麦聚为高、中、低粒重3类。随着千粒重的减小,二棱大麦千粒重与粒长之间由显著正相关变为不显著负相关,六棱大麦则由不显著正相关变为显著正相关。二棱大麦和六棱大麦各类品种(系)的平均千粒重与粒宽均呈极显著正相关,而且相关系数均高于千粒重与粒长的相关系数。     

播期、播种密度及肥料运筹对青稞产量及产量性状的影响

以13个来自西藏不同生态区的青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum HK.f.)品种为材料,研究播期、播种密度、肥料运筹及其互作对青稞籽粒产量和产量性状的影响。结果表明:参试青稞品种的籽粒产量与产量性状在品种间、播期间均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异;春播青稞籽粒产量显著低于秋播(P<0.05)。播种密度和肥料运筹对参试品种籽粒产量影响不显著。每穗粒数在播种密度和肥料运筹间差异显著(P<0.05),千粒质量在肥料运筹间差异显著(P<0.05)。     

江苏二棱大麦农艺、籽粒和品质性状的特征及其相关性分析

为了解江苏二棱大麦表型性状特征及其相关性,以1989年以来江苏省审定/认定的32份二棱大麦品种(系)为材料,在江苏沿海地区对其3个农艺性状(株高、穗长、穗粒数)、7个籽粒性状(粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比、宽厚比、千粒重)和6个品质性状(直链淀粉含量、支链淀粉含量、支链淀粉含量/直链淀粉含量、淀粉含量、蛋白质含量和β-葡聚糖含量)进行分析.结果表明,在农艺、籽粒和品质性状中,籽粒性状的变异系数最小,变化范围为3.91％～9.13％;品质性状的变异系数最高,变化范围为8.56％～36.21％.经相关性分析,同类性状间相关性达到显著水平的较多,而不同类别性状间较少;穗长、穗粒数和籽粒长宽比在不同育种阶段的大麦品种(系)间差异显著.通过综合聚类分析,32份大麦品种(系)被分成三类,三类品种(系)间株高、支链淀粉含量、支链淀粉含量/直链淀粉含量、淀粉含量差异显著.     

青稞苗期耐低磷能力评价

为从52个西藏青稞地方品种中筛选出耐低磷材料,通过苗期水培试验,设置缺磷(0.5μmol·L~(-1))和对照(0.5 mmol·L~(-1))两种处理,测定不同磷营养条件下青稞材料的生物量、根冠比、磷利用效率和酸性磷酸酶活性等指标,并利用主成分分析和隶属函数加权平均和聚类分析法对青稞的耐低磷能力进行综合评价。结果表明,52份青稞材料的综合评价值(D)范围为0.263～0.815,平均值为0.508。经聚类分析,将这些地方品种分为四大类。其中,第一类共11个品种(长芒白青稞、鄂嘎宗、扎仁、穷结黄六棱、满都、白青稞4、白青稞5、短芒青稞、分枝青稞、乃木、白青稞6),D值范围为0.263～0.372,平均值为0.325,磷利用效率最低,耐低磷能力差;第二类共23个品种,D值范围为0.406～0.556,平均值为0.525,磷利用效率和耐低磷能力稍好;第三类共16个品种,D值范围为0.586～0.719,平均值为0.597,磷利用效率较高,较耐低磷;第四类共2个品种(阿曼都、拉萨紫青稞),D值范围为0.781～0.815,平均值为0.798,磷利用效率最高,耐低磷能力强,可以用于青稞磷高效和耐低磷育种。     

不同生态类型大麦品种(系)杂交后代主要农艺性状的分析

为了解不同生态类型大麦品种(系)杂交后代主要农艺性状的分离规律,以美国引进的优质啤酒春大麦品系ABI 18-152为母本、江苏主推冬啤酒大麦品种扬农啤7号为父本配制的杂种F1、F2群体及亲本为材料,测定株高、穗长、穗下节间长、单株穗数、主穗粒数、千粒质量、单株产量、粒长、粒宽、粒长宽比10个农艺性状,对各性状的杂种优势及分离规律进行分析。结果表明:除主穗粒数和粒宽在亲本间差异不具统计学意义,其余8个性状在亲本间均具有统计学意义(P<0.05)或高度统计学意义(P<0.01)。杂种F1的10个性状大多存在正向中亲优势和负向高亲优势,优势大小在性状间存在较大差异。株高类性状和单株产量性状在杂种F2群体内变异程度高,变异系数均在10%以上,单株产量的变异系数最大(58.65%);籽粒粒型性状在杂种F2群体内的变异程度较低,其变异系数在5%左右,粒长的变异系数最小(4.52%)。降低单株株高,对影响单株产量的性状加强选择,可实现矮秆高产品种的选育。     

二棱啤酒大麦籽粒大小的差异性及相关性分析

为给二棱啤酒大麦品种籽粒性状的改良和优质啤酒大麦原料适宜生产区的选择提供参考依据,研究了10个二棱大麦品种(系)粒长、粒宽、粒厚及千粒重4个籽粒性状在品种(系)及试点间的差异和各性状间的相关性.结果表明:(1)大麦粒长、粒厚及千粒重在品种(系)及地点间的差异均达显著或极显著水平;粒宽在品种(系)及地点间的差异均不显著;粒厚在地点间的差异(F=25.02**)显著大于品种(系)间的差异(F=3.69**),千粒重在地点间的差异(F=340.74**)亦显著大于品种(系)间的差异(F=26.30**);品种(系)与地点互作对大麦千粒重的影响极显著;千粒重在品种(系)间的显著差异大于其余3个性状.(2)扬州和南通的粒长显著大于连云港点;连云港和南通的粒厚显著大于扬州点;千粒重在3试点间的差异均达到显著水平,以南通最高,连云港次之,扬州最低.(3)除籽粒厚度与千粒重呈极显著正相关(r=0.8011**)外,其余各籽粒大小性状间均呈不显著的正相关或负相关.     

西藏不同黑青稞品种的农艺性状和营养品质分析

为筛选农艺性状优良、品质较好的西藏黑青稞品种,对西藏不同地区的12个黑青稞品种进行了农艺和籽粒品质性状比较。结果表明,阿里1号的生育期最短,为99 d,出苗数、分蘖能力、成穗数、产量最高,表现出良好的农艺性状和经济性状。加玉2号的蛋白质、淀粉、膳食纤维的含量高于其他黑青稞品种,具有良好的营养品质。隆子1号的黄酮、花青素含量最高,保健作用较强。     

春小麦主要籽粒性状的全基因组关联分析

为挖掘控制春小麦主要籽粒性状的关联SNP及候选基因,以国外引进品种、新疆地方品种、新疆自育品种共298份春小麦品种为材料,利用小麦55K SNP芯片,对5个环境下小麦千粒重、粒长、粒宽3个主要籽粒性状进行基于Q+K混合线性模型(mixed linear model, MLM)的全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。结果表明,供试小麦品种的3个主要籽粒性状在5个环境下的变异系数为3.89%～19.77%,其中粒宽的变异幅度最小,千粒重的变异幅度最大。不同环境中,新疆育成品种的3个主要籽粒性状的平均值均最高,而新疆地方品种的3个籽粒性状的平均值均最低。GWAS结果表明,共检测到84个与小麦主要籽粒性状显著关联的稳定SNP位点,它们分布在小麦的21条染色体上,单个SNP位点可解释3.74%～11.18%的表型变异。在1B、2B、3B、4B、5A、5D染色体上检测到6个同时关联多个籽粒性状的稳定位点。对84个SNP位点进行候选基因筛选,筛选到6个可能与小麦主要籽粒性状相关的候选基因,可作为小麦籽粒研究的重要基因。     

青海小麦品种的种子表型性状分析

为充分了解青海省小麦品种的种子表型性状特征及其相关性,以1957年以来审定的66个小麦品种为研究对象,在青海小麦高产区(柴达木盆地)对种子长、宽、长宽比、面积、密度指数和千粒重6个种子表型性状的3年数据进行了比较分析.结果表明,依据种子表型性状可以将这些品种聚为4个类群;千粒重与种子长宽比显著相关,与其他4个性状极显著相关,这些性状均可以作为千粒重选择的指标;不同阶段审定品种的千粒重变化不大,说明青海省在千粒重方面育种改良效果不明显,在今后的育种工作中有待加强;3年平均千粒重超过60 g的品种有4个,它们为高千粒重育种提供了资源.     

西藏青稞育成品种醇溶蛋白的遗传多样性分析

利用A-PAGE(Acid-polyacrylamide gel electrophoresis)法对18份西藏青稞育成品种醇溶蛋白的遗传多样性进行了研究。结果表明:18份供试材料共分离出22种相对迁移率不同的醇溶蛋白谱带,16种不同的电泳图谱,说明西藏青稞育成品种具有较丰富的醇溶蛋白遗传多态性。平均等位变异数为10个,平均遗传多样性值为2.602。聚类分析结果表明,四川农业大学育成的青稞品种2000-9与所有的西藏材料分别聚为A、B两大类。在遗传距离为0.42水平上,所有的西藏材料又可归为B1、B2两亚类。遗传距离分析表明,西藏材料间的遗传距离平均值较低(0.282)。在西藏超级青稞育种中,应加强青稞资源的收集、发掘和评价,扩大青稞资源的遗传基础。     

青稞籽粒淀粉含量的差异

为筛选特色淀粉青稞材料,采用双波长法测定和分析了来自西藏、青海、甘肃、四川、国外的栽培青稞以及野生裸大麦共469个青稞材料的直链和支链淀粉含量。结果表明,这些青稞材料的直链淀粉含量平均为24.65%,变异范围为4.09%（昆仑8号）~39.72%（长芒红四棱）,其中西藏材料最高（26.87%）,甘肃材料最低（21.23%）;支链淀粉含量平均为31.76%,变异范围为15.24%（康青1号）~60.09%（喜玛拉雅2号）,其中野生裸大麦最高（35.51%）,西藏材料最低（30.17%）;总淀粉含量平均为56.00%,变异范围为31.28%（阿青5号）~74.41%（阿里当地青稞）,以野生裸大麦最高（58.11%）,青海材料最低（54.19%）。根据淀粉含量分布特征将不同来源青稞材料间直、支链及总淀粉含量都分成4个级别,这些青稞材料的直链淀粉含量主要分布在第3级,支链和总淀粉含量主要分布在第2级。从中筛选出18份具有特殊淀粉含量的青稞材料,可用于专用青稞的培育。     

利用SSR引物分析西藏青稞种质资源的遗传多样性

为了评价西藏青稞种质资源的遗传多样性,用260对SSR引物对来自青藏高原主要农区的75份青稞育成品种、17份野生大麦、39份青稞地方品种和44份国外大麦材料的遗传多样性进行了分析.结果表明,从260对SSR引物中筛选出23对多态性高的引物,占筛选引物的8.1％.23对SSR引物在西藏野生大麦中共扩增出稳定、清晰的条带92条,多态性条带为81条,其比例为88.04％;在西藏青稞地方品种中共扩增出稳定、清晰的条带89条,多态性条带为78条,其比例为87.6％;在青稞育成品种中共扩增出稳定、清晰的条带109条,多态性条带98条,其比例为89.9％;在引进材料中共扩增出稳定、清晰的条带64条,多态性条带53条,其比例为82.8％.遗传多样性分析结果为青稞育成品种(0.9882)＞西藏野生大麦(0.8033)＞西藏青稞地方品种(0.5820)＞国外大麦材料(0.4218).聚类与主坐标分析表明,实验材料可以清楚的分为4类,西藏野生大麦分在两个类群,西藏青稞地方品种分在两个类群,引进大麦材料分在一个类群,青稞育成品种分在四个类群.同一来源地区的青稞育成品种遗传基础较为狭窄,不同地区间的青稞育成品种遗传差异较大.以上结果说明,在西藏青稞新品种选育和遗传改良中,在发掘和利用西藏野生大麦资源、西藏青稞地方品种资源的同时,更应该加强不同地区青稞育成品种资源的交换和配合使用.     

青稞骨干亲本昆仑1号及其衍生品种(系)重要性状的演变研究

为阐明昆仑1号及其3个不同时期衍生品种(系)重要农艺性状的演变规律,对重要农艺性状和产量性状进行了研究。结果表明,昆仑1号衍生品种(系)的株高呈增加趋势,子代株高相对于昆仑1号平均株高分别增加8.17%、18.77%和14.74%;子代叶片类型由长而宽逐渐演变为短而窄,旗叶长宽比逐渐增加,叶面积逐渐减少,该类型变化使株型更加紧凑,有助于增加单位面积的植株数,提高光合总产量,促进青稞的增产;穗长、单株有效穗数、穗粒重和小区产量均显著增加;小穗数和穗粒数变化不明显,千粒重小幅度减少。相关性分析表明,穗粒重、千粒重与产量呈显著正相关,单株有效穗数、穗长、株高对产量呈显著负相关,小穗数和穗粒数与产量间的相关性不显著。因此,昆仑1号的穗大、千粒重高等丰产特性在品种演替中得到了很好的传递。建议西藏青稞育种中,应结合农区畜牧业的发展,保持株高、减少穗长、增加有效小穗数、提高结实率,千粒重和穗粒重并重、主攻小穗数和穗粒数是提高青稞产量的有效途径。     

产地及品种对西藏青稞营养品质的影响

为了明确产地和品种对西藏青稞营养品质的影响,对采自西藏6个地(市)、26个县的7个普通青稞品种和3个有色青稞品种(257份样品)的5个品质指标和8种矿质元素含量进行了分析。结果表明,(1)产地生态条件是影响青稞品质和矿质元素含量的首要因素,产地对普通青稞的10个被测指标有显著影响;品种对普通青稞的5种被测指标有显著影响;产地和品种的交互作用显著影响5个被测矿质元素含量;产地显著影响有色青稞的黄酮、粗蛋白和磷含量。(2)青稞不同品质指标和矿质元素含量变异程度不同,变异系数最高为52.3%。供试青稞粗淀粉含量为46.64%~53.76%,粗蛋白含量为6.51%~14.21%,粗纤维含量为1.66%~3.4%,β-葡聚糖含量为3.63%~5.13%,黄酮含量为0.18%~0.40%;钾含量为4 224.8~7 646.5mg·kg~(-1),磷含量为2 243.1~6 288.7mg·kg~(-1),镁含量为731.6~1 572.0mg·kg~(-1),钙含量为246.4~789.0mg·kg~(-1),铁含量为27.59~173.99mg·kg~(-1),锌含量为17.56~85.22mg·kg~(-1),锰含量为10.42~22.23mg·kg~(-1),铜含量为2.12~11.84mg·kg~(-1)。(3)有色青稞的粗淀粉和黄酮含量显著高于普通青稞,而粗蛋白和粗纤维含量显著低于普通青稞,β-葡聚糖含量二者间无显著差异。     

青藏高原青稞耐寒种质资源基于SSR标记的遗传多样性及群体结构分析

为了解青藏高原青稞耐寒种质资源的遗传基础,利用SSR标记分析了来自青藏高原地区的71份青稞耐寒育种资源的遗传多样性和群体遗传结构。结果表明,利用从分布于大麦7个连锁群上的200对SSR引物中筛选的48对多态性引物,共检测到230个等位条带,变化范围为1~10个,平均每对SSR引物可检测到4.79个条带。多态性信息含量(PIC)变化范围为0.054 7~0.856 9,平均值为0.489 8。遗传相似系数(GS)的变化范围为0.469~0.924,平均值为0.745。经聚类分析,在GS约0.740处可将71份材料分为五大类,第51、43和14号品种分别聚为A、B和C类,第22、27、39和50号品种聚为D类,其余64个品种聚为E类,其中,第51号品种的穗长(3.8cm)、穗粒数(44.2粒)最低,第43号的单穗小穗数(90个)最高,但千粒重(35.6g)最低,第14号品种的生育期(86d)最短,但穗粒数(69.6粒)最多。此外,群体遗传结构分析表明,71份青稞资源材料可划分为2个亚群。