宁麦9号与扬麦158株高及其构成因素的遗传解析

宁麦9号与扬麦158是我国长江中下游麦区的主栽品种和骨干亲本,长江中下游麦区近3年来审定品种中80%都是其衍生后代,研究其性状的遗传具重要意义。以宁麦9号与扬麦158为亲本构建的包含282个家系的重组自交系群体为材料,利用Illumina 90k芯片对群体进行基因型分析,建立高密度遗传图谱。连续3个生长季对株高及节间长度、穗长等株高构成因素进行测定,结合遗传图谱对株高及相关性状进行QTL定位,获得14个控制株高及其构成因素的稳定表达位点。通过进一步位置比对,聚焦到6个染色体区段,初步明确了各节间对株高的遗传调控机制。同时,将6个染色体区段中同源性较低的连锁标记转化为适用于高通量筛选的KASP标记,利用101份区域试验材料进行标记效应验证,结果显示聚合Qph-2D与Qph-5A.1两个位点具有较高的选择效率,继续聚合Q2A后,中选材料显著减少,可能降低选择效率;对Q2A与Q5A两个一因多效位点的选择建议以降低株高的等位变异为主;Qd1-5D可作为穗下节间(D1)的选择标记对株高展开优化选择。期望以上结果能为长江中下游麦区的小麦株高遗传改良提供帮助。     

鲁麦14对山东新选育小麦品种的遗传贡献

为了解骨干亲本鲁麦14对山东新选育小麦品种的遗传贡献,对鲁麦14及其6个衍生品种(系)进行了全基因组SSR扫描分析。在350个SSR位点上共检测到662个等位变异,每个位点1~5个等位变异,平均1.9个, 位点平均多态性指数(PIC)为0.21。UPGMA聚类分析表明,济麦22和鲁麦14聚为一类、青丰系列4个品种(系)聚为一类,这两类形成一个大的分支,而济麦20与这些品种的关系较远。在所检测的350个位点中,与鲁麦14相同的位点数,济麦22有235个(67.1%), 济麦20有210个(60.0%), 青丰1号有229个(65.4%), 青农2号有247个(70.6%)。这些相同位点多数以一个大的染色体区段传递至子代,且有的区段在6个衍生品种(系)中共享,如5A的gwm304–barc360–gwm415–barc1区段和6D的barc196–gdm127–barc123区段等。济麦22在21条染色体上都有与鲁麦14相同的位点,但染色体间差异较大,相同位点比例超过70%的染色体有3A、4A、7A,2B、4B、7B、1D、3D和4D;相同位点比例最低的是3B,仅46%。同一连锁群上,位点之间多呈连续区段分布,大多与已发现的重要性状分布簇相吻合。因此认为,鲁麦14的优良遗传背景对济麦22有重要贡献。在育种实践中,除需关注重要基因的导入外,还应注意骨干材料主体背景的选择。     

宁麦9号功能叶衰老过程中光合膜特性的变化

以小麦新品种宁麦9号为材料,自旗叶全展始对其3片功能叶衰老过程的生理变化进行了研究.试验表明:叶片衰老早期,叶片光合速率、叶绿素含量、电子传递链活性呈上升趋势;衰老中后期,则呈迅速下降趋势.同时在衰老后期,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性减弱,意味着膜的保护系统受到损坏,导致超氧阴离子(O-2)含量急剧上升,进而引起膜质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的上升.衰老期间所测指标的变化都是倒3叶最先变化且变化较快,倒2叶和旗叶次之,表明宁麦9号的3片功能叶的衰老是由下而上的顺序发生的.     

不同品种玉米SSR遗传多样性分析的研究

本研究利用SSR分子标记技术对辽宁省主推玉米品种进行遗传多样性分析。结果表明,利用扩增条带清晰、具明显多态性的SSR引物,能将全部供试玉米品种区分开来,且亲缘关系远近一目了然。其中,遗传距离最大的是东单335和铁单10,为0.64;遗传距离最小即亲缘关系最近的为东单60和东单16,为0.1724。总体来说,辽宁省玉米品种仍在集中使用少数骨干亲本,远缘杂交品种较少,有必要进一步拓展玉米种质遗传基础,以满足相关行业的发展需求。     

北疆早熟陆地棉品种的遗传多样性分析

从SSR水平分析北疆早熟陆地棉品种的遗传多样性,为该棉区种质资源的创新和新品种选育提供依据。利用38个SSR引物对北疆33个早熟陆地棉品种进行遗传多样性分析,通过NTSYS-pc2.11软件计算品种之间的相似系数,并进行聚类和系谱追溯。38个引物在33个品种中共扩增出126个条带,平均每个引物为3.32个。共检测出160个等位基因,等位基因变异的多态信息含量(PIC)在0.1690～0.8503。33个品种间的遗传相似系数在0.4120～0.9560,遗传相似系数在0.57～0.61可将33个棉花品种分为2类。其中,第Ⅰ类包含17个品种,第Ⅱ类包含16个品种。在第Ⅰ类中以贝尔斯诺血统为主,第Ⅱ类中以中棉所17和新陆早16号血统为主。SSR标记分析与系谱分析的结果对北疆棉花品种间的遗传多样性分析结论基本一致。本研究表明北疆棉花品种的遗传基础狭窄。     

山东省水稻品种（系）的遗传多样性分析

利用全自动DNA分析仪荧光SSR-PCR技术和农业行业标准《水稻品种鉴定技术规程SSR标记法（NY/T1433-2014）》中公布的48对SSR引物,对山东省育成和审定的48个水稻品种（系）进行遗传多样性分析。结果表明,有40对SSR引物在48个品种（系）间表现多态性,多态率为83.3%。检测到等位基因133个,每对引物的等位基因数变幅为1~7个,平均3.32个。SSR引物的多态性信息量（PIC）变化范围为0.0384~0.7333,平均值0.2560。标记指数（MI）的变化范围在0.08~5.13,平均值0.93。48个水稻品种（系）间的遗传相似系数（GSC）在0.6390~0.9859之间,平均值0.7800,89.6%品种（系）的GSC在0.7189~0.9859之间,亲缘关系较近;以GSC为基础,按UPGMA方法在阈值0.75处将48个品种（系）划分为4大类群。由此可见,山东省育成和审定的水稻品种（系）遗传多样性不够丰富,品种（系）间的亲缘关系较近,需要进一步拓宽亲本选择范围,扩大遗传背景。     

黑龙江省水稻品种的遗传多样性

为了研究黑龙江省当前水稻品种的遗传基础及其亲缘关系,利用农业行业标准《水稻品种鉴定技术规程SSR标记法(NY/T 1433—2014)》中公布的47对SSR标记,对来自黑龙江省不同积温区的231份水稻品种进行遗传多样性分析。结果显示：47对SSR标记在231份水稻中共检测到136个等位基因,每个位点等位基因变幅为2~5个,平均2.92个;基因多样性变幅为0.11~0.79,平均0.56;多态性信息量(PIC)变化范围为0.11~0.76,平均0.49;标记指数(MI)的变化范围在3.18~18.39,平均6.52。聚类分析将231份水稻分为3类7群,聚类结果与主成分分析结果一致。综上所述,黑龙江省水稻品种遗传多样性不够丰富（平均PIC值为0.49）,同一积温区品种间亲缘关系较近。育种中注意南北部品种的杂交,以便拓宽遗传背景,培育出绿色优质高产新品种。     

不同类型啤酒大麦品种遗传多样性及遗传差异的SSR分析

利用28对SSR引物对包括22份野生材料,8份耐盐碱材料,21份优质高产甘啤系列品种(系)材料和9份日本早熟材料在内的60份啤酒大麦品种资源的遗传多样性及其亲缘关系进行分析。结果表明,所用28对引物,有25对有多态性;聚类结果表明这些材料遗传相似系数分布在0.4792~0.9948之间。在遗传相似系数0.63的水平上,这些材料聚类为2大类,下分7个亚类。从聚类结果看出,不同类型材料基本各自聚为一类,表明不同类型品种(系)内遗传差异较小;不同类型品种(系)间遗传差异较大,杂交可能会产生较强的杂种优势和较高的产量潜力。     

宁麦13选系的遗传多样性及品质差异

系统选择是新品种选育的有效方法, 也是修饰育种的重要途径, 群体内剩余变异和天然杂交是系统选择的来源基础。为探讨其分子生物学基础, 利用25对SSR引物对宁麦13的65个选系进行了位点多态性分析。结果表明, 每位点的遗传多样性指数为0~0.57, 平均遗传多样性指数为0.08, 仅有9对引物呈现多态性, 从基因型水平为系统选择提供了理论依据。对宁麦13的9个选系的分析表明, 硬度基因型全部表现为Pina-D1a/Pinb-D1b, Pinb-D1b可能来源于天然异交。角质度受环境影响大, 遗传力较低, 应结合角质度和硬度基因标记辅助选择提高籽粒品质的早代选择效率。系统选择可对重要农艺或品质性状进行改良。     

应用SSR分子标记分析国外种质对我国小麦品种的遗传贡献

利用363对SSR标记分析了在我国小麦生产和育种中发挥了重要作用的11份国外引进品种和33份选育品种的遗传组成,旨在揭示国外种质对我国小麦品种改良的遗传贡献,指导种质资源引进和利用。国外种质包含了选育品种所发现等位变异的76.3%。与不同时期小麦品种等位基因多样性比较发现,国外种质的平均等位变异数最多(3.92),20世纪60年代(2.86)和70年代(3.01)基本一致,80年代有所升高(3.46)。品种间遗传距离比较与品种等位基因多样性结果相吻合。比较引进和选育品种在SSR位点的等位变异频率变化,发现至少在33个SSR位点,国外种质等位变异在我国小麦育种中被优先选择(该等位变异在引进和选育品种的分布频率均高于70%),其中一些位点已知与产量、生育期和抗病等性状密切相关。表明引进品种在以上基因组区域对我国小麦品种具有非常高的遗传贡献。     

1950年以来山东省主推小麦品种的遗传多样性演变

利用24对SSR引物对62个山东省1950年以来大面积推广小麦品种遗传多样性的演变情况进行了分析。结果表明24对引物均有较好的多态性,共扩增到100个等位变异片段(等位基因),平均每个标记获得4.167个等位基因,多态性信息量(PIC)值平均为0.527,变幅0.200～0.723,基因多样性指数变幅0.225～0.761,平均0.582。三个基因组的位点多态性存在明显差异,平均等位变异丰富度D>B>A,基因多样性指数和多态性信息指数B、D基因组接近,并明显高于A基因组。山东省小麦品种平均遗传丰富度、遗传多样性指数和平均遗传距离均以50年代较高(分别为3.042,0.531和0.596),然后缓慢下降,1980年代回升到顶峰(分别为3.250,0.560和0.616),然后迅速下降。62个品种遗传相似系数变幅为0.580～0.940,平均为0.723。按非加权类平均法(UPGMA)、在遗传相似系数0.719处将不同品种聚类成7类,基本与山东省不同时期育种骨干亲本及其衍生品种一致,说明山东省近60年来小麦育种与全国一样,围绕骨干亲本展开。由于特有种质资源的创造和应用,山东省小麦品种遗传多样性高于全国和其他麦区,尤其是1980年代,但之后迅速下降,必须引起足够重视。     

不同氮肥运筹对弱筋小麦宁麦9号和宁麦13产量与品质的影响

沿江高沙土地区是江苏省乃至全国的主要弱筋小麦产区。弱筋小麦宁麦13和宁麦9号在该地区不同土壤肥力和不同施肥水平条件下种植,其产量和穗、粒、重三要素表现各不同;两品种间对不同施肥量的反应也有明显差异;在一生施纯氮16公斤/667m2的中高肥处理,宁麦13可明显比宁麦9号增产;而在一生施纯氮8公斤/667m2的低肥和不施肥的空白处理,宁麦9号表现出显著的增产效果;在一生施纯氮20和12公斤/667m2的高肥区和中低肥区,两品种无显著差异。两品种的籽粒蛋白质、湿面筋含量和面团稳定时间虽总体均与施氮量相关程度较高,但两品种间存在较大差异。宁麦9号的籽粒蛋白质含量与施氮量呈极显著相关,而湿面筋含量与施氮量相关不显著,稳定时间与施氮量为显著相关;宁麦13的三指标均与施氮量呈极显著相关。表明宁麦9号的弱筋品质似较宁麦13稳定,尤其湿面筋含量和面团稳定时间较不易受环境条件所左右。     

高分子量谷蛋白单亚基缺失对软质小麦宁麦9号加工品质的影响

基因敲除是研究高分子量谷蛋白(HMW-GS)亚基功能的重要方法。本研究以软质小麦宁麦9号野生型及其单亚基缺失系为材料,探讨了HMW-GS缺失对籽粒品质性状、谷蛋白组分含量和加工品质的影响。在29份参试品系中,野生型有3个穗系,Glu-A1x、Glu-B1x、Glu-B1y、Glu-D1x和Glu-D1y缺失型分别有5、7、5、5和4份。野生型与缺失型,以及缺失型之间的蛋白质含量、湿面筋含量、籽粒硬度和溶剂保持力无显著差异。缺失型的谷蛋白/醇溶蛋白、高分量谷蛋白/低分子量谷蛋白含量比值低于野生型,其中Glu-B1x和Glu-D1x缺失型的比值显著低于野生型(P<0.05)。缺失型的揉面仪峰值时间和8 min带宽变异范围分别为1.38~1.64 min和3.38%~3.98%,显著低于野生型的2.00 min和4.57% (P<0.05),以Glu-B1x和Glu-D1x缺失型表现最低。与野生型相比,缺失型的糖酥饼干直径均有增加,其中Glu-B1x、Glu-B1y和Glu-D1y缺失型饼干直径的增加达显著水平(P<0.05),而缺失型之间的差异不显著。在宁麦9号背景下,高分子量麦谷蛋白单亚基缺失弱化了面筋强度,改善了糖酥饼干加工品质,亚基敲除可能是进一步提高软质小麦加工品质的有效途径。     

利用SSR标记分析小麦骨干亲本"矮孟牛"及衍生品种(系)的遗传多样性

利用SSR标记研究了"矮孟牛"及其衍生品种(系)共计91份小麦材料的遗传多样性.20对SSR引物检测到120个多态性位点,每对引物多态性位点数平均为6.0个,变幅为3～9个.91份小麦材料遗传多样性GS变幅为0.411～0.961,遗传差异较大.UPGMA聚类分析将矮孟牛及其衍生品系分成四大类,能较好的反映品种(系)之间的遗传差异.矮孟牛亲本及矮孟牛七大类型一审定品种一衍生品系的遗传多样性指数变化呈逐渐上升趋势,但上升趋势逐渐减小,这与各育种单位反复利用矮孟牛及其衍生品种(系)有关;由矮孟牛与山农辐66、山农辐63为亲本杂交衍生出的材料较多,合理组配杂交亲本具有重要意义.     

利用SSR分子标记分析彩色小麦的亲缘关系与遗传多样性

为探讨彩色小麦的亲缘关系和遗传多样性, 利用305对多态性SSR引物检测了18个彩色小麦品种(系)。共检测到1 084个等位变异, 平均每对引物检测到3.6个。红粒、紫红粒小麦的等位变异数在7个部分同源群的排序为HG3>HG2>HG1>HG4>HG5>HG7>HG6, 黑粒和蓝粒小麦的排序为HG3>HG2>HG1和HG4>HG5>HG7>HG6。不同粒色小麦的SSR标记多态信息含量相近, 其中红粒和紫红粒小麦为0.525~0.543, 黑粒和蓝粒小麦为0.517~0.545。18个品种(系)的遗传差异极显著(P=0.0001), 遗传相似系数在0.41~0.76之间。UPGMA聚类分析将18份材料分为6群,类群分布与亲缘关系及其地域相关。     

小麦品种百农AK58及其姊妹系的遗传构成分析

百农AK58是目前我国黄淮南部麦区大面积种植的小麦品种。利用表型、高分子量麦谷蛋白亚基、蛋白质含量及覆盖小麦全基因组的657对SSR分子标记分析了百农AK58姊妹系及其亲本的遗传构成, 以发现大面积品种的亲本选配规律。百农AK58在小穗数、穗粒数、千粒重和单株穗数上略优于其姊妹系丰收60和百农4330。百农AK58的高分子量谷蛋白亚基组合与亲本郑州8960相同, 为(1, 7+8, 5+10), 其姊妹系丰收60和百农4330的亚基组合与亲本温麦6号相同, 均为(1, 7+9, 5+10)。SSR标记分析表明, 百农AK58对亲本周麦11、温麦6号和郑州8960遗传成分的继承率分别为47.4%、28.9%和23.7%, 而丰收60的继承率分别为47.9%、30.7%和21.4%。可见, 这2个品种在遗传上与周麦11有较大的相似性。百农4330继承这3个亲本的遗传成分比例非常相近, 分别为33.1%、32.4%和34.6%。在A、B、D基因组及染色体水平上, 3个亲本品种对后代的遗传贡献率也表现不均衡性。百农AK58有40个不同于丰收60和百农4330的SSR特异位点, 主要分布于1A、4A、5A、6A、1B、4B、5B、6B、7B、1D、2D、3D和7D染色体, 其中多数位点已知存在与产量、抗病等重要农艺性状相关的基因, 推测这些特异位点在百农AK58成为大面积种植品种中发挥了重要作用。     

利用SSR和SNP标记分析鲁麦14对青农2号的遗传贡献

鲁麦14既是大面积推广品种, 又是育种骨干亲本, 衍生了40多个品种, 其中青农2号(鲁麦14/烟农15//矮秆麦)是近年审定的小麦品种。本研究利用350个SSR标记和小麦90k芯片检测的26 026个SNP标记, 解析了鲁麦14对青农2号的遗传贡献。鲁麦14和烟农15分别含有1/4和1/2蚰包麦血统, 基因组分子标记分析结果显示, 这两个品种有55.42%的SSR位点一致, 而SNP位点一致性高达71.53%。选择亲本间差异位点, 分析鲁麦14和烟农15对青农2号的遗传贡献, 结果表明鲁麦14对青农2号的贡献大于烟农15, 青农2号与亲本鲁麦14、烟农15分子标记的一致性, SSR标记分别为54.11%和36.30%, SNP标记分别为72.55%和26.98%。依据高通量SNP标记结果, 从染色体水平看, 烟农15贡献率超过50%的染色体有2B、3B和6A; 而鲁麦14在除此之外的18条染色体的遗传贡献率大于50%。青农2号遗传组成图谱揭示了遗传物质多以较大染色体片段形式从亲本传递至子代。对亲本和子代进行多年多点的农艺性状调查, 发现青农2号的旗叶长、旗叶宽、穗下节间长、穗叶距、抽穗度等株型相关性状及千粒重、粒长等产量相关性状与鲁麦14相近, 株高、生育期等性状与烟农15相近。本文从分子层面解析育种亲本对子代的遗传贡献, 为分子标记辅助育种提供了依据和理论基础。     

小麦种质资源农艺性状变异及其遗传多样性分析

为了解不同小麦种质资源农艺性状变异及其遗传多样性,利用SSR分子标记分析了44份CIMMYT春小麦和45份国内主栽小麦种质资源的遗传变异。结果表明,小麦单株产量、株高和穗粒数的变异系数分别为36.7%、16.4%和15.6%,说明国内外种质材料在表型上存在较大差异。利用20对分子标记对89份小麦种质资源进行了多态性检测,结果显示,共检测到162个等位变异,每对引物检测到等位变异数目为6~9个,平均每对SSR标记能够检测到8.1个变异,其中Xgwm314的多态性最丰富;SSR标记的多态性信息含量（PIC）介于0.0223~0.8177,平均值为0.5109;平均每位点的有效等位基因数的变异范围为0.2984~8.7818,Xgwm165的多态性最丰富,平均值为1.2215;Shannon’s信息指数的变异范围为0.1114~0.3162,平均值为0.2307。聚类分析结果显示,89份小麦种质资源分为2大类群,第一类有25份,该类群株高较低,第二类有64份,国外材料大多集中在这一类中。本研究表明,44份CIMMYT春小麦及45份国内主栽小麦种质资源遗传相似性较大,地域性分布特征显著,聚类结果反映出小麦品种（系）多样性水平复杂,可为小麦新品种选育提供优异的亲本材料。     

应用SSR分子标记分析国外种质对我国小麦品种的遗传贡献

利用363对SSR标记分析了在我国小麦生产和育种中发挥了重要作用的11份国外引进品种和33份选育品种的遗传组成,旨在揭示国外种质对我国小麦品种改良的遗传贡献,指导种质资源引进和利用。国外种质包含了选育品种所发现等位变异的76.3%。与不同时期小麦品种等位基因多样性比较发现,国外种质的平均等位变异数最多(3.92),20世纪60年代(2.86)和70年代(3.01)基本一致,80年代有所升高(3.46)。品种间遗传距离比较与品种等位基因多样性结果相吻合。比较引进和选育品种在SSR位点的等位变异频率变化,发现至少在33个SSR位点,国外种质等位变异在我国小麦育种中被优先选择(该等位变异在引进和选育品种的分布频率均高于70%),其中一些位点已知与产量、生育期和抗病等性状密切相关。表明引进品种在以上基因组区域对我国小麦品种具有非常高的遗传贡献。