植物核心种质构建数据和代表性评价参数的研究进展

核心种质研究是利用植物遗传资源的便捷途径,核心种质研究最主要的内容是找出有效的构建方法,使构建的核心种质能够以最小的样本数最大限度的代表原始群体的遗传多样性。核心种质的构建与代表性评价均是基于一系列反映植物材料遗传多样性的数据。本文对近年来构建核心种质的各类数据作了综述,并总结了核心种质代表性评价参数的研究进展。     

植物遗传资源核心种质新概念与应用进展

植物遗传资源核心种质是种质资源研究的新领域。核心种质研究最主要的内容是找出有效的构建方法,使构建的核心种质能够以最小的样本数最大限度地代表原始群体的遗传多样性,从而为育种工作节省大量的资金和时间。本文归纳了核心种质概念的新发展,对核心种质构建新方法的进展情况进行了探讨,综述了国内外核心种质的应用情况。     

大豆核心种质和微核心种质的构建、验证与研究进展

我国作物种质资源长期库中保存大豆资源2.3万余份,数量居世界之首。然而,在大豆新品种培育中的利用率仅为1%左右,导致大豆育成品种的遗传基础趋于狭窄。主要原因是缺少对其重要经济性状的鉴定,尤其是缺少多年多点的评价,难以有目的选择有重要价值的育种亲本。为了加速大豆种质资源的评价并促进其利用,在国家基础研究项目(973)的连续资助下,开展了“大豆核心种质构建(1998-2003)”和“大豆微核心种质基因多样性(2004-2009)”研究,目的是浓缩大豆资源的遗传多样性,强化其表型和基因型鉴定,为发掘和利用大豆资源中的优异基因提供指导。本文在研究构建不同比例(占总体2%~5%)大豆核心种质和大豆微核心种质(占总体1%)的同时,介绍了核心种质补充和完善的研究进展。为了验证核心种质的代表性,在构建方法方面,从SSR位点、样本组成、取样比例、低频率等位变异4个方面对代表性进行了分析,并用随机抽样方法对核心种质代表性进行了检测和验证。文中还介绍了利用核心种质和微核心种质在新基因发掘、种质创新和育种利用方面的研究进展,尤其介绍了与育种单位密切合作,建立基于核心种质的种质创新与利用体系的研究成效。围绕遗传多样性、核心种质利用方式进行了讨论,指出大豆核心种质为性状鉴定、新基因发掘、新种质创造和新品种培育等理论研究和实际应用提供材料基础,具有潜在的应用前景。实践证明,大豆种质资源的系统研究与利用,将促进我国大豆种质资源由数量保存型向研究应用型转变。     

小型西瓜核心种质构建

丰富的种质资源为作物育种和遗传研究提供了广阔的遗传基础,然而近年来急剧增加的种质资源数量给种质资源的保存、研究与利用带来了很大困难。构建核心种质为种质资源的研究和利用提供了便利条件。以410份小型西瓜种质资源为试验材料,基于6个果实性状数据,采用混合线性模型分析方法无偏地预测基因型值,计算种质间的遗传距离,采用不加权类平均法进行聚类分析,按照20%的抽样比率构建小型西瓜核心种质库。采用均值、方差、极差和变异系数4个指标评价核心种质库的优劣。结果表明,马氏距离优于欧氏距离,偏离度取样法优于优先取样法,基于马氏距离和偏离度抽样方法获取的82份核心资源能够代表原群体的遗传多样性。为小型西瓜种质资源的高效利用提供了重要理论依据。     

乌桕种质资源分子标记评价及核心种质初步构建

本研究应用SRAP标记技术,利用10对高效多态性标记对128份乌桕种质资源的遗传多样性进行分析,再根据逐步聚类和随机取样2种方法进行组内个体选择,构建了包含有17份种质的初级核心种质库,结果显示128份乌桕种质资源变异丰富,多态性较高,构建的核心种质保留了13%的初始种质,比较核心种质和初始种质遗传多样性保留率(多态性位点83.95%,观测等位基因数92.17%,有效等位基因数101.79%,Nei's遗传多样性指数104.52%,Shannon's信息指数102.09%)符合核心种质的要求,表明本研究所构建的核心种质很好的保留了原始种质的遗传多样性。     

陆地棉种质资源遗传多样性分析及初级核心种质构建

旨在评价陆地棉种质资源的遗传多样性和筛选代表性种质,为科学评价和高效利用陆地棉种质资源提供理论依据。基于367份陆地棉种质的SNP标记及其中353份种质的表型数据分别分析其遗传多样性、构建系统进化树及初级核心种质,并对初级核心种质的构建效果进行评价。结果显示,原始陆地棉群体SNP位点多态性信息含量为0.24,各表型性状的遗传多样性指数均接近或大于2.00,与前人研究结果相近。基于SNP标记可以将供试群体划分为3个类群,构建了73份基因型初级核心种质,初级核心种质的Nei′s遗传多样性指数、多态性信息含量等指标数值大于原始种质。基于表型数据可将供试群体划分为3个类群,各性状均值呈第Ⅰ类群最小、第Ⅱ类群居中、第Ⅲ类群最大的趋势。构建了含70份材料的表型初级核心种质,各性状均值较原始种质的差异均不显著,极差、遗传多样性指数与原始种质相近,变异系数均高于原始种质。基于SNP标记构建的初级核心种质和基于表型数据构建的初级核心种质有15份重合,这些种质多为基因型第Ⅱ类群和表型第Ⅱ类群。以上结果表明,陆地棉种质资源基因型遗传多样性较低,但表型变异丰富、遗传多样性较高。本研究构建的基因型和表型初级核心...     

茶树资源核心种质研究进展

茶树是中国具有传统优势的经济作物之一,具有丰富的遗传多样性。能否快速、精确地从大量的茶树种质资源中筛选出适合育种的优异基因,是决定茶树育种成功与否的重要因素。为了提高茶树新品种的育种效率,更好地为科研和生产服务,建立茶树资源的核心种质就成了当务之急。笔者回顾了核心种质的概念及研究概况,总结了国内茶树核心种质的研究现状,概括了茶树核心种质的构建步骤及方法,分析了茶树核心种质的有效性检验方法,发掘了构建茶树核心种质中存在的问题,并就如何更好地构建茶树核心种质进行了展望。     

甜菜核心种质构建研究

为了很好的解决由于甜菜种质资源数量增多、遗传变异类型丰富而造成的在研究、鉴定、保存及利用过程中工作难度增加这一问题,本研究依据其他作物种质资源核心种质的构建方法,总结了甜菜核心种质构建中数据的收集整理及补充的方法、甜菜核心种质构建的取样策略、甜菜核心种质有效性评价及甜菜核心种质构建步骤。提出了甜菜在核心种质构建中遇到的问题,指出甜菜核心种质构建的复杂性同时提出完善甜菜种质资源数据的必要性。     

中国花生小核心种质与ICRISAT微核心种质的SSR遗传多样性比较

明确花生种质资源的遗传多样性和分布规律,对于发掘优良种质资源,选配优良亲本,拓宽育成品种的遗传基础具有重要意义。核心种质为种质资源的研究、评价和鉴定带来了方便。本研究从206对SSR引物中筛选26对引物对我国花生小核心种质和ICRISAT微核心种质共466份资源进行了遗传多样性分析,相似系数为0.49～0.99,鉴定出遗传差异最大的种质L2刚果(中国花生资源)与ICG12625(ICRISAT资源),相似系数为0.49。分析结果表明,多粒型花生的多态性信息量(0.761)和遗传多样性指数(0.97～1.11)均最大(平均相似系数最小,0.73～0.76),其次是普通型花生。中国花生种质资源与ICRISAT资源存在较大差异,尤其是ICRISAT的赤道型材料ICG12625,与中国花生资源的差异最大。相似系数和遗传多样性指数的分析结果均表明,我国花生种质资源的遗传多样性比ICRISAT资源丰富。     

黔中地区大茶树种质资源基于形态性状的遗传多样性分析

为有效保护和利用黔中地区大茶树种质资源,探索其遗传多样性,本研究以2 047份黔中地区大茶树种质资源为材料,对其树型、树姿、叶色等18个形态性状进行遗传多样性分析、主成分分析以及聚类分析并构建核心种质库。结果表明,黔中地区大茶树种质资源的形态性状具有较丰富的遗传多样性。数量性状中遗传多样性指数H'最高的是冠幅值,为1.13,均值为0.95,变异系数为29.41%～42.95%,均值为31.39%;质量性状中遗传多样性指数H'最高的是叶质,为0.81;主成分分析显示,6个主成分因子的累计贡献率为54.94%;无权重聚类分析显示(UPGMA) 2 047份资源被分为7个组群。用DARwin中的最大长度子树方法对黔中地区大茶树种质资源进行核心种质构建,结果显示在791处构建核心种质1群体,在1 248处构建核心种质2群体。本研究在调查这些大茶树形态性状的基础上,对其进行形态特征的系统鉴定以及遗传多样性分析,初步探索黔中地区大茶树种质资源的遗传多样性和遗传结构,旨在为黔中地区乃至贵州境内大茶树种质资源的创新利用提供理论参考。     

甘肃省农作物种质资源研究进展及开发利用对策

针对甘肃省农作物种质资源保护、评价及开发利用不足,库存种质信息缺乏,共享体系不健全,种质资源利用率低等问题开展专题研究。概括了甘肃省在农作物种质资源收集保存、鉴定评价、创新利用、平台建设等方面取得的主要进展,分析了资源收集保存、资源开发利用、共享平台建设、研究经费等方面存在的突出问题,从提高资源研究工作重要性认识、研究核心种质挖掘利用优异基因、创新资源研究工作方法、完善资源共享体系等6个方面,提出了加强种质资源开发利用对策和建议。     

基于SSR分子标记的刺槐遗传多样性分析及核心种质的构建

刺槐(Robinia pseudoacacia)是一种极具发展利用潜能的林业生物质能源树种。为了解决刺槐林业生物质能源面临的原料短缺问题,本研究选取了中国北方7个地区的96个刺槐种质资源,运用筛选出的14对SSR引物进行标记,分析了其遗传多样性并构建核心种质。结果表明:刺槐种质资源的平均等位基因数(Na)为3.2143;平均有效等位基因数(Ne)为2.1840;平均Shannon’s信息指数(I)为0.8831;平均观测杂合度(Ho)为0.4055;平均预期杂合度(He)为0.5149,收集的刺槐种质存在丰富的遗传多样性。采用逐步聚类法进行核心种质构建,最终确定的核心种质共包含23份种质。通过t检测,核心种质遗传多样性与原始种质无显著差异,可以充分地代表原始种质资源。核心种质纤维素含量提高了2.17%,平均达到33.42%,适宜作为纤维素生物质能源原料。研究结果为刺槐种质资源的保护,管理和纤维素生物质能源化利用提供了丰富的理论依据和优良的种质材料。     

Establishment of Chinese soybean Glycine max core collections with agronomic traits and SSR markers

It is very important to efficiently study and use genetic diversity resources in crop breeding and sustainable agriculture. In this study, different sampling methods and sample sizes were compared in order to optimize the strategies for building a rationally sized core collection of Chinese soybean (Glycine max). The diversity in the core collection captured more than 70% of that in the pre-core collection, no matter what sampling methods were used, at a sampling proportion of 1%. Core collections established with both simple sequence repeat (SSR) marker data and agronomic traits were more representative than those chosen on an independent basis. An optimal sampling method for a soybean core collection was determined, in which strategy ‘S’ (allocating accessions to clusters according to the proportion of square root of the original sample size within each ecotype) was used based on SSR and agronomic data. Curve estimation was used to estimate the allelic richness of the entire Chinese soybean germplasm and a minimum sample size for a core collection, on which a sampling proportion of about 2% was determined to be optimal for a core collection. Further analysis on the core collection with fourteen agronomic traits and allelic constitution at 60 SSR loci suggested that it highly represented the entire collections both on genetic structure and diversity distribution. This core collection would provide an effective platform in proper exploitation of soybean germplasm resources for the study of complex traits and discovering important novel traits for crop genetic development.     

黄麻应用核心种质的DNA分子身份证构建

It is important to construct and study the applied core collection in order to promote jute genetic breeding and explore excellent genes. In this study, the applied core collection in jute, including 61 accessions divided into 16 application-oriented features, such as high yield, high quality, disease resistance and so on, was established based on the field performance from 300 jute germplasm. 12 fluorescent core primers were screened from 46 pairs of core primers. Fluorescence labeled capillary electrophoresis was used to analyze the polymorphism of these 12 pairs of primers, and a total of 140 polymorphism sites were detected. The precise DNA molecular ID cards were constructed by the combination of the 12 core primer pairs from the data coded in the form of numbers and English letters. Bar code and quick response code DNA molecular were established and can be quickly scanned and recognized by electric gadget. These results could be beneficial to increase the application efficiency and rapid molecular identification in jute germplasm resources.     

黄麻核心种质的遴选

遴选黄麻核心种质可为黄麻种质创新及新品种选育奠定基础。本研究以300份黄麻种质资源为基础,基于SSR分子标记和农艺性状考察,结合地理来源构建核心种质。结果表明,11个农艺性状变异系数变幅在13.06%～84.87%,表现出丰富的遗传多样性。按农艺性状聚类分析可划分为8个类群,按分子标记聚类可划分为10个类群。结合2个聚类分析、地理位置并按比例取样,建立一个由108份品种(系)组成的预选核心种质。采用44对SSR引物对其进行遗传差异分析,在遗传相似系数为0.65时,可把108份品种(系)分成圆果种和长果种两大类。根据遗传差异分析,剔除遗传相似系数大于或等于0.85的遗传冗余,获得84份品种(系)的核心种质,其中圆果种60份和长果种24份。比较84份核心种质与300份种质的农艺性状变异系数及Shannon-Wiener指数发现,两者之间相差不大,表明遴选的84份核心种质可以最大限度代表300份黄麻种质资源的遗传多样性加以利用和保存。     

黄麻应用核心种质的DNA分子身份证构建

构建并研究黄麻应用核心种质是促进黄麻遗传育种和挖掘优异基因的必要途径。在300份黄麻种质资源的农艺性状观察统计基础上,构建了黄麻应用核心种质,包含61份品种(系),可划分为高产、优质、抗病等16种应用类型。为准确鉴定这61份应用核心种质,以46对核心引物为基础,筛选出12对荧光核心引物,采用荧光标记毛细管电泳分析这12对引物的多态性,共检测出140个多态性位点。将毛细管电泳得到的分子量数据以数字+英文字母方式编码,选取了12对荧光核心引物的组合,构建出该应用核心种质的字符串DNA分子身份证,进而构建了相应的条形码和二维码DNA分子身份证,可迅速被电子设备识别。这些结果可促进黄麻种质资源的高效利用及快速分子鉴定。     

甜菜抗褐斑病种质资源的研究现状

甜菜抗褐斑病种质资源是甜菜种质资源中具有褐斑病抗性基因并且能稳定传递给子代的种质资源,是甜菜抗褐斑病育种工作的物质基础,也是农业可持续发展的战略资源。甜菜抗褐斑病种质资源研究的主要内容包括对甜菜品种的收集、鉴定与评价、保存、利用以及抗性遗传基因的克隆及利用。为了使人们更加清晰的了解甜菜抗褐斑病种质资源的研究状况。本文综述了甜菜抗褐斑病种质资源的收集、鉴定与评价、保存、利用及分子方面的研究,并对我国未来种质资源的研究作出展望。以期为以后甜菜抗褐斑病种质资源的研究提供方向。     

甘薯核心种质构建方法研究

国家种质广州甘薯圃是我国目前唯一的室外营养体保存的国家种质资源圃,本研究以其中的1200份甘薯资源为材料,22个农艺性状为基础,采用因子分析和变量聚类两种方式对农艺性状进行降维处理,两步聚类、快速聚类和分层聚类3种聚类方法结合5个地理来源对资源分组,组内随机取样与必选资源相结合的方式构建核心种质,依照上述方案共构建出含15个甘薯核心种质的样本库。通过变异系数、标准差符合率和极差符合率评价15个构建方案的数量性状的代表性,多样性指数和表形频率方差评价质量性状的代表性。结果表明,以变量聚类进行降维、两步聚类结合地理来源分组、组内随机取样为甘薯构建核心种质的最佳方案,采用该方法构建的核心种质样本很好的保留了总资源的遗传多样性。     

特早熟甘蓝型春油菜恢复系核心种质构建

通过对特早熟甘蓝型春油菜恢复系种质资源进行评价和利用,降低育种工作中恢复系与不育系选配杂交组合的工作量,从而更好地为杂交种选育服务。通过对97份波里马雄性不育系的恢复系进行简化基因组（SLAF-seq）测序,开发SNP标记,进而分析群体遗传关系,构建核心种质群体。结果显示,共获得527 872个SLAF标签,842 248个有效SNP;利用有效SNP对97份种质资源进行聚类分析,可将其分为5类;利用Core Hunter构建核心种质,构建了C30核心种质29份,C40核心种质38份,C30和C40核心种质平均等位基因覆盖度分别为99.89%和99.96%,这些材料能够代表整个资源的变异程度,达到了构建核心种质的要求。