不同品种（系）甜菜氨基酸主成分分析与营养综合评价

为了比较不同品种（系）甜菜的氨基酸组分及含量,探讨其营养价值,本研究以14 个品种（系）甜菜块根为研究对象,采用主成分分析法对其氨基酸组分进行分析综合评价。结果表明,甜菜块根中均含有18 种常见氨基酸,其中人体必需的7 种氨基酸,接近WHO/FAO推荐必需氨基酸组成比例,达到理想的蛋白质标准,并且其含量高于常见的果蔬,具有较高的氨基酸营养价值。通过主成分分析法,从检出的18 种氨基酸中提取了3 个主成分,建立了综合评价模型,综合评价氨基酸含量结果表明‘红霞’、‘BETA807’、‘红饲料’营养品质较好。主成分分析法可以作为评价不同品种（系）甜菜氨基酸营养的一种可行方法。     

绿色种质资源的创新与多基因聚合利用

绿色性状基因聚合与种质创新课题是"绿色超级稻新品种培育"项目的重要组成部分,围绕培育绿色超级稻的目标,形成了覆盖国内所有稻作生态区的水稻分子育种协作网络。本研究简要介绍项目子课题-绿色性状基因聚合与种质创新的主要进展。以不同生态区优良水稻品种为受体,以含绿色性状的种质资源为供体开展导入系群体及资源群体的构建,同时,以显性核不育材料为载体构建轮回群体,并对这些群体进行大规模的逆境筛选与鉴定,创制了具有优质多抗、节水抗旱、养分高效等重要应用前景的绿色基因资源870份,其中具有两种绿色性状的新种质553份,三种以上的317份;建立和完善绿色性状,特别是节水抗旱的评价方法,为绿色超级稻新品种培育提供重要的中间亲本材料和鉴定平台,提高了育种效率。     

超级稻育种技术和途径的探讨

回顾了超级稻发展的历程,由于育种技术和栽培方法不断开拓创新,中国水稻最高单产屡屡突破世界纪录,超级稻育种技术居世界领先水平。在综观国内外超级稻育种研究现状的基础上,综述了水稻产量的理论极限及超级稻育种技术,并提出了对今后超级稻育种的看法。     

水稻分子育种与绿色超级稻

"参与全球水稻分子育种计划"项目实施10年,从引进国外优异种质资源,积极参与国际合作计划着手,联合国内不同稻作区的数10家科研单位,围绕培育绿色超级稻的长远目标,在国内形成了水稻分子育种协作网络,基本建立起我国水稻分子育种的资源、技术和信息平台,筛选和构建了一批高产、优质、抗病虫、节水抗旱、耐高低温、氮磷肥高效利用的种质资源,育成了一批具有绿色超级稻性状的水稻新品种(系)。     

宁夏水稻主要农艺性状的主成分及聚类分析

水稻育成品种遗传基础的宽窄及品种间遗传距离的大小是品种能否在当地有效推广种植的关键因素,同时也是水稻杂交育种中选配亲本的基础。多元统计分析方法常用来测定品种间的遗传差异,了解亲本间的遗传距离。试验以宁夏引黄灌区历年主栽或新选育的水稻品种为材料,分别考查了20个水稻品种的12个主要农艺性状,对均达显著和极显著差异的12个性状进行了主成分分析,由主成分分析中提取的公因子进行聚类分析,并计算各类群主要性状的平均值,得出各类群品种的分类特点。结果表明：20个水稻品种的12个主要农艺性状可归结为5个主成分,经聚类分析,可将20个水稻品种选定合适的阈值后划分为4个类群,表现出遗传距离较近,遗传基础狭窄的特点,并且宁夏水稻品种主要集中在第4类群。因此,在确定水稻育种杂交亲本选配时,要综合考虑主成分互补,且要在类群间进行,并结合米质的选择,则有望选育出农艺性状优良、优质、高产的新品种。但改良品种个别性状时,亲本之一符合育种目标,另一亲本也可选用遗传距离不大的品种。     

优质稻核心种质绿珍占8号及其衍生系统的理想株型构建

理想株型育种对于提高水稻品种的产量具有重要作用，作为株型育种的矮化育种使水稻单产实现了一次大的飞跃，目前正孕育着水稻单产再次突破的超级稻育种也涉及到株型育种。     

培育绿色超级稻缓解农业生态闷题

“基本不打农药,显著少施化肥,减少灌溉,使水稻生产实现高产高效,生态文明。”12月23日,在华中农业大学举行的湖北省绿色超级稻工程技术研究中心挂牌仪式上,中国科学院院士、该工程中心主任张启发教授向记者介绍了绿色超级稻培育的战略设想。他认为,继矮化育种、杂交稻之后,水稻的“第二次绿色革命”正呼之欲出,而绿色超级稻的培育和应用将有效缓解目前我国普遍存在的农业生态问题。     

超级稻育种实践和前景

水稻是主要的粮食作物之一,全世界50%以上的人口以水稻为主食。20世纪五六十年代广东籼稻矮化育种的兴起使稻谷的产量增加了20%￣30%,给水稻生产带来了第一次突破性飞跃;20世纪70年代三系杂交稻的问世使稻谷产量在矮化育种的基础上又上了一个台阶,使稻谷单产增加了20%,水稻品种矮秆化和籼型杂交稻的三系配套是现代水稻育种史上的两个重要里程碑。本文主要论述了超级稻的育种理论和技术创新,超级稻育种研究的实践以及中国超级稻育种的前景;同时介绍了福建省超级稻育种的特色和所取得的成果,比如超级稻组合汕优明86,2001年在福建省尤溪县西城镇的百亩超高产示范片,头季平均每公顷产量为12765.0kg,再生季平均每公顷产量为7101.0kg,两季合计每公顷产量达19866.0kg。其中产量最高一丘(0.068hm2)头季每公顷产量856.9kg,再生季每公顷产量达12853.5kg,两季合计每公顷产量达21570.0kg,再生季单产刷新世界记录。     

基于光致发光光谱的水稻品种快速鉴别研究

水稻是中国最重要的粮食作物之一,其种子品种鉴别是目前农业生产、作物育种和种子检验的重要问题。由于品种鉴别比较困难,每年因品种搞错和纯度差而造成的经济损失巨大。为此提出了一种应用光致发光光谱分析技术与化学计量学相结合的快速、无损鉴别稻谷品种的新方法。为了实现水稻品种的快速无损鉴别,采用北京卓立汉光仪器有限公司生产的光致发光光谱分析仪,对从长江大学农学院收集的5个不同品种的水稻共125个样本进行650~1000 nm波段光致发光光谱采集,获取了每个品种水稻各25个样本数据。将光谱数据经主成分分析压缩成数目较少的新变量（主成分）,其中前7个主成分能够解释99.696%的原始光谱信息。因此将前7个主成分作为BP神经网络的输入,不同水稻的品种值作为BP神经网络的输出,建立水稻品种的模式识别模型。样本被随机的分成包含100个样本的建模集和25个样本的预测集。结果表明,5次随机抽样建模的预测正确率均达到100%。同时也表明,主成分分析的数据压缩能力好,通过主成分分析和BP神经网络相结合建立模型进行不同品种水稻鉴别具有分析速度快、鉴别能力强的特点,为快速鉴别水稻品种提供了新的方法。     

超级稻育种进展及存在的问题

对超级稻育种研究进展进行了简要介绍,探讨了超级稻育种在产量指标、品种的广适性、区域试验方法及育种理论与方法等方面存在的问题,并对今后的发展进行了展望。     

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。     

不同生态区粳稻资源表型遗传多样性综合评价

为探究粳稻种质资源遗传多样性,提高粳稻育种组合选配的针对性和育种效率,通过变异系数、遗传多样性指数、聚类分析、相关分析、主成分分析、二维排序分析和逐步回归分析方法对不同生态区80份粳稻种质资源的8个表型性状的多样性水平进行了分析。结果表明：8个表型性状的变异系数为11.06%~36.97%,其中,千粒重的变异系数最小,每穗总粒数的变异系数最大;8个表型性状的遗传多样性指数为1.54~2.06,其中,单株有效穗数的遗传多样性指数最高,结实率的遗传多样性指数最低;在欧式距离9.0处,可将80份参试材料分为4类,各类表型性状差异明显;根据主成分分析和综合评价结果,80份粳稻种质资源中贵州的毕大香6号综合性状排名第1位,同时筛选到每穗实粒数、千粒重、株高、穗长和单株有效穗数性状可作为粳稻种质资源综合评价的关键指标;利用主成分二维排序分析筛选到矮秆、大穗、分蘖能力强及结实率高的4类优异种质资源,结合二维排序结果,大方晚糯是在二维排序重叠种质,可作为育种中间材料。同时基于主成分构建了粳稻种质资源的综合评价方程。     

直播早籼稻品种芽期耐冷性鉴定研究

低温胁迫是水稻生产面临的重要非生物胁迫之一,鉴定水稻种质资源芽期耐冷性,筛选耐冷品种对水稻生产具有重要意义。以江西地区主推的33份早籼杂交稻品种和8份常规稻为试验材料,设置12个芽期低温胁迫处理,以死苗率为指标探讨了早籼稻芽期耐冷性的适宜鉴定方法。同时在8℃低温处理10d,恢复生长后调查其成苗率、苗高、根长、根数、地上部生物量、根系生物量和根冠比。运用主成分分析、模糊隶属函数法和聚类分析法来探讨直播早稻芽期的耐冷性评价方法及筛选耐冷品种。结果表明,8℃低温处理10d,直播早籼稻品种死苗率的方差和变异幅度大,能较好地鉴别品种间耐冷性差异,是直播早籼稻芽期耐冷性鉴定的最合理方式;杂交稻品种的耐冷性强于常规稻;低温胁迫后成苗率、苗高、根长、根数、地上部生物量、根系生物量和根冠比基本低于25℃对照处理;利用主成分分析将7个单项指标转化为3个独立的综合指标（CI₁、CI₂、CI₃）,主成分分析表明,根系生物量和地上部生物量最能代表直播早籼稻对低温胁迫后的响应情况,可作为芽期耐冷性鉴定的评价指标。通过聚类分析,将41份早籼稻品种划分为3类,筛选出陵两优7108、两优287、锦两优816等9份强耐冷品种,株两优1号、潭两优83、株两优22等15份中度耐冷品种,温229、中早33、五丰优157等17份冷敏感品种。这些品种可以进一步为耐冷育种和生产服务。     

2002—2021年内蒙古自治区大豆主要性状变化分析及综合评价

综合分析内蒙古自治区大豆品种农艺性状与品质性状,旨在为内蒙古自治区品种选育中亲本选择及筛选优良品种提供理论参考。运用相关性分析、主成分分析、TOPSIS分析和聚类分析等方法对内蒙古自治区109份大豆品种6个性状指标进行综合分析。结果表明,6个性状的遗传多样性指数为2.5964～2.8692,变异系数为6.79%～20.1%,其中蛋白质含量变异系数最低,遗传最为稳定。通过主成分分析选出3个主成分,累计遗传贡献率为79.98%,并构建优良品种评价方程S=0.48S1+0.31S2+0.21S3。运用主成分分析和TOPSIS分析选出7个综合排名靠前的品种,可在新品种选育中作为优良亲本使用。通过聚类分析将109份大豆品种分为5类,其中第Ⅰ类综合性状最好,可作为内蒙古自治区的优良大豆品种,第Ⅴ类仅有‘登科2号’具有极短的生育期,可在无霜期短的地区进行推广或者参与极早熟品种的选育。内蒙古自治区大豆品种类型繁杂多样,大豆育种水平也在逐年提高,但是高品质大豆品种匮乏,还需着重关注大豆高油、高蛋白育种,并且选育亲本大多来源于黑龙江省和吉林省,而本地品种并没有得到有效开发和利用,这也是限制内蒙古自治区大豆...     

新春系列不同小麦品种品质性状的分析与评价

为了探究新疆不同春小麦品种的品质特性,建立可靠的小麦品质评价体系,为新疆春小麦品质综合表现较为突出的品种的推广、选育及大规模的品质评价奠定基础。以9个新春系列小麦品种为试验材料,对其品质相关的14个指标进行测定,运用相关性分析、主成分分析和聚类分析方法对其品质进行分析和综合评价。结果表明利用相关性分析,14个单项测定指标之间存在或大或小的相关性,从而导致它们所提供的信息发生部分重叠;进一步通过主成分分析将14个单项指标转化为5个相互独立的综合指标,5个主成分的累计方差贡献率达94.46%,涵盖了原始测定指标所携带的绝大部分信息;通过隶属函数分析结合权重系数,得到不同小麦品质的综合评价值（D值）;最后,通过聚类分析将9个小麦品种按品质优劣划分为3种类型,其中品质一般的1个品种,品质良好的4个品种,品质优的4个品种。‘新春37号’、‘新春41号’和‘新春38号’品质综合表现较为突出,可为新疆优质春小麦品种选育提供参考依据。     

42个新疆海岛棉品种萌发期耐盐性评价

为了解新疆海岛棉品种在萌发期的耐盐性差异,用150mmol/L的NaCl对42个新疆海岛棉品种进行萌发期耐盐性评价和筛选。结果表明,在盐胁迫下,42个海岛棉品种发芽率、发芽势、发芽指数和鲜重均受到不同程度的抑制;各指标间存在极显著相关;通过主成分分析确定了2个主成分,主要反映萌发、干物质积累和含水量;主成分综合得分值和模糊隶属函数均值之间呈极显著正相关。通过二者的综合评价值,将42个海岛棉品种聚为4类,分别为高耐盐、中耐盐、弱耐盐和盐敏感类品种,为海岛棉品种的耐盐性评价和鉴定提供理论基础。     

Translation of continuous artificial selection on phenotype into genotype during rice breeding programs

Understanding genetic diversity among local populations is a primary goal of modern crop breeding programs. Here, we demonstrated the genetic relationships of rice varieties in Hokkaido, Japan, one of the northern limits of rice cultivation around the world. Furthermore, artificial selection during rice breeding programs has been characterized using genome sequences. We utilized 8,565 single nucleotide polymorphisms and insertion/deletion markers distributed across the genome in genotype-by-sequencing for genetic diversity analyses. Phylogenetics, genetic population structure, and principal component analysis showed that a total of 110 varieties were classified into four distinct clusters according to different populations geographically and historically. Furthermore, the genome sequences of 19 rice varieties along with historic representations in Hokkaido, nucleotide diversity and F_ST values in each cluster revealed that artificial selection of elite phenotypes focused on chromosomal regions. These results clearly demonstrated the history of the selections on agronomic traits as genome sequences among current rice varieties from Hokkaido.     

河西东部枸杞综合品质评价指标的建构

研究河西东部枸杞品质评定指标,可为区域产业发展、品种优选以及品牌营销提供理论支撑。笔者以2016年试验数据为基础,将生长量指标与理化指标作为评价依据,采用熵权法和主成分分析对16个批次红枸杞进行各个评价指标的权重赋值,并借助动态赋值对两种评价权重进行综合赋值,然后利用评价模型有效实现了枸杞的品质评定,结果显示丰乐基地品质最为突出,评定结果与实际相符。本研究为河西东部红枸杞质量评定提供了基本方法。     

52份豌豆种质萌发期耐铝毒性的综合评价与筛选

随着土壤酸化的日益加重,铝毒成为影响作物种子萌发质量以及产量的重要胁迫因子之一。本研究采用单项耐铝毒系数(AC值)、综合耐铝毒系数(CAC值)、平均隶属函数值(ASF值)、耐性综合评价值(A值)等指标及相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析等方法,综合评价豌豆种质萌发期铝毒耐性,建立综合筛选评价体系,并筛选萌发期耐铝毒豌豆种质。利用筛选出的适宜浓度40 mg L–1Al3+处理52份豌豆品种(系)种子,结果显示,萌发期8个相关性状在处理组及对照组品种间均存在显著差异,遗传多样性指数分别介于1.43～2.03和1.51～2.06之间。基于AC值聚类分析, 52份豌豆种质可被分为3个耐性级别,其中,第I级含2份,为耐铝毒品种(系);第II级含19份,为敏感品种(系);第III级含31份,为铝毒极敏感性品种(系)。利用豌豆种子发芽率、发芽势、发芽指数、芽长、根长、芽干重、根干重7项指标,结合最优回归方程可初步鉴定豌豆萌发期耐铝毒特性。通过综合评价和聚类分析,筛选出萌发期铝毒耐性极强的种质C175和C145,可作为豌豆铝毒耐性育种和耐性机制研究的重要资源。