苦荞种质资源遗传多样性分析及抗霜霉病种质筛选

[目的]分析132份苦荞种质资源的遗传多样性,并筛选出抗霜霉病种质,为苦荞的抗霜霉病品种选育及遗传改良提供理论参考.[方法]对来自山西和云南的132份苦荞种质材料进行主要农艺性状测定及霜霉病抗性鉴定,分析其遗传多样性,并对其进行聚类分析和主成分分析,筛选出抗霜霉病种质.[结果]132份苦荞种质资源的遗传多样性较丰富.在8个主要农艺性状中,生育日数、主茎节数和千粒重的变异系数均小于10.0%,表明这3个性状遗传差异较小,而株粒数和株粒重的变异系数均大于30.0%,表明这2个性状的遗传差异较大.132份苦荞种质材料在遗传距离7.936处聚为四大类群.四大类群的农艺性状存在明显差异,第I类是千粒重较高的材料,第II类是一级分枝数较多的材料,第Ⅲ类是株粒数和株粒重较高的材料,第Ⅳ类是株高、主茎节数和茎粗较高的材料.主成分分析的前4个主成分能反映出所测农艺性状的主要信息,累积贡献率为79.593%.132份苦荞种质材料的霜霉病抗性鉴定结果表明,高抗材料35份,中抗材料22份,中感材料26份,高感材料49份.其中,发病叶率<50.00%、病情指数<10.00%的高抗材料共7份(SZ-1、SZ-37、SZ-61、SZ-84、SZ-86、SZ-89和SZ-90).[结论]132份苦荞种质资源具有丰富的遗传多样性.筛选出的7份高抗种质材料可用作高抗霜霉病苦荞新品种选育的亲本材料.     

219份甜瓜种质资源的遗传多样性分析

以来自国内外的219份甜瓜种质资源为材料,对其进行形态学标记及分子标记的研究。结果发现,果面覆纹形状、果皮底色、果面覆纹颜色等7个质量性状和果实质量、果实长度、果实宽度等14个数量性状遗传多样性指数均≥1,果肉厚度、果肉硬度、种子宽度等7个数量性状变异系数≥50%,表明本研究所用材料间具有广泛的多样性。利用22对核心SSR标记对甜瓜材料的指纹图谱分析显示,每个标记平均可以检测到5.91个基因位点,平均Shannon′s值为1.07,通过分子水平的聚类与群体结构分析,219份材料被明显划分为厚皮、薄皮和野生3种类型。     

苦荞种质资源AFLP标记遗传多样性分析

 【目的】从分子水平研究苦荞种质资源的遗传多样性,为综合评价苦荞种质资源提供依据。【方法】用筛选出的20对AFLP引物,对14个不同地理来源的165份苦荞种质进行遗传多样性分析。【结果】共扩增出938条清晰的条带,其中314（33.48%）条呈多态性,平均每对引物组合的条带数和多态性带数分别为46.9个和15.7个。不同地理来源苦荞种质的Shannon-Weaver多样性指数为0.1093～0.2661,四川资源群最高,青海、云南和甘肃/宁夏等资源群次之,湖南资源群最低。利用Popgen Ver.1.32软件,依不同地理来源苦荞资源群间Nei′s遗传一致度可聚类成5个组,聚类结果与苦荞地理分布相关。基于Structure 2.2软件分析,165份苦荞资源分为5大组群,并与Popgen Ver.1.32聚类结果呼应得较好,其中云南和四川资源的群体结构最复杂,最为多样化,分别被聚到了5个组群中。【结论】苦荞类群的亲缘关系以及遗传多样性与其地理分布有一定相关性。     

淮山药种质资源主要农艺性状遗传多样性分析

【目的】探讨我国不同地区淮山药种质资源农艺性状的遗传多样性、亲缘关系及分类特征,为淮山药品种选育及生产利用提供参考。【方法】对收集的44份淮山药种质资源的19个农艺性状进行调查,通过遗传多样性分析、聚类分析与主成分分析,探讨其遗传多样性、亲缘关系及分类特征。【结果】44份淮山药种质资源形态性状间具有较高的多样性。在12个质量性状中,遗传多样性指数最高的是叶形（1.53）,其次是薯皮颜色（1.51）;薯形的频率分布最高（93.18%）,其次为薯肉颜色（90.91%）和茎蔓形状（81.82%）。在7个数量性状中,多样性指数最高的是薯块长度（1.89）,其次是生育期（1.84）和薯块径粗（1.77）;变异系数最大的是单株产量（79.25%）,其次为薯块径粗（42.21%）和单株结薯数（35.62%）,最小的为生育期（17.57%）。根据各农艺性状的遗传差异,可将44份淮山药种质聚为四大类群;第Ⅰ类群种质均来源于广西,可作为有增产潜力的加工型亲本材料;第Ⅱ类群种质主要来源于广西,可作为高产选育目标亲本;第Ⅲ类群种质主要来自南方地区,均是人工栽培的野生类型品种,为一般性亲本;第Ⅳ类群种质主要来源于北方省区的种质,可作为一般性早熟选育亲本。主成分分析结果表明,前6个主成分累计贡献率达83.73%,第一主成分反映高产株型综合因子,第二主成分反映加工株型因子,第三主成分反映植株结薯因子,第四、五、六主成分分别反映薯块、薯皮颜色和茎蔓颜色因子。【结论】我国淮山药主要地方栽培种质资源间农艺性状差异明显,具有丰富的遗传多样性,其亲缘关系呈现一定地域生态环境规律;南方地区在品种选育中应注重对第一、第二主成分的选择。     

蓖麻种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析

【目的】研究蓖麻Ricinus communis种质资源的遗传多样性,揭示蓖麻优异种质的特性及分布规律,为蓖麻种质资源创新和品种的改良提供理论依据。【方法】以国内外引进的40份蓖麻种质资源为材料,对20个性状进行聚类分析及主成分分析,分析了蓖麻数量性状对单株产量的影响。【结果】40份资源材料通过聚类分析划分为5大类群,其中,类群Ⅰ为选育大果穗亲本材料;类群Ⅱ为大粒型具有增产潜力的亲本材料;类群Ⅲ为分枝多、蒴果多,小粒型材料;类群Ⅳ为丰产性较好,选育高产的目标亲本;类群Ⅴ为大穗、大粒型双重选育亲本材料。主成分分析将蓖麻的13个数量性状指标转化为5个主成分,累计贡献率达87.06%;在影响蓖麻单株产量的性状中,首先应考虑主穗位高,其次是单株有效蒴果数、主穗蒴果数、百粒质量和单株有效穗数的选择,依据这些性状可以对种质资源进行早期间接评价选择。【结论】所引进的蓖麻种质类型丰富、资源间的性状差异各具特点,可作为优异种质材料供将来选育种利用。     

新疆大豆品种资源遗传多样性分析

[目的]探究新疆大豆品种资源遗传相似性,为确定杂交育种骨干亲本奠定基础.[方法]采用主成分分析的方法研究了26份大豆资源的形态多样性.[结果]主成分分析表明,大豆品种的生物学性状可分为产量性状因子和粒重性状因子.根据各品种第一、二主成分值进行聚类分析,把所选材料分成了七类,Ⅰ类:晚熟高产类型;Ⅱ类:大粒类型;Ⅲ类:植株高大类型;Ⅳ类:一般类型;Ⅴ类:植株矮小型;Ⅵ类:早熟类型;Ⅶ类:多荚多粒类型.[结论]分类的结果与品种实际表现型的拟合度较高,可以为杂交亲本选择提供依据.     

陕西古茶树种质资源表型性状遗传多样性研究

古茶树种质资源研究和利用是我国茶树种质资源研究的新课题。为鉴定和评价陕西38份古茶树种质资源表型性状遗传多样性,利用相关性分析、主成分分析、聚类分析方法对其表型性状遗传多样性进行研究和分析。结果表明,陕西38份古茶树种质资源6个主要表型性状(叶面积、叶形、叶色、叶身、叶面隆起性、叶片着生角度)变异丰富,不同性状间遗传多样性指数不同,遗传多样性指数在0.7934~0.9969之间,平均遗传多样性指数为0.8811;在欧氏距离10时可将陕西38份古茶树种质资源聚类为2大类群,但并没有严格按照地域聚类,而是按照表型性状遗传多样性进行聚类。研究结果表明,陕西汉中、安康等地古茶树种质资源表型性状变异丰富,具有较高的遗传多样性和选育优异茶树种质资源的潜力。     

100份番茄种质资源表型性状的遗传多样性分析

番茄种质资源遗传多样性的研究是番茄育种的重要基础。本研究对收集的100份番茄种质资源材料进行遗传多样性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明,不同性状在不同材料之间表现出不同程度的多样性。其中,质量性状中遗传多样性指数(H′)的变化范围为0.34～1.52,花序类型的H′最高,为1.52,数量性状中H′最高的是果梗洼大小和单果种子数,均为2.06;提取的9个主成分累计贡献率达到67.72%,第一、二主成分主要反映植株的生长状态和果实的外观形态,第三、四主成分分别反映果实因子和植株长势,第五、六主成分主要与果实熟性和品质有关。通过聚类分析将供试材料在欧氏距离为0.91处聚为Ⅴ类,其中第Ⅰ、Ⅱ类群可以作为培育高品质番茄的种质材料,第Ⅲ类群遗传改良潜力较大,第Ⅳ类群可以为今后选育不同利用价值的番茄品种提供宝贵材料,第Ⅴ类群是优良的种质资源。     

苦瓜种质资源遗传多样性分析及抗枯萎病种质筛选

【目的】分析江西地方苦瓜种质农艺性状的遗传多样性,为苦瓜抗枯萎病品种选育及遗传改良提供参考。【方法】 2018—2020年分别在江西不同地点开展苦瓜表型性状和枯萎病抗性鉴定,分析其遗传多样性,并对其进行聚类分析和相关分析,筛选出商品性佳且抗枯萎病种质。【结果】多年多地表型性状和病害的综合鉴定表明,55份苦瓜种质表型性状具有丰富的变异,遗传多样性指数（H'）的变幅为0.091~2.122,其中第一雌花节位的H'最高,商品瓜横径和商品瓜纵径的H'次之。聚类分析将供试种质资源分成四大类群,第I类群种质早熟且综合农艺性状优异,可用于苦瓜品种早熟、高产改良;第II类群多为江西地方古老种质;第III类群瓜形美观,符合江西省消费习惯,可用作改良苦瓜商品性的亲本材料;第Ⅳ类群多为野生型苦瓜,果实较小,可用作观赏和提取功能性物质。在16个表型性状中,除瓜面光泽外,其他性状间均存在显著（P<0.05）或极显著（P<0.01,下同）相关,其中单瓜重与瓜横径和瓜纵径均呈极显著强相关,说明提高苦瓜产量可从改良瓜横径等性状着手。主成分分析结果表明,5个主成分因子对表型变异累积方差贡献率达77.544%。枯萎病抗性试验鉴定出高抗材料4份,抗病材料18份,中抗材料5份,感病材料10份,以及高感材料18份。【结论】江西地方苦瓜种质资源具有丰富的遗传多样性,育种潜力巨大,可将单瓜重、瓜纵横径、肉厚和瓜瘤大小等性状作为产量性状进行改良,以第一雌花节位和雌花数作为早熟性状进行筛选。     

咖啡种质资源遗传多样性的ISSR分析

[目的]对我国收集保存的咖啡种质资源进行遗传多样性分析,为咖啡种质资源的收集、保存、鉴定、创新及有效利用提供理论参考.[方法]从哥伦比亚大学(UBC Primer Set#9)公布的100个ISSR引物序列中筛选出多态性好、扩增条带清晰且重复性好的引物,利用其对72份咖啡种质材料进行扩增,对电泳图谱进行统计分析,并利用NT-SYSpc 2.1计算遗传相似系数和遗传距离.根据非加权算术平均法(UPGMA)进行聚类分析,并进行主坐标分析.[结果]筛选出的19条引物共扩增出153条条带,其中多态性条带数为128条,占总条带数的83.7%;72份咖啡种质材料间的遗传相似系数为0.4531~0.9609,平均为0.6567;遗传距离为0.0351~1.0951,平均为0.4081.其中,大粒种种内遗传相似系数最大(0.9297~0.9531),遗传距离最小(0.0445~0.0669);中粒种种内遗传相似系数最小(0.5781~0.8750),遗传距离最大(0.1210~0.5363).主坐标分析与聚类分析结果一致,均显示72份咖啡种质材料可分为三大类,其中3份大粒种、3份查理种及1份中粒种巴布亚新几内亚-2聚为Ⅰ类群;32份小粒种聚为聚为Ⅱ类群;除巴布亚新几内亚-2外的其他31份中粒种及1份中小粒杂交种Arabusta和1份福建咖啡共33份聚为Ⅲ类群.聚类分析结果与种质地理来源无明显相关性.[结论]咖啡种质资源各种间存在较大的遗传差异,以中粒种种内遗传多样性较丰富,以大粒种种内遗传多样性较低.利用ISSR分子标记可准确分析咖啡资源遗传多样性.     

中国苦荞SSR分子标记体系构建及其在遗传多样性分析中的应用

【目的】从分子水平优化并构建用于中国苦荞种质资源遗传多样性分析的SSR分子标记体系,为综合评价中国苦荞种质资源提供依据。【方法】以50份苦荞种质为试验材料,用正交设计法[L16(45)]筛选适用于苦荞SSR标记分析的PCR反应体系,浓度梯度检测最佳胶分离效果,并从250对不同科属作物SSR引物中筛选出19对引物进行苦荞遗传多样性分析。【结果】优化的苦荞SSR反应体系为DNA模板30 ng,Taq酶2.0 U•L-1,dNTP、引物和Mg2+终浓度分别为150 μmol•L-1、0.1 μmol•L-1、2.0 mmol•L-1,总体积为25 μL,6%聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。SSR引物筛选率为7.6%,蓼科同属甜荞的SSR引物适用于苦荞SSR扩增。19对引物共检测到157个等位变异,每对SSR引物检测到的等位变异2-11个,平均等位变异（NA）7.42个,平均多态性信息量（PIC）0.888,平均鉴定力（DP）5.684,2对为SSR骨干引物。利用Popgen Ver.1.31软件,当遗传相似度（GS）为0.578时,50份苦荞材料被分为5个组群,聚类结果与苦荞地理分布相关性不大。四川苦荞资源组群各遗传多样性参数均最高,该区域苦荞种质资源多样性最丰富。利用骨干引物可鉴定部分近缘苦荞品种。【结论】构建的SSR分子标记体系适用于中国苦荞种质资源遗传多样性分析,甜荞SSR引物可用于苦荞SSR标记分析,TBP5和Fes2695为苦荞SSR骨干引物,50份苦荞材料遗传多样性丰富,可划分为5个组群。     

主成分分析在苦荞育种中的应用

对45个苦荞品种(系)的6个性状进行主成分分析,确定反映苦荞性状的3个主成分,即主茎节数因子(即株型因子)、单株粒重因子、千粒重因子(累积贡献率达到83%以上)。通过各品种的主成分值选出综合性状优良的品种,其结果与品种的实际表现相一致。证明主成分分析在苦荞育种中的应用是可行的。     

甜荞和苦荞品种遗传多样性的RAPD分析

[目的]对甜荞和苦荞品种遗传达室的特性进行了RAPD分析。[方法]以7个随机引物对贵州省1999～2010年荞麦区甜荞和苦荞参试品种及其亲本等合计19个品种进行了RAPD分析。[结果]共获得149条DNA扩增带,其中多态性谱带141条,多态性谱带的平均比率为94.89%。多态性分析及聚类分析表明,供试品种彼此均有一定的差异,其中威宁甜荞品种彼此新缘关系较近缘,而其他甜荞品种间关系较远。遗传变异性程度,以种间差异最大,其次是甜荞种内不同品种间,而苦荞种内不同品种间的遗传变异性最小。[结论]该研究初步建立了19个品种的RAPD指纹图谱。     

甜荞和苦荞品种遗传多样性的RAPD分析

[目的]对甜荞和苦荞品种遗传多样性进行RAPD分析。[方法]以7个随机引物对贵州省1999～2010年荞麦区甜荞和苦荞参试品种及其亲本等合计19个品种进行RAPD分析。[结果]共获得149条DNA扩增带,其中多态性谱带141条,多态性谱带的平均比率为94.89%。多态性分析及聚类分析表明,供试品种彼此均有一定的差异,其中威宁甜荞品种彼此亲缘关系较近,而其他甜荞品种间关系较远。遗传变异性程度以种间差异最大,其次是甜荞种内不同品种间,而苦荞种内不同品种间的遗传变异性最小。[结论]研究初步建立了19个品种的RAPD指纹图谱。     

苦荞杂交后代主花序特征遗传变异研究

以小米荞为母本、晋荞2号为父本进行有性杂交,对群体F2、F3群体主花序二分叉花枝数和顶三花枝种子数进行了遗传变异分析和相关性分析。结果表明,苦荞杂交后代主花序二分叉花枝数广义遗传力、狭义遗传力平均值分别为0.690、0.314,主花序顶三花枝种子广义遗传力、狭义遗传力平均值分别为0.729、0.375。相比之下,主花序顶三花枝种子数遗传力大于主花序二分叉花枝数。主花序二分叉花枝数与主花序顶三花枝种子数呈微弱的负相关(-0.141**),可能是顶端优势相互制约的结果。F2主花序二分叉花枝数和主花序顶三花枝种子数与单株粒质量、单株粒数表型相关系数分别为0.317**和0.256**、0.344**和0.278**,F3表型相关系数为0.316**和0.272**、0.371**和0.516**。表明主花序二分叉花枝数和顶三花枝种子数均与单株粒数和单株粒质量呈极显著正相关。因此,在育种上应考虑选择主花序二分叉花枝数、顶三花枝种子数多的变异类型以提高产量。     

苦荞种子中淀粉含量的基因型差异研究

以不同原产地的35份苦荞资源为试验材料,测定了其籽粒中的总淀粉、直链淀粉、支链淀粉的含量。结果表明,35份苦荞资源的总淀粉含量变化幅度为40.70%~86.41%,平均值为62.80%;直链淀粉含量的变异幅度为12.24%~32.18%,平均值为19.32%;支链淀粉含量的变异幅度为13.31%~68.78%,平均值为43.48%。苦荞中淀粉含量较高,以支链淀粉为主。不同产地的苦荞种子中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量存在差异。     

苦荞愈伤遗传转化体系的优化及用于FtCHS1的过表达分析

【目的】建立和优化苦荞愈伤组织遗传转化体系,为苦荞基因功能验证及分子育种提供研究工具。【方法】以苦荞品种“西荞二号”为材料,对苦荞愈伤遗传转化条件进行优化,包括苦荞外植体类型、诱导愈伤的激素比例、继代培养基的激素比例及农杆菌类型。利用苦荞类黄酮生物合成关键酶基因FtCHS1的过表达验证优化后的遗传转化体系。通过PCR筛选和荧光观察鉴定阳性株系,采用紫外分光光度法和高效液相色谱法（high performance liquid,HPLC）测定花青素及黄酮醇支路代谢物含量,使用实时荧光定量PCR分析类黄酮合成相关基因的表达,比较FtCHS1过表达愈伤组织与对照组的差异。【结果】苦荞诱导愈伤组织的最佳外植体为下胚轴,其最适诱导培养基为MS+0.8 mg·L^-1 6-BA+3.5 mg·L^-1 2,4-D,诱导率达72%;最优继代培养基为MS+3 mg·L^-1 6-BA+1 mg·L^-1 KT,愈伤组织增殖率与增殖系数分别为98%和1.09;转化过程中的最佳农杆菌是GV3101,转化效率达31.3%;FtCHS1过表达愈伤组织中,花青素、芦丁和杨梅素的含量显著高于对照（P<0.05）,山奈酚和槲皮素的含量极显著高于对照组（P<0.01）;外源FtCHS1的过表达对转基因愈伤组织中5个内源同源基因FtCHSs的表达水平没有影响（P>0.05）,而FtCHI、FtF3H、FtFLS1、FtFLS2、FtFLS3和FtDFR1等黄酮合成途径关键酶基因均上调表达（P<0.05）。此外,特异性正调控黄酮醇合成的转录因子基因FtMYB5和FtMYB6上调表达,而花青素合成抑制子基因FtMYB8的表达降低（P<0.05）。【结论】建立了苦荞愈伤组织遗传转化体系,过表达FtCHS1的苦荞愈伤组织通过上调黄酮合成相关基因的表达增加类黄酮物质的积累。     

100份苦荞种质资源鉴定结果初报

对引进的100份苦荞种质资源的主要性状进行了田间鉴定分析,结果表明, ZNQ003、 ZNQ021、ZNQ071、 ZNQ079、 ZNQ080、 ZNQ084、 ZNQ085、 ZNQ086、 ZNQ098、 ZNQ100等10份材料产量均≥3333.33 kg/hm2,其中ZNQ071最高,为3866.67 kg/hm2。 ZNQ091的千粒重最高,达25.6 g; ZNQ083的单株粒重最大,为9.7 g。发现矮秆资源（株高≤50 cm）2份,以ZNQ053最矮,株高仅为48.2 cm。同时发现ZNQ051变异单株。