辣椒种质表型性状与SSR分子标记的遗传多样性分析

为改良辣椒品种和挖掘新品种选育的特异种质材料,以52份纯化的辣椒种质为供试材料,对18个表型性状进行变异性、多样性和主成分分析,分别基于表型性状及SSR分子标记对供试材料进行聚类分析,并对2种聚类结果进行相关性分析。结果表明,18个性状在不同种质材料之间存在显著差异,平均变异系数为34.57%,平均香农多样性指数为2.47;被提取的前7个成分占表达信息量的78.153%,其中第1主成分占表达信息量的20.991%,且第1主成分在果实直径、果肉厚度、单果重、果形指数、叶片宽度和叶片长度等性状上呈现较高的载荷量;表型性状分析将52份材料分成四类,SSR标记分析将52份材料也分成四类,但2种分类方法的结果之间不存在相关性(r=-0.027,P=0.6050.05),即2种方法得出的结果吻合性不高。本研究结果为辣椒种质资源创新和新品种选育提供了一定的理论依据。     

不同地区大麦种质资源农艺性状分析与评价

为了筛选综合性状优异的大麦种质并探究其主要农艺性状的遗传基础，以57份大麦种质资源为材料，对在张掖、兰州两地的57份大麦种质资源的株高、穗长、穗粒数、总分蘖数、有效分蘖数和千粒重等农艺性状进行鉴定，结果表明，两地区6个性状的平均变异系数为23.08%和26.19%，且张掖地区种植的大麦材料6个农艺性状均优于兰州。通过系统聚类，将参试的57份材料分别分为3个类群，第I类群分别为半矮秆型材料(张掖地区)和中高秆材料(兰州地区)，第II类群和第III类群均为中高秆材料。在主成分分析中，选取累计贡献率为80.072%和75.501%的前3个主成分来评价57份大麦资源。揭示了不同大麦资源的表型特异性。     

不同生态因子条件下西藏青稞种子表型性状的相关分析

为了研究西藏青稞种质籽粒遗传变异程度、变异规律、地理因子对籽粒表型性状的影响程度,确定决定籽粒表型的关键性状,从而为青稞育种提供籽粒表型基础模型,本研究以527份西藏青稞农家种、野生近缘种为试验材料,基于青稞籽粒表型性状变化和相关地理环境因子,采用数字图像分析法对西藏青稞农家种、野生近缘种等527份青稞种质资源籽粒长、粒宽、粒长宽比、粒面积、圆度值、密度指数和千粒重(TKW)7个表型性状进行精确测量,并进行典型相关分析、聚类分析和主成分分析。结果表明,西藏青稞种子表型存在广泛的变异类型,TKW的变异系数最大,粒长的变异系数最小。典型相关分析显示,海拔、经度和纬度地理因子与7个籽粒表型性状间存在着显著相关关系(α=0.05),海拔高度的增加可使青稞粒面积、粒长宽比、粒圆度值增加,而粒长逐渐减少。纬度和经度的增加与粒长呈正相关,并与TKW有一定联系。籽粒7个表型性状的聚类分析表明,527份青稞材料可聚为3大类群,各类群表现一定的地理分区。主成分分析显示,青稞籽粒TKW、面积、粒宽、粒密度可代表7个籽粒表型性状的变异,且表现出以粒宽、TKW、粒面积为主反映种子大小的指标及以长宽比、粒长、圆度值为主反映种子形状的指标。西藏青稞种质资源籽粒表型变异极为丰富,并与多变的地理因子显著相关。青稞籽粒表型性状可分为种子大小和种子形状2个方面,两者对千粒重贡献率分别达到60.3%和33.8%,且表现为独立遗传特性,这说明在今后的青稞育种工作中,应以籽粒大小指标为重,兼顾籽粒形状,该研究结果为西藏青稞高产栽培育种提供了一定的理论依据。     

38份燕麦种质抗坚黑穗病鉴定与评价

为明确不同燕麦(Avena sativa ) 种质抗病性差异, 2015 — 2016年对38份燕麦种质进行了人工接种坚黑穗病菌(Ustilago segetum var avenae)田间抗性鉴定和评价。结果表明,在供试的38份燕麦种质中,17份材料对坚黑穗病表现为免疫,9份表现高抗,6份表现抗,6份表现中感,分别占供试材料的44.7%、23.7%、15.8%和15.8%。通过鉴定获得的有效抗坚黑穗病种质,可为品种的合理布局及抗病育种提供核心抗源。     

小麦体细胞无性系变异及4-8抗条锈遗传分析

体细胞无性系变异可以用于植物品种改良及种质创制。本研究以陇春21号、宁春4号和花培9355三个不同基因型材料为供试材料,取其幼胚为外植体进行组织培养,继代愈伤组织培养6个月后进行分化培养获得了再生植株,在田间栽培条件下对这些无性系进行了农艺性状的鉴定筛选,从R5中筛选出了12份综合性状表现突出的材料。同时,为明确体细胞无性系4-8的抗条锈性的遗传基础,对试验材料进行了苗期和成株期接种鉴定及田间自然发病鉴定,结果表明小麦体细胞无性系4-8具有较好的抗条锈特性,尤其对当前甘肃省主要流行小种条中33号(CY33)表现免疫;且抗性遗传分析结果表明该品系对条中33号的抗性基因是由1对显性基因控制。这为利用体细胞无性系变异进行小麦抗锈新种质的创制和新品种选育提供了依据。     

金针菇种质资源5个农艺性状与SSR标记的关联分析

金针菇(Flammulina velutipes)是一种重要的商业化栽培食用菌,为挖掘控制金针菇重要农艺性状的基因组区段,本研究以90份金针菇种质资源为实验材料,测定其原基期、菌柄直径、菌柄长度、菌盖直径和单瓶产量5个农艺性状,利用全基因组序列开发的95份多态简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记对供试材料进行基因组扫描,在分析实验材料的群体结构和连锁不平衡基础上,采用一般线性模型方法对5个农艺性状进行关联分析。结果表明,各供试材料的5个农艺性状均有极显著差异。95份多态SSR标记共检测到582个等位变异,平均每个位点的等位变异数为6.13个。标记多态信息含量(polymorphism information content,PIC)变化范围为0.204~0.818,平均为0.542。群体遗传结构分析将供试材料分为8个亚群体,群体内SSR位点间存在较高的连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD),不平衡程度D’值大于0.5的组合数占总组合数的33.01%。关联分析检测出28个标记与5个性状显著相关,其中原基期的关联标记有2个,菌柄直径的关联标记有12个,菌柄长度的关联标记有3个,菌盖直径的关联标记有9个,单瓶产量的关联标记有5个。关联SSR标记对表型变异解释率的变幅为5.11%~23.55%。研究表明,所选金针菇种质资源群体的遗传多样性以及连锁不平衡程度较高,适用于关联分析研究。本研究结果对金针菇核心种质资源库构建以及分子标记辅助育种具有参考价值。     

33份黄瓜核心种质对枯萎病的抗性评价及遗传特性研究

以33份黄瓜核心种质为试材,通过苗期接种和成株期自然发病,调查黄瓜种质的生态类型、性型、瓜皮色、瓜形、瓜刺色、瓜瘤大小、瓜刺瘤稀密及枯萎病病情指数,分析了不同黄瓜种质对枯萎病的抗性及抗性分布频率。结果表明,在供试的33份黄瓜种质中,高抗种质3份,占9.09%;抗病种质占33.33%,中抗种质占21.21%;感病种质占30.30%,高感种质占6.06%。具有欧洲温室型亲缘关系的种质较华南型种质抗枯萎病,强雌黄瓜较雌雄黄瓜抗枯萎病,皮色较绿的黄瓜对枯萎病抗性较强,无瘤黄瓜较中瘤和大瘤黄瓜抗枯萎病,瓜刺瘤密种质较刺瘤稀的抗枯萎病。利用其中6份黄瓜自交系配制6份杂交1代,通过苗期和成株期抗性鉴定,表明黄瓜枯萎病抗性为数量性状遗传,抗性为显性基因控制,抗病与感病亲本的杂交1代抗病性介于双亲抗性均值与强抗病亲本之间,抗病性表现出中亲优势,没有发现超亲优势。     

油用紫苏种质主要农艺性状及品质特征鉴定与评价

为筛选优异紫苏种质资源及优良育种亲本,提高紫苏育种效率,本研究以159份油用紫苏种质资源为试验材料,对不同紫苏种质11个主要农艺性状及5个关键品质特性进行了鉴定、变异分析、主成分及系统聚类分析等多元统计分析与评价。结果表明,供试紫苏种质主要农艺性状及品质特征的变异系数介于2.60%~35.42%之间,各种质间主要农艺性状及品质特性遗传变异丰富,类型广泛,选择利用的前景较好;主成分分析将主要农艺性状及品质特征聚为6个主成分,即分枝数因子、α-亚麻酸因子、油酸因子、生育期因子、千粒重因子和产量因子,总变异贡献率分别为40.943%、21.549%、12.332%、5.810%、4.486%和4.243%,累计贡献率为89.36%,可代表所考察性状的大部分信息;系统聚类将供试材料聚为五大类群,表明不同类群材料间各农艺性状及品质特征存在较明显的特异性;此外,本试验确定了主要农艺性状及品质特征划分标准,揭示了叶色、粒色等不同类型紫苏种质在产量、α-亚麻酸含量等关键指标上的差异性规律,评价筛选的高产及特异性明显的优异种质。本研究结果为生产中应用优异基因资源及改良育种亲本提供了一定的理论依据。     

番茄自交系农艺性状的表型分析

为探究番茄自交系种质资源的遗传多样性和亲缘关系,以46份普通番茄自交系为试验材料,利用遗传变异度分析、遗传相关性分析、主成分分析和聚类分析等技术对其9个农艺性状进行了综合统计分析。结果显示:在9个农艺性状中,单果重的变异系数最大,达36.8%,而果实硬度的变异系数最小,为12.6%。遗传相关分析结果表明,各性状间存在着复杂的相互关系;综合相关性和通径分析结果,单株总产量与心室数、果实横径、果实纵径、单果重和坐果率5个性状关系最为紧密。主成分分析结果显示株高、坐果率、单株产量和单果重的累计贡献率是84.4%,可以涵盖所有研究性状的主要信息。基于表型数据,在欧氏距离为0.16处将供试材料分为3个类群,国外品种主要集中于第一类群第1、2亚类和第三类群第2亚类,且分布较为紧凑;来自中国的1份野生番茄单独成为第二类群。研究结果明确了不同自交系材料间的表型特异性,为利用番茄自交系杂交育种工作理清了思路,并为加快新品种的选育奠定了基础。     

RAPD和ISSR标记对甜瓜种质遗传多样性的研究

利用RAPD和ISSR两种分子标记技术对37份甜瓜(CucumismeloL.)种质进行了遗传多样性研究.在供试材料中筛选到具有多态性的RAPD引物21个,ISSR引物10个(其中ISSR-2与ISSR-4等量混合组成ISSR-10引物对).RAPD引物共扩增出多态性带106条,多态性条带比率(PPB)为58.62%,平均多态信息量(PIC)为0.47;ISSR引物共扩增出多态性带73条,PPB值为65.51%,平均PIC值为0.53.根据两种标记的结果,采用UPGMA聚类分析,将供试材料分为两大类群野生甜瓜和栽培甜瓜;栽培甜瓜又分为厚皮甜瓜和薄皮甜瓜两大亚群,各野生甜瓜种质之间的遗传距离较大,这与其分类地位基本一致.两种分子标记的分析结果呈极显著正相关(r=0.62>r=0.01).研究表明,RAPD和ISSR标记可用于甜瓜种质遗传多样性的研究.     

Phenotypic diversity and delimitation between wild and cultivated forms of the genus <Emphasis Type="Italic">Pyrus</Emphasis> in North-eastern Spain based on morphometric analyses

We investigated morphological evidence that might allow wild Pyrus spp. to be distinguished from cultivated material (Pyrus communis L.) in the North-eastern Iberian Peninsula. 134 pear trees were identified in the wild and characterized by 13 quantitative and 13 qualitative leaf–shoot and fruit traits. The trees were visually classified into two preliminary groups of wild and cultivated material and discriminant functions, based on a reference collection for allocating individuals to one of the groups, were constructed. Both classifications were compared with a near-optimal numerical classification (the two-stage Ward-MLM strategy) using two criteria. The visual assignment of trees allocated 60% of trees to the wild group and 40% to the cultivated group. The overall discrepancy rate between the field classification and the discriminant analysis was low (17.4%). In general, wild individuals had smaller leaves, shorter petioles and more rounded and smaller fruits than their cultivated counterparts. They also had small-to-intermediate petiole widths, thorns on their shoots and straight or convex fruit profiles. However, the Ward-MLM strategy always formed better groups, in terms of the two criteria used, in all the continuous and categorical variables, for both leaf–shoot and fruit traits. Likewise, the agreement between classifications (discriminant analysis and Ward-MLM strategy) was only partial, with some Ward-MLM groups composed of both wild and cultivated material in similar proportions. This result suggests a limited success in identifying genuine wild individuals based on morphometric data, which can be ascribed either to poor phenotypic diversity and lack of distinguishing traits among species or to widespread crossability and subsequent development of hybrid/introgressant populations between wild and cultivated specimens.     

福建漳浦野生稻稻瘟病抗性鉴定评价和抗性基因检测

为挖掘和利用福建漳浦普通野生稻稻瘟病抗性资源,采用自然诱发对福建漳浦普通野生稻2个居群(石湖潭和古糖)67份材料的苗瘟、叶瘟和穗瘟进行抗性鉴定评价,并用Pi9、Pid2、Pi5、Pi2、Pi54和Pikm共6个抗性基因的功能标记分析基因型。结果表明,不同时期病级差异明显,变异系数在31.65%~43.46%之间,苗期平均病级为7.51,分糵期和成熟期平均病级分别为5.15和5.84,2个自然居群3个时期的稻瘟病抗性差异不显著,筛选出M1044、M2010和M2016共3份表现中抗(3级)的材料。漳浦野生稻稻瘟病总体抗性差,易感稻瘟病。苗瘟与叶瘟呈极显著正相关,相关系数为0.82;穗颈瘟与苗瘟和叶瘟呈极显著正相关,相关系数分别为0.33和0.41。67份材料中,4份含有稻瘟病Pi9抗性基因、17份含有Pi5抗性基因、23份含有Pi54抗性基因、2份含有Pikm抗性基因,均不含Pi2、Pid2这2个抗性基因;材料含有的抗性基因数量在0~3个之间,其中有30份材料不含所检测的抗性基因,29份材料含1个抗性基因,7份材料含2个抗性基因,1份材料含3个抗性基因。本研究结果为漳浦野生稻资源的深入挖掘和利用提供了一定的理论参考。     

小麦远缘杂交种质资源创新

小麦近缘种是改良小麦的一个重要基因库, 具有许多栽培小麦所不具备的优良特性。我们通过远缘杂交、染色体工程的方法创制了一大批不同类型的材料, 经基因组原位杂交GISH、多色FISH 和特异分子标记鉴定, 抗条锈病、白粉病、叶锈病鉴定, 品质、营养性状以及产量性状鉴定, 共选育出10 类可为育种家利用的抗病、优质、富含微量营养元素、氮高效、丰产性状优良的远缘杂交新种质和新不育系种质; 开发了414对黑麦基因组专化的EST 引物, 31 个黑麦染色体(臂)专化的EST 分子标记, 可应用于分子标记辅助育种, 或追踪检测小麦背景中的黑麦染色体或染色体片段; 进行了抗病新基因的遗传分析和分子标记定位工作。利用新种质, 选育出了一批表现突出的抗病、营养高效的小麦-黑麦、小麦-冰草远缘杂交新品系     

Isolation and characterization of endophytic bacteria from wild and cultivated soybean varieties

Endophytic bacteria were isolated from surface sterilized stems, root, and nodules of wild and cultivated soybean varieties. Various phenotypic traits that are expected to be involved in the persistence and functions of the bacteria were analyzed. Most of the isolates from soybean were motile and indoleacetic acid producers, and 70 and 33% of isolates excreted cellulase and pectinase, respectively. These traits may be involved in endophytic characteristics in soybean. Some isolates were resistant to Str₁₀₀, formed capsules, and produced fluorescent pigments. Molecular characterization of selected 35 endophytic bacteria by 16S rDNA–polymerase chain reaction–restriction fragment length polymorphism showed two main clusters at 48 and 43% similarity coefficients in which most of the endophytes belonged. The genetic variation was more among endophytes isolated from Glycine max tissues than from G. soja.     

基于表型性状的观赏向日葵种质资源遗传多样性分析

为研究观赏向日葵品种资源表型性状多样性,改良现有观赏品种,筛选出有市场前景的观赏向日葵新品种,对30份观赏向日葵种质资源的11个质量性状和7个数量性状进行变异系数、相关性分析,采用系统聚类组间聚合的方法根据欧式距离进行聚类分析。结果表明,观赏向日葵种质的表型性状具有丰富的遗传多样性。在质量性状中, Shannon-Wiener 多样性指数最高的是舌状花颜色(1.408 7),舌状花杂色的分布频率为40.00%。数量性状中,变异系数从大至小依次为舌状花宽、舌状花瓣数、舌状花长、株高、花朵数、SPAD值、分枝长。基于表型性状,在遗传距离为10处将供试的30份种质划分为3个群组,第I群组共包含有12个种质,第II群组共包含14个种质,第III群组有4个种质。     

Genetic characterization of the orphan crop tef [Eragrostis tef (Zucc.) Trotter] accessions using simple sequence repeat markers

Tef is the most important and well adapted cereal crop in Ethiopia and grows better than other cereals both in biotic and abiotic stress conditions. In this study 93 tef accessions representative of various agro-ecologies of Ethiopia along with four improved varieties, one local check and six wild relatives were studied. The materials were genotyped with 12 simple sequence repeat markers (SSRs) to investigate the extent and structure of the genetic diversity of tef. A total of 152 alleles were detected indicating high polymorphism in the studied accessions. The number of alleles per polymorphic loci ranged from seven for CNLT 538 to 29 for CNLT150 with an average of 12.67. High average polymorphic information content (0.82) and average expected heterozygosity (0.86) also signifies the suitability and efficiency of SSR markers to discriminate among tef genotypes. Cluster, principal coordinate and structure analyses grouped the 98 tef genotypes and six wild relatives into four distinct classes. The groupings showed no special pattern despite the different regions of origins for the accessions; however, the five wild relatives were grouped together. The analysis of molecular variance and fixation index showed low genetic differentiation and high gene flow between regions revealing that much of the variability was attributed to within populations variation. Generally, the present study showed that there is high genetic variability with unstructured genetic pattern among the studied tef genotypes which implies the vitality of conserved tef germplasms at Ethiopian Biodiversity Institute and the impact of the seed exchange system on tef breeding activities in Ethiopia.

     

土传棉花黄萎病拮抗菌的筛选及其生物效应

实验采用平板对峙法,从黄萎病发生严重的棉田中的健康植株根际土壤中分离筛选到11株对棉花黄萎病致病菌Verticillium dahliaeKleb(Vd)具有拮抗效果的菌株,抑菌率在51.8%和87.4%之间,经培养滤液抑菌率试验复筛,选择抑菌效果较好的3株菌株进行盆栽试验。结果表明:在施用拮抗菌摇床培养液(VS)、有机肥(VF)和两者结合(VFS)的3个处理中,VFS效果最显著,防病率达57%,植株生理性状显著改善,根际可培养微生物数量发生显著变化,细菌数量增加7.3~13.4倍、放线菌数量增加3.2~5.9倍,病原菌微菌核数量下降34%。结合生理生化和16S rDNA技术鉴定,初步确定供试的2株菌为死谷芽孢杆菌(Ba-cillus vallismortis),1株菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。研究表明拮抗菌与有机肥共同施用不仅可以起到防病的作用,而且可以使棉花连作土壤微生物区系向健康、合理的方向发展。本文首次报道了死谷芽孢杆菌对棉花黄萎病有抑制作用。     

西藏芥菜型油菜性状演化与分支分类研究

为明确西藏芥菜型油菜的性状演化与分支分类问题, 本文以67 份西藏芥菜型油菜为试验对象, 52 个形态学性状为依据, 白花菜科植物醉蝶花为外类群, 应用最大同步法, 对其进行了研究。结果表明: 芥菜型油菜的基生叶、伸长茎叶、薹茎叶和花器的性状, 均既有同期演化的, 也有非同期演化的, 有各自独特的演化规则; 西藏芥菜型油菜明显分为野生种和栽培种2 大类群, 无论是野生类群还是栽培类群中, 往往是来自于同一地区或气候相似区的材料聚在一起。表明西藏芥菜型油菜种质资源在形态演化上的相似性与其原产地的地理、气候背景密切相关。