花生荚果大小和重量相关性状的QTL定位分析

荚果相关性状是花生产量构成的重要成分。为解析花生产量及产量相关性状的遗传基础，挖掘稳定存在的QTL，以荚果大小和重量存在显著差异的中花5号和ICGV 86699为亲本衍生的包含166个重组自交系群体为材料，对3个荚果相关性状中荚果长、荚果宽在5个环境，百果重在6个环境下进行性状考察，并结合群体的基因分型数据进行QTL定位分析。共检测到9个荚果长QTL、10个荚果宽QTL和12个百果重QTL。有10个QTL在多个环境被重复检测到，其中6个QTL在不同地点重复检测到，为稳定表达QTL，且稳定表达的QTL中5个（qPLB06.2、 qPLB06.3、qPWB06.2、qHPWB04.3、qHPWB06.3）在至少1个环境中贡献率超过10%。共发现5个QTL簇，其中位于 B06上的QTL簇Ⅳ和Ⅴ，均在多个环境下检测到稳定调控荚果长、荚果宽和百果重的QTL共定位，表明这些荚果相关性状具有明显的遗传相关性。      

花生种子大小相关性状QTL定位研究进展

花生是我国重要的油料作物和经济作物,目前国内花生的产量远远不能满足消费者的所需,进一步提高花生单产是解决花生生产供不应求的重要途径。花生种子大小相关性状是花生的重要农艺性状,对提高花生单产至关重要。本文综述了植物种子大小的调控途径以及近年来花生分子标记、遗传图谱构建、种子大小相关性状QTL定位研究中取得的进展,探讨了目前花生种子大小相关性状研究中面临的挑战和机遇,对花生产量遗传改良进行了展望。     

栽培种花生荚果大小相关性状QTL定位

以远杂9102为母本,徐州68-4为父本杂交衍生的F5和F6共188个家系,构建了一张包含365个标记,总长度713.07 c M,标记间平均距离1.96 c M的栽培种花生遗传图谱。图谱包含22个连锁群,各连锁群平均长度12.37~81.39 c M,连锁群上标记数量3~46个。结合2013和2014年采集的荚果表型数据,采用Win QTLcart 2.5软件的复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)进行QTL定位和效应估计。2个环境下共检测到41个QTL,其中与荚果长、宽、厚和百果重相关的QTL分别为13、7、13和8个,表型变异解释率为3.14%~18.27%。有6个QTL在2种环境下被重复检测到,其中百果重相关的2个(q HPWLG13.1、q HPWLG14.1),分布在LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为6.95%~14.60%;与荚果长相关的3个(q LPLG2.2、q LPLG13.1、q LPLG14.1),分布在LG2、LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为3.14%~18.27%;与荚果厚相关的1个(q TPLG3.4),分布在LG3连锁群,遗传贡献率为8.24%~9.24%。本研究涉及性状存在9个QTL热点区,每个热点区涉及2~3个性状,表型贡献率为3.57%~18.27%。     

便携式高油酸花生鉴定仪的研制

高油酸花生以其营养价值高、储藏期长等优点深受消费者和加工企业的喜爱。但是,高油酸花生和普通油酸花生并不能直观区分,必须借助仪器检测油酸含量。其中,气相色谱仪和近红外光谱仪是目前最常用的两类仪器,但是体积大、质量重、造价高,而且需要专业实验室和专业人员操作,限制了其在中小型花生生产和加工企业中的应用。本研究基于花生油折光指数与温度（R²=0.999）和油酸含量（R²=0.802）显著负相关的原理,建立了利用折光指数鉴定高油酸花生的数学模型,并研发了一款便携式高油酸花生鉴定仪。利用该仪器检验了30个花生品系是否为高油酸花生,鉴定结果均与其油酸含量化学值相一致,准确率为100%。该仪器的研制填补了快速、低价、便携式高油酸花生检测仪的空白,为促进高油酸花生产业发展提供了一种简便易行的检测设备。     

花生出仁率QTL分析及其与荚果大小的相关性

花生是重要的油料作物,成熟花生的出仁率不仅与花生的产油量相关,还与果壳厚度及脱壳难易程度相关,是花生遗传改良的重要性状。本研究以远杂9102×徐州68-4杂交后代衍生的重组自交系(RIL)的188个家系为材料,2013—2014年连续2年考察出仁率和荚果表型,发现有29份材料的出仁率稳定高于高值亲本远杂9102。出仁率与荚果长、荚果宽、荚果厚和百果重之间呈显著或极显著负相关。利用已构建的包含365个标记22个连锁群的遗传连锁图,采用Win QTLcart 2.5软件的复合区间作图法对出仁率进行QTL定位和效应估计,2年共检测到22个出仁率QTL,表型贡献率为2.75%~13.49%,其中2年重复检测到的区间有5个(AHGS0344–AGGS2438、AGGS0957–AHGA7048、AGGS0058–AHGA72558、AHTE0446–AHGA363492和AGGS0311–AGGS2287),分布在连锁群LG02、LG03和LG10上,表型贡献率为3.61%~13.49%。结合前期对该群体荚果大小QTL定位分析结果,有4个与出仁率相关的区间同时存在荚果大小QTL,其遗传效应均相反。在2年能检测到的出仁率QTL中,LG02上的区间AHGS0344–AGGS2438有与荚果长相关的QTL。在1年能检测到的出仁率QTL中,LG13上的区间AHTE0470–AGGS1233有与荚果长、百果重相关的QTL,LG06上的区间AGGS1363–AHGA24894有与荚果长相关的QTL,LG18上的区间AHTE0381–AGGS0100有与荚果宽、荚果厚相关的QTL。     

源于栽培种花生的EST-SSR引物对野生花生扩增的多态性

以花生属86份野生近缘种和3份栽培种为材料,利用从栽培种花生中开发设计的EST-SSR引物,分析其对野生花生扩增的有效性,探讨EST-SSR引物用于花生资源遗传多样性研究的适用性。随机选取235对EST-SSR引物进行筛选,223对EST-SSR引物均扩增出条带,有效性为94.89%,其中能检测到多态性的53对引物在89份资源中共扩增出238条带,包括206条多态性带。每对引物能扩增出1~12多态性带,平均3.89条,多态性指数为0.044~4.040,平均1.173。统计分析结果表明,89份花生种质材料间的平均相似系数为0.685,变异范围为0.442~0.976,在遗传距离为0.408处,分成2大组(A组和B组) 9小组,栽培种花生被聚在花生区组中,相同区组的材料基本被聚在一起,A. duranensis与栽培种花生(A. hypogaea L.)的关系较近,聚类结果与花生属的植物学分类基本一致。对含油量和基因型数据相关性分析和t检验发现,POCR437-180/170等6对标记可以作为含油量相关分析标记筛选的后备标记。用这6对标记的引物序列搜索cDNA文库和BLAST库,发现引物POCR437序列对应丙二酸单酰-CoA-ACP转酰酶和酰基载体蛋白的编码基因,这两种蛋白质参与脂肪酸的合成。     

ICRISAT花生微核心种质资源SSR标记遗传多样性分析

【目的】评价ICRISAT花生微核心种质资源的遗传多样性水平,揭示ICRISAT花生微核心种质资源遗传多样性,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用ICRISAT花生微核心种质资源提供必要信息。【方法】采用27对花生SSR引物,对ICRISAT微核心花生种质168份材料(来自世界五大洲42个国家)进行遗传多样性分析;利用NTSYS-pcV2.0软件进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图。【结果】27对SSR引物共扩增出115条多态性条带,每对引物平均扩增出4.2930个等位变异,其中有效等位变异数2.7931,有效等位变异所占比重为65.49%;PM137、16C6、14H6、8D9和7G02等引物最为有效,其Shannon’s信息指数均在1.5以上,等位变异数5个以上,有效变异数3.7个以上。在多粒型群体中,来源于南美洲和印度种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在珍珠豆型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在普通型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲、美国和非洲种质资源的遗传多样性较高。来自南美洲的花生种质资源具有较高的遗传多样性,与花生起源于南美洲的结论一致。PCA分析,发现栽培种花生种质资源由4个差异明显的基因源构成,"hypogaea"包括普通型种质资源,"vulgaris"包括珍珠豆型种质资源,"fastigiata1"包括多粒型种质资源,"fastigiata2"包括多粒型种质资源。植物学分类单位间的Nei78遗传距离介于16.336—23.607cM,UPGMA聚类方法将花生属植物学分类单位聚成5个组群,"组群1"对应"hypogaea"基因源,"组群2"对应"vulgaris"基因源,"组群3"对应"fastigiata1"、"fastigiata2"基因源之和,"组群4"和"组群5"分别代表秘鲁型和赤道型基因源,聚类结果支持4个基因源的划分。【结论】ICRISAT花生微核心种质资源具有丰富的遗传多样性,不同来源的变种群间存在明显的遗传差异,并分化成4个基因源,研究结果部分支持栽培种花生传统的植物学分类体系。为拓宽花生育成品种的遗传基础,应充分发掘ICRISAT微核心种质各基因源的遗传潜力。     

花生种子白藜芦醇含量QTL定位分析

本研究利用“中花10×ICG 12625”衍生的RIL群体共140个家系及其亲本为材料，通过高效液相色谱检测各家系在2014年及2015年收获的花生种子中的白藜芦醇含量。结果表明，RIL群体白藜芦醇含量变异范围为38.27~352.08 μg/ kg。通过两年重复检测，获得稳定高白藜芦醇含量材料4份(QT0339、QT0369、QT0450和QT0454)，含量为143.90~215.60 μg/ kg，在2014年环境中，这四份材料白藜芦醇含量分别超过高值亲本32.31 %、5.80 %、86.46 %和79.52 %，在2015年环境中白藜芦醇含量分别超过高值亲本106.04 %、49.78 %、7.90%和52.87%。利用前期通过该群体构建的遗传连锁图谱，应用WinQTLCart 2.5软件定位到花生种子白藜芦醇含量相关QTL13个，贡献率在2.2 %~7.4 %之间，其中qRB8.1a以及qRB8.1b为两年环境中重复检测到的QTL。本文研究结果为培育白藜芦醇含量高的花生新品种提供理论依据。     

单粒花生蔗糖含量近红外预测模型的建立

蔗糖含量是影响花生口感和风味的重要因素,培育高蔗糖甜味品种已成为食用型花生遗传改良的重要目标。因此,建立单粒花生蔗糖含量的近红外预测模型有助于加快甜花生品种选育进程。本研究选择128份遗传多样性丰富的代表性材料,采集了近红外光谱,利用高效液相色谱-折光指数检测器(HPLC-RID)测得蔗糖含量化学值,并利用偏最小二乘法(PLS)建立了单粒花生蔗糖含量的数学预测模型,其决定系数(R2)为0.913,交叉验证根均方差(RMSECV)为0.750。另选用50粒花生种子对预测模型进行外部验证,预测值和化学值的相关系数达0.92,表明本研究建立的模型预测值准确可靠。本研究建立的单粒花生蔗糖含量预测模型可以应用于杂交早期世代育种材料蔗糖含量的选择,也可以应用于高蔗糖材料纯度的筛选和鉴定,为食用型花生品种选育和产业化应用提供技术支撑。     

白绢病菌在花生品种间致病力分化和广谱抗性品种筛选

为探讨白绢病菌菌株在花生品种间的致病力差异，本研究将强、中和弱致病力菌株田间接种不同抗病性花生品种后考察发病严重度。结果表明，白绢病菌株接种后14 d为最佳调查时间；强致病力菌株ZY2、SQ1和弱致病力菌株GP3-1在所测试的10个花生品种间病情指数差异不显著，而中等致病力菌株（HA、H1-3和BL1-1）在品种间病情指数差异显著。弱致病力菌株GP3-1对各品种的致病力较弱；强致病力菌株能导致供试品种抗性的丧失；中等致病力菌株在抗感品种间的致病力存在分化。本实验筛选出1份对中等致病力菌株存在广谱抗性的花生品种。