全国芝麻区试(江淮片)品种主要农艺性状和品质特性的比较

为比较全国芝麻区试(江淮片)品种主要农艺性状和品质特性,本研究以1990~2015年全国芝麻区域试验(江淮片)的历年汇总数据为资料,系统分析了中国江淮芝麻产区近30年来育成品种的农艺性状和品质特性的变化规律。结果表明,该芝麻产区的高产育种取得了较大进展,品种平均单产由1990-1999年的941.25 kg/hm^2持续增长到2011-2015年的1 235.25 kg/hm^2,增幅达31.24%;平均含油量从1990-1999年的54.58%提高到2011-2015年的55.47%,蛋白质含量从1990-1999年的20.98%提高到2011-2015的21.14%,品质有一定的提高(中间略有回落);茎点枯病病指由1990-1999年的8.82持续降低到2011-2015年的6.31,抗性提高了39.78%,枯萎病病指由1990-1999年的1.31降低到2011-2015的1.13,抗性提高了15.93%,抗病性有较大幅度提高;育成了一批高产、优质、综合性状较好的芝麻品种,如‘中芝12’、‘中芝13’、‘郑芝98N09’、‘驻芝15号’、‘鄂芝6号’等,在江淮芝麻产区发挥着重要的作用。今后需加强新品种选育力度,在充分利用现有资源的基础上,改进选择技术,进一步提高产量、品质与抗性。     

基于SNP和SSR标记的小麦品质性状的QTL定位

为给小麦品质性状的标记辅助选择提供备选分子标记,并进一步定位和克隆小麦部分品质相关性状的QTL,本研究利用普通小麦Heyne×Lakin杂交F2代单粒传获得的145个F8代重组自交系(Recombinantinbred line, RIL)群体,构建了含有2 082对标记(1 980对SNP标记和102对SSR标记)、总长度为2 120.13 cM的遗传连锁图谱,并利用该图谱对小麦连续两年的品质性状(蛋白质含量,湿面筋含量,淀粉含量和Zeleny沉降值)进行了 QTL分析。结果表明,共检测出11个QTL,其中,蛋白质含量有2个QTL,位于2A和5A染色体上,可解释的表型变异率6.94% 12.55%;湿面筋含量QTL有1个,位于5A染色体上,可解释的表型变异率8.40%~ 12.96%;淀粉含量QTL有3个,位于2A和5A染色体上,可解释的表型变异率9.78%~11.23%;Zeleny沉降值QTL有5个,位于2A、5A和7D染色体上,可解释的表型变异率4.75% 20.15%。其中5A染色体上存在这些品质性状QTL富集区,同时具有“一因多效”QTL位点。这个区段的发现,为小麦品质育种提供了参考依据。     

Development and validation of a quantitative PCR assay method of assessing relative resistance of oat (Avena sativa) to crown rust (Puccinia coronata f. sp. avenae)

Evaluation of oat crown rust resistance is usually based on visual assessment of disease severity or infection types. Visual assessment is subjective, prone to rater bias and requires expert knowledge. PCR-based quantitative assays can overcome challenges associated with visual assessment. New TaqMan primers and probes were designed from Puccinia coronata f. sp. avenae (Pca) sequences. The primer–probe sets were specific to Pca, amplified using as little as 0.5 pg fungal DNA (fDNA) and allowed for scaling to variation in sample total DNA quantity. The quantitative PCR (qPCR) assay was validated using oat recombinant inbred lines (RILs) from the Provena × 94197A1-9-2-2-2-5 cross evaluated under a controlled environment. For comparison with fDNA load, inoculation with the Pca race LCBB provided segregation data on the hypersensitive response, while Pca race LSLG provided data on segregation for reduced pustule number. fDNA content was positively correlated with both pustule number and infection type (IT). Composite interval mapping identified two quantitative trait loci (QTLs) on oat linkage groups Mrg12 and Mrg20 using visual and qPCR assessments (pustule number, IT and fDNA). In this study a qPCR assay method that can be used to assess the relative resistance of oat to crown rust was refined and validated, and single nucleotide polymorphisms (SNPs) closely linked with two QTLs derived from the crown rust resistant line 94197A1-9-2-2-2-5 were identified.     

基因组选择及其在羊育种中的应用研究进展

数量性状是羊育种中的重要性状,受微效多基因控制、遗传力低,而传统育种方法难以提高羊的育种效率。提高动物育种效率对于选种选配工作和经济生产效益至关重要。随着育种新技术的不断革新与发展,基因组选择(genomic selection, GS)方法已成为育种技术中强大的工具,且已成功运用于个体经济价值较大的物种中,其具有缩短世代间隔、提高育种准确性、减少生产成本、提高畜禽经济效益等优势。近年来,由于基因组技术的不断成熟和各个统计模型的升级优化,以及高密度SNP芯片价格的下调,报告有关于基因组选择育种的实证和模拟研究层出不穷,且基因组选择技术已在羊育种中逐步开展,特别是在羊的重要性状中已有不少报道。由于羊的品种较多,地方性状差异化较大,个体经济价值略低,尽管基因组育种的新技术已经非常成熟,但目前仍没有在羊育种中大范围普及。为了更全面地了解该技术在羊育种中的研究现状,且基于选种选配的重要地位,作者就基因组选择在羊育种中的研究进展展开综述,主要从表型测定、基因分型、不同模型方面介绍了基因组选择在羊的重要性状中的应用和现状,讨论了其优势与挑战,并展望了基因组选择的未来发展方向。     

茄子果实性状相关基因的QTL定位

以果实性状差异显著的茄子(Solanum melongena L.)种质材料绿茄‘131'和上海本地长茄‘141'为作图亲本,构建了237个株系的F_2群体,采用450对SSR标记构建遗传图谱,定位茄子果实单果质量、果长、果径、果形指数和果实花萼大小的QTL。研究结果表明:在亲本间表现多态性的SSR标记为63对,平均多态性比例为14%;共有53个标记被分配到13个连锁群上(12条染色体),13个连锁群覆盖总长度为532.2cM,标记间距范围为0.2~45.9 cM,平均距离为10.04 cM;共定位了9个与果实性状相关的QTL位点(单果质量1个,果长1个,果径2个,果形指数3个,果实花萼大小2个)。     

RTM-GWAS方法应用于大豆RIL群体百粒重QTL检测的功效

【目的】为全面解析大豆重组自交系群体中调控百粒重性状的QTL体系,将限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法（RTM-GWAS）和不同定位方法进行比较、优选,为后续候选基因体系探索及分子标记辅助育种设计提供依据。【方法】利用以科丰1号和南农1138-2为亲本衍生的重组自交系群体NJRIKY的427个家系,通过由全基因组39 353个SNP构建的3 683个SNPLDB标记及3个环境下的百粒重表型数据,选用复合区间作图法（CIM）、基于混合线性模型的全基因组关联分析方法（MLM-GWAS）和RTM-GWAS3种方法检测百粒重QTL,通过QTL数目和总的表型变异解释率比较检测功效,挑选最佳定位结果进行NJRIKY群体中的百粒重遗传体系解析。通过候选基因体系的功能注释,挖掘调控大豆百粒重的生物学途径。【结果】科丰1号与南农1138-2的百粒重差异较大,多环境平均数分别为9.0和17.9 g,遗传变异系数为12.4%,遗传率为85.4%,适用于百粒重性状的遗传解析。比较3种方法定位结果表明RTM-GWAS方法表现最佳,检测QTL数目最多（57个）,解释表型变异最多（70.78%）。而CIM仅检测到14个QTL,解释了56.47%的表型变异,MLM-GWAS仅定位到6个QTL,解释了18.47%的表型变异。RTM-GWAS共检测到57个QTL,分布在19条染色体上,表型变异解释率为0.03%—7.57%,其中41个QTL覆盖了已报道的来自30个双亲群体的81个百粒重QTL,16个QTL为新发现位点,包含一个表型变异解释率大于3%的大效应位点Sw-09-2。此外,检测的57个QTL中有20个位点与环境存在互作效应。这57个QTL构成了影响NJRIKY群体百粒重性状的遗传体系。通过SNPLDB标记与预测基因内的SNP进行χ²检验,共筛选到36个候选基因,其中4个候选基因来自大效应QTL,剩余32个候选基因来自小效应QTL。通过GO注释发现这些候选基因功能注释丰富,其中13个候选基因与籽粒发育直接相关,剩余的候选基因功能丰富,包含转运、转录调节因子等,表明不同生物学途径的基因共同调控NJRIKY群体中百粒重性状的表达。【结论】3种定位方法中,高效的RTM-GWAS方法检测到较为全面的NJRIKY群体的百粒重QTL,更适用于双亲RIL群体的QTL定位。不同功能的候选基因共同调控了复杂的百粒重性状的表达。     

山西谷子地方品种农艺性状和品质性状的综合评价

【目的】通过对山西谷子地方品种种质资源农艺性状和品质性状进行综合评价,分析山西谷子种质资源的多样性特点和分布规律,为种质资源的评价和新品种选育提供参考。【方法】利用变异系数、Shannon-Weaver多样性指数对212份山西谷子种质资源的15个性状进行多样性分析和性状差异分析,采用聚类分析、主成分分析、相关性分析以及逐步回归分析对山西谷子种质资源进行综合评价和鉴定指标筛选。【结果】212份山西谷子种质资源多样性指数范围为0.92—2.15,除粒色外,均大于1.00;变异系数范围为3.35%—38.66%,株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重、穗粒重、千粒重、直/支比和粒色变异比较丰富,淀粉和蛋白质变化较小。聚类分析把山西谷子种质资源分为3个类群：第一类群北部品种,来源地包括大同和朔州;第二类群中部品种,来源地包括阳泉、太原、晋中和榆次;第三类群南部品种,来源地包括临汾和运城,与山西地理分布吻合;北部品种中单穗重、穗粒重和千粒重等性状的平均值更高,南部品种中码粒数、单穗重、千粒重、蛋白质、淀粉和直/支比表现出更高的变异性。主成分分析把15个性状归为9个主成分,累计贡献率为89.26%,表明9个主成分包含了谷子表型性状的大部分信息。山西谷子种质资源表型性状的综合得分F值均值为0.521,临汾的黄疙瘩最高（0.709）,大同的牛毛黄最低（0.315）。15个性状和综合得分F值的相关性分析表明,10个农艺性状（株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重和穗粒重）与F值呈极显著正相关,直/支比与F值也呈极显著正相关。采用逐步回归分析法筛选出9个性状,分别为株高、穗长、茎长、码数、码粒数、单穗重、蛋白质、直/支比和粒色。【结论】山西谷子地方品种表型多样性丰富,山西谷子资源划分为南部品种、中部品种和北部品种,划分结果与地理来源吻合。直/支比可作为评价指标引入到谷子种质资源的综合评价中。筛选出9个性状可以作为谷子种质资源性状评价指标。山西谷子南部资源多样性更丰富,可作为谷子品质和特色育种的资源库。     

紧跟世界科技发展前沿，水稻分子育种初见成效——广东省农业科学院水稻分子育种进展

水稻是我国超过60%人口的主粮,对我国粮食安全具有举足轻重的作用。随着人口的不断增加,可耕地面积的逐渐减少,加上全球气候变化的影响,以表型鉴定和选择为基础的水稻常规育种已无法满足人们对水稻日益增长的需求。在广泛的稻种资源中挖掘特异优良基因,开展高效准确的分子育种被认为是实现水稻育种第三次突破和确保我国粮食安全的根本途径。为了进一步提升广东省水稻育种的能力和技术水平,在各级政府的大力支持下,广东省农业科学院水稻研究所建立了“广东水稻育种新技术重点实验室”和“国家水稻改良中心广州分中心”,以此为依托平台,充分利用水稻所丰富的水稻种质资源和水稻常规育种的优势,开展了大规模的水稻重要性状基因的鉴定和分子育种,已取得显著成绩。对1992年以来水稻研究所水稻分子育种技术平台的构建、水稻重要性状基因鉴定,特别是对水稻稻瘟病抗性、耐冷性和收获指数的分子遗传研究、以及以分子标记辅助选择为基础的水稻分子育种的主要进展进行综述,并对下一步水稻分子育种工作进行展望。     

东北寒地96份李种质资源表型性状遗传多样性分析

为了深入了解李（Prunus L.）种质资源表型性状的变异特点和多样性,按照《李种质资源描述规范和数据标准》,对黑龙江省农业科学院牡丹江分院李资源圃内保存的96份寒地李种质资源20个描述型表型性状进行观测和描述,对16个数量型表型性状进行相关性、聚类、主成分等分析。结果表明,20个描述型性状,共观测到66个变异类型,其中叶片形状、果皮颜色、果核形状等变异范围较大。Shannon-Wiener信息指数（H）和Simpson遗传多样性指数（D）变化范围分别为0.3768 ~ 1.3993和0.2188 ~ 0.7196,其中果皮颜色（H：1.2093,D：0.6814）、叶片形状（H：1.1227,D：0.5484）等性状多样性指数较高。16个数量型性状中,单果质量变异系数最大,为61.32%;果形指数变异系数最小,为8.72%。聚类分析将96份寒地李种质资源在欧式距离22处将各种质资源分为3大类群,其中第Ⅰ类可用于选育离核、抗性强的品种;第Ⅱ类可用于选育抗性强、丰产品种;第Ⅲ类可用于选育果大、可食率高、离核品种。主成分分析结果表明,前5个主成分累计贡献率达到78.191%,主要有果实纵径、果实横径、1年生枝粗等性状,主要反映了果实大小和枝条性状因子,果实性状对于东北寒地李种质资源表型性状变异的贡献率最大,一年生枝条次之。结合相关性分析结果,16个数量型性状可简化为果实纵径、果实横径、叶片宽、果核横径、果形指数、叶片长、1年生枝粗7个主要指标,提高了寒地李种质资源评价和选育鉴定工作的效率。性     

OsNramp5基因变异影响水稻重要农艺性状的研究进展

筛选和培育镉(Cd)低积累水稻品种是解决稻米镉污染问题最经济、有效的办法。现有研究表明Os Nramp5是介导水稻Cd吸收最重要的基因,其功能缺失后,水稻籽粒Cd含量极显著下降,但同时会影响水稻必需元素锰(Mn)的吸收,而在前人关于Os Nramp5变异影响水稻生长发育的研究中,结论并不一致。系统了解Os Nramp5基因变异对水稻重要农艺性状的影响有助于推动低Cd优质水稻新品种的培育。本文重点对Os Nramp5基因变异对水稻中金属离子的含量,水稻的生长发育、产量性状及米质的影响进行了综述,以期为利用Os Nramp5基因突变选育低Cd积累水稻品种提供参考。