• 2021年第22卷第6期文章目次
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    • >综述
    • 从植物引种驯化史轨迹探讨野生果树驯化与育种

      2021, 22(6):1463-1473. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210902001

      摘要 (766) HTML (0) PDF 1.63 M (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:纵观千百年来人类驯化成功的作物,不论是驯化栽培历史较为久远的如小麦、玉米、水稻、苹果、李、葡萄等,还是驯化栽培史较近的如猕猴桃、蓝莓、草莓等,均经历了人类长期不断的选择和栽培实践。本文以史为鉴,概要梳理并分析了植物驯化改良的历程,并重点以 20 世纪百年的果树驯化案例,探讨了本世纪野生果树植物驯化的思考和路径。

    • 芸薹属种间和属间杂种和异源多倍体的偏亲表型及遗传机制

      2021, 22(6):1474-1482. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210331002

      摘要 (599) HTML (0) PDF 20.00 M (801) 评论 (0) 收藏

      摘要:种间杂种和异源多倍体有时只表现其中一个亲本的一些形态、生理与分子等层次的性状或特性,即祖先基因组在性状控制方面的不对称性(genome asymmetry)或显性(genome dominance)现象。三个芸薹属异源四倍体中除发生B>A>C的rRNA基因表达的显性及等级外,基因组不对称性在形态性状的表现上也较明显,甘蓝的表现最强、对黑芥和白菜型油菜的为显性,黑芥对白菜型油菜为显性,呈现C>B>A的显性等级关系。在芸薹属栽培种与萝卜、诸葛菜、菘蓝等的属间杂种及异源多倍体中,萝卜及诸葛菜的表型为显性,其中基部叶片的缺刻特性最易表现出来,这些显性性状主要由一条或几条染色体所决定。表型显性的发生可能与供体基因组及基因本身的性质及结构、基因组间的互作有关,调控的分子机制有待研究。

    • 新疆落叶果树种质资源评价挖掘与创新利用

      2021, 22(6):1483-1490. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210303002

      摘要 (643) HTML (0) PDF 1.30 M (884) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆是落叶果树的起源演化中心和品质育种的基因库之一。近几年来,在新疆野苹果及库尔勒香梨等新疆落叶果树种质资源评价挖掘与创新利用方面取得了诸多重要进展,主要结果如下:(1)研究明确了新疆野苹果是栽培苹果的祖先种,其评价挖掘和创新利用取得了重要成果;(2)东、西方梨杂种起源的新疆库尔勒香梨,优质、耐贮的特性遗传能力很强,已成为梨品质育种的重要亲本资源;(3)伊犁野杏遗传多样性最丰富,而南疆栽培杏是相对独立的孟德尔群体,通过优系选育与推广应用,打破了库车、喀什、和田 3 个南疆杏自然群体的封闭状态,为 20 余万 hm2 的南疆杏良种化提供了支撑;(4)新疆野樱桃李是李属的重要资源,通过迁地种植,实现了新疆野生樱桃李资源的品种化。

    • 甘蔗属野生种割手密的育种利用进展与探讨

      2021, 22(6):1491-1497. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210428002

      摘要 (579) HTML (0) PDF 1.51 M (654) 评论 (0) 收藏

      摘要:优异种质资源的开发利用是作物育种取得突破的关键。甘蔗(Saccharum spp.)是世界主要糖料作物,但长期以来遗传改良进展缓慢,制约了甘蔗品种选育取得进一步的突破。甘蔗野生种割手密(Saccharum spontaneum L.)是甘蔗属中利用最成功的野生种,如何进一步开发利用其育种潜力无疑是破解这一现状的积极选择。本文简要概述了割手密在遗传多样性及创新利用方式等方面的研究现状,重点分析了割手密创新利用中存在的不足,并探讨了进一步开发利用割手密育种潜力的新思路。

    • >论文
    • 广东甘薯种质资源系统收集与鉴定评价

      2021, 22(6):1498-1508. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210419002

      摘要 (713) HTML (0) PDF 15.09 M (844) 评论 (0) 收藏

      摘要:2016-2018年“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”广东调查队收集到广东57个县(市、区)的甘薯地方品种资源201份。调查发现,广东甘薯地方品种资源集中分布在粤北、粤东和珠三角交接片区,从揭阳揭西县、广州从化区和阳江阳西县收集最多。收集调查和表型鉴定的结果表明,收集的甘薯地方品种主要以鲜食型的品种为主。鉴定评价获得高产资源76份,高干物率资源29份。综合表型性状筛选出石牌红甘茨、一点红、鸡骨香、黄沙高山红薯和石角红薯等5份高产、优质和食味优的甘薯地方品种资源。

    • 69份穇子地方种质资源表型多样性评价

      2021, 22(6):1509-1520. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210406001

      摘要 (540) HTML (0) PDF 13.67 M (835) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国对穇子种质资源开展的系统性研究较少。为进一步挖掘穇子的利用价值,选育高品质的穇子品种,本研究对从湖南、江西、广西以及西藏40个县市收集的69份穇子种质资源进行表型多样性评价。结果表明,收集到的69份地方资源主要分布于200-600 m的中低海拔地区。19项农艺性状表型分析显示其遗传多样性丰富;主成分分析将19个农艺性状分为7个主成分,其主要与单株草重、主穗分枝数、叶色、生育期、粒色、千粒重、米粳糯相关,累计贡献率75.525%;聚类分析将69份资源分为2大类群,第Ⅰ类群包括44份种质,株型小、生物量小、产量较低;第Ⅰ类群又分为2个亚群,相比与类群Ⅰ-1,类群Ⅰ-2株型、生物量更小,产量更低。第Ⅱ类群包括25份种质,株型大、生物量大、产量较高;第Ⅱ类群又可以分为2个亚群,与类群Ⅱ-1相比类群Ⅱ-2生物量相对较小,产量较低。根据聚类分析结果及数量性状极值和质量性状变异类型提取出12份穇子特异种质,并从中筛选出4类可以代表类群特征的资源:生物量大适合作饲草的资源,长穗型优质资源,糯性优质资源,高产、高生物量的粮饲两用资源。

    • 伊犁天山160份野苹果种质资源表型性状的遗传多样性分析

      2021, 22(6):1521-1530. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210415002

      摘要 (555) HTML (0) PDF 1.70 M (634) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究对伊犁天山地区160份新疆野苹果种质资源,14个表型性状进行了评价鉴定,并筛选了特异种质。结果表明,14个表型性状的变异系数在5.75%~38.44%,平均为21.78%,果实硬度的变异系数最大,果形指数的变异系数最小;Shannon-Weiner多样性指数分布在1.95~2.06,平均为2.01,多数性状具有丰富的遗传多样性;160份野苹果种质资源的隶属函数均值分布在0.202~0.681之间,平均为0.514,其中20份资源的隶属函数值大于0.6,在单果重、果实硬度、果实纵横径等方面有明显优势;相关性分析表明,单果重与果实纵径、横径、果梗粗、果实硬度呈显著正相关,与可溶性固形物含量和果梗长呈显著负相关;主成分分析结果表明,5个主成分因子的累计贡献率达79.258%,其中第1主成分与果实性状有关,第2主成分与叶片性状有关,第3主成分与枝条性状有关,第4主成分与果实性状和枝条性状有关,第5主成分与果梗性状有关;依据14个表型性状可将160份种质资源分为个6类群,其中第Ⅱ类群的单果重最大,第Ⅲ类群的果实硬度最大,第Ⅴ类群的可溶性固形物含量最大。本研究结果可为新疆野苹果种质资源的保护和利用提供重要参考。

    • 华北落叶松全分布区天然群体的球果变异分析研究

      2021, 22(6):1531-1541. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210325002

      摘要 (436) HTML (0) PDF 6.52 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:华北落叶松是华北地区重要的生态和造林树种,对其球果表型的研究,对指导良种生产和生态适应性研究具有重要意义。本研究对采自华北落叶松全分布区13个天然群体的7800个球果的12个表型数据进行分析。结果表明,华北落叶松球果表型存在广泛的遗传变异,群体内(45.3%)变异大于群体间(12.38%)的变异。球果重量的变异系数最大,在整个群体中变异幅度高,可育种鳞率的变异系数最小。球果的重量与经度表现出极显著的负相关性,球果高度、总种鳞数和高径比与经度呈现显著负相关,重量与纬度也有显著的负相关。主成分分析表明,前4个主成分对总变量累计贡献率为84.7%。通过欧氏距离聚类分析,可将 13个群体划分为 3个类群。相关性分析表明,基于表型的欧式距离和地理距不存在显著的相关性,r值较小。本文对华北落叶松优良遗传资源收集和利用具有一定的指导意义,为今后的良种生产实践提供了理论支持。

    • 基于联合分析方法的二倍体马铃薯群体抗旱性评价

      2021, 22(6):1542-1549. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210423002

      摘要 (421) HTML (0) PDF 3.99 M (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:马铃薯是世界第四大粮食作物,其在应对世界粮食危机和营养不良等问题方面具有重要作用。马铃薯属于浅根系作物,我国马铃薯主要种植在干旱半干旱地区,其生长受干旱影响显著。因此,培育抗旱品种对保证旱区马铃薯产量、提高水资源利用率具有重要意义。本研究设正常灌溉和水分亏缺2种处理,在收获时分别测定各处理下二倍体马铃薯群体各基因型的产量并计算抗旱系数,通过差异显著性分析、相关性分析、方差分析和双标图分析等联合分析了该群体的三次抗旱性评价结果后发现,2020年大田试验和2020年抗旱棚试验反映了群体各基因型在轻度干旱胁迫下的抗旱能力;2019年网棚试验反映了群体各基因型在重度干旱胁迫下的抗旱能力。在2种不同干旱胁迫程度下抗旱等级均一致的基因型有58个,占群体总数的47.93%。本研究为马铃薯群体重复多次的抗旱性评价提供了一定的理论依据;筛选出的抗旱性材料可为后期研究马铃薯抗旱关键基因的定位、克隆及抗旱机制的解析奠定坚实的基础。

    • 江西地方花生种质资源主要农艺性状分析与评价

      2021, 22(6):1550-1558. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210316001

      摘要 (553) HTML (0) PDF 3.94 M (682) 评论 (0) 收藏

      摘要:为充分利用地方花生种质资源,扩充花生遗传育种亲本库,对“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”中收集到的134份江西地方花生种质资源的9个主要农艺性状运用变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析对其进行鉴定评价,并筛选出特异种质。结果表明,单株生产力的变异系数最大,为49.13%,其次,总分枝数、主茎高、百果重和百仁重的变异系数也较高,生育期和出仁率的变异系数较小;相关性分析表明单株生产力与总分枝数、生育期呈极显著正相关,可适当增加总分枝数,以提高单株产量;主成分分析将9个主要农艺性状归为3个主成分,累计贡献率达到71.454%,可综合概括9个农艺性状的信息;聚类分析将134份资源划分为四大类,相同的植物学类型被划分到不同的类群,第Ⅰ类为中果资源,单株生产力居中,第Ⅱ类为小果资源,单株生产力较低,第Ⅲ类为高产资源,第Ⅳ类为大果资源;筛出9份单株生产力高,3份小果和5份大果花生种质。

    • 近年来湖北省区试中稻品种耐热性鉴定与利用评价

      2021, 22(6):1559-1566. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210818003

      摘要 (457) HTML (0) PDF 2.53 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:高温热害严重威胁中稻生产,对水稻产量、品质和育性等多方面都有较大影响。为给湖北省水稻品种审定与推广应用提供科学依据,同时挖掘出耐热的优异水稻种质资源供育种利用,本研究利用江汉平原地区田间自然高温环境条件结合玻璃温室高温胁迫,对湖北省近年新育成的中稻新品种进行抽穗开花期耐热性鉴定。结果表明:参鉴材料总体耐热性好,在耐热性较强至强的品种中常规品种(系)和两系杂交稻组合占比相当,而三系杂交稻组合占比次之。共鉴定筛选出耐热性强且优于耐热对照丰两优4号的品种共20份次,其中有粤禾丝苗、润珠香占、S532、楚糯3号和利丰占等5份常规品种(系),既可以作耐热性种质资源进行育种利用,也可优先审定后在热害常发稻区作耐热品种推广应用;荃优133、荃优晶占和荃优锦禾等5份三系杂交水稻品种,C两优300、全两优5号和恩两优454等10份两系杂交水稻品种,可在同等条件优先审定后在热害常发稻区作耐热品种推广应用,其亲本或亲本之一通过进一步鉴定,可能能从中筛选出优异耐热性种质资源材料。鉴定筛选出耐热性较强的品种共102份次,这批材料可根据其其它性状综合表现择优审定,再在热害常发稻区作耐热品种推广应用,其中的鄂糯98、红糯1号和龙王糯81等16份次常规品种(系),虽然其耐热性不是太强,但大多综合农艺性状优良,在耐热性育种种质较匮乏的情况下可加以利用。特优559、华浙优1534和中广优2号等32份次品种耐热性较弱至弱,建议在审定时要特别谨慎。

    • 水培条件下水稻全生育期耐盐筛选鉴定

      2021, 22(6):1567-1581. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210402001

      摘要 (450) HTML (0) PDF 5.52 M (672) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析水稻在盐胁迫和对照情况下的农艺性状表型差异,筛选出耐盐性强的水稻,为盐碱地的开发利用提供优良种质资源。本研究是水稻全生育期水培耐盐筛选,主要是对国内120个水稻进行耐盐性筛选,设置0%、1.5‰、3‰、4.5‰和6‰5个盐浓度梯度,在成熟期时分别测定各个水稻品种的株高、主茎茎粗、根长、倒1长、倒1宽、倒2长、倒2宽、绿叶数、主茎穗长、茎干重、叶干重、穗干重、根干重、地上部干重、根冠比、穗数、穗粒数、千粒重、结实率和理论产量。首先利用四分位差法确定本研究的最佳筛选盐浓度;其次对最佳筛选盐浓度下的各个耐盐系数进行主成分分析,在主成分分析基础上通过模糊函数法得到隶属函数值和综合评价值(D值),用D值和各个品种的耐盐系数值进行逐步回归分析和相关分析,最后对各个水稻品种的D值用欧式距离和ward法进行系统聚类分析。结果表明6‰盐浓度是最佳筛选盐浓度; 经过主成分分析、隶属函数分析和逐步回归分析得到回归方程: D值=0.152+0.004*LT1+0.005*GDW+0.007*SL-0.027*MST +0.047*WT1。系统聚类分析结果表明在欧式距离为5的地方分类得到11个耐盐性极强的水稻品种、19个耐盐性强的水稻品种,24个耐盐性中等的水稻品种,45个耐盐性弱的水稻品种,21个耐盐性极弱的水稻品种。水培全生育期耐盐筛选最适盐浓度为6‰,通过测定水稻成熟期倒1长、倒1宽、主茎穗长、地上干重和主茎茎粗,利用回归方程可快速鉴定水稻的耐盐性大小。通过筛选得到的高耐盐水稻种质资源可以为进一步挖掘耐盐基因和培育水稻耐盐新品种奠定基础。

    • 大豆种质资源不同生育时期抗旱性鉴定评价

      2021, 22(6):1582-1594. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210430002

      摘要 (508) HTML (0) PDF 8.24 M (616) 评论 (0) 收藏

      摘要:大豆是重要的植物油脂和蛋白来源,干旱是限制大豆生长发育及产量的最重要因素之一。为研究大豆不同生育时期对干旱胁迫的反应,综合评价大豆种质资源抗旱性,筛选抗旱优异种质,本研究在大豆芽期、苗期和全生育期分别采用改进后的抗旱性鉴定方法对253份种质资源进行鉴定,测定根长、株高、百粒重等形态指标,计算发芽率、反复干旱存活率、加强抗旱系数等评价指标,通过相关分析和回归分析筛选抗旱性评价指标,进行大豆种质资源抗旱性综合评价。结果表明,干旱胁迫后,测量指标值降低幅度较大(10.27%~96.62%),与正常灌水处理呈极显著差异(P<1.6E-09)。相关性和回归分析表明,大豆芽期、苗期和全生育期的抗旱评价值间无显著相关性;晚熟材料抗旱性强于早熟材料。筛选出芽期(发芽率)、苗期(反复干旱存活率)和全生育期(单株荚数、单株粒数、单株粒重和单株生物量)抗旱性鉴定评价指标。基于本研究筛选出的评价指标和方法,鉴定出芽期、苗期和全生育期同时表现极强或强抗旱性种质7份,在两个时期同时表现极强或强抗旱性种质50份。本研究为大豆种质资源抗旱鉴定评价及抗旱育种亲本的选择提供理论指导和材料基础。

    • 不同杂种优势群玉米自交系籽粒灌浆和脱水速率评价

      2021, 22(6):1595-1605. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210422002

      摘要 (396) HTML (0) PDF 1.98 M (642) 评论 (0) 收藏

      摘要:以京2416等7个不同杂种优势群共43份玉米骨干自交系为试验材料,研究并明确其籽粒灌浆和脱水速率差异,旨在为选育灌浆脱水快的玉米品种提供参考和指导。结果表明:(1)不同杂种优势群玉米自交系产量平均为4504.29 kg hm-2,其中京724产量最高(7140.55 kg hm-2);不同杂种优势群间表现为X群>改良Ried群>黄改群>Reid群>Iodent群>P群>旅大红骨群。(2)灌浆速率平均为0.68 g 100-grain d-1,其中京2416最高(0.88 g 100-grain d-1),较郑58和PH6WC分别高0.28和0.19 g 100-grain d-1,增幅为46.67%和27.54%;不同杂种优势间表现为X群>Reid群>Iodent群>黄改群>改良Reid群>旅大红骨群>P群。(3)收获期籽粒含水率平均为22.44%,其中京2416最低(18.91%),较郑58(25.25%)和PH6WC(22.09%)低6.34和3.18个百分点;生理成熟后籽粒脱水速率平均为0.65% d-1,其中京2416最高(0.82% d-1),较郑58(0.46% d-1)和PH6WC(0.70% d-1)高78.26%和17.14%;不同杂种优势间表现为X群和Iodent群>黄改群>Reid群>旅大红骨群>改良Ried群>P群。(4)对参试玉米骨干自交系的籽粒灌浆速率和脱水速率进行系统聚类分析发现,京2416、京B547、京MC01、京72464灌浆速率和脱水速率均较高。(5)相关分析表明,玉米自交系产量与籽粒灌浆速率、干物质转运率呈极显著正相关,收获时籽粒含水率与生理成熟后籽粒脱水速率呈极显著负相关,生理成熟后籽粒脱水速率与灌浆速率呈极显著正相关。由此可见,X群自交系的籽粒灌浆和脱水速率均高于其他杂种优势群;黄改群骨干自交系京2416熟期最早,且灌浆和脱水速率均为最高,对培育早熟宜粒收玉米新品种具有重要的育种价值。

    • 秋水仙素加倍玉米单倍体胚性愈伤组织的初步研究

      2021, 22(6):1606-1614. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210408003

      摘要 (452) HTML (0) PDF 25.02 M (769) 评论 (0) 收藏

      摘要:以玉米单倍体胚性愈伤为遗传转化受体,结合化学加倍方法,可以在较短时间内获得纯合稳定的个体,加快转基因植株的纯合时间。本研究基于二倍体幼胚胚性愈伤诱导方法,获得玉米单倍体愈伤,并分析了单倍体愈伤检出率,不同继代次数后的褐化率和死亡率,以及二倍体愈伤与单倍体愈伤的生长速率等重要指标。同时,采用0.005%-0.03%秋水仙素处理单倍体愈伤,分析处理后单倍体愈伤的死亡率,成株后的散粉率,大花药(花粉活力强)比率,结实率以及结实大于5粒的植株比率等指标。研究结果表明,基于改进的二倍体愈伤诱导方法,能够正常诱导出单倍体胚性愈伤,单倍体愈伤检出率为4.2%,与诱导系MT-1对自交系18-599(红)的诱导率相当。单倍体愈伤的褐化率和死亡率均明显高于同继代次数下的二倍体愈伤,且继代3次后的单倍体愈伤褐化率和死亡率最高。以愈伤直径为参考,单倍体愈伤的生长速率低于二倍体愈伤,在生长早期可作为判断单倍体和二倍体愈伤的重要参考指标。经不同浓度和时间的秋水仙素处理后,单倍体愈伤的散粉率、大花药比率、结实率以及结实大于5粒植株比率随处理浓度和时间的增加而提高,而存活率和小花药(活力较低或无活力)比率随处理浓度和时间的增加而下降。由此表明,秋水仙素处理可提高玉米愈伤成株后的散粉率和结实率,结实率的提高又取决于大花药比率的提高。本文综合分析了玉米单倍体愈伤诱导及加倍过程中的诸多因素,筛选出0.01%秋水仙素处理12h(处理编号:B12-2,成活率58%,结实率29%)和0.02%秋水仙素处理3h(处理编号:C3-2, 成活率59%,结实率31%)作为玉米单倍体愈伤加倍的较优处理模式。

    • 玉米抗粗缩病种质资源鉴定与评价

      2021, 22(6):1615-1623. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210420001

      摘要 (449) HTML (0) PDF 1.50 M (805) 评论 (0) 收藏

      摘要:玉米粗缩病是我国玉米种植区主要的病毒病害,发掘优异的抗性种质资源和选育优良抗病品种是防治玉米粗缩病最为经济有效的措施。本研究在粗缩病重病区采用田间自然发病方法,对201份玉米种质资源进行了连续两年的抗性鉴定和评价,同时采用人工接种方法对其中25份种质开展了进一步的鉴定。结果表明,仅沈137高抗粗缩病;P138、丹3130、辽68、齐318、黄野四、CA339、H191、齐319、X178、SH15、金黄59、R18等12份自交系表现抗病,835、中自01、9046、多黄29、CA335、金黄96B、海9-21、金黄55、沈136等9份自交系表现中抗;方差分析表明,品种抗性不同年份间的鉴定结果差异极显著(F=69.999,P<0.01)。人工接种鉴定结果表明P138、R18表现中抗,黄野四和金黄55病情指数为46.15、82.14,表现高感粗缩病。筛选出的抗病种质除金黄96B外,其余均选自杂交种P78599,抗粗缩病玉米自交系的筛选为抗病品种培育提供了科学依据。

    • 基于模糊数学的甘薯食用品质感官评价模型

      2021, 22(6):1624-1634. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210409001

      摘要 (389) HTML (0) PDF 2.14 M (685) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前甘薯食用品质评价多采用传统的蒸煮品尝式感官评价法,评分标准与分析方法不够科学严谨,本研究拟建立基于模糊数学的甘薯食用品质感官评价模型,并为鲜食型甘薯新品种选育的数据化管理提供分析算法。首先选取目前甘薯食味评分中最常用的色泽、香度、甜度、黏(面)度和纤维感5项指标作为因素集;采用5分制将评语集分设成5个等级,对各指标的各等级进行详细描述,并组织评价小组对各参评品种的各指标进行评分;采用层次分析法邀请行业内专家就各指标成对比较打分,构建权重集;以各参评品种的各指标专家评分值作为行列元素,构建模糊关系矩阵,并计算模糊综合评价结果矢量;制定甘薯食用品质综合评分计算法则及甘薯食用品质等级标准,综合分析模糊综合评价结果。然后,再选取11个食用型甘薯品种进行食用品质评价示范,再将评价结果与2019年国家甘薯产业技术体系相同甘薯品种蒸煮感官品质评价结果予以比对。结果表明,利用该模型的评价符合当前国家甘薯产业技术体系对甘薯各食用型品种的基本认识,且因评价员评分有详细实施依据,结果更加精准;模糊综合评分法比专家直接综合评分法更能体现各参评品种间的实际差距;指标评分与综合评分之间的一致性,比专家直接综合评分法更具稳定性。

    • 小麦籽粒性状热感指数相关分子标记的鉴定及分析

      2021, 22(6):1635-1643. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210415001

      摘要 (474) HTML (0) PDF 5.64 M (993) 评论 (0) 收藏

      摘要:小麦耐热性是多基因控制的复杂数量性状,通过关联耐热性状获得耐热分子标记,利用该标记辅助选择育种可提高育种的准确性,加快小麦耐热育种进程。本研究对190份小麦品种(品系)的千粒重、籽粒长度、籽粒宽度、籽粒表面积和籽粒周长5个籽粒相关性状的热感指数进行关联分析,鉴定出两个耐热相关分子标记Xwmc622、Xwmc707。聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明:Xwmc622、Xwmc707各自具有I、II、III三个等位变异类型。Xwmc622的I型等位位点与千粒重热感指数、籽粒宽度热感指数和籽粒周长热感指数呈极显著负相关关系(P<0.01),同时I型等位位点与籽粒长度热感指数和籽粒表面积热感指数呈显著负相关关系(P<0.05),I型小麦品种(品系)的耐热指数平均值小于1,为优良等位变异;II型等位位点与千粒重热感指数呈极显著正相关关系(P<0.01),与籽粒长度热感指数、籽粒表面积、籽粒周长呈显著正相关关系(P<0.05),II型等位变异小麦品种(品系)的热感指数平均值大于1;III型等位变异与小麦籽粒性状热感指数都不相关。Xwmc707的I型等位变异与小麦籽粒性状热感指数都不相关;II型等位位点与千粒重热感指数呈显著负相关关系(P<0.05),II型小麦品种(品系)的耐热指数平均值小于1,为优良等位变异;类型III的小麦材料与千粒重热感指数、籽粒宽度热感指数、籽粒周长热感指数呈显著正相关(P<0.05),III型等位变异小麦品种(品系)的热感指数平均值大于1。研究结果表明:Xwmc622的I等位变异为耐热优良等位变异;Xwmc707的II型等位变异为优良等位变异。这为小麦耐热分子标记辅助育种提供了参考信息。

    • 水稻种子耐厌氧萌发全基因组关联分析

      2021, 22(6):1644-1650. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210425002

      摘要 (489) HTML (0) PDF 2.64 M (822) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究目的是解析水稻芽期耐淹性的遗传基础,挖掘相关QTL,筛选优良单株,为分子标记辅助育种提供优异种质和理论支撑。本研究选取318份国内外水稻种质资源,在正常有氧和厌氧条件下测定种子萌发期的胚芽鞘长度,并计算相对胚芽鞘长度,通过整合基因型和表型数据进行全基因组关联分析。318份水稻种质间相对胚芽鞘长度差异明显,相对胚芽鞘长度的平均值为-0.238,中位置为-0.342,最低值-0.923,最高值为3.069。全基因组关联分析共鉴定到83个SNP显著与种子耐厌氧萌发性状相关。通过合并距离较近的SNP,共鉴定到27个耐厌氧萌发QTL,3个QTL与已报道的耐厌氧萌发QTL位置相近。其中qAG4-2与耐厌氧萌发性状的关联度较高,共有20个候选基因位于qAG4-2内,其中1个基因在厌氧条件下上调表达,2个基因下调表达。本研究挖掘的控制水稻耐厌氧萌发的QTL及优异种质资源将为水稻耐厌氧育种提供重要支撑。

    • 南方水稻黑条矮缩病抗病基因的发现及其初定位

      2021, 22(6):1651-1658. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210423001

      摘要 (423) HTML (0) PDF 7.90 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻南方黑条矮缩病是水稻主要病毒病害之一,挖掘抗源与抗性基因对水稻南方黑条矮缩病的抗病育种具有重要意义。本研究应用田间人工接毒和改良室内抗性鉴定技术,结合Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction(RT-PCR)检测,发现了一个育种群体对南方水稻黑条矮缩病出现抗感分离,暗示存在1个隐性抗病毒基因。通过对这个群体的单株进行抗病性鉴定,获得抗病和感病单株构建极端池,结合水稻全基因组育种基因芯片技术快速高效的进行基因分型,准确地完成了一个抗南方水稻黑条矮缩病基因的初定位,为南方黑条矮缩病的抗性育种提供理论支持。

    • 玉米穗腐病籽粒抗性与穗轴抗性的相互影响

      2021, 22(6):1659-1667. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210412003

      摘要 (376) HTML (0) PDF 1.35 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:玉米穗腐病是世界上发生普遍、危害严重、防治困难的真菌病害, 目前已成为玉米生产上亟待解决的主要问题。本文分别以233份家系组成的 RIL群体和452份骨干自交系组成的关联群体为材料,穗轴接种拟轮枝镰孢后观察其籽粒抗性与穗轴抗性;同时,籽粒接种拟轮枝镰孢后观察其穗轴抗性与籽粒抗性。通过对比穗轴接种观察到的籽粒抗性与籽粒接种观察到的籽粒抗性,发现RIL群体中114份家系与关联群体中230份自交系经穗轴接种观察到的籽粒抗性与经籽粒接种观察到的籽粒抗性不一致;而通过对比籽粒接种观察到的穗轴抗性与穗轴接种观察到的穗轴抗性,发现RIL群体中138份家系与关联群体中247份自交系经籽粒接种观察到的穗轴抗性与经穗轴接种观察到的穗轴抗性不一致。籽粒抗性与穗轴抗性的相互影响可能涉及了新的抗病机制,这从新的角度加深了对玉米穗腐病抗性机制的认识。

    • 花叶玉簪试管苗限制生长保存研究

      2021, 22(6):1668-1675. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210407004

      摘要 (372) HTML (0) PDF 13.19 M (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:玉簪属植物在园林景观及药理学方面具有很高的应用价值。野生玉簪属极易遭受自然灾害、病毒及病虫害等侵袭,组织培养继代也面临着维护成本高、污染等挑战。鉴于新品种培育及品种遗传稳定等需求,建立一种高安全、低维护、低消耗的保存技术具有重要意义。本研究以花叶玉簪无菌苗为材料,采用限制生长保存技术,运用正交设计,研究不同浓度的蔗糖、甘露醇、脱落酸、矮壮素对花叶玉簪限制生长试管苗的存活影响及生理生化响应。结果表明:在20~25℃条件下,玉簪试管苗在培养基中添加蔗糖50 g/L+甘露醇20 g/L+ABA 1 mg/L+CCC 20 mg/L,保存6个月后存活率仍为100%,无继代保存期可达对照两倍以上且维持性状稳定;保存后材料的SOD、POD、CAT酶活性均高于对照组,MDA含量均低于对照组,保存材料的抗氧化酶活性增强,细胞膜脂氧化程度降低,延迟衰老进程,延长保存继代周期。

    • 玉米Suwan和Iodent改良系育种应用探索与分析

      2021, 22(6):1676-1683. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210427004

      摘要 (401) HTML (0) PDF 2.49 M (681) 评论 (0) 收藏

      摘要:培育突破性育种新材料是选育优良玉米杂交种的基础与前提。本研究基于包含60,000个SNP的MaizeSNP50芯片对其包括热带、亚热带玉米种质,温热改良系(SI,PB等)、Reid、Lancaster和塘四平头类群的104份供试材料全基因组扫描,运用R语言程序包GAPIT运算对其群体遗传结构分析;同时,从中选用6份苏艾(Suwan-Iodent群体)改良系QB5721、QB5722、QB5744、QB5725、QB5775和QB5785及其Iodent种质代表系HCL645,热带Suwan种质(QR273、ZHL908)为材料,按NCII设计将Iodent及改良系(7个)与来自不同类群测验种(7份)组配成49个杂交组合,以单穗粒重的配合力效应值评估6份苏艾系的杂种优势。根据MaizeSNP50芯片扫描结果进行遗传结构分析,可将104份供试材料划分热带种质、塘四平头(TSPT)、Reid-Lan.和Iodent种质4类种质。其中,Iodent类群与其他5类种质的群体间遗传距离值均较大,Suwan-Iodent种质改良系与Reid、Lancaster和PB类群杂种优势比较明显。表型结果分析表明,6份苏艾改良系的RGCA为?1.62%至5.67%,49个杂交组合的RSCA为?2.64%至2.98%。苏艾改良系中QB5725的RGCA为5.67%,高于其4个改良系QB5775(4.39%)、QB5721(2.42%)、QB5722(1.68%)、QB5744(2.29%)和HCL645(2.38%)。这些研究结果有可能为热带玉米种质在我国玉米温带区的应用提供新的研究思路。

    • 北方春大豆苗期根系性状优异等位变异的发掘

      2021, 22(6):1684-1697. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210401002

      摘要 (386) HTML (0) PDF 2.76 M (717) 评论 (0) 收藏

      摘要:检测与根系性状关联的位点并发掘其携带的优异等位变异,对改良大豆根系性状有重要意义。本研究选取北方春大豆242份育成品种和102份地方品种作为试验材料,2018和2019年在室内对根系性状进行鉴定,利用175对SSR引物进行连锁不平衡和群体结构分析,并采用GLM进行关联分析。结果显示:无论共线性组合还是非共线性组合群体均存在不同程度的连锁不平衡现象。育成品种由2个亚群组成,两年共同检测到17个位点与6个根系性状关联,表型变异解释率为1.35%~7.83%;地方品种由两个亚群构成,两年共同检测到12个位点与5个根系性状关联,表型变异解释率为3.89% ~16.64%。两类群体中共同检测到的2个位点,分别是与主根长关联位点Satt309和与根平均直径关联位点Sat_358。在育成品种中发掘出的增效优异等位变异共38个,载体材料共29个,其中主根长、总根长、根平均直径、根体积、根表面积、根尖数的增效最大的等位变异及载体材料分别为Satt309-122bp(合丰35)、Sat_272-254bp(黑河16)、Sat_358-236bp(吉林12)、Sat_381-193bp(绥农26)、Sat_381-193bp(垦豆18)、Sat_381-224bp(合丰51)。在地方品种中发掘出的增效优异等位变异共33个,载体材料共31个,其中主根长、总根长、根平均直径、根体积、根表面积、根尖数的增效最大的等位变异及载体材料分别为Satt220-242bp(小白脐)、Satt683-206bp(汪清神仙洞)、Sat_160-174bp(平顶香-2)、Satt239-200bp(临江大黄豆)、Satt247-245bp(白露豆-1)、Satt156-227bp(小白脐)。这些优异等位变异和载体材料可以作为优异亲本配置杂交组合,选育具有优良根系性状的大豆品种。

    • 大豆叶柄夹角相关基因GmILPA1单倍型分析

      2021, 22(6):1698-1707. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210419003

      摘要 (394) HTML (0) PDF 9.55 M (672) 评论 (0) 收藏

      摘要:GmILPA1是控制大豆叶柄夹角的重要基因,主要通过促进细胞的生长和分裂来影响叶枕形成,该基因突变后可使叶枕发育异常、叶柄夹角增大。然而,该基因在大豆种质资源的多态性变异与叶柄夹角的关系未见报道。本研究利用783份大豆种质资源的重测序数据,对该基因进行单倍型分析,挖掘GmILPA1基因序列的自然变异,分析与叶柄夹角的关系。结果表明在783份种质资源中共检测到32个多态性位点,包括13个SNPs和19个Indel,频率分别为1SNP/285 bp和1Indel/195 bp,共组成9种单倍型,其中Hap1为主要单倍型,Hap3具有两个非同义突变。分别对Hap1和Hap3类型的蛋白结构进行预测,结果表明Hap1与Hap3蛋白在二级结构上有四个α螺旋结构长度上的差异,三级结构预测模型几乎一致。不同单倍型的表型进行观察,发现叶柄夹角并无显著差异。单倍型分析表明,GmILPA1从地方品种到选育品种的多态性位点数目逐渐减少,单倍型分布类型也逐渐减少,说明GmILPA1基因由地方向选育驯化的过程中因正向选择作用而固定了有益变异,表现出瓶颈效应。

    • 玉米穗轴粗和出籽率全基因组预测分析

      2021, 22(6):1708-1715. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210405002

      摘要 (383) HTML (0) PDF 2.07 M (749) 评论 (0) 收藏

      摘要:穗轴粗和出籽率均是典型的数量性状,在不同程度上影响玉米产量。全基因组选择整合全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study)的先验信息是提高性状预测准确性的有效方法。本研究利用309份玉米自交系穗轴粗和出籽率表型和基因分型测序技术获得的基因型数据,研究基因组最佳线性无偏预测(GBLUP,genomic best linear unbiased prediction)、贝叶斯A(Bayes A)和再生核希尔伯特空间(RKHS,reproducing kernel Hilbert space)模型对2种GWAS方法即固定和随机模型交替概率统一(FarmCPU,fixed and random model circulating probability unification)和压缩混合线性模型(CMLM,compressed mixed linear model)衍生的不同密度标记集、随机选择标记集和所有标记对预测准确性的影响。对于2个性状FarmCPU和CMLM衍生标记集,3个预测模型间的预测准确性差异较小,变异范围介于0-0.03。对于随机标记集,相比其他2个模型的预测准确性,RKHS对穗轴粗可提高3.57%-15.91%,而3个预测模型对出籽率具有相似的预测效果。除了50和100个标记,3个模型利用CMLM衍生标记对2个性状的预测效果均优于FarmCPU。相比随机标记集,穗轴粗GWAS衍生标记的预测准确性可提高15.52%-88.37%;出籽率利用衍生标记可提高1-5.89倍。所有衍生标记集的预测准确性均高于所有标记。这些结果均表明,全基因组选择整合GWAS衍生标记有利于提高穗轴粗和出籽率的预测准确性。

    • 利用DH和IF2群体检测油菜产量QTL

      2021, 22(6):1716-1722. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210408001

      摘要 (416) HTML (0) PDF 10.66 M (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:油菜产量性状是多基因控制的复杂数量性状,也是油菜遗传改良最重要的目标性状。本研究以欧洲冬性油菜品种‘Express’和中国半冬性油菜品系‘SWU07’构建了包含261个株系的双单倍体(doubled haploid, DH)群体和234个株系的永久F2(immortalized F2, IF2)群体,并在中国和德国不同的生态环境和年份环境条件下检测油菜产量性状QTL。结果显示,DH群体在中国2年环境下和德国1年环境下共检测出18个QTL,在IF2群体2年环境下共检测出15个QTL,分布在13个连锁群上,分别为A1、A2、A3.1、A3.2、A7.1、A7.2、A9、C1、C3、C4、C5、C8和C9连锁群,揭示2.27%~16.93%的表型变异。其中,位于A2、A3.1、A7.1、A9和C5连锁群上的6个位点可以在不同环境或者不同群体中被重复检测到,代表较为可信的产量性状连锁位点。本研究鉴定获得的这些QTL将为油菜产量性状的遗传改良提供有用信息。

    • 基于BSA-seq法的纤维衣分相关候选基因的鉴定

      2021, 22(6):1723-1731. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210421002

      摘要 (422) HTML (0) PDF 4.58 M (655) 评论 (0) 收藏

      摘要:衣分是影响棉纤维产量的重要指标。本研究以高衣分棉花陆海渐渗系材料MBI7747-14和中棉所45为亲本,构建包含2403个单株的F 2分离群体,挑选衣分性状极端单株构建两个混池,采用BSA-seq方法进行衣分相关基因定位分析。结果表明,在D 02染色体上得到四个置信指数高于95%的候选区间,四个区间共包含236个基因,总长度为5.47 Mb。在以上基因中,200个基因中含有SNP,190个基因中含有InDel,其中70个基因含有非同义突变位点。通过转录组数据的基因表达模式分析,筛选出19个可能与衣分相关的候选基因。GO功能富集分析表明,19个候选基因集中于NADP+活性、醛糖醇代谢、碳利用和调控细胞发育等功能条目;KEGG分析结果表明,19个候选基因主要参与ABC转运过程和苯丙烷生物合成途径。本研究为进一步研究棉纤维衣分形成的遗传机制奠定了一定的基础。

    • 花生花斑种皮花青素合成的转录组-代谢组联合分析

      2021, 22(6):1732-1745. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20210625001

      摘要 (438) HTML (0) PDF 9.94 M (743) 评论 (0) 收藏

      摘要:花生是重要的油料和经济作物,花生种皮色泽存在较大差异,具有白色、红色、紫色、粉色及花斑类型,花斑种皮花生是其中的独特成员。有关花斑花生种皮花青素合成的分子机制存在深入研究的必要性。本研究以花斑种皮花生VG-02为研究材料,采用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)法检测不同发育阶段种皮中花青素的相对含量变化,共检测到12种与种皮颜色相关的代谢物质。在花生种皮着色区(F)与非着色区(B)开花下针(DAF)45天的F2-B2比较组中差异代谢产物最多,结果表明矢车菊素3-O-半乳糖苷和矢车菊素O-丁香酸含量着色区低于非着色区,差异倍数分别为0.63和2.35;松香花青素O-己糖苷,原花青素A1、A2、B2、B3、矢车菊素,花翠素,花翠素3-O葡萄糖苷,矢车菊素3-O-半乳糖苷含量着色区高于非着色区,差异倍数1.05~11.55。花翠素和矢车菊素是导致着色区与非着色区颜色差异的主要代谢物。RNA-seq分析表明,1050个差异基因中筛选出与花斑种皮颜色形成高度相关的差异表达基因共27个,包括3个PAL,1个C4H,2个CHS,1个F3H,1个F3’H,2个DFR,2个LAR,2个IAA,4个bHLH和9个MYB,其中上调13个下调14个。KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析表明与种皮颜色合成相关所富集的代谢通路有苯丙氨酸代谢,苯丙醇生物合成,黄酮和黄酮醇生物合成,类黄酮生物合成,植物激素信号转导以及昼夜节律植物,其中类黄酮生物合成代谢途径是花生种皮花斑形成最直接的代谢途径。对20个差异基因进行qPCR验证,结果表明差异基因qPCR表达趋势与转录组测序结果显著一致。本研究结果对进一步揭示花生花斑种皮花青素合成调控机制具有一定的参考意义。

    • 阳桃R2R3-MYB家族成员鉴定及其在木质素合成过程中的表达

      2021, 22(6):1746-1761. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210412002

      摘要 (434) HTML (0) PDF 21.77 M (719) 评论 (0) 收藏

      摘要:MYB家族已被证实在植物生长发育、类黄酮合成、环境胁迫、木质素生物合成等多个生理方面发挥着重要的作用。为探究阳桃MYB家族在木质素生物合成过程中的作用,本研究基于全基因组数据,对阳桃(Averrhoa carambola)R2R3-MYB转录因子进行了全面的生物信息学分析,并采用RT-qPCR技术,对8个阳桃R2R3-MYB基因在阳桃小枝(T1、T3、T6)、果和叶3个组织不同时期的表达情况进行了验证。结果显示,阳桃基因组中共包含57个1R-MYB、100个R2R3-MYB、4个3R-MYB,100个阳桃R2R3-MYB(AcMYBs)基因不均匀的分布在11条染色体上,被分为24个亚组,相同亚组的基因具有相似但不完全相同的基因结构和保守基序。片段重复和串联重复在阳桃MYB家族的扩张中发挥了重要的作用,且重复产生的基因都经历了纯化选择。同时,阳桃R2R3-MYB家族与拟南芥(Arabidopsis thaliana)及毛果杨(Populus trichocarpa)都具有较强的共线性关系。RT-qPCR结果表明,除AcMYB05外,AcMYB41、AcMYB65、AcMYB84、AcMYB87、AcMYB92、AcMYB97和AcMYB100都在T3和T6时期呈现出较高的表达,在T1和果、叶中几乎不表达。本研究表明,7个AcMYBs的表达具有明显组织特异性,其可能参与到阳桃木质素生物合成途径,为进一步研究MYB家族对木质素生物合成的影响提供了重要的参考价值。

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