60份辣椒骨干亲本的SSR遗传多样性分析及指纹图谱构建

为解析江西省辣椒育种骨干亲本材料的遗传多样性并构建其DNA指纹图谱,本研究利用毛细管电泳和SSR分子标记技术对江西60份辣椒种质材料进行位点检测。结果表明,49对SSR引物共检测到202个等位基因,平均4.122个,平均有效等位基因为2.172个,平均香农信息指数为0.850,平均多态信息含量为0.414,说明60份供试材料具有较为丰富的遗传多样性;平均期望杂合度0.475大于观测杂合度0.126,表明多代自交导致材料纯合度较高。聚类分析、群体结构分析和主坐标分析结果一致,即江西辣椒育种亲本材料以南方地区和小果型尖椒材料为主,遗传背景狭窄且保持较纯的血统。此外,本研究根据多位点匹配分析确定了PM1、CAMS-855、CO911525S、PM22、Hpms E015和Hpms1214为核心引物,并利用这6对核心引物构建了60份辣椒育种亲本的指纹图谱,为江西辣椒资源的鉴定和保护提供了有力支撑,为分子辅助育种中亲本的选择提供理论依据。

茄子种质遗传多样性及群体结构分析

利用18个表型性状和50对SSR分子标记对77份茄子材料进行遗传多样性和群体结构分析。表型多样性分析结果表明,18个表型性状均表现出不同程度的多样性,变异系数变幅为11.47%~78.36%、平均33.58%,其中果形指数变异系数最大,为62.3%,茎表茸毛变异系数最小,为8.2%;香农遗传多样性指数为0.20~2.06、平均1.24,其中果形最高,为2.03,茎表茸毛和叶刺最低,为0.20;主成分分析将18个表型性状概括为果形因子、色泽因子、植株高度因子、果实光滑因子、叶片形态因子、茸毛因子等6个因子,累计贡献率为72.208%,其中果实特征占主要成分;利用组内平方欧氏距离法将供试材料聚为四类群,类群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为栽培茄,类群Ⅳ绝大部分为近缘野生茄。50对SSR分子标记引物共扩增出252条带,平均每对标记扩增出5.040条,多态性位点比例(P)为60.057%。利用UPGMA法进行分子聚类,遗传相似系数在0.43~0.94之间,平均值为0.78;在遗传相似系数0.64处,将供试材料划分为6个类群。Structure群体结构分析表明,供试材料被分为6个亚群,其中只有3.89%具有混合来源,绝大部分种质来源单一。表型聚类、UPGMA聚类与Structure群体结构划分的结果相似,均能区分出栽培茄和近缘野生茄,77份茄子种质资源间的类群划分与果实形态和地理来源有一定相关性。

辣椒疫病研究进展

因辣椒—疫霉菌互作的分子机制解析是抗性育种的基础,本文从辣椒疫霉菌的宿主和辣椒病害症状、疫霉菌致病因子及其致病机制、辣椒疫病抗性相关基因和抗性网络研究等3个方面综述了近年来辣椒—疫霉菌互作机制的研究进展,以期为进一步深入解析其分子机制提供理论参考。

正交设计优化辣椒SRAP-PCR反应体系及引物筛选

以辣椒基因组DNA为模板,采用L16(45)正交试验设计,对SRAP反应体系中的5种关键因素(TaqDNA聚合酶、Mg2+、dNTPs、引物、模板DNA)进行优化,结果表明,辣椒SRAP-PCR最佳反应体系为:TaqDNA聚合酶0.75 U、Mg2+0.6 mmol/L、dNTPs 0.2 mmol/L、引物0.8μmol/L、模板DNA 50 ng,总体积为10μL。运用该体系对辣椒3份种质材料进行验证,证明该体系稳定可靠,并从198个SRAP引物组合中筛选出扩增条带清晰、多态性丰富的35个引物组合。该体系的建立与多态性引物组合的筛选为SRAP标记技术在辣椒分子遗传学中的应用提供科学依据。

苦瓜种质资源遗传多样性的SRAP分析

利用SRAP标记对国内外不同栽培类型和野生资源共48份苦瓜材料进行聚类分析,结果显示苦瓜资源材料间的遗传距离介于0.14～0.64之间,表明苦瓜种质资源遗传基础丰富.48份苦瓜资源材料分成4个类群,其中2份野生材料被分别单独聚为1类（即分别为第Ⅲ类群和第Ⅳ类群）,1份栽培材料被单独聚为第Ⅰ类群,其余45份栽培材料均被聚在第Ⅱ类群,表明绝大部分栽培材料的亲缘关系是较近的.该结果可以有效区分栽培类群和野生类群;在第Ⅱ类群中多数栽培类型也表现出了一定程度的聚集趋势;白苦瓜类型之间的遗传距离较大,反映出该类型可能起源多样化,其遗传基础也相对丰富.

辣椒果实性状主基因+多基因遗传分析

以果实性状差异较大的一年生辣椒材料C.annuum B9431(P1)和灌木辣椒材料C.frutescens H108(P2)为亲本,构建4世代群体(P1、P2、F1、F2),应用数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法对辣椒6个果实性状进行遗传分析,为辣椒果实性状QTL定位及分子标记辅助育种研究奠定理论基础。结果表明:6个果实性状均符合2对主基因+多基因遗传模型。其中,单果重量、果实纵径、果实横径、果形指数和果肉厚度5个性状均符合E-0模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型;果柄长度最佳遗传模型为E-5,即2对完全显性主基因+加性-显性多基因模型。单果重量、果实纵径、果实横径、果形指数、果肉厚度和果柄长度主基因遗传率分别为87.64%、37.67%、82.46%、94.82%、83.33%和40.00%,多基因遗传率分别为7.50%、54.56%、10.53%、0.27%、12.96%和37.78%。

基于表型数据的辣椒核心种质构建研究

以收集保存的603份辣椒种质为材料,根据果形指数大小将其分成5组。基于28个性状的表型数据,采用简单比例、平方根比例、对数比例及遗传多样性指数比例法计算各组内取样份数,比较4种组内取样比例法、6种总体取样规模和2种取样方法在构建辣椒核心种质中的作用和效果。结果表明:(1)简单比例、平方根比例、对数比例、遗传多样性指数比例法入选的材料份数占预选核心种质份数依次为24.2%、22.2%、21.1%、17.8%,说明遗传多样性指数比例法对各组取样数量的修正能力最强,使取样更加均衡。(2)当总体取样规模为15%时,遗传多样性指数比例法构建的预选核心种质遗传多样性指数(I)达到最大,表型保留比例(RPR)超过98%;当总体取样规模超过20%时,RPR值、变异系数(CV)和极差符合率(CR)虽然平缓增加,但I值反而减小;说明15%为合适的总体取样规模。(3)利用对数比例法和多样性比例法,在15%的总体取样规模下,聚类取样构建的核心种质I值、RPR值、CV值及CR值均高于随机取样。(4)该研究根据所获得的优化方案最终在表型水平建立了包含91份种质的辣椒核心种质。

辣椒种质疫病抗性鉴定及防治药剂的筛选

采用了游动孢子灌根法对70份辣椒材料进行了疫病抗性鉴定,结果表明:参试材料的抗病性存在较大差异,其中感病材料32份,中抗材料15份,抗病材料10份,高抗材料13份,VC42-1、VC48-1、线边H、中21×X8F等材料具有极高抗性。采用菌落直径法测定8种药剂对辣椒疫霉的毒力,结果表明,50%烯酰吗啉可湿性粉剂、68%精甲霜·锰锌水分散粒剂和64%噁霜·锰锌可湿性粉剂对菌丝抑制作用相对较强,其EC50值分别为0.124 2,5.063 0,8.003 5μg/mL。对8种药剂的田间防治效果进行比较,结果表明,50%烯酰吗啉可湿性粉剂、68%精甲霜·锰锌水分散粒剂和72%霜脲·锰锌可湿性粉剂的防治效果最好。对比分析室内毒力测定和田间药效试验,筛选出可用于生产上防治辣椒疫病的2种药剂烯酰吗啉和精甲霜·锰锌,防治效果在70%以上。

中国灌木辣椒种质遗传多样性的SRAP和SSR分析

应用SRAP和SSR分子标记对8份辣椒种质进行了遗传多样性分析,结果表明,15对SRAP引物组合共扩增出321条带,平均每对引物扩增出21.40条,多态性位点比率为72.90%;18对SSR引物共扩增出109条带,平均每对引物扩增出6.06条,多态性位点比率为98.17%。与SRAP比较,SSR检测到的Shannon多样性指数(I)、观测等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)等遗传多样性参数都较大,说明SSR有更高的多态性检测效率。基于SRAP的聚类与基于SSR的聚类之间存在极显著正相关,且都能将中国灌木辣椒种质与美洲灌木辣椒种质及一年生辣椒种质有效区分。

辣椒花器性状与果实性状的遗传相关及因子分析

为掌握1a生辣椒花器性状和果实性状的变化特点及其相互关系，对1a生辣椒4个变种29份材料的8个花器性状和4个果实性状进行了遗传相关分析。结果表明：花器性状和果实性状具有较高的遗传多态性，其变异系数（CV）范围为13．10％（花纵径）-86．81％（单果重）；遗传力在30．81％（果纵径）～88．73％（子房横径）；8个花器性状与4个果实性状之间存在较为紧密的相关关系。因子分析表明：12个花器及果实性状集约于3个主因子上，F1为横茎／重量因子，F2为纵径因子，F3为形态指数因子，这3个主因子对变异的累计贡献率达84．83％，保持了12个性状的绝大部分信息。

两种方法鉴定辣椒疫病抗性研究

采用离体叶法和游动孢子灌根法对辣椒材料进行了疫病抗性鉴定,并对两种方法鉴定结果进行比较。结果表明,供试的材料中感病材料所占比例最大,其中V34-1、V7-3、B6等材料高度感病,而T3-1、富根、V48-2、T10-1等有极强的抗疫病能力,几乎达到免疫级别。研究发现,越感病的材料其发病速度越快。不同的菌株存在致病力分化,不同菌株的致病辣椒品种不同,同一个辣椒材料对不同的菌株表现不同的抗病性。也讦某一致病率大的菌株对一辣椒材料不致病,而致病率小的菌株却对其表现为致病。对两种方法进行相关性分析,两者的相关性系数为0.597 6,相关性程度较为显著,18份材料中有14份表现一致,为77.78%,表明两种方法所得试验结果吻合程度高。

茄子种质资源表型性状分析与遗传多样性评价

为有效利用茄子种质资源,基于17个表型性状对113份茄子种质进行鉴定与遗传多样性分析。结果表明:供试材料具有较为丰富的遗传多样性,变异系数变幅为8.2%~62.3%,平均32.7%,果形指数变异系数最大(62.3%),商品果光泽变异系数最小(8.2%);Shannon-Weaver遗传多样性指数为0.12~2.03,平均1.32,以始花节位最高(2.03),商品果光泽最低(0.12)。相关性分析表明株高、主茎高与始花节位互为正相关,熟性与主茎高、株高、始花节位正相关,与单果重负相关。主成分分析将17个性状提取为6个主因子、累计贡献率为70.936%,包含了全部指标的大部分信息;通过计算综合得分,有9份材料综合表现优良(F>0.8),可作为优势亲本材料加以利用。聚类分析显示,在遗传距离23.5处,将供试的113份种质资源划分为4个类群,第Ⅰ类群包含30份种质,多为早熟、紫黑色棒形果实;第Ⅱ类群包含26份种质,以中晚熟、果实紫红色棒形种质为主;第Ⅲ类群包含22份种质,平均果型指数最小,主要为紫色扁圆形或卵圆形果;第Ⅳ类群包含35份种质,大部分为中晚熟种质。本研究结果可为茄子种质资源的高效利用提供有益参考。

辣椒种间杂种的表型鉴定及SRAP分析

运用有性杂交方法,以微辣一年生辣椒自交系B9431为母本(P1)、强辣野生灌木辣椒H108为父本(P2)进行种间杂交,获得了其种间杂种.对种间杂种F125个表型性状进行了观察比较,以期从形态学及分子生物学方面验证种间杂种的真实性.结果表明,F1兼具双亲的形态特征,大多数表型性状介于P1与P2之间.SRAP分析显示,F1与P1、P2共有带550条,占总位点数的68.4%,与P1或P2共有带159条,占19.8%;F1与P1遗传相似系数为0.856,与P2的遗传相似系数为0.786,表明杂种在DNA水平上更趋向于母本.

辣椒重要农艺性状关联分析与优异等位变异发掘

为了发掘辣椒株高、始花节位、单果质量、果纵径、果横径、果形指数和果肉厚度等重要农艺性状的关联位点和优异等位变异,本研究以194份辣椒核心种质为试验材料,利用广义线性模型(GLM)和混合线性模型(MLM)两种方法,基于分布于辣椒12条染色体的58个SSR标记,对上述7个农艺性状开展了关联分析。结果表明,GLM方法检测到20个SSR关联位点,解释的表型变异率为2.09%~21.91%;MLM方法检测出17个SSR关联位点,能解释2.07%~7.24%的表型变异;有12个位点被两种方法同时检测到;基于关联位点各等位变异的表型效应,发掘出TC7268Sa、CAMS-327a、HpmsE132a、ge35-141pmH0135Ca、CAMS-454c和Hpms2-24a等优异等位变异,筛选出B003、B010、B015、B020、B022、B042、B048、B052、B097、B111、B134、B138、B166、B178、B351、B352、C005、C014、V06C0007、V06C0295、V06C1082、V06C1088、V06C1187、V06C1321、V06C1600、V06C1707、V06C1719和V06C1898等28份优良农艺性状典型种质材料。本研究结果为辣椒相关农艺性状优异基因的发掘、分子标记辅助选择与聚合育种提供了理论指导和材料基础。

甘蓝主要农艺性状的遗传相关及因子分析

为掌握甘蓝主要农艺性状的变化特点及其相互关系,以14个不同类型品种为试材,对甘蓝开展度、外叶数、球高、球径、球形指数、中心柱长、中心柱长/球高、紧实度、生育期和叶球质量等10个性状进行遗传相关分析,结果表明:甘蓝主要农艺性状具有较高的遗传多态性,其变异系数(CV)范围为6.97%(球高)～25.44%(球径);遗传力为22.52%(球高)～97.79%(生育期);除球高外,其他9个性状之间存在较为紧密的相关关系。因子分析表明:10个农艺性状集约于3个主因子上,F1为丰产因子,F2为中心柱长因子,F3为球高因子,这3个主因子对变异的累计贡献率达96.38%,保持了10个性状的绝大部分信息。

辣椒耐弱光性的多元统计分析

利用遮阳网模拟弱光条件,调查12份辣椒种质苗期株高、单位叶片株高、下胚轴长、叶长、叶宽、叶厚、茎粗、单株叶数、植株鲜质量、叶鲜质量、茎鲜质量和根鲜质量等形态性状,以耐弱光系数作为衡量耐弱光性的指标,应用因子分析、隶属函数和聚类分析,对辣椒耐弱光性进行综合评价。结果表明:12个形态性状的耐弱光系数在参试种质间差异较大,利用因子分析将其集约于5个主因子上,即株型因子、鲜质量因子、叶数因子、叶厚因子和下胚轴长因子,5个主因子累计贡献率达97.30%。根据综合评价值D,将12份供试种质分为4类,即耐弱光材料H101A、V06C0298、H107;较耐弱光材料V06C1825、H101、GX;弱光中度敏感材料SEC、H102、V06C1032、H108、H103以及弱光敏感材料H107B。本研究应用多元统计方法成功地对12份辣椒材料进行了耐弱光性鉴定,可为辣椒耐弱光性育种提供理论参考。

中国灌木辣椒种质农艺性状鉴定与疫病抗性评价

为科学评价中国灌木辣椒种质，选取有代表性的8份辣椒材料，开展了中国灌木辣椒农艺性状鉴定和疫病抗性分析。结果表明：中国灌木辣椒长势强，株高均在1．0m以上，叶片阔大，花瓣白绿色；果实直立向上，单果质量在0．51～2．04g之间，平均为1．26g；果实辣椒素与二氢辣椒素含量之和在565．00～1821．00mg／kg，平均为1328．33mg／kg，是一年生辣椒B9431的407倍；对疫霉菌抗性水平表现为中抗至高抗，其中，海南野生灌木辣椒H108表现高抗。基于表型数据的主成分分析将中国灌木辣椒与一年生辣椒及美洲灌木辣椒有效区分开来。本研究结果为中国灌木辣椒优异基因的发掘和有效利用提供了理论参考。

辣椒C.frutescens×C.chinense种间杂种的获得与鉴定

运用有性杂交方法,以强辣灌木辣椒Capsicum frutescens H101为母本(P1)、强辣C.chinense PI439487为父本(P2)进行种间杂交,获得了C.frutescens×C.chinense种间杂种。对种间杂种F125个表型性状进行了观察比较,结果表明:F1在生长势方面具有明显的杂种优势,其他表型性状则多介于P1与P2之间。SRAP分析显示,F1与P1、P2共有带220条,占总位点数的53.92%,与P1或P2共有带143条,占35.05%,F1特异带和特异缺失带12条,点2.95%。F1与P1遗传相似系数为0.749,大于其与P2的遗传相似系数(0.740),说明杂种在DNA水平上更趋向于母本。C.frutescens×C.chinense种间杂种的获得,为C.chinense香味和多花基因的转移及新材料创制奠定了基础。

茄子新品种比较试验

为了筛选丰产、优质和抗病性强的茄子新品种,对5个茄子新品种进行比较试验。结果表明:法国真崎前期产量和总产量最高,且商品性状较好,抗病性较强;其次为玉农法国三系,在产量、商品性状和抗病方面仅次于法国真崎;法国真崎和玉农法国三系前期产量都在45 000 kg/hm2以上,能获得较好的经济效益,值得大力推广种植。

辣椒疫病抗性关联分析及优异等位变异挖掘

基于SSR标记技术,对194份辣椒核心种质疫病抗性进行关联分析。58对SSR标记共检测到178个等位变异,Shannon指数平均值为0.6732,多态信息量(PIC)平均值为0.3859,基因多样性平均值为0.4400,说明供试材料具有较高的遗传多样性。群体结构分析将194份材料划分为两个亚群,亚群1的疫病抗性水平高于亚群2。关联分析结果表明,共有12个SSR位点与辣椒疫病病情指数显著关联(P<0.05),表型贡献率为2.98%~16.05%,15个SSR位点与辣椒病株率显著关联,表型贡献率为2.95%~21.29%;表型贡献率最大的位点为CM0005,位于第7号染色体,其余位点分布于第2、3、5、7、8、9和11号染色体,与已有报道有所差异,说明供试种质可能含有新的疫病抗性基因。根据关联位点表型效应值,发掘出CM0005c、ge35-141pmH0135Cd和Hpms1-139c等12个疫病抗性优异等位变异及种质171、55、161、65、132、128、91、106、125、127、169等优良抗性载体材料。本研究结果为辣椒疫病抗性基因发掘和分子标记辅助选择抗性育种提供了理论指导和材料基础。