丁氏稻种萌发期耐热性筛选与评价

本研究对P0340、CII141和R289等20份丁氏稻种在种子萌发期进行高温胁迫处理,以正常培养为对照,测定其发芽势、发芽率和根、芽长等10项生长指标,利用隶属函数综合评价法和分级评价值进行耐热综合评估,同时进行相关分析、回归分析及聚类分析,并结合过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量测定和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性分析,探讨不同稻种萌发期生长指标和生理指标的差异,以筛选耐热性强的稻种。结果表明,高温处理后,水稻的发芽势等生长指标在品种间和处理间差异较大;耐热综合评估方面,P0340排位较高,耐热性强;Y595排位较低,耐热性弱;相关性分析和回归分析确立了发芽率和幼苗干重可作为耐热性鉴定的重要指标;聚类分析将参试稻种耐热性划分为极强、强、中等、弱和极弱5类,其中耐热性极强品种为P0340,耐热性强品种为CII141、R289和Y1544,耐热性中等品种包括R107和Δ133等10个,耐热性弱品种包括PII140和PII21等5个,耐热性极弱品种为Y595;生理指标方面,与对照相比,高温胁迫下P0340的H_(2)O_(2)和MDA的含量增幅较少,差异无统计学意义(P>0.05);SOD、CAT和POD活性与对照相比显著增加(P<0.05),表明P0340萌发期耐热性强,活性氧含量累积少,抗氧化能力强。综上,筛选得到的高耐热稻种P0340,其可为培育耐热新品种提供材料基础。

基于SSR标记的‘黑果枸杞’F_(1)代群体杂种鉴定及遗传关系分析

开展基于SSR标记的‘黑果枸杞’F_(1)代群体杂种鉴定及遗传关系分析,为其遗传图谱构建、基因QTL定位以及高花色苷含量新品种选育提供理论支撑。以‘黑果枸杞’与‘白果枸杞’杂交F_(1)代群体(‘Lr-GA’与‘Lr-GB’)为材料,利用11对高多态性SSR引物进行F_(1)代真实性鉴定,并进行遗传多样性与遗传相似性系数分析。11对SSR引物在正反交2个F_(1)代群体中扩增到10株异常基因型单株,鉴定为假杂种,其余397株为真杂种,真杂种率为96.81%;卡方检验发现仅有1个位点出现偏离(ML0116,P<0.050),其余10个位点均符合孟德尔分离定律。在正反交2个群体中,11对SSR标记分别检测到64个和48个等位基因位点,每个标记等位基因数(Na)在2~9,有效等位基因数(Ne)的变化范围为1.55~4.35,Shannon's信息指数(I)的变化范围在0.58~1.53,观测杂合度(Ho)的变化范围在0.45~1.00,期望杂合度(He)的变化范围在0.35~0.77,F检验值的变化范围在-0.58~0.22;基因多态性信息含量(PIC)的变化范围在0.30~0.73,平均值为0.59,LM0069和LM0101的多态性适中(0.250.5)。基于Nei's遗传距离,UPGMA法聚类结果显示,在Nei's遗传距离0.214处,‘Lr-GA’群体分为2组,‘黑果枸杞’为组Ⅰ,‘白果枸杞’和293株F_(1)代单株聚为组Ⅱ。在Nei's遗传距离0.29处,‘Lr-GB’群体分为2组,‘黑果枸杞’为组Ⅰ,‘白果枸杞’和101株F_(1)代单株聚为组Ⅱ。总体来看,子代经杂交后,多数SSR位点发生了变异,与父本比较而言,其遗传物质更多来源于母本。采用SSR分子标记法可对‘黑果枸杞’的杂交F_(1)代群体进行有效的杂种鉴定,杂交F_(1)代单株的基因分离比符合孟德尔分离定律,且与母本有较近的遗传关系。

上海市农业种质资源信息共享服务平台设计与应用

上海市农业种质资源信息共享服务平台是对上海市保护单位的农业种质资源进行规范管理和共享利用的服务体系。为了解决当前规模化和多样化的种质分散于不同保护单位,不利于资源信息共享与利用的问题,本研究根据农业种质资源库(圃)的工作流程研发了以保护单位、资源用户和主管单位为主要角色的一站式共享服务平台,为保护单位建立了管理系统模块,保护单位管理员可进行本单位的种质资源数据管理、资源共享信息发布、申请审核和利用成效管理,促进各保护单位种质资源数据的规范化和共享服务。为资源用户创建了申请共享和利用反馈机制,主要提供种质资源信息查询服务、申请利用服务、利用成效反馈服务等,可同时申请多个保护单位的种质。为主管单位提供全面调查的统计汇总信息,包括全市资源存量、资源分发利用、资源利用成效等信息,实时掌握资源共享动向和利用成效。种质资源信息共享服务平台将为保护单位、资源用户和主管单位提供便捷的服务,有助于提高农业种质资源保存与利用效率。

彩色小麦农艺性状和微量营养元素相关回归分析

彩色小麦因富含多种微量元素已成为生物营养强化育种的研究热点,前人研究多集中在对少数彩色小麦品种进行农艺性状和微量元素硒、锌、铬含量的比较分析,但对彩色小麦农艺性状和微量元素的相关回归分析少见报道。2021年10月—2022年6月在中国科学院栾城农业生态系统试验站设置了大田品种比较试验,对来自黄淮麦区的19个彩色小麦种质资源和1个对照白粒小麦的10个农艺性状及16种微量元素进行考种检测、t检验和相关及逐步回归分析,探讨彩色小麦农艺性状和微量元素的相关性。研究结果表明,19个彩色小麦种质资源的穗长、单株穗数、收获指数和单位面积产量与对照白粒小麦差异极显著(P<0.01),其中‘紫瑞8号’和‘济紫麦2号’单位面积产量分别比对照白粒小麦品种提高7.31%和6.72%。彩色小麦单位面积产量和千粒重呈极显著正相关(P<0.01),和铜、锌含量呈极显著负相关(P<0.01),和银呈显著负相关(P<0.05)。锶→单株穗数→银→单位面积产量为1条相关路径,镍→钴→铁→钒→穗长为第2条相关路径,锰→锡→钼→穗粒数→千粒重→铜→锌→单位面积产量为第3条重要相关路径。钒、铜、锶、株高和穗粒数5个性状共同决定单位面积产量变异的83.4%。以上这些研究结果为彩色小麦生物营养强化育种提供了理论依据和技术支撑。

江苏省农业种质资源开放共享问题及对策研究

种质资源是支撑农业科技创新、保障粮食安全、建设生态文明、支撑农业可持续发展的战略性资源。为加强江苏省农业种质资源的保护和利用,促进优异种质资源的开放共享,文章通过分析江苏省农业种质资源保护与利用现状,梳理种质资源开放共享中遇到的问题和难点,从种质资源信息数据标准化管理、优异资源的鉴定评价和挖掘创新,以及建立健全种质资源产权保护制度、共享惠益规则和资源共享激励约束机制等方面提出农业种质资源开放共享的对策建议,供相关部门参考。

水稻矮化多蘖突变体mtd2/htd1-1的鉴定与图位克隆

株高是株型构成的重要因子,分蘖则是有效穗形成的基础,二者均是水稻重要的农艺性状.为研究株高和分蘖发育的分子机理,用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变保持系西大1B,从中鉴定到1个矮化多蘖突变体,命名为mtd2(more tiller and dwarfism 2).与野生型西大1B相比,mtd2的分蘖数(70.00个)是野生型的6.25倍,株高(49.12 cm)则为野生型的59.4%,同时还表现出小穗、短叶等特征.遗传分析表明:mtd2分蘖增多和植株矮化的突变表型呈共分离现象且受单隐性核基因调控.利用mtd2和缙恢10号杂交组合的F2隐性群体,最终将MTD2基因精细定位于第4染色体分子标记C04-2和C04-3之间157 kb的物理范围内,该区间内含1个已克隆的多蘖矮秆基因LOC_Os04g46470-HTD1.对定位区间内的HTD1进行DNA测序,发现其编码区有11个碱基缺失,导致移码突变.构建互补载体,转化突变体mtd2,其矮化多蘖表型恢复正常,表明mtd2是htd1的一个新等位突变体.细胞学分析发现:mtd2分蘖数增多是由于分蘖芽发育较快所致;qRT-PCR分析表明:MTD2可能参与独脚金内酯(SLs)相关的分蘖芽发育调控网络,这为进一步鉴定MTD2/HTD1基因的功能奠定了基础.

SNP分子标记及其在作物品种鉴定中的应用

作物品种鉴定是优良品种选育和推广的重要保障,而合适的检测方法是对品种进行准确鉴定的关键。随着分子标记技术的发展,第3代分子标记SNP逐渐应用到品种鉴定领域。本研究概述了SNP分子标记的特点,分析了高分辨率熔解曲线、竞争性等位基因特异性PCR、基因芯片、测序法、靶向测序基因型检测等5种作物研究中常用的高通量检测方法的特点及适用性,梳理总结了SNP标记在品种真实性鉴定、纯度检测和亲缘关系分析与分类等方面的研究与应用情况,以期为后续利用SNP分子标记进行品种鉴定提供技术参考。

基于抽样设计的亚麻初级样本遗传多样性评估

为了充分挖掘亚麻种质资源表型数据间的关系,科学开展亚麻核心群体表型遗传多样性研究。试验采用3种不同抽样设计,研究比较香农维纳指数(H)、均值差异百分率(MD)、方差差异百分率(VD)、极差符合率(CR)和变异系数变化率(VR)5个指标,以及开展总体方差估计y及抽样效果比对分析。结果表明:二阶等概样本的VD、VR最大,CR均值最大达到72.99%,接近核心种质,可以作为核心种质的初级样本,为全基因组重测序、GWAS分析提供表型丰富的群体材料。

四川省地方特色农作物种质资源保护利用现状及对策建议

地方特色农作物种质资源的保护利用为开展种业科技创新、实现种源自主可控,保障国家粮食安全提供了重要基础,也对做好“土特产”大文章、推动实现乡村产业振兴具有重要意义。四川省是全国种质资源大省,本文作者以强化生物育种和推动特色农作物种质资源产业化利用相结合为视角,对四川省地方特色农作物种质资源保护利用的现状及存在问题进行了分析,并提出对策与建议。

湖北农作物种质资源保护与利用现状及发展思路

湖北省农作物种质资源丰富,拥有众多独具特色的地方种质资源。从湖北省农作物种质资源中期库发展概况、农作物种质资源普查与收集历程、农作物种质资源保护单位情况、农作物种质资源保护成效等方面概述了湖北省农作物种质资源保护与利用现状,并对湖北省农作物种质资源保护与利用的挑战及发展思路进行了探讨。

茶树大面白叶绿体基因组特征、密码子偏好性及其系统发育分析

茶树大面白(Camellia sinensis cv.‘Damianbai’)在1985年被全国农作物品种审定委员会认定为国家品种,其起源以及与其他茶树品种之间的进化关系尚不清晰。以茶树大面白为试验材料,采用高通量测序技术对茶树大面白叶绿体全基因组进行测序、组装、注释,采用生物信息学软件对其叶绿体的基因组特征、系统发育和密码子偏好性进行分析。结果表明,茶树大面白叶绿体基因组全长157 129 bp,为典型的四分体结构,包括1个LSC区(86 687 bp)、1个SSC区(18 282 bp)和2个IR区(包括IRa和IRb,均为26 080 bp)。大面白叶绿体基因组共注释到135个功能基因,包括90个CDS基因;8个rRNA基因和37个tRNA基因。共检测到52个SSR和50个Longrepeat,SSR只有A/T单核苷酸重复序列,Longrepeat只存在正向重复和回文重复2种类型。茶树大面白叶绿体基因组密码子使用偏性主要受自然选择的影响,受内部突变压力的影响小。茶树大面白叶绿体基因有14个最优密码子(AAU、GAU、UGU、AAA、UAA、GCA、GCU、GGU、CCU、GUA、CGU、CUU、AGU、UCU)。茶树大面白与凤凰单丛茶白银(Camellia sinensis isolated Baiyin cultivar Phoenix Dancong Tea,OL690374)亲缘关系较近。本研究分析了大面白茶树叶绿体基因组序列特征及系统发育进化关系,为加强茶树大面白种质鉴定及其资源多样性的开发利用提供了参考依据。

热带作物种质资源在印度农业研究委员会概况

热带作物种质资源是中国生物多样性的重要组成部分,是中国热带作物产业持续发展的物质基础。印度农业研究委员会(The Indian Council of Agricultural Research,ICAR),原称皇家农业研究委员会,于1929年7月16日成立,隶属印度农业部农业研究和教育司,总部位于新德里。农业和农民福利部长是ICAR的主席,渔业、畜牧业和乳业部联盟部长是高级副主席,ICAR的总干事兼首席执行官同时也是印度政府在DARE中的秘书。

23个秋播蚕豆新品种(系)主要农艺性状的相关性分析和主成分分析

对2022—2023年23个秋播蚕豆(Viciafaba L.)新品种(系)的10个主要农艺性状进行了相关分析和主成分分析。结果表明,蚕豆农艺性状间存在复杂的相关关系,小区产量与生育期、株高、荚长和百粒重显著正相关;百粒重与籽粒长、荚长、株高、生育期显著正相关,与单株荚数和单株总荚节数显著负相关;荚长与单荚粒数、株高和生育期显著正相关;生育期与株高相关性显著。通过主成分分析确立了4个主要成分,以第1主成分的贡献率最大,为43.271%,第2主成分、第3主成分和第4主成分对总方差的贡献率分别为23.902%、12.416%和8.352%,并计算出了各主成分得分方程。

不同茶树品种的径山茶挥发性成分差异研究

为深入探究不同茶树品种的径山茶挥发性成分差异,采用搅拌棒吸附萃取-气相色谱-质谱联用技术(SBSE-GC-MS)、顶空-气相色谱-离子迁移谱技术(HS-GC-IMS)对径山1号、径山2号、鸠坑种、迎霜和翠峰5个茶树品种的径山茶挥发性成分进行分析。首先,基于GC-MS和GC-IMS分别共鉴定出93种和79种挥发性成分。其次,通过主成分分析(PCA)揭示了不同茶树品种的径山茶挥发性成分之间的差异。最后,运用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)的变量投影重要性(VIP)确定不同品种间的差异挥发性成分,并通过相对香气活度值(ROAV)进一步筛选关键差异挥发性成分。结果表明,在GC-MS和GC-IMS中分别有16种和12种挥发性化合物被鉴定为不同茶树品种径山茶的关键差异挥发性化合物。其中,径山2号的特征挥发性成分包括2-庚醇、茉莉酸甲酯、2-甲基丁醛和2-庚酮等,具有较为明显的清香特征,其含量高于其他品种;径山1号中顺茉莉酮、庚醛和(Z)-3-己烯醇的含量较为丰富;迎霜品种中氧化柠檬烯和戊醛的含量较高。结合感官评价结果表明,径山1号、翠峰和径山2号的香气评分较高。研究揭示了不同茶树品种径山茶的特征性挥发物具有显著差异,为径山茶生产中优质原料的选择提供理论依据,对实现高品质径山茶的精准加工和定向品质控制具有重要价值。

基于灰色关联度法和DTOPSIS法对羊草种质资源综合评价

为探讨羊草(Leymus chinensis)种质资源产量与表型性状之间的相关性,筛选出优良的羊草种质。本研究以28份羊草种质资源为试验材料,基于9个田间表型性状,采用2种综合评价方法,进行了羊草种质资源表型性状间相关性分析和优良种质筛选。结果表明,灰色关联度法和DTOPSIS法在羊草田间表型性状与干草产量的关联次序有明显的差异。通过2种方法分别与实际干草产量排序结果进行线性拟合分析,发现相较于灰色关联度法,DTOPSIS熵权值法和熵值法的综合评价最接近干草实际真实测产结果,相关系数分别达到了0.994 5和0.955 7。因此,在羊草表型性状与干草产量相关性田间综合性状分析中应采用DTOPSIS法,该方法更适合羊草多性状评价。同时,通过综合评价发现在羊草高产新品种选育过程中应优先注重提升小穗数量比例,并要考虑叶宽比例,也要注意兼顾其它性状。经过综合评价,在2种评价方法中前三位的种质材料H8、H7和H27具有良好的高产潜力,可进一步作为育种材料进行羊草高产品种的选育。

不同品种小麦农艺性状与产量相关性研究

为了给关中西部台塬地区及相近气候环境条件地区小麦育种和栽培管理提供参考,通过分析当地种植的9个小麦品种的株高、地上部生物量、667 m^(2)穗数、千粒重等农艺性状与产量的相关性,发现参试品种667 m^(2)穗数与产量呈显著正相关性。综合来看,建议适当提高667 m^(2)穗数,兼顾千粒重,控制穗粒数。分类型看,中短期内,建议在气候环境相似地区推广种植高产类型和中高产类型品种。增产建议:针对高产、低产类型,适当提高667 m^(2)穗数,控制千粒重,稳定穗粒数;针对中高产类型,适当提高667 m^(2)穗数,控制穗粒数,稳定千粒重;针对中低产类型,适当提高穗粒数,控制千粒重,稳定667 m^(2)穗数。

茶树叶片黄化变异相关的CAB基因家族鉴定及关键基因挖掘

捕光叶绿素a/b结合蛋白(Light-harvesting chlorophyll a/b binding protein,CAB)基因家族成员在植物叶片黄化变异中具有重要作用。本研究利用铁观音(Camellia sinensis Tieguanyin)基因组数据对CAB基因家族进行了筛选,并进行了生物信息学和表达模式分析;进一步以不同黄化、绿叶茶树品种(系)为材料,通过基因克隆和qRT-PCR,分析CABs基因的表达特性,结合叶色参数和叶绿素SPAD值的相关性分析筛选出与茶树黄化变异相关的关键CAB基因。结果表明,共鉴定到25个CAB基因家族成员,其氨基酸长度为167~337个,蛋白分子质量为18.5~37.1 kDa,大部分CAB成员属于稳定性蛋白和疏水性蛋白,并且亚细胞定位预测在叶绿体上;根据进化关系25个CAB家族成员分为13个亚家族,Lhcb1亚族的成员数量最多;启动子分析显示,CAB家族成员启动子中包含大量的光响应元件,还有其他与植物生长发育、激素和逆境胁迫响应相关的元件。从茶树中克隆Lhcb1亚家族成员,通过序列比对筛选出CAB1、CAB6和CAB7基因;表达分析显示,CAB1、CAB6和CAB7基因都具有组织表达特异性,在芽、叶和果实中表达量较高,并能响应多种逆境胁迫。qRT-PCR分析发现,CAB1、CAB6和CAB7基因在黄、绿茶树的叶片中具有一致的表达特性:与正常绿叶相比,黄化叶片中的CABs基因表达均显著下调;通过与叶色参数和叶绿素SPAD值的相关性分析,发现CAB1、CAB6和CAB7表达量与叶色参数a、b、L值以及叶绿素SPAD值均呈极显著相关(P<0.01),其中CAB1的基因表达量与叶色相关参数和叶绿素SPAD值的相关性最显著;烟草亚细胞定位结果显示,CAB1在细胞核、细胞膜和叶绿体上均有分布。以上研究初步解析了茶树CAB家族成员的基本特征,挖掘出与茶树叶色变异紧密相关CAB基因,后续可作为候选关键基因进行深入研究,以期为茶树叶色变异的分子调控机制的研究提供理论基础。

我国作物种质资源库建设现状与发展探讨

从我国作物种质资源库三次集中发展历程、国家种质资源保护体系建设、地方种质资源库高速发展等方面概述了国内作物种质资源库建设现状,剖析了种质库建设中存在的缺少本区域全局性顶层规划、地方库与国家库体系缺少衔接等问题,提出加紧种质资源保护科学布局,规范种质资源库建设;加强资源项目管理,形成可持续发展的机制;加速资源共享服务建设,建立可享可用公共平台的建议。

四川山区63份马铃薯亲本材料的SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

【目的】针对近年筛选出的适宜在四川山区种植的63份马铃薯骨干亲本材料开展遗传多样性研究。【方法】从文献中找到208对多态性较高的引物,提取供试材料的DNA进行PCR扩增。【结果】168对引物出现扩增条带,145对引物具有多态性,7对引物可以完全区分供试材料。【结论】用这7对引物构建SSR指纹图谱,发现63份马铃薯材料间的遗传相似系数为0.48~0.98。遗传相似系数为0.481处将供试材料分为A、B和C 3个类群,0.614处将供试材料分为7个类群,表明供试材料间亲缘关系较远,可为马铃薯的遗传育种杂交亲本组配提供参考。

茶树春梢萌发早晚关联基因CsAL1的CAPS分子标记开发

茶树(Camelliasinensis)作为一种叶用型经济植物,春梢萌发时间是关系茶叶经济价值的重要生物学性状。因此,选育茶树早生品种,对提升茶叶品质和经济效益具有重要的现实意义。以铁观音为参考基因组,通过全基因组关联分析,筛选到一个与茶树春梢萌发早晚高度相关的基因CsAL1(Auxilin-like 1,TGY040711)。运用SNP calling获得CsAL1各样本的SNPs,将SNPs与其春梢萌发表型进行关联分析,获得与早生性状显著相关的SNP位点。分析各SNPs的酶切位点,选择合适位点开发茶树早生性状相关CAPS分子标记。利用标记对12份茶树材料基因组DNA进行PCR扩增和酶切检测,随后在72份茶树材料中进一步验证,以期借助CAPS分子标记技术为探究CsAL1中单碱基位点突变与茶树早生性状的联系提供参考,为茶树早生品种的选育提供理论支撑。