糜子种质资源遗传多样性、生态适应性及丰产性研究

为解决内蒙古糜子育种及生产过程中存在的品种混杂与盲目选种等问题,以47份糜子种质资源为供试材料,采用方差分析、相关性分析、主成分分析等方法,对其遗传变异、生态适应性及丰产性进行评价。结果表明:47份糜子种质资源存在丰富的遗传多样性,各农艺性状及产量变异幅度较大,改良空间较大;不同种植年份糜子种质资源生育进程整体一致,生态适应性良好;主茎长、主穗长和穗茎长3个性状应在育种实践中给予重点关注,赤黍2号、泾川小白糜2个品种可作为当地高产种质材料用于育种实践。

糜子种质材料的抗倒伏性、农艺性状及力学特性

2016年在敦煌绿洲灌水区对来自中国不同生态区的59份糜子种质材料进行田间抗倒伏性鉴定与评价。结果显示:59份种质材料中17份未倒伏,占28.8%,42份有不同程度的倒伏,占71.2%。农艺性状与倒伏率的相关性分析表明,糜子株高、株穗质量及茎粗与倒伏率显著相关。茎秆机械强度、倒伏指数与倒伏率极相关,相关系数分别是-0.364和0.833。倒伏指数和农艺性状的相关性与倒伏率和农艺性状的相关性吻合度最高,说明倒伏指数能全面可靠地代替倒伏率评价糜子种质材料的抗倒伏性。同时筛选鉴定的‘陇糜7号’‘陇糜10号’‘内糜3号’抗倒伏性强,综合性状优良,是糜子抗倒伏基因资源的理想材料。

中国黍稷种质资源的繁种入库

介绍了中国黍稷种质资源入国家种质库贮存的情况,阐述了黍稷繁种入库的程序、做法、关键技术和经验。

黍稷种质资源繁殖更新技术

黍稷种质资源繁殖更新是一项长期性、系统性的基础研究工作,为了使繁殖更新技术更加规范化,从黍稷种质资源多样性组成、不同类型黍稷种质资源的繁殖特性、黍稷的繁殖生物学基础及其繁殖特性、黍稷繁种的主要技术标准和技术工作程序等方面,系统阐述了黍稷种质资源繁殖更新技术的规范化操作,为今后黍稷种质资源的繁殖更新提供参考依据。

黍稷种质穗型与主要农艺性状的关系

黍稷种质的穗型分为侧穗、散穗和密穗3种类型。不同穗型的黍稷种质与黍稷的粳糯性、丰产性、抗病性、抗逆性、生育期和粒色均有一定的关系。通过此项研究,可以在今后的黍稷生产中,根据黍稷种质不同的穗型在品种选择、选地和栽培技术上采取相应的栽培措施,以最大限度地发挥黍稷种质的增产潜力。

黍稷种质资源粒色分类及其特性表现

黍稷种质资源的粒色是黍稷的主要农艺性状。粒色分类表明,黄粒种质比例最高,白粒种质次之。特性鉴定表明,白粒种质的优势最大,黄粒种质次之,说明白粒种质进化程度最高;但黄粒种质适应性和生育期又比白粒种质优势大,以至造成在分类中黄粒种质比例大于白粒种质的结果。红粒、褐粒、复色粒和灰粒种质也各自有自身的特色,在黍稷生产中发挥着不同的作用。

黍和稷种质资源主要农艺性状的差异

为了进一步摸清黍种质和稷种质在主要农艺性状表现上的差异,以山西省1192份黍、稷种质的主要农艺性状鉴定数据为基础进行了统计比较。结果表明,在质量性状上,黍种质的穗型以侧穗和密穗为主,稷种质以散穗型为主;不论是绿色花序还是紫色花序均以黍种质占有优势,尤以紫色花序种质优势最大;黍种质在生物学产量、经济产量性状上比稷种质占有优势。研究结果可为黍、稷种质资源在育种、生产和食品加工利用方面提供参考依据。

基于SSR标记的黍稷种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

【目的】利用SSR标记,分析黍稷种质资源(野生材料和地方品种)的遗传多样性水平,揭示不同来源黍稷种质资源的亲缘关系和遗传群体结构差异,为黍稷起源进化研究奠定基础。【方法】用6份地理差异显著的黍稷种质资源对137对小宗作物课题组开发的具有多态性的SSR引物进行初步筛选,最终筛选103对条带清晰、扩增良好且多态性稳定的SSR引物,利用这103对多态性SSR标记对146份黍稷材料进行PCR扩增,通过遗传参数、聚类、遗传结构等分析,评估不同个体间及不同群体间的遗传多样性,探讨遗传结构差异。【结果】103对SSR标记共检测出308个等位基因(Na),平均值为2.99,平均Shannon-Weaver指数(I)为0.8478,平均期望杂合度为0.3642,平均多态性信息含量指数(PIC)为0.5544。103对SSR标记的分布区间为0—1、1—2、2—3、3—4和4—5,分辨率范围为0.334—4.002,77.67%的标记分布于区间1—4,具有适度分辨力。国内资源的观测等位基因数(2.9126)、多样性指数(0.8302)、期望杂合度(0.5023)、多态性信息含量指数(0.5278)均高于国外资源,遗传多样性更丰富。12个群体的遗传距离的变化范围为0.0783—0.5762,均值为0.2938;遗传一致度变化范围为0.5620—0.9247,均值为0.75,遗传相似性与地理分布具有一定相关性,地理分布越近,遗传距离越小,遗传一致度越高。聚类分析在遗传距离为0.15处可以把12个群体分为4个组群,其中南美洲和山西资源各自独立分为一支,与其他资源亲缘关系较远。个体间聚类中,国内外资源划分非常显著,在遗传距离为0.63处,146份黍稷资源可分为3大组群,组群Ⅰ和组群Ⅱ为国外资源,组群Ⅲ为国内资源。组群Ⅱ在遗传距离为0.39处又分为3个亚群,组群Ⅲ在遗传距离为0.45处分为5个亚群,其中亚洲与欧洲资源、中国河北与中国山西、中国内蒙古资源的遗传关系较近。遗传结构分析结果显示国内外群体间存在明显的遗传分化,其中5个组群(组群2、组群5、组群6、组群7和组群9)为国内野生资源特有基因型,分布较为分散;2个组群(组群1和组群4)为国外资源特有基因型,分布较为集中。中国宁夏、南美洲资源的群体结构趋向单一化,中国河北、中国黑龙江、亚洲资源的群体结构趋向多元化。UPGMA聚类结果与遗传结构分析结果一致,且不同地区黍稷资源群体间遗传关系远近均与其地理分布相关。【结论】野生资源的遗传多样性高于国外资源,其中中国河北群体的遗传多样性最丰富,中国河北可能是黍稷的起源中心。

90份黍子种质资源蛋白质含量评估

为评估黍子资源的蛋白质含量,以90份黍子资源为试验材料,利用Smart-Chem140全自动间断化学分析仪测定黍子总氮含量,再根据总氮含量计算蛋白质含量,并对蛋白质含量进行正态性检验和方差分析。结果表明,90份黍子种质资源蛋白质含量在6.87%(宁夏的牛旦糜子)~12.01%(黑龙江的黄糜子),平均为9.43%,符合正态分布;就资源的蛋白质平均含量而言,印度最高(10.43%),黑龙江(10.10%)、山西(9.64%)和陕西(9.58%)次之,宁夏最低(8.41%),印度和宁夏间差异显著;就资源的蛋白质含量变异系数而言,黑龙江最高(12.24%)、内蒙古最低(6.20%);就资源的蛋白质含量变幅而言,印度最宽(7.82%~11.73%),内蒙古最窄(8.25%~10.24%)。90份黍子种质资源蛋白质含量特征存在差异,研究结果可为不同地区种质资源的选择提供理论依据。

基于微卫星标记的山西糜子资源DNA二维码创建

通过鉴定糜子种质资源,构建分子身份证,旨在为其保护遗传多样性提供理论依据,以来源于山西黄土高原生态区的21份糜子资源为材料,利用12个SSR标记(六碱基、五碱基和四碱基核苷酸重复序列分别为1、4、7对)筛选出9个遗传稳定性高、重复性好的标记,进行遗传多样性分析,利用相关软件构建材料的DNA二维码。结果表明,21份材料在12个位点的遗传多样性参数的观测等位基因平均为3.0000;有效等位基因介于2.5412~2.9959,平均为2.8412;多态性信息含量介于0.6010~0.7720,平均为0.7076;多样性指数介于0.9958~1.0979,平均为1.0661;观测杂合度介于0.5294~0.8883,平均为0.7058;期望杂合度介于0.6238~0.6842,平均为0.6646;Nei′s期望杂合度介于0.6065~0.6662,平均为0.6469。3个核心标记(RYW5、RYW8、RYW11)与其他标记相比相似系数过高,进行剔除处理;基于9个标记(RYW1、RYW2、RYW3、RYW4、RYW6、RYW7、RYW9、RYW10和RYW12)可以将21份材料全部区分。利用条形码在线软件与在线二维码技术分别构建了21份糜子资源的条形码和二维码。