110份鹰嘴豆种质品质性状遗传多样性分析与综合评价

对国家中亚特色种质资源中期库(乌鲁木齐)保存的110份鹰嘴豆的7个品质性状进行遗传多样性分析与评价,筛选优异种质,为鹰嘴豆种质资源的挖掘利用和育种工作提供依据。结果表明,供试材料具有丰富的遗传多样性,7个品质性状变异系数变化范围为4.038%~23.950%,饱和脂肪酸含量变异最大,粗脂肪含量变异最小;Shannon-Weaver遗传多样性指数H′变化范围为1.205~2.040,淀粉含量的遗传多样性指数最高,饱和脂肪酸含量的遗传多样性指数最低。主成分分析将7个品质性状综合为4个主成分,累计贡献率为78.779%。聚类分析将110份鹰嘴豆种质资源划分为4个类群,其中第Ⅲ类群综合表现最好,该类群蛋白质、粗脂肪、淀粉、可溶性固形物和多不饱和脂肪酸含量均较高。综合评分F值范围为0.383~10.965,其中Desi类型和Kabuli类型的鹰嘴豆F值均值分别为7.396和7.175,根据F值筛选出5份综合表现好的品种,分别为‘品鹰1号’‘木鹰1号’‘2009-132’‘诺胡提’和‘引K158B’。

新疆引进北方大豆种质苗期抗旱性综合评价

新疆维吾尔自治区占我国约1/6的国土面积,但水资源却不足全国的4%,在气候变化与人类活动的影响下,新疆旱灾情况正逐年加剧。为了解55份新疆引进的北方大豆种质材料的抗旱性,筛选适宜新疆大田生产的优异抗旱种质,同时明确抗旱鉴定的适宜水分条件,本研究通过盆栽称重法精准控制水分含量,以土壤相对含水量≥65%为对照,在土壤相对含水量50%~60%、40%~50%和30%~40%等3个干旱胁迫条件下,测定大豆叶长、叶宽、叶柄长度、株高、茎秆直径、主茎节数、地上部鲜重、地上部干重等8个指标,计算各品种抗旱系数,使用主成分分析、聚类分析、隶属函数等方法对供试材料进行抗旱性综合评价。结果显示:主成分分析将8个指标归纳为3个综合指标;隶属函数对供试材料进行抗旱性综合评价表明D值分布范围为0.153~0.690;此外,聚类分析将55份供试材料分为5类分别为13份抗旱材料、12份中等抗旱材料、17份低敏感材料、7份敏感材料以及6份极敏感材料;筛选到东农豆253、黑农95、东普90、东生110等12份抗旱优异种质,这些材料为新疆地区大豆抗旱育种提供了优异亲本资源。

大豆种质资源耐盐性鉴定与评价

【目的】研究120份大豆种质资源芽期和苗期耐盐特性,筛选大豆耐盐资源,为新疆大豆耐盐新品种选育提供参考。【方法】120份供试材料按照农业部《大豆耐盐性鉴定评价技术规范》NY/PZ001-2002的标准,在萌发期设置2个不同NaCl(1.2%和1.5%)溶液处理,测定萌发期发芽率;大豆苗期用1.5%NaCl溶液对5 d的幼苗进行处理15 d后,测定株高、根长、植株鲜重、根鲜重、植株干重和根干重。【结果】在1.2%NaCl浓度处理下,筛选出高耐盐品种2份,分别是中黄30号和FtC099,占参试材料的1.67%,相对盐害率为20.1%~40.0%的2级耐盐材料有10份,占8.33%;芽期在1.5%NaCl浓度处理下,筛选出2级耐盐材料为来自日本的FtC099,占参试验材料的0.83%。苗期中筛选出高耐盐材料有1份(日本引进品种S11-5),占0.83%。苗期2级耐盐材料有12份,占10%。【结论】大豆种质资源芽期和苗期耐盐性表现不同,在盐胁迫条件下,盐敏感品种比耐盐品种受盐胁迫影响更大。

新疆和黄河流域棉区棉花品种体细胞胚胎发生和植株再生比较研究

【目的】比较新疆和黄河流域两生态区棉花品种的体细胞再生能力,建立高效棉花体细胞再生体系。【方法】以新疆棉区的新陆中15号、新陆中18号、系9;黄河流域棉区的中棉所35号、中棉所44号及对照品种柯字312为研究对象,优化棉花体细胞胚胎发生的相关条件参数。【结果】在IBA+KT的激素组合下,6个棉花品种再生了5个。【结论】新疆棉区和黄河流域棉花品种的植株再生潜力没有明显差别,但新疆棉花品种体细胞胚胎发生所需的时间长。新陆中15号的愈伤组织分化率及胚胎萌发率都比较高,具备作为棉花优良遗传转化受体的基本特征,目前已经用于农杆菌介导的转基因试验,为新疆棉花组织培养及转基因育种工作提供了重要基础材料。

水氮调控对两种穗型冬小麦品种农艺性状及产量的影响

【目的】在大田条件下,研究灌水(W)和施氮量(N)对纺锤型品种农大211和长方型品种新冬20号农艺性状及产量的影响,为冬小麦农大211的推广及南疆地区冬小麦高产节水提供一定的理论依据。【方法】对不同水氮处理条件下两种穗型冬小麦生育期、农艺性状和产量指标的相关研究来确定南疆地区最佳的灌水施氮模式。【结果】纺锤型品种农大211和长方型品种新冬20号在W1N1、W2N1和W2N2三种水氮组合下生育期相同。纺锤型品种农大211在W2N1处理的株高、穗长、穗粒数和产量显著高于其他处理(P<0.5),农大211的穗粒重各处理间无显著差异,千粒重以W1N1显著高于其他处理。长方型品种新冬20号在W2N3处理的株高、穗长、穗粒数、穗粒重和产量显著高于其他处理(P<0.5),千粒重也以W1N1显著高于其他处理。【结论】通过水肥调控措施,冬小麦农大211生育期可与新冬20号相同,纺锤型品种农大211以灌水量300 m3/667 m2,施氮量20 kg/667 m2(W2N1)为最佳,而长方型品种新冬20号以灌水量400 m3/667 m2,施氮量30 kg/667 m2(W3N2)为最佳。

冬小麦新品种农大211在南疆地区的引种示范

【目的】对引进的冬小麦新品种农大211在南疆地区的综合表现进行研究,探讨该品种的适应性及丰产性,旨在为南疆冬小麦提供可替代的储备品种。【方法】以冬小麦新品种农大211、喀什地区新冬20号、阿克苏地区新冬22号为试验材料,对生育期和产量等农艺性状进行研究。【结果】冬小麦新品种农大211生育期比新冬20号晚熟2～3 d,比新冬22号早熟3 d,产量比新冬20号和新冬22号分别增产7.95%和10.56%。【结论】冬小麦新品种农大211可作为搭配品种在南疆地区进行推广种植。

南疆夏播大豆品种比较试验研究

【目的】在大田条件下,以引进的12份夏播大豆品种为材料,研究夏播大豆品种在喀什地区的适应性及丰产性。【方法】采用随机区组设计,对夏播大豆品种的生育期、农艺性状和产量等指标进行鉴定,筛选出适宜在新疆喀什地区推广的夏播大豆品种。【结果】引进的12份夏播大豆品种生育期均比对照品种早熟,其中新大豆10号和中黄30号产量显著高于对照品种,分别增产12.69%和29.18%。【结论】新大豆10号和中黄30号可作为喀什地区夏播大豆品种进行推广种植。

大豆不同品种农艺性状及产量的比较

【目的】鉴定引进大豆品种(系)在新疆南疆地区的适应性和丰产性,为该地区麦茬复播大豆品种更新换代和推广应用提供科学依据。【方法】测定参加试验的27个大豆新品种(系)的农艺性状和产量,应用方差分析、相关分析、主成分分析和聚类分析等方法综合鉴定评价。【结果】产量最高的品种为SC15-11,产量为266.995 kg/667m^(2),与对照相比增产47.872%。产量与单株粒数呈极显著正相关(P<0.01),与单株有效荚数呈极显著正相关(P<0.01)。在欧式距离为5.00时可将所有材料分为3个类群,分别为高产、中产和低产品种。【结论】SC15-11、JO14和冀豆22等品种综合性状表现优,可在新疆南部地区试验种植。

野生大豆耐盐性研究进展

盐害是大豆受到迫害中最主要的一种,其能限制大豆的生长发育,降低产量与品质。研究发现,野生大豆对盐迫害却有一定的抵抗能力。近几年,研究人员对野生大豆的解剖结构、生理基础和分子生理学基础等研究发现,野生大豆含有耐盐基因。因此,在丰富大豆的基因和提高大豆抗逆性方面,野生大豆有着重要的地位。本文主要探讨了野生大豆的资源概况、耐盐机理及优良品种培育等,以供育种工作者借鉴。

春小麦籽粒主要品质性状的全基因组关联分析

【目的】挖掘小麦籽粒品质性状显著相关的SNP位点及候选基因,并揭示其遗传机理,为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。【方法】通过检测298份国内外春小麦品种(系)5个环境下蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、淀粉含量、籽粒硬度、出粉率和容重等7个籽粒品质性状的表型,并结合小麦55K SNP芯片,采用Q+K关联混合模型进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。【结果】外引品种(系)、地方品种(系)和育成品种(系)的7个品质性状在不同环境下的变异系数分别为1.3%—13.4%、1.1%—18.6%和1.0%—13.9%。其中,外引品种(系)的蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值的变异系数均为最高;新疆自育品种的淀粉含量、籽粒硬度和出粉率的变异系数最大,而新疆地方品种的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、淀粉含量、籽粒硬度和出粉率6个品质性状的变异系数均介于外引品种(系)和新疆自育品种(系)之间。群体结构分析表明,298份小麦品种(系)可分为3个亚群。其中,亚群1包含128份(43.0%)试验材料,主要是来自新疆的地方品种(系);亚群2包含24份(8.1%)试验材料,主要包括外引品种(系)和新疆地方品种;亚群3包含146份(48.9%)试验材料,主要是外引品种(系)。连锁不平衡分析表明A、B和D基因组及全基因组的LD衰减距离分别为10、10、6和8 Mb,依据全基因组的LD衰减距离,将在物理图谱上前后8 Mb区间内的位点认定为一个候选位点。通过GWAS共检测到85个与7个小麦籽粒品质性状显著关联的稳定位点(P<0.001)贡献率为3.7%—10.9%。在1B、1D、2D、3A、3D、4A、4B、5A、6A、6D、7A和7D染色体上均检测到稳定且同时与多个性状关联的位点。其中,7A染色体上的AX-109452823—AX-110545157同时与蛋白质含量、淀粉含量、湿面筋含量、沉降值、出粉率和籽粒硬度相关,且同时在4个环境中均被检测到。对稳定的位点进行候选基因发掘,筛选到10个可能与小麦籽粒品质相关的候选基因。其中TraesCS4A01G299800(阳离子氨基酸转运蛋白)、TraesCS7A01G059500(色氨酸脱羧酶)、TraesCS7A01G331200和TraesCS7D01G418700(木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶)对调控小麦籽粒氨基酸含量有重要作用。【结论】检测到85个稳定的且与小麦籽粒品质性状关联的位点,并筛选出10个与小麦籽粒品质性状相关的候选基因。

春小麦主要籽粒性状的全基因组关联分析

为挖掘控制春小麦主要籽粒性状的关联SNP及候选基因,以国外引进品种、新疆地方品种、新疆自育品种共298份春小麦品种为材料,利用小麦55K SNP芯片,对5个环境下小麦千粒重、粒长、粒宽3个主要籽粒性状进行基于Q+K混合线性模型(mixed linear model,MLM)的全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,供试小麦品种的3个主要籽粒性状在5个环境下的变异系数为3.89%~19.77%,其中粒宽的变异幅度最小,千粒重的变异幅度最大。不同环境中,新疆育成品种的3个主要籽粒性状的平均值均最高,而新疆地方品种的3个籽粒性状的平均值均最低。GWAS结果表明,共检测到84个与小麦主要籽粒性状显著关联的稳定SNP位点,它们分布在小麦的21条染色体上,单个SNP位点可解释3.74%~11.18%的表型变异。在1B、2B、3B、4B、5A、5D染色体上检测到6个同时关联多个籽粒性状的稳定位点。对84个SNP位点进行候选基因筛选,筛选到6个可能与小麦主要籽粒性状相关的候选基因,可作为小麦籽粒研究的重要基因。

南繁大豆农艺性状与产量的主成分和聚类分析

通过对南繁条件下150份从国内外引进的大豆资源进行主成分分析和聚类分析,以确定南繁条件下大豆产量形成的关键影响因子,并筛选有高产潜质的大豆材料。结果表明,大豆单株产量与单株荚数、单株粒数、生物产量、有效分枝数、百粒重、生育期、株高7个性状均显著相关;选取方差累计贡献率为86.640%的前3个主成分可有效评价这批大豆材料;系统聚类可将参试的150份大豆资源分为9类;7个产量相关性状指标中,对不同品种单株产量影响差异的大小依次为单株荚数>单株粒数>生物产量>有效分枝数>百粒重>生育期>株高,7个性状可被分为3类,分别为产量性状因子、熟期因子和分枝因子等3个综合指标;综合指标间的聚类分析表明,可选择单株粒数、有效分枝数和百粒重3个指标评价大豆材料的高产潜力。研究结果可为大豆资源的利用提供参考,150份大豆材料各类群性状之间的差异较明显,可指导大豆高产育种,高产选育过程中应注重选择单株粒数、有效分枝数和百粒重较高的品系。

海岛棉愈伤组织诱导及分化的影响因素初探

本研究以新疆自育海岛棉品种新海16无菌苗下胚轴为外植体材料,进行愈伤组织诱导、分化及再生植株的初步研究,筛选出适合于海岛棉体细胞胚胎再生的培养体系。结果表明,最佳诱导愈伤组织及分化配方为MSB附加0.1mg/L2,4-D及0.05mg/LKT,分化率达到88%;于MSB1附加0.01mg/LKT及0.3mg/LNAA中对胚性愈伤组织进行增值培养;由MSB2附加0.1mg/LIBA中可分化出成熟体细胞胚胎及再生植株,分化率达73%。本研究通过体细胞胚胎发生途径获得了海岛棉再生植株,为海岛棉遗传转化体系的建立及分子育种奠定了基础。

新疆春小麦育成品种遗传演变分析

【目的】研究新疆春小麦育成品种遗传演变规律,提高小麦资源的利用效率,为新疆春小麦品种选育和改良提供参考依据。【方法】以新疆春小麦育成品种为材料,对其主要性状进行综合评价分析,以春小麦90K芯片开展新疆春小麦育成种亲缘关系分析。【结果】新疆春小麦育成种遗传多样性丰富,平均遗传多样性指数2.005,变幅为1.902~2.181。相关性分析结果表明,蛋白质含量、湿面筋含量、穗粒数与育种年代呈极显著正相关。新疆春小麦品种选育主要是通过常规杂交育种、杂交辐射诱变育种、引种3种方式。利用小麦90K芯片将新疆春小麦育成种划分为3个类群,显示了各品种之间的亲缘关系。【结论】新疆春小麦育种遗传基础薄弱、遗传多样性逐渐散失,新疆小麦育种应加强资源收集与利用,扩大育种亲本选择,提高品种变异的丰度和广度,以多抗、高产稳产、优质高效的聚合育种,加快新品种选育进程,提高育种效率。

新疆冬小麦地方品种主要品质性状及其与拉面品质的关系

为了解新疆冬小麦地方品种对新疆拉面品质的影响,以30份新疆冬小麦地方品种为供试材料,测定其面粉品质、面团流变学特性及粉色等主要品质性状,并制作新疆拉面,对新疆冬小麦地方品种主要品质性状与新疆拉面加工品质特性的关系进行了研究。结果表明,湿面筋含量、干面筋含量、面团延伸性、配置比、弹性指数、稳定时间及弱化度等7个面粉品质指标与新疆拉面感官评价总分显著相关,其中干面筋含量和配置比的作用最大;逐步回归分析表明,新疆拉面加工品质主要受到干面筋含量、湿面筋含量、面粉红度(a*)的影响。新疆冬小麦地方品种具有较好的拉面加工品质,可为新疆拉面专用小麦品种选育提供种质资源。

新疆小麦地方品种遗传多样性的SSR分析

为了评价新疆小麦地方品种的遗传多样性,利用42对SSR引物对75份新疆小麦地方品种进行遗传多样性分析。结果表明：在75份地方品种中42个SSR位点共检测到317个等位变异,等位变异变化范围为2－15个,平均7.55个;多态性信息指数（PIC值）变化范围为0.169－0.905,平均0.696。基因组的平均等位变异是D〉B〉A,遗传多样性指数为B〉D〉A。聚类分析表明75份供试新疆小麦材料可划分为3大类8亚类,聚类结果与材料的生态型密切相关,冬小麦地方品种和春小麦地方品种分别归属不同的类或亚类,春小麦地方品种的遗传多样性高于冬小麦地方品种,同时也反映了一定的地域特性。总之,新疆小麦地方品种具有丰富的遗传多样性,可用以拓宽育成品种的遗传基础。

新疆小麦地方品种籽粒硬度及其Puroindoline基因等位变异研究

【目的】籽粒硬度是重要的小麦品质性状,了解新生疆小麦地方品种籽粒硬度的变异类型和分布,为新疆小麦品质育种提供遗传信息。【方法】利用单籽粒硬度仪(SKCS)和PCR扩增、酶切及DNA测序技术,结合改良的Friabilin提取及电泳分析方法,对105份新疆小麦地方品种的籽粒硬度及Pina和Pinb等位基因进行研究。【结果】新疆小麦地方品种以硬质类型为主,平均硬度值为63.5。新疆小麦地方品种Puroindoline基因共有9种突变型,分别是Pina-D1a/Pinb-D1a、Pina-D1a/Pinb-D1b、Pina-D1a/Pinb-D1p、Pina-D1k(null)/null、Pina-D1l/Pinb-D1a、Pina-D1r/Pinb-D1a、Pina-D1a/Pinb-D1ab、Pina-D1a/Pinb-D1ac和Pina-D1b/Pinb-D1p,其中Pina-D1r/Pinb-D1a为新发现的突变型。新疆小麦地方品种Puroindoline基因型以Pina-D1a/Pinb-D1p为主导类型,共有62份,占59.1%;其Pina-D1k(null)/null和Pina-D1a/Pinb-D1ab两种突变型与其地理来源和生态型密切相关,主要分布在南疆冬小麦中。Pina-D1a/Pinb-D1a(野生型)的硬度值显著低于突变型,Pina-D1k(null)/null的硬度值最高,但Pina-D1k(null)/null、Pina-D1a/Pinb-D1p和Pina-D1a/Pinb-D1ab的硬度值差异不显著。【结论】新疆小麦地方品种籽粒硬度及其Puroindoline等位变异和分布信息能为新疆小麦品质改良和引种提供理论依据。

鹰嘴豆脂肪酸组成及其遗传多样性分析

以46份鹰嘴豆标准品种为材料,测定鹰嘴豆种子中脂肪酸的组成及其在粗脂肪中的质量分数,系统分析不同类型、不同来源鹰嘴豆种子中脂肪酸质量分数的差异。结果表明:不同类型鹰嘴豆种子中脂肪酸质量分数差异显著,同一类型不同鹰嘴豆品种中脂肪酸质量分数也有显著差异。饱和脂肪酸占总脂肪酸的质量分数11.49%~33.36%,平均14.19%;不饱和脂肪酸主要为油酸、亚油酸和亚麻酸,占总脂肪酸的质量分数65.10%~88.51%,平均86.00%。其中油酸质量分数为17.08%~45.0%,平均32.71%,遗传多样性指数H′为2.002;亚油酸油酸质量分数为40.27%~63.17%,平均51.15%,遗传多样性指数H′为1.8948;亚麻酸质量分数1.51%~3.73%,平均2.25%。相关性分析表明,在鹰嘴豆种子脂肪中,油酸质量分数与亚油酸、亚麻酸质量分数呈极显著负相关(r=-0.9607**,-0.8661**),亚油酸质量分数和亚麻酸质量分数呈极显著正相关(r=0.8849**)。

新疆若羌县与且末县抗逆农作物种质资源调查

若羌县、且末县地处塔克拉玛干沙漠南缘,是新疆干旱半干旱生态区的典型代表,境内生态类型多样,气候干旱少雨、土壤次生盐渍化重,至今仍存在有一定规模的传统农业耕作模式,保留着丰富多样的抗逆农作物种质资源。本研究在农作物种质资源普查基础上,分析了两县的社会经济发展、农业生产及种植结构调整的演变规律;调查收集抗逆种质资源121份,隶属11科28属34种,分析评价了部分作物种质资源的抗逆性,以及与当地的生态条件、农业生产模式和百姓生活习惯的内在联系,探讨了主要农作物品种演替的阶段性变化,讨论了新疆干旱区抗逆农作物种质资源的收集、保护和利用问题。

外引大豆种质资源在新疆生态区的遗传多样性分析

[目的]促进外引大豆种质资源的有效利用,为新疆大豆育种和种质创新提供依据。[方法]采用数量性状多样性统计和聚类分析方法,对149份外引大豆种质资源的8个主要农艺性状和2个籽粒性状进行遗传多样性分析。[结果]149份大豆种质资源主要来源于11个国家和地区,具有较高的变异系数,变异范围为12.48%～67.13%,其中单株荚数、单株粒数和单株粒重的变异系数最高,达60%以上;生育期的变异系数最低,为12.48%;基于10个农艺性状的聚类分析将149份材料聚为2大类5亚类,聚类结果与材料地理来源具有一定相关性。[结论]该批种质资源极大丰富了新疆大豆的遗传多样性,为新疆大豆育种奠定了基础。