17个大麦矮秆候选种质的农艺性状差异和育种价值评价

矮秆种质是大麦新品种选育的重要基因资源,但一些不良性状使得育种中可被广泛使用的大麦矮秆种质的数量较少。利用已鉴定的矮秆大麦品种矮秆齐、尺八大麦和浙皮1号为对照,本研究鉴定了17大麦品种的株高,筛选到16份大麦矮秆种质,其中特矮秆种质11份、普通矮秆种质5份。在16份大麦矮秆种质中,尺八大麦、红原黑青稞和机械裸等7份矮秆种质携带矮秆基因uzu,Himalaya Hrmdaya和印度矮生分别携带矮秆基因br或sdw。方差分析和多重比较结果表明:16份矮秆种质种具有1或多个优良性状,且株高与低单穗粒重、低结实率或低百粒重等性状没有关联性,可用作矮化育种亲本。在16份矮秆种质中,91G-318、Himalaya Hrmdaya和加久等6份矮秆材料携带br、sdw或其他未知矮秆基因,可作为中国大麦矮化育种的新基因资源。

医学插画——站在科学和艺术的交汇路口

医学插画是被医学插画师在科学精准的基础上艺术处理过的医学用图,对于医疗知识推广以及医疗教学起着至关重要的作用。

9个穗分枝裸大麦突变体的穗部特性及其差异分析

穗分枝突变体是大麦穗发育研究的重要种质。利用EMS诱变北青7号的成熟种子,再通过连续7年自交繁殖选育了9个裸大麦穗分枝突变(Ynbs)株系。在不同世代中9个Ynbs株系的穗分枝性状均可稳定遗传,多联穗明显退化,每个主穗着生2~5个分枝穗和10.53±0.53~13.23±0.22个多联穗,每个分枝穗具有1~3个分枝穗轴节,每个多联穗着生10~15个小花。为系统了解Ynbs株系的穗部特性差异,分析了不同材料多联穗数、小花数、结实粒数、结实率、穗茎轴长、穗长、穗轴节数和百粒重的表型差异和偏相关性。结果表明,多联穗数等8个穗部性状在不同材料间均有显著或极显著差异,9个Ynbs株系的多联穗数、结实率和百粒重显著低于诱变亲本,但其小花数极显著高于诱变亲本,多联穗减少、小花增多、结实率和百粒重下降是9个Ynbs株系的共有突变性状;穗分枝性状与多联穗数、结实粒数、结实率、穗长和百粒重5个穗部性状呈极显著偏相关,偏相关系数分别为-0.524、0.584、-0.646、0.418和-0.563。9个Ynbs株系具有穗分枝、多联穗退化、小穗增多等特性,是大麦穗发育等研究的不可替代种质。

不同穗分枝裸大麦株系中变异性状的表型差异和关联分析

【目的】Ynbs株系是M7代裸大麦穗分枝突变体,其穗分枝等性状可稳定遗传,但未见Ynbs株系变异性状表型差异和关联分析的报道。【方法】以9份Ynbs株系、13份重组自交系、1份诱变亲本、1份Prbs突变体为材料,利用SPSS 19.0软件分析了不同材料间11种农艺性状的表型差异及其相关性。【结果】不同Ynbs株系具有小穗退化、小花数增多和结实率下降等8个变异性状,其小穗数(10.53±0.53~13.23±0.22)和结实率(11.30±3.71)%^(42.40±3.61)%极显著低于诱变亲本和重组自交系(P<0.01),但其小花数(123.00±20.06~193.90±14.48)极显著高于诱变亲本和重组自交系(P<0.01),9份Ynbs株系与其他15份材料间具有明显的遗传分化;在24份大麦材料中穗分枝分别与小穗数、结实粒数或穗茎轴长显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)偏相关,偏相关系数分别为-0.599、0.548、-0.652。【结论】Ynbs株系具有包括穗分枝、小穗退化、小花数增多和结实率下降4个共有特性,其穗分枝分别与小穗退化、小花数增多或结实率下降关联遗传,是大麦穗分枝发育等研究的重要基因资源。

3种穗型大麦幼穗发育进程及其与叶龄的对应关系分析

为给大麦穗发育遗传和栽培提供依据,以隶属于穗分枝、二棱穗或六棱穗的9个大麦材料为对象,采用卢良恕等报道的幼穗发育进程和叶龄诊断方法,分析了3种穗型大麦主茎幼穗发育进程及其与叶龄的对应关系。结果表明,3个穗分枝(Yunnan branched-spike,Ynbs)株系的二棱期、穗分枝原基分化期和雌蕊柱头二裂期基本一致,分别对应4叶龄、5叶龄和8叶龄,其内外颖分化期、雌雄蕊分化期和药隔期及其与叶龄的对应关系具有明显差异。3个二棱大麦的雌蕊柱头二裂期基本一致,对应8叶龄。萧山二棱紫大麦和萧山白杆二棱大麦的二棱期延长,并导致三联小穗期、内外颖分化期、雌雄蕊分化期和药隔期缩短及其与叶龄的对应关系具有明显差异。3个六棱大麦的二棱期、雌蕊柱头二裂期和雌蕊柱头毛状突起期基本一致,分别对应4叶龄、7叶龄和8叶龄,内外颖分化期、雌雄蕊分化期和药隔期及其与叶龄的对应关系具有明显差异。同穗型大麦材料的幼穗发育进程及其与叶龄对应关系的差异小于异穗型大麦材料,3个Ynbs株系的4龄叶、5龄叶和8龄叶可分别作为其幼穗二棱期、穗分枝原基分化期和雌蕊柱头二裂期的形态标记。

大麦幼穗MLOC-14401基因编码区的同源克隆和序列分析

【目的】编码区序列是基因作用机制、遗传多样性和进化关系等研究的重要资源。【方法】以盐城红茎大麦、青田红大麦、淳安六棱胭脂大麦和北青7号为材料,采用同源克隆技术分离、克隆MLOC-14401基因CDS序列,利用ORF Finder、BLAST和Clustal X等软件分析所克隆的CDS序列。【结果】MLOC-14401基因CDS序列全长1 248 bp、包含3个外显子、GC含量为62.82%,位于大麦3H染色体的609 892 778~609895 303 bp区间,起始密码(ATG)和终止密码序列(TAA)分别位于119 bp和1 366 bp位点。所编码多肽链包含415个氨基酸、2个MYB结构域,与普通小麦等9个物种的MYB基因编码多肽链具有不同程度的氨基酸序列相似性,保守序列位于105氨基酸与237氨基酸之间。【结论】MLOC-14401基因属大麦转录调控基因R2R3-MYB,所克隆的CDS序列对于大麦MYB基因作用机制等研究具有一定指导作用。

25个大麦品种株高及其主要构成因素的差异分析和QTLs检测

大麦株高及其构成因素受多个基因或QTLs控制,为了解析其遗传机制有必要检测不同大麦品种的株高及其构成因素QTLs。本研究利用SPSS19.0软件分析25份大麦品种的株高及其主要构成因素差异,采用394个核基因组SSR标记的二元相关和多标记逐步回归分析检测株高及其主要构成因素QTLs、再利用关联标记偏相关分析检测QTLs遗传效应。结果表明,25个大麦品种的株高、平均节间数和平均节间长均具有不同程度差异,其表型值变化范围分别为(85.33±2.87)cm^(57.87±6.16)cm、(6.7±0.18)^(5.2±0.42)、(13.49±0.15)cm^(9.15±0.33)cm,其株高具有不同的遗传机制。在25个大麦品种中检测到6个株高QTLs、6个平均节间数QTLs和5个平均节间长QTLs。17个QTLs分布在大麦3H、4H、5H、6H和7H染色体上,其调整R2值变幅为0.125~0.537,其中QPH3H-1等10个QTLs具有增效作用、其余7个具有减效作用。25个大麦品种携带17个遗传效应不同、具有多因一效特性的株高及其主要构成因素QTLs,相关结果对大麦株高及其主要构成因素的遗传机制等研究具有一定的指导作用。

不同大麦品种(或品系)3个穗部性状的差异分析和QTLs检测

解析穗粒数、小穗数和粒重及其QTLs间的遗传关联,有利于大麦穗发育遗传和标记辅助选择研究。本研究采用SPSS 19.0软件分析了25份试验材料的小穗数、千粒重和穗粒数的表型差异,以及不同性状及其QTLs间的遗传关联性。结果表明小穗数等3个性状具有显著或极显著差异,育种品种的小穗数和穗粒数与地方品种的没有明显差异,大多数育成品种的千粒重显著或极显著高于地方品种的,二棱大麦的小穗数、穗粒数和千粒重没有显著差异,但六棱大麦的具有显著或极显著差异;小穗数与穗粒数极显著正相关,偏相关系数为0.835;在试验材料中共检测到4个小穗数QTLs、6个穗粒数QTL和6个千粒重遗QTLs,16个QTLs分别位于1H、2H和4H等6条染色体上,其中QSn-4HS等8个QTLs具有增效作用、其余QTLs具有减效作用。与标记HVM40-258 bp连锁的QTL对小穗数和穗粒数具有一因多效特性性。小穗数等3个穗部性状分别受遗传效应不同的QTLs控制,QTL多效性导致了小穗数与穗粒数关联遗传。

25份大麦材料成熟籽粒中黄酮醇化合物含量的差异分析和QTLs检测

大麦黄酮醇化合物含量属数量性状,但少有其QTLs定位和积累遗传机制的报道。本研究采用高效液相色谱检测6种籽粒颜色不同的25份大麦品种成熟籽粒的黄酮醇化合物含量,通过SSR标记关联分析检测黄酮醇化合物含量QTLs及其遗传效应。结果表明,25份材料成熟籽粒均含儿茶素,其含量变幅为(83.05±2.93)^(349.08±3.82)μg/g。Wn-4等9个份材料成熟籽粒含有杨梅素和山萘酚,其含量变幅分别为(72.97±1.69)^(146.08±1.60)μg/g、(16.62±1.25)^(65.16±1.20)μg/g。在25个大麦品种中检测到21个QTLs,其中控制儿茶素含量的8个、控制杨梅素含量的5个、控制山萘酚含量的11个。QMC-7H等3个杨梅素含量QTLs也可控制山萘酚含量,属多效QTLs。21个QTLs分布在7个不同连锁群上,其调整R2值变幅为0.129~0.601,其中QCC-2H-1等11个QTLs具有增效作用、其余10个具有减效作用。在25份大麦成熟籽粒中儿茶素等3种黄酮醇的含量不同,其差异受遗传效应不同的21个QTLs控制,杨梅素和山萘酚生物合成途径的相似性较高。该研究结果对大麦成熟籽粒黄酮醇含量QTLs的精细定位等研究具有一定的指导作用。