小麦新种质“普冰3228”穗下节长度QTL定位与候选基因分析

【目的】挖掘小麦新种质“普冰3228”穗下节的有效位点/基因,探讨其穗下节分子遗传机制。【方法】以“普冰3228”ד京4839”杂交产生的210个小麦重组自交系群体为材料,利用55K SNP芯片构建该群体高密度分子遗传连锁图谱,采用完备区间作图法(ICIM⁃ADD)对穗下节长度进行QTL定位分析,并基于QTL定位结果对穗下节长度候选基因进行预测分析。【结果】研究发现210个小麦重组自交系遗传群体穗下节长度存在丰富的遗传差异,分布于16.00~117.50 cm。共检测到6个与小麦穗下节相关的QTL,该QTL主要分布于2B、4B、4D、5B和6D染色体上,其LOD值介于2.55~7.88,解释变异率分布于3.43%~15.84%,且绝大多数QTL均来自母本“普冰3228”。定位于4B染色体上AX⁃109373490~AX⁃111540511区间的QUIL⁃4B.e1和定位于4D染色体上AX⁃110984743~AX⁃109230716区间的QUIL⁃4D.e1为穗下节长度主效QTL,可在2种环境下均被检测到的QUIL⁃4D为穗下节长度稳定QTL。进一步分析发现15个与穗下节长度相关的候选基因。该候选基因主要编码一些相关蛋白及功能酶,通过调节或影响植物代谢活动进而对小麦穗下节长度产生影响。例如TraesCS4D01G039200可能编码一种原纤维家族蛋白,直接影响小麦穗下节长度,TraesCS4D01G040300可能编码代谢产物转运蛋白,通过调节代谢产物在穗下节区域的分配影响穗下节的长度。【结论】研究共检测到与小麦穗下节长度相关QTL 6个,预测到与穗下节相关候选基因15个,研究结果有助于小麦穗下节遗传机制解析,并为穗下节遗传改良提供新种质。

基于SSR标记的100份国内外小麦种质遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建

为了分析国内外引进小麦种质资源遗传多样性,揭示不同种质间的亲缘关系,促进小麦种质的有效利用及保护,本研究以引进的100份国内外小麦种质为材料,利用SSR分子标记进行分子检测,分析供试材料的遗传多样性并构建其DNA指纹图谱。结果表明,利用筛选出的23对SSR引物对100份小麦种质扩增,共获得235个基因位点,其中多态性位点232个,占比达到98.72%。SSR引物检测位点介于6~18个之间,平均等位位点数为10.09个,SSR引物有效等位基因数、Nei’s基因多样性指数和Shannon’s信息指数分别平均为1.35、0.22和0.36。不同小麦种质间的遗传相似系数变幅在0.56~0.96之间,平均为0.73。基于Nei’s遗传相似系数,100份小麦种质可被划分为6类,其中第Ⅵ类群包含的小麦种质数目最多,占到种质总数的62%。同时利用多态性比较丰富的5对SSR引物构建了供试小麦种质DNA指纹图谱。本研究结果可为小麦种质资源的科学利用及有效保护提供一定依据。

小麦籽粒镉元素含量全基因组关联分析及候选基因预测

以国内外207份小麦种质为材料,利用660K SNP芯片对其进行基因型检测,并结合不同环境下表型数据和最佳线性无偏预测值(BLUP,Best linear unbiased prediction)对小麦籽粒镉元素含量进行全基因组关联分析。结果表明:与小麦籽粒镉元素含量显著关联的SNP 310个,这些SNP分布于除3D和4D外的19条染色体上,单个SNP解释变异率为10.95%~14.66%。不同环境下检测到的关联SNP结果存在差异,其中在原阳地区检测到186个SNP,开封地区检测到71个SNP。基于BLUP值分析获得53个SNP。基于SNP物理位置,将距离较近的SNP进行整合,共获得有效QTL位点52个。同时发现了7个在多环境下表现稳定的SNP,并对其进行单标记效应分析。最后对基于获得的关联SNP进行了候选基因预测,共获得7个与小麦籽粒镉元素含量相关的候选基因,其中TraesCS1B01G321700和TraesCS1B01G320200可能与镉元素调控相关基因转录有关,而TraesCS7B01G459000和TraesCS7B01G456900可能与镉元素的吸收和转运等代谢过程有关。还筛选出了对镉具有良好避性的部分小麦优异种质,如‘云麦51’‘郑麦379’‘白穗白’‘云麦53’‘双丰收’。

小麦-冰草多粒新种质及其多粒性遗传分析

【目的】探讨小麦-冰草多粒新种质3228多粒特性(>90粒/穗)的遗传及其利用价值。【方法】将该材料在5个不同小麦种植区进行种植,以评价该材料多粒特性的稳定性;采用主基因+多基因混合遗传模型分析方法对小麦-冰草多粒新种质3228(♀)×京4839(♂)的F2单株表型进行遗传分析。【结果】小麦-冰草多粒新种质3228多粒特性在不同环境下表现稳定,其穗粒数均大于90;小麦-冰草异源新种质3228与京4839(41粒左右/穗)F2群体遗传分析表明,多粒特性主要受1对主效基因控制,主基因的遗传率为27.81%,其加性效应是9.33;此外,在F2群体中,78.11%的单株穗粒数都高于京4839,表明3228中的多粒基因具有一定的显性效应。【结论】小麦-冰草多粒新种质3228多粒特性具有较好的环境稳定性,其在遗传上主要受1对主基因控制,有望利用该多粒基因通过提高穗粒数实现小麦高产育种。

盐胁迫对不同品种苜蓿种子发芽性状的影响

为了有效开展苜蓿品种耐盐性评价及耐盐材料筛选,以5个国外苜蓿品种和4个国内苜蓿品种为材料,采用不同质量浓度NaCl处理(2、4、6、8、10g/L),探讨了盐胁迫对苜蓿种子主要发芽性状(发芽率、苗长、根长、苗质量、根质量)的影响。结果表明,盐胁迫对苜蓿种子发芽性状均有较大影响,随着NaCl质量浓度的提高,苜蓿种子发芽率降低,苗长和根长明显缩短,苗质量和根质量逐步下降,而且,高质量浓度盐胁迫对苜蓿种子发芽性状的影响尤为显著。不同苜蓿品种对盐胁迫的响应差异较大,对9个苜蓿品种种子5个发芽性状耐盐性的综合分析表明,三得利的种子耐盐性最强,而伊犁苜蓿的耐盐性最弱。

菠萝种质目标起始密码子(SCoT)遗传多样性分析

利用SCo T分子标记技术对来自9个国家或地区的46份菠萝种质进行了遗传多样性分析,并对SCo T标记在菠萝研究中的效率做了探讨。结果表明,SCo T标记在菠萝种质中具有丰富的多态性,引物多态性条带百分比在75%-100%之间,平均为94.61%;引物的有效等位基因数（Ne）、Nei＇s基因多样性指数（H）、Shannon＇s信息指数（I）和多态性信息含量（PIC）平均值分别为1.45、0.27、0.41和0.28,表明SCo T标记具有较高的多态性检测效率。基于SCo T标记计算获得的遗传相似系数对菠萝种质做聚类分析,46份菠萝种质可被划分为5个类群,其中,第Ⅰ类群所包含的菠萝种质数量最多,占菠萝种质总数的84.78%。主成分分析获得了与聚类分析不尽一致的结论,但两者反映的种质亲缘关系基本一致。本研究结果将为我国菠萝种质的鉴定、保存和科学利用提供一定的理论依据。

甘蓝型油菜育种亲本产量及品质性状遗传效应分析

为了探讨甘蓝型油菜育种材料的遗传效应,采用MINQUE(1)统计方法及AD模型对11个甘蓝型油菜育种材料及其杂种后代的产量性状和品质性状进行了遗传分析。结果表明,4个主要性状均存在极显著的加性效应和显性效应,其与环境的互作效应也达到了极显著水平,品质性状的遗传率明显高于单株产量的遗传率;4个性状的杂种F1和F2代平均优势表现较好,而超亲优势表现普遍较差;品质性状间存在较好的相关性,但其与单株产量的相关性较差;所有亲本主要性状的遗传效应差异明显,选用适合亲本可实现对特定目标性状的有效改良。

近年来中国冬油菜主要农艺性状的演变分析

对2004-2010年参加中国冬油菜区试的838个材料13个主要农艺性状进行分析。结果表明,随时间推移,近年来中国油菜育种进展明显,油菜主要产量性状在得到综合改善的同时,油菜品质性状基本都实现了"双低一高",油菜的综合抗病能力也明显提高;另外,油菜主要农艺性状在不同区域间具有变化不同的特点,油菜含油量、有效角果数、生育期和抗冻性在南方普遍比北方表现好;而油菜的株高、分枝数、菌核病和病毒病抗性在北方均比南方表现好。

小麦-冰草衍生系3228主要产量性状的遗传分析

为了探讨小麦-冰草(Agropyron cristatum)衍生系3228的多粒(66～82粒/穗)特性在育种中的可利用性,本研究以3228与黄淮冬麦区5个主栽品种进行杂交,并将其杂种F_1分别种植于北京、陕西和四川,采用MINQUE(1)统计方法及AD模型对主要产量性状进行了遗传分析。在研究的6个产量性状中,均存在极显著的加性方差比率,普通广义遗传率在产量性状的遗传中所占比例较大,所有性状的遗传均存在加性和环境的互作。特别值得指出的是,3228在穗粒数方面具有极显著的加性和显性效应,在穗长、小穗数方面也具有极显著的加性效应,说明利用该种质对于提高小麦的穗粒数具有重要作用。

中国荞麦栽培品种的核型比较分析

通过对我国栽培的10个甜荞 Fagopyrum esculentum 品种和7个苦荞 F .tataricum 品种根尖染色体数目观察和核型比较分析,结果表明:甜荞和苦荞染色体数目都是由16条染色体构成的,2 n=2 x=16 .甜荞有2对随体,而苦荞有1对随体,它们的核型公式分别为12 m+4m SAT 、12 m+2 sm+2 sm SAT ;种内各品种在染色体相对长度、染色体长度比、随体染色体数目和形态等方面差异较小,但在种间的差异明显.

不同苜蓿品种种子的发芽特性

以5个国外苜蓿品种和4个国内苜蓿品种为试验材料,对苜蓿种子的发芽率、发芽种子根长、发芽种子苗长、发芽种子根质量、发芽种子苗质量、根长/苗长和根质量/苗质量等7个发芽性状进行了分析。结果表明,不同苜蓿品种间的发芽性状差异都较大,在发芽率方面,赛迪7的发芽率最高,达到了98%;在苗长、根质量和苗质量方面,游客的表现都比较突出;猎人河苜蓿的根长、根长/苗长表现较好,而伊犁苜蓿的根质量/苗质量表现最好。性状相关分析表明,除根长与根长/苗长、苗长与苗质量间呈显著正相关外,其余性状间均不显著相关。研究结果将为这些苜蓿品种的推广应用及相关研究提供一定的依据。

不同处理方法对皂角种子发芽的影响

以皂角种子为研究材料,探讨了不同化学试剂处理和热水处理对皂角种子发芽率的影响。结果表明,硫酸处理和双氧水处理都能显著提高皂角种子发芽率,使皂角种子发芽率均达到40%以上,显著高于对照发芽率(10%),其中硫酸处理效果优于双氧水处理。同时,化学试剂的浓度和处理时间对皂角种子发芽率影响也较大,综合比较表明,皂角种子经60%硫酸处理45 min效果最好,其发芽率达到92%。另外,热水处理对皂角种子发芽率也具有一定的影响,而化学试剂处理后再进行热水处理对提高皂角种子的发芽率效果更好。

油菜育种亲本主要性状相关性及主成分分析

为了有效评价油菜不同亲本材料,筛选获得可用于油菜育种的优良亲本,并对油菜性状基本遗传规律进行探讨。以国内外18个油菜育种亲本为材料,对油菜11个主要农艺性状进行了相关性和主成分分析。油菜亲本间主要农艺性状的表型差异较大,不同性状的变异系数介于0.09~0.31之间,其中单株产量的变化最大,株高的变化最小;油菜主要农艺性状的相关性差异明显,角果数相关性状与单株产量的相关性表现较好,而不同部位分枝间距与其他性状的相关性均较差;在获得的4个主成分中,除第1主成分主要由角果数和单株产量构成外,其余3个主成分均以不同部位分枝间距为主。油菜育种实践中应同时注重对主要目标性状及其相关性状的有效改良,本研究将为油菜种质有效利用和油菜性状改良提供一定的科学依据。

中国生态修复技术研究进展

就我国几种主要修复技术的研究进展进行综述,以期在为未来生态修复技术研究提供一定参考的同时,使生态修复技术能更好地为国民经济发展和环境保护服务。

不同苜蓿品种农艺性状的分析与评价

以国内外9个苜蓿品种为材料,对其株高、主茎节数、叶面积、叶长、叶宽、分枝数、根长7个农艺性状进行分析评价。结果表明,不同苜蓿品种间主要农艺性状均存在显著差异,其中游客、公农2号品种的农艺性状综合表现最好;苜蓿不同性状间的相关性较差,除叶片性状外,其余性状间均未达显著水平;主成分分析显示,排名前3的主成分为叶片因子、主茎节因子、分枝因子;以农艺性状为基础对苜蓿品种作聚类分析,9个苜蓿品种被划分为3个类群。研究结果将为苜蓿引种、品种选育、种质资源科学评价提供有效依据。

中国冬油菜品系主要性状主成分分析及育种策略初探

以2004—2010年参加国家冬油菜新品种区域试验的所有品系为材料,分全国范围及不同区域环境对其主要品质性状、产量性状、抗逆性状进行了详细的主成分分析。结果表明,油菜主要性状主成分分析结果在不同区域环境间差异明显,其中抗逆性状差异最大,其次是产量性状,品质性状差异相对较小;同时,各个区域环境下获得的油菜主成分分析结果与全国范围的分析结果间也存在一定差异。可见,全国范围内油菜主要性状的主成分分析结果对指导不同区域环境下油菜育种价值有限甚至会产生较大偏差,而多种区域环境下油菜主要性状的主成分分析结果对不同区域油菜育种水平和效率的提升甚为关键。此外对不同环境下油菜育种策略的选择进行了初步探讨。

基于Cytb基因的动物检材种属鉴定在非传统领域的部分运用

传统意义上的种属鉴定主要用于法医学研究方面,然而随着科技的进步及社会发展的需要,种属鉴定在其他领域也有广泛的应用。主要以线粒体Cytb基因为切入点,简要介绍了线粒体DNA及Cytb基因的结构和特点,总结和归纳了基于Cytb基因进行种属鉴定的相关技术方法在打击动物走私、濒危物种保护、食品及动物产品或制品等的检验检疫方面的运用情况,并对存在的问题及发展趋势做一阐述。

3种兔毛的部分显微形态学特征及分析比较

哺乳动物被毛形态特征的显微结构研究可以为动物种属鉴定及识别提供依据。试验对加利福尼亚兔(Lepus californicus)、家兔(Oryctolagus cuniculus)及草兔(Lepus capensis)的毛纤维横切图和它们不同部位的直针毛髓质指数的研究表明,草兔毛纤维横切图异常特殊,可将其与加利福尼亚兔及家兔进行区分,加利福尼亚兔与家兔的毛纤维横切图相似,不能进行二者的区别鉴定;但加利福尼亚兔与家兔在髓质指数区间上的分布有所区别,依次为47.5%～71.7%和72.8%～91.1%,此指标可以将二者进行区分。

低山丘陵区不同植被恢复模式下土壤水分特征研究

为了探讨林草复合模式下土壤水分状况及不同植被修复模式间土壤水分的差异,对6种植被恢复模式(紫花苜蓿、杨树+紫花苜蓿、侧柏+紫花苜蓿、栓皮栎+紫花苜蓿、刺槐+紫花苜蓿、荒草)下土壤水分特征进行了分析。结果表明,栓皮栎+紫花苜蓿模式下土壤水分分布均匀性最好;6种植被恢复模式下土壤含水率均随土层深度的增加逐渐升高,其中荒草模式和刺槐+紫花苜蓿模式在改善不同深度土壤水分方面效果较好;6种植被恢复模式下土壤含水率随着土壤坡面的降低总体上呈逐步减小趋势,不同植被模式在改善不同坡面土壤含水率方面各具优势,其中荒草模式和刺槐+紫花苜蓿模式在改善坡顶和坡中土壤水分方面效果较好,而紫花苜蓿模式在改善坡底土壤水分方面效果最好。总体来讲,刺槐+紫花苜蓿模式较适合在低山丘陵区生态修复过程中应用推广。

47份菠萝种质遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD分子标记对来自9个不同国家或区域47份菠萝种质的遗传多样性进行分析,结果表明,RAPD标记在菠萝种质中具有较好的多态性,引物多态性条带百分比平均达到82.26%,引物的有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)、Shannon’s信息指数(I)和多态性信息含量(PIC)表现都较好,其平均值分别为1.46、0.26、0.39和0.24。基于RAPD分子检测数据对菠萝种质进行聚类分析,在GS=0.66水平上,47份菠萝种质被划分为4大类群。菠萝种质的主成分分析获得了与聚类分析基本一致的结论。