紫花苜蓿不育系与保持系线粒体全基因组比较分析

细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS),它可以极大地减少人工去雄所带来的人工成本。本试验以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)不育系MSGN-1A及其保持系MSGN-1B为试验材料,采用二代Illumina Hiseq测序技术结合三代PacBio测序技术,并以三代Naopore测序作为辅助进行gap补平,对2份材料的线粒体基因组测序后进行组装,并比较分析不育系和保持系的线粒体基因组结构和基因差异。结果显示紫花苜蓿MSGN-1A和MSGN-1B线粒体基因组大小分别为297940 bp和310534 bp,两份材料均注释到蛋白编码基因31个,tRNA基因分别为18个和17个,均注释到3个rRNA基因。不育系和保持系对比发现存在大量的SNPs和InDels,导致部分蛋白编码基因的编码产物发生变化。预测编码开放阅读框(Open reading frame,ORFs)分别为67个和71个,预测到不育系特有的ORFs为20个,其中8个含有跨膜结构域。最终筛选出atp8,nad4,rps3,ccmFn四个蛋白编码基因和orf145a,orf135b两个ORFs,可能与紫花苜蓿细胞质雄性不育有关。

16个紫花苜蓿杂交组合农艺、产量与品质性状综合评价

为了综合评价紫花苜蓿杂交组合农艺、产量与品质性状,试验以16个优良紫花苜蓿为父本、以雄性不育系MS-JN为母本培育了16个杂交组合(M01~M16),采用方差分析、聚类分析、相关性分析和灰色关联分析相结合的方法,对杂交组合材料的主要农艺性状指标(叶长、叶宽、株高、分枝数、单株鲜重、单株干重、鲜干比)和品质性状指标(粗脂肪、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、水分、干物质、灰分、粗蛋白、叶茎比)进行综合评价,计算等权关联度和加权关联度。结果表明:16个紫花苜蓿杂交组合的各农艺、产量和品质性状指标间存在不同的差异,对农艺性状与草产量性状进行聚类分析,M01(新星)为第Ⅰ类;对品质性状进行聚类分析,M14(骑士T)和M13(可汗)为第Ⅰ类。株高、分枝数与单株鲜重和单株干重呈显著或极显著正相关(P≤0.05或P≤0.01)。M10(佰牧401)的相对饲喂价值为190.83,饲料分级指数为20.42,均较高,综合表现较好。M02(康赛Ⅰ)的等权关联度和加权关联度均最高,各性状综合表现突出。说明株高和分枝数可作为培育高产紫花苜蓿的重要参考指标,M02(康赛Ⅰ)可作为优异种子资源材料用于选育紫花苜蓿新品种。

野生朝鲜碱茅光合特性和农艺性状的综合评价

为了筛选适合吉林省西部地区草原栽培的优质朝鲜碱茅材料,试验于白城市、洮南市、通榆县、大安市等的主要盐碱地采集11份(编号为J01~J11)野生朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis Ohwi)种子,在吉林农业大学温室内育苗后移栽至大田,测定其光合特性指标(净光合速率、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度)、农艺性状指标(叶长、叶宽、叶面积和株高)及单株干草产量,并对以上10个指标进行单因素方差分析、相关性分析、灰色关联分析和主成分分析,根据主成分得分建立综合评价模型对11份材料进行综合排名。结果表明:J03和J10的水分利用效率与单株干草产量均较高,且水分利用效率与叶长、叶面积呈显著正相关(P<0.05);10个指标中水分利用效率、叶长、株高、叶宽、净光合速率与单株干草产量的关联度较大;通过主成分分析将10个指标简化成2个主成分,累积贡献率达到84.402%,综合得分由高到低为J05、J09、J06、J03、J01、J08、J07、J11、J10、J02、J04。说明朝鲜碱茅的光合特性与产量密切相关,水分利用效率、叶长、株高、叶宽和净光合速率对产量影响较大,可作为育种研究的选种依据,J05、J09和J06 3份优良种质适宜在吉林省西部地区推广。