油茶种间杂交子代花期与花器官性状的变异分析

为选育油茶春花优良品种,以油茶杂交子代(YZ2×DY2)及亲本[母本(YZ2)、父本(DY2)]为研究对象,调查测定其花期和花器官性状,对花期性状进行分级,并对9个性状(花横径、花纵径、花柱裂数、雌蕊长、雄蕊长、花瓣数、花药数、盛花期相对时间、开花持续时间)进行变异、相关性、主成分、聚类分析。将盛花期相对时间和开花持续时间进行等距分级,筛选出符合良种选育目标的花期类型(95株)和极长持续期类型(43株)。9个性状变异系数为9.75%~35.74%,其中,盛花期相对时间的变异系数最大,花柱裂数的变异系数最小。9个性状的中亲优势率范围为-23.17%~0.84%,除盛花期相对时间外均为负值,所有性状均出现超低亲和超高亲个体。杂交子代群体花药数与其他花器性状之间均呈极显著正相关(P<0.01);盛花期相对时间与花横径、花纵径、雌蕊长、花瓣数、开花持续时间呈极显著相关(P<0.01),与花柱裂数呈显著相关(P<0.05)。根据聚类分析将杂交子代群体分为3个类群:Ⅰ类属于最早花期长花期型:Ⅱ类属于最晚花期短花期型:Ⅲ类属于中花期型。

外源物质对油茶花粉萌发和花粉管生长的影响

以普通油茶花粉为材料,研究不同浓度的植物生长调节剂、矿质元素、一氧化氮(NO)和活性氧(ROS)对花粉萌发和花粉管生长的影响,并采用正交试验优化普通油茶花粉的萌发条件。结果表明:0.5~5.0 mg·L^(-1)赤霉酸(GA_(3))、0.5 mg·L^(-1)萘乙酸(NAA)显著促进花粉萌发和花粉管生长,最大花粉萌发率分别为59.07%,71.29%,而高浓度的NAA、GA_(3)(50 mg·L^(-1))却极显著抑制花粉萌发和花粉管生长。10~50 mg·L^(-1)MgSO_(4)处理的萌发率为56.88%~65.83%,24 h最大花粉管长度为2809.56μm。50~150 mg·L^(-1)CaCl_(2)·2H_(2)O处理的萌发率为59.91%~63.28%,24 h最大花粉管长度为2770.11μm,差异达显著水平。随着Ca^(2+)的抑制剂乙二醇双四乙酸EGTA、乙烯利(ETH)和NO供体硝普钠(SNP)浓度的增加,花粉萌发率和花粉管长度降低。100~300μmol·L^(-1)N′-硝基-L-精氨酸(L-NNA,NO抑制剂)促进花粉萌发和花粉管生长,最大花粉萌发率为68.12%。H_(2)O_(2)(ROS供体)和乙酰半胱氨酸(NAC,ROS抑制剂)浓度越高,花粉萌发率越低,花粉管长度越小,最大花粉萌发率分别为48.39%和45.78%。正交试验结果表明,促进油茶花粉萌发的最佳配比为100 g·L^(-1)蔗糖、10 g·L^(-1)琼脂、0.1 g·L^(-1)H_(3)BO_(3)、50 mg·L^(-1)CaCl_(2)·2H_(2)O、10 mg·L^(-1)MgSO_(4)、0.5 mg·L^(-1)NAA和2 mg·L^(-1)GA_(3),促进油茶花粉管生长的最佳配比为100 g·L^(-1)蔗糖、10 g·L^(-1)琼脂、0.1 g·L^(-1)H_(3)BO_(3)、50 mg·L^(-1)CaCl_(2)·2H_(2)O、10 mg·L^(-1)MgSO_(4)、0.5 mg·L^(-1)NAA和8 mg·L^(-1)GA_(3)。Ca^(2+)、Mg^(2+)和适当浓度的GA_(3)、NAA促进花粉萌发和花粉管生长,而乙烯利、NO和ROS对花粉萌发和花粉管生长起抑制作用。本研究结果可为油茶花粉离体萌发试验提供依据。

陆地棉亲本间遗传距离与杂种优势的相关性研究

【目的】通过1 500个陆地棉杂交组合分析杂种优势与其亲本间数量性状遗传距离的相关性,探讨能否利用大规模杂交组合亲本间遗传距离提高陆地棉杂种优势预测效果,以期为棉花杂交育种和杂种优势利用提供理论指导。【方法】选择来自15个国家和中国23个省(市)的305份陆地棉核心种质为亲本,采用L×T(Line×Tester)杂交设计配制1 500个杂交组合。2012—2013年,在中国南北方13个生态环境下考察其株高、单铃重、衣分、纤维长度等10个产量和纤维品质相关性状,分析F1杂种优势、亲本间遗传距离和群体结构,并采用4种方式(Cor1—Cor4)计算遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】10个性状中亲优势(MPH)均值的变幅为1.70%—7.40%,平均为4.36%,按父本不同将F1分成5组(A—E),其MPH均值A>E>B>C>D;超亲优势(HB)均值的变幅为-4.17%—1.87%,平均为-0.17%,A、B和E组的HB均值皆为正。10个性状在5组中除D、E组的马克隆值之外,其他性状普遍具有明显的中亲优势,其中,单铃重和纤维长度的中亲优势在5组中均以正优势为主(达80%以上),最大值分别为34.01%和9.83%,对应的超亲优势分别为24.25%和5.80%。F1和亲本差异显著性分析表明单铃重、株高、纤维长度、伸长率和整齐度指数整体表现出一定的超亲优势。父本(测试种)与300个母本之间的遗传距离介于2.280—61.430,平均为21.550,5个测试种与母本间的平均遗传距离D>C>E>A>B,其中,最近值为11.721,最远值为33.271。按最小方差聚类,将305个陆地棉亲本划分为2个主群,包括5个亚群。4种遗传距离与杂种优势的相关性分析结果显示,因样本量、遗传距离变幅和父本不同其结果有所差异,相关性随样本量的增大而有所增强。其中,Cor1是Cor2结果的整体体现;Cor3与Cor1和Cor2相比,部分性状的中亲优势与遗传距离的相关性有所不同;Cor4的相关性最弱。综合来看,遗传距离与衣分、断裂比强度、整齐度指数和纺纱均匀性指数的中亲优势呈显著正相关,遗传距离与其他性状的中亲优势的相关性因采用的分析方案不同,结果有所不同;在4种方案中,除整齐度指数外,遗传距离与超亲优势的相关性整体表现负相关。其中,遗传距离与马克隆值、纤维长度和衣分的超亲优势相关性较强。【结论】陆地棉亲本间数量性状遗传距离与杂种优势有一定的线性关系,不同性状的杂种优势与遗传距离的相关性存在正负和强弱差异,且样本量越大相关性越强。说明基于大规模杂交组合研究陆地棉亲本间遗传距离与杂种优势的关系效果显著。

基于重测序开发的InDel标记定位陆地棉矮化突变体

【目的】利用重测序开发的InDel标记实现陆地棉矮化突变体基因AS98的定位。【方法】利用1个极端矮化材料AS98与其野生型LHF10构建F2群体,根据突变体及其野生型的重测序数据开发InDel标记,并利用新开发的分子标记对矮化性状进行定位。【结果】挑选新开发的位于初步定位区间内的InDel标记114对,用2个材料进行标记多态性检测,筛选出具有多态性的标记20对;利用多态性标记在包含223个单株的F2群体中进行聚合酶链式反应,结合表型把矮化基因AS98定位于染色体D12上,与其最近的分子标记是InDel-50,遗传距离为6.9 cM。【结论】本试验证实了利用重测序数据开发InDel标记,并在陆地棉矮化材料衍生的分离群体中进行基因定位的可行性,为进一步精细定位及分子辅助选择育种提供参考。

Genetic diversity and population structure of Gossypium arboreum L. collected in China

Background: Gossypium arboreum is a diploid species cultivated in the Old World. It possesses favorable characters that are valuable for developing superior cotton cultivars.Method: A set of 197 Gossypium arboreum accessions were genotyped using 80 genome-wide SSR markers to establish patterns of the genetic diversity and population structure. These accessions were collected from three major G. arboreum growing areas in China. A total of 255 alleles across 80 markers were identified in the genetic diversity analysis.Results: Three subgroups were found using the population structure analysis, corresponding to the Yangtze River Valley, North China, and Southwest China zones of G.arboreum growing areas in China. Average genetic distance and Polymorphic information content value of G. arboreum population were 0.34 and 0.47, respectively, indicating high genetic diversity in the G. arboreum germplasm pool. The Phylogenetic analysis results concurred with the subgroups identified by Structure analysis with a few exceptions. Variations among and within three groups were observed to be 13.61% and 86.39%, respectively.Conclusion: The information regarding genetic diversity and population structure from this study is useful for genetic and genomic analysis and systematic utilization of economically important traits in G. arboreum.

基于LabVIEW的振动测量系统实验平台设计

设计了一套振动测量软、硬件系统,实现了对MEMS加速度传感器电学信号的调理、实时数据采集与分析。该系统利用LabVIEW作为开发平台,通过网络获取MEMS传感器拾振模块的3轴加速度数据,实现了通过人机界面下发控制指令,振动数据实时显示、存储以及数据分析。实验室测试以及工程实测结果表明,设计的综合性振动测量系统具有振动测量灵敏度高、软件扩展性好等优点,为振动工程相关领域的教学提供了一个自主学习和创新的平台,同时为远程、长期的振动工程应用提供了一种便捷高效的测试系统及方法,应用前景广阔。