芝麻种质资源因子分析及聚类分析

调查186份国内外芝麻资源的21个表型性状,对8个主要农艺性状进行相关分析和因子分析;并对所有性状进行聚类分析,186份材料可划分为7个类群。结果表明:选取单株蒴数多、千粒重高、花期适中的大蒴材料作亲本能显著提高单株产量;不同地区间品种农艺性状整体变异差别较小,区域内变异较大且侧重的性状不同;聚类结果显示,芝麻品种的遗传差异与地理远缘无明显相关性,说明培育高产优质品种时,亲本选配要以亲缘关系为主要参考依据;同时推测国内芝麻的引种传播是由南向北进行的。

我国江淮产区主要芝麻品种的SRAP指纹图谱分析

利用SRAP分子标记对江淮主产区8个芝麻品种进行指纹图谱分析。32对有效扩增的引物中有27对扩增出多态性，占84．37％；27对多态性引物共扩增465个位点，多态性位点158个，占33．98％；平均每对引物可检测位点17．22个，其中多态性位点平均5．85个；8个品种相互间的相似系数在0．7861—0．9711之间，平均为0．9079；用一对引物Em07／Me09便可将8份芝麻品种区分开来，用其构建的指纹图谱的置信概率达到99．6948％。

野生花生高油基因资源的发掘与鉴定

以花生属22个近缘野生物种87份种质为材料,系统鉴定和分析野生花生种子含油量。结果表明,野生花生中存在丰富的高油资源,其含油量最低值、最高值和平均值均高于栽培种花生资源的对应值。发掘出高油种质(含油量≥58%)12份,其中Arachis appressipila是目前所发现的花生资源中含量最高的种质,含油量达62.90%。不同物种以及同一物种不同资源的含油量差异很大,如A.appressipila的10-2含油量62.90%,11-7的含油量为55.92%。A.appressipila、A.macedoi和Arachissp的平均含油量较高,分别为57.54%,57.64%和57.68%。通过SSR分析表明,在所获得的高油野生花生材料中,四倍体野生种A.monticola与栽培种花生的亲缘关系最近,其次为花生区组的二倍体野生种A.villosa。根据SSR扩增结果,绘制了高油野生花生材料的指纹图谱。

芝麻核心种质芝麻素和芝麻酚林的关联分析

选用来源我国黄河流域至长江流域8省215份芝麻核心种质材料，对其种子中芝麻素（sesamin）和芝麻酚林（sesamolin）含量进行测定，芝麻素平均值5．24mg／g，变异范围为0．88～11．05mg／g，变异系数38．56％，芝麻酚林平均值3．30mg／g，变异范围为0．93—6．96mg／g，变异系数22．68％，二者均符合正态分布，且相关分析表明两者间呈极显著正相关；采用标记一性状关联分析法，进行芝麻素和芝麻酚林与SSR、SRAP、AFLP标记的关联分析。利用GLM模型共检测到33个标记与芝麻素和芝麻酚林极显著（P〈0．01）关联，同时与两种成分显著关联的有4个；利用MLM模型共检测到8个显著关联的标记，与两种成分显著关联的分别有4个；其中SSR标记SSll82-3在两种模型中同时极显著关联到芝麻素和芝麻酚林，且解释率较高。该研究将为芝麻功能性成分遗传改良和分子标记研究奠定重要基础。

芝麻产量相关性状全基因组关联分析

以294份遗传多样性丰富的芝麻种质资源为试验材料,于2014年调查驻马店市、商丘市、南阳市3个地点的株高、始蒴高度、单株蒴数、蒴粒数、千粒质量、单株产量等6个产量相关性状,结合33 027个SNP标记,使用混合线性模型进行全基因组关联分析,对重复检测到的显著SNP位点两侧99 kb区域内挖掘所有功能注释基因,根据注释信息找寻与目标性状相关的基因,并进行功能富集分析。结果表明,6个性状存在广泛变异,3个环境下变异系数表现为单株产量和单株蒴数>始蒴高度>蒴粒数>千粒质量>株高。6个性状均呈现正态分布,广义遗传力为44.07%~85.49%。经关联分析共检测到171个显著关联位点,表型变异解释率为5.46%~11.56%。在驻马店和商丘共同检测到6个与蒴粒数显著关联的位点,在其侧翼各99 kb区域内共挖掘到118个功能注释基因,其中SIN_1012613基因与拟南芥CKI1(AT2G47430)是同源基因,该基因可能通过调控雌配子的发育来决定芝麻蒴粒数。本研究结果有助于解析芝麻产量相关性状的遗传机制,为芝麻产量的遗传改良奠定理论基础。

芝麻繁育特性研究Ⅰ:天然异交率的测定

根据芝麻良种繁育与种子生产的需要,为明确芝麻天然异交率（SOR）,利用显/隐性单基因控制的相对性状[一组是隐性单基因控制的有限生长习性（D）和闭蒴（C）为标记的性状组合,以正常（N）性状材料为异花粉源;一组是单花（M）/三花（T）性状组合,以显性单基因控制的单花性状材料为异花粉源]为标记,对2010-2012年混合种植和条播2种模式下,5个不同种植区SOR进行了测定。结果显示,混合种植模式下SOR为5.13%～23.35%。不同种植区、不同年份、不同品种间均存在较大差异。SOR与异花粉源的距离有直接关系,随着种植行数的增多,SOR逐渐减少,不同种植区的结果存在一定差异,约在距离异花粉源20～30行（8～12m）未检测到天然异交存在。提出400m空间距离加8～12m保护行的理论隔离方法可以满足芝麻良种繁育（纯度99.9%）的需求,为芝麻良种繁育和种子生产提供了重要理论参考。

高产抗病优质芝麻新品种中芝12的选育

中芝12是中国农业科学院油料作物研究所以国外引进的芝麻品种"CLSU-9"作母本、以本地品种"宜阳白"作父本杂交,经多代定向选择育成的芝麻新品种,具有高产稳产、抗(耐)茎点枯病和枯萎病强、品质优、适应性广等特性。2001—2002年湖北省芝麻区试中平均产量1213.2kg/hm2,比对照鄂芝2号增产14.32%。茎点枯病和枯萎病病情指数分别为6.56和1.62,比对照分别低35.9%和17.8%。种子含油量56.09%,蛋白质含量20.11%。2003年通过湖北省农作物品种审定委员会审定。

冀航芝1号芝麻新品种的选育及配套栽培技术

[目的]介绍冀航芝1号芝麻新品种的选育及配套栽培技术。[方法]冀航芝1号由河北省农林科学院粮油作物研究所利用航天育种技术经地面多年系统选择选育而成。描述了该品种的产量表现及品种特征特性,并介绍了其栽培技术要点。[结果]该品种在生产试验6省9个试点中平均产量1118.1kg/hm2,比对照冀芝1号增产10.71%;冀航芝1号2008～2009连续2年参加全国芝麻区域试验,平均产量951.15kg/hm2,居第2位,比冀芝1号(CK)增产15.14%,增产点次占78%;粗脂肪平均含量55.21%,粗蛋白质平均含量20.93%;茎点枯病平均发病率12.63%,居参试品种最低。[结论]该新品种植株高,生长势强,粒大色白商品性好,是集高产、优质、抗病、适应性广等于一体的芝麻新品种,适宜在河北、山西、河南西北部、陕西、辽宁中西部等省芝麻主产区种植。

山西与我国芝麻主产区种质资源遗传多样性比较分析

利用10对AFLP引物对98份山西和主产区河南、安徽等芝麻种质资源进行了检测,共扩增出273条清晰条带,其中多态性条带210条,多态性率为76.9％.不同引物组合的平均多样性信息含量（PIC）在0.164～0.271之间,平均为0.210.不同省份芝麻种质资源的Shannon指数在0.091 ～ 0.454之间,以山西最高.98份资源间的遗传相似系数在0.280～0.996之间,平均为0.798.其中,山西芝麻种质资源的遗传相似系数变化范围最广,平均值最低.聚类结果显示河南、安徽、湖北和江西等4个省份的资源遗传关系较近.群体结构分析将98份材料分为两组,其中一组全部来源于山西.以上结果表明山西芝麻资源与芝麻主产区资源的遗传关系较远,因而应加大对非主产区芝麻种质资源的发掘和利用.

芝麻隐性核不育材料0176A、54-8A等利用研究

通过对芝麻隐性核不育材料0176A、54-8A等利用研究,探寻芝麻雄性不育育性遗传机制,创建隐性核不育高效恢保系统,选育强优杂交种。初步的遗传分析、配合力鉴定、杂交制种试验和F1杂种优势研究结果表明:芝麻不育系0176A、54-8A等雄性不育性状除受细胞核内主效隐性不育基因控制外,可能还受一组微效修饰基因影响;对8份综合性状较好的不育系、6份恢复系及其配组的48个测交F1进行配合力分析,有3份不育系g.c.a>0,17个杂交组合F1s.c.a>0,其中优良组合0176A×0222、54-8A×0221双亲g.c.a及F1s.c.a均较高;0176A×0222制种最高产量达到640.5kg/hm2;皖杂芝1号(0176A×0222)和合杂芝1号(54-8A×0221)分别于2005年、2006年参加安徽省芝麻新品种区域鉴定试验,平均产量1477.05kg/hm2和1678.95kg/hm2,比对照豫芝4号增产8.36%和25.61%,表现出较强的杂种优势,成为安徽省第一个和第二个芝麻杂交种。

芝麻EST-SSR引物的开发与应用

为丰富芝麻EST-SSR引物,本研究从实验室构建的高油芝麻品系中芝14号的不同种子发育期cDNA文库中获得45 569条表达序列标签(expressed sequence tags,EST),通过前处理得到总长17.428Mb的无冗余EST共32 421条。利用MISA和SSR finder软件包工具对EST序列进行SSR位点查找,在这些序列中发现有1 688条Unigene,共有1 949个SSR。共226个序列含2个或2个以上SSR位点。这些SSR中出现频率最高的重复基序类型为三核苷酸(74%)。为开发芝麻EST-SSR引物,探讨EST-SSR用于芝麻品种遗传差异研究的可行性,用12份不同含油量品系材料评价其中34对与油脂代谢相关的基因SSR引物,全部成功扩增,共有3对引物获得多态性条带。结果表明,芝麻EST-SSR标记开发效率较高,对于芝麻品种的鉴定与遗传多样性分析具有很高的应用价值。

芝麻隐性核不育保持系选育与基因型分析

芝麻隐性核不育两用系杂交制种时,母本行需人工拔除分离出的50%可育株,为解决这一难题,为芝麻杂种优势利用提供新途径,采用不同遗传背景的种质与芝麻隐性核不育两用系0176AB中的不育株0176A广泛测交,在不育株率超过60%的分离世代中选取大量可育株与不育株0176A成对杂交,同时将可育株父本自交,筛选F1不育株率逐步提高的组合和父本,经过多代测交、自交、系选、异地鉴定和基因聚合,历时13年基本育成对0176A雄性不育性状具有完全(高度)保持效果的新材料WB51220、WB7-1D及高不育系W0176A和全不育系W71A。遗传测验表明,保持系WB7-1D的基因型为msms+rf_1rf_1rf_2rf_2…rf_ir_fi。两用系、保持系和恢复系可以实现芝麻隐性核不育三系配套,利用这种方法首次选育出芝麻核雄性不育三系杂交种皖芝6号(W0176A×皖芝1号F_1)和皖芝11号(W71A×皖芝2181F_1),产量分别比全国对照品种豫芝4号增产8.27%和23.0%。

油用向日葵品种主要农艺性状的主成分分析和聚类分析

高产是油用向日葵育种的主要目标,为探讨农艺性状与产量的关系,对11个国内外油用向日葵品种的9个农艺性状进行变异分析、相关分析、主成分分析和聚类分析。变异分析结果表明,11个品种的变异系数在2.9%-29.1%之间,其中,小区产量、单盘粒重和叶片数的变异系数较大,分别为29.1%、16.5%和13.9%,生育期的变异系数最小,为2.9%;相关分析结果表明,株高、盘径与小区产量呈显著正相关;主成分分析结果表明,前3个主成分累计贡献率达86.9825%;聚类分析结果表明,在遗传距离486处将11个品种分为3个群体,第Ⅰ群体为高产群体,第Ⅱ群体为早熟中产群体,第Ⅲ群体为低产群体,各群体间产量差异明显,在育种中应根据育种目标综合考虑。

芽期NaCl胁迫下不同基因型芝麻的反应差异研究

通过芽期NaCl胁迫研究了不同浓度NaCl对芝麻种子成苗及幼苗生长的影响，分析了0．4％ NaCl胁迫下不同基因型芝麻的反应差异。结果表明：（1）0～0．4％的NaCl浓度对芝麻种子成苗率影响较小，在NaCl浓度为0．6％～0．8％时表现为成苗率下降；芽长和简易活力指数均随NaCl浓度的增加而不断下降；根长和苗鲜重则因品种不同表现有异，部分品种随NaCl浓度增加呈先升后降趋势，部分品种则表现为不断下降趋势，不同芝麻品种表现差异较大。（2）所有参试品种在0．4％的NaCl浓度胁迫下在根长、芽长、苗鲜重、简易活力指数等测定指标上均表现出下降较为明显，认为0．4％的NaCl浓度胁迫可以作为芝麻种质资源耐盐性筛选鉴定的参考浓度。（3）聚类分析结果将39份种质资源明显聚为两类，即包含12份种质的耐盐类和包含27份种质的不耐盐类。（4）参试的改良品种（系）与地方种质耐盐性差异不大，地方种质的耐盐性指标的多样性指数要大于改良品种（系），即在NaCl胁迫下地方种质所表现的基因型差异要大于改良品种（系）。

芝麻雄性不育系与核心种质间的遗传距离和杂种优势

以3个芝麻细胞核雄性不育系和27个核心种质为试验材料,观测11个数量性状,进行主成分、遗传距离、系统聚类和杂种优势分析。结果表明, 30个品种可分为5类,地理差异与分类没有必然的联系。不育系Ms01和Ms03同在第Ⅰ类,Ms02在第Ⅲ类。遗传距离与杂种优势之间对应关系不明显,杂种优势最强的组合是Ms02×ZZM2918,比对照种中芝10号增产22. 97%。

名特优黑芝麻新品种中芝9号的选育

地理远缘的亲本进行有性杂交，经多代走向选育．获得耐渍、耐茎点枯病和综合经济性状好的乌黑芝麻新品种中芝９号。它比同类型的武宁黑芝麻增产３２．９％，产量和适应性与中芝７号相近。

秩次分析法评价国家芝麻区试品种的产量性能

利用秩次分析法,对参加2005和2006年度国家区域试验的17个芝麻品种的产量表现进行了分析。在方差分析的基础上,通过对品种的秩次值、环境区分指数、秩次均方等统计数的计算,比较了品种的高产性和稳产性。结果表明,在参试的17个品种中驻03J-3、6120和00-51013具有最好的高产性和稳产性,与实际情况相符,这些品种已经通过国家品种审定。秩次法能够客观、准确的评价参试品种的优劣,具有较高的应用价值。

芝麻SRAP反应体系的建立与优化

通过对芝麻SRAP反应体系主要影响因素进行优化,建立最佳反应体系。以芝麻幼叶提取的DNA为实验材料,对影响SRAP扩增结果的重要反应因素dNTPs、Mg2+、Taq酶、随机引物及模板DNA设置不同梯度实验,得到了芝麻扩增多态性高、稳定性强、带型清晰的SRAP最佳反应体系为:dNTPs(10mmol/L)0.30μl,Mg2+(25mmol/L)1.20μl,Taq酶1.00U,正反引物各50ng,DNA模板80ng,10×Buffer1.5μl,总体积15μl,为SRAP标记技术在芝麻分子生物学研究方面的应用奠定了基础。

芝麻雄性核不育系氨基酸含量变化初探

在芝麻盛花中期,比较分析芝麻雄性核不育系中不育株与可育株不同发育时期的花蕾和叶片中各种氨基酸的含量差异。同可育株相比,不育株不同时期花蕾中天冬酰胺、脯氨酸、谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸的差异较为明显,这些物质代谢的变化可能与芝麻雄性不育有关。不育株叶片中各种氨基酸略有不同,但总量差异不太明显。

基因库芝麻种子繁殖更新方法研究

以4种不同类型的品种为材料，研究了在保证芝麻亲子代遗传最大相似性的前提下有效的群体种植方法和群体大小。结果表明，大田高杆作物隔离种植方法因遮光和易引诱昆虫传粉，不宜作为芝麻种子繁殖更新的方法；大田非隔离种植在去杂提纯的条件下能较好地保证芝麻亲子代遗传相似性。有效群体一般为种植群体的50％，隔离种植群体以大于50株为宜，非隔离种植群体以大于25株为宜。