Screening of Leaf Shape Mutants Induced by EMS and Analysis of Agronomic Traits in Azuki Bean (Vigna angularis)

[Objective] M3 progenies of Jingnong 6 variety induced by EMS chemical mutagenesis were screened and identified for obtaining valuable mutation material.[Method] Azuki bean cultivar Jingnong 6 was treated with EMS.The mutation rate,mutation types,agronomic traits and yield components of the leaf mutants were analyzed.[Result] The results showed that there is the most abundant mutational type of leaf shape and the highest mutation frequency treated with 0.9% EMS for 24 hours.Comprehensive analysis on agronom...

A new method to select the drought resistance azuki bean germplasm

120 azuki bean germplasms from different regions of China were selected for drought-resistance. Results showed that there is a significant positive correlation between drought-resistance and photooxidation-resistance. So, the detecting technique for photooxidation-resistance should be suggested as a reference method to select the drought-resistance germplasms in azuki bean.

Effect of Halosulfuron Rate and Application Timing on Volunteer Azuki Bean Control in White Bean

Three field experiments were carried out during 2017-2019 at the University of Guelph Huron Research Station near Exeter, Ontario, Canada to determine the effect of halosulfuron rate (25, 37.5 or 50 g∙ai∙ha-1) and application timing (POST 1, POST 2 and POST 3) on volunteer azuki bean control in white bean. At POST 1, halosulfuron at 25, 37.5 and 50 g∙ai∙ha-1 controlled volunteer azuki bean 46% - 50% at 1 week after application (WAA), controlled decreased to 16% - 25% at 8 WAA. At POST 2, volunteer azuki bean controlled decreased from 34% - 39% at 1 WAA to 17% - 27% at 8 WAA. A similar trend was observed at POST 3. Halosulfuron applied POST 1 at 25, 37.5 and 50 g∙ai∙ha-1 reduced biomass 49%, 64% and 69%, respectively. Halosulfuron applied POST 2 did not reduce volunteer azuki bean biomass at 25 g∙ai∙ha-1, but decreased biomass 51% at 37.5 g∙ai∙ha-1 and 49% at 50 g∙ai∙ha-1. Similarly, halosulfuron applied POST 3 did not reduce volunteer azuki bean biomass at 25 g∙ai∙ha-1, but decreased biomass 40% at 37.5 g∙ai∙ha-1 and 44% at 50 g∙ai∙ha-1. There was as much as 19%, 22% and 25% dockage with halosulfuron applied POST 1, POST 2 and POST 3, respectively. Volunteer azuki bean interference reduced white bean yield 40%. Reduced volunteer azuki bean interference with halosulfuron applied POST 1 at 37.5 or 50 g∙ai∙ha-1 resulted in an increase in white bean yield relative to the weedy control;however white yield was less than the weed-free control. This study concludes that halosulfuron at rates and application timings evaluated does not provide adequate control of volunteer azuki bean in white bean.

Tolerance of Four Market Classes of Dry Beans to Tribenuron and Carfentrazone Applied Preplant

Limited information is available on the sensitivity of dry beans to tribenuron and carfentrazone applied preplant (PP). Four field trials were conducted at Exeter and Ridgetown, ON, Canada in 2019 and 2020 to determine the tolerance of azuki, kidney, small red and white beans to glyphosate (1800 g·ae·ha-1) + tribenuron (15 g·ai·ha-1), glyphosate (1800 g·ae·ha-1) + carfentrazone (35 g·ai·ha-1) and glyphosate (1800 g·ae·ha-1) + tribenuron (15 g·ai·ha-1) + carfentrazone (35 g·ai·ha-1) applied PP 1 - 2 days prior to seeding dry beans. Glyphosate + tribenuron, glyphosate + carfentrazone, and glyphosate + tribenuron + carfentrazone, applied PP, caused 5%, 5% and 9% bean injury at 1 WAE;7%, 6% and 10% bean injury at 2 WAE and 6%, 5% and 8% bean injury at 4 WAE, respectively. At 8 WAE, there was 0, 1% and 4% injury in azuki bean;1%, 2% and 2% injury in kidney bean;3%, 2% and 3% injury in small red bean;and 6%, 3% and 2% injury in white bean with glyphosate + tribenuron, glyphosate + carfentrazone, and glyphosate + tribenuron + carfentrazone applied PP, respectively. The injury was significantly greater with glyphosate + tribenuron in small red and white beans compared to the azuki and kidney beans. There was no difference between injury levels among market classes of dry been with glyphosate + carfentrazone or glyphosate + tribenuron + carfentrazone applied PP. There was no effect of glyphosate + tribenuron, glyphosate + carfentrazone and glyphosate + tribenuron + carfentrazone on dry bean plant stand, maturity and seed yield. However, dry bean biomass was reduced as much as 15% with glyphosate + tribenuron and 13% with glyphosate + tribenuron + carfentrazone compared to the untreated control. Dry bean height was reduced 4% with glyphosate + tribenuron + carfentrazone but was not affected with other treatments. Based on these results, there is potential for using glyphosate plus tribenuron or carfentrazone for preplant weed management in dry bean production.

不同类型小豆种质SSR标记遗传多样性及性状关联分析

【目的】研究野生、半野生、栽培型小豆的遗传多样性,进一步阐明小豆的起源进化与传播,提高小豆种质的利用效率。【方法】从69对小豆和黑吉豆SSR引物中,筛选出11对多态性好的SSR标记,并结合植株形态性状特征鉴定,对558份来自中国、日本、韩国、不丹、缅甸的野生、半野生和栽培小豆种质资源进行遗传多样性分析和性状关联分析。【结果】共检测到86个等位变异,平均每个位点等位变异数为7.82个,变幅6—10个。野生、半野生、栽培型小豆都有其特征带,栽培小豆的特征带绝大多数来源于中国;野生小豆的特征带仅出现在中国西南、不丹和日本南部地区的种质中。遗传离散度是野生型>半野生型>栽培型,半野生型小豆更接近野生型小豆。聚类分析把558个小豆种质分为5大类,归类有较明显的地理相关性和遗传类型的趋同性。日本栽培小豆与韩国和日本野生及半野生小豆亲缘关系近,中国西南野生小豆与东南亚野生材料遗传关系近,与江苏地方品种遗传关系较近。关联分析表明,位于小豆第7连锁群的黑吉豆BG111标记分别解释野生和半野生小豆的主茎节数、茎粗、顶蔓、主茎分枝数性状的49%、44%、31%和18%;栽培小豆中,第1连锁群的黑吉豆BG48、第5连锁群的BG20和第9连锁群的小豆AZ24标记分别解释生育期、株高和单荚粒数、主茎分枝数性状的9%、7%、5%和6%。【结论】野生小豆遗传多样性丰富、变异背景广泛;中国栽培小豆起源于中国,具有丰富的遗传变异。黑吉豆BG111标记与野生和半野生小豆的茎粗、顶蔓、主茎分枝数、主茎节数性状相关联;黑吉豆BG48和BG20、小豆AZ24标记分别与栽培小豆的生育期、株高和单荚粒数、主茎分枝数相关联。

小豆SSR分子标记遗传连锁图谱构建

【目的】以小豆SSR为锚定标记,将公开发表的豇豆SSR、普通菜豆SSR和EST-SSR标记定位整合到小豆遗传连锁群中,构建中国小豆遗传图谱,为小豆基因定位、图位克隆和分子标记辅助选择育种提供更多可用的分子标记。【方法】用1 473对SSR和EST-SSR引物进行PCR扩增,包括906对豇豆SSR、123对普通菜豆和196对小豆SSR引物及248对普通菜豆EST-SSR引物,筛选亲本间多态性标记,验证栽培小豆HB801×AG109及GM892×AG110的F2分离群体。【结果】整合和构建了含有145个SSR和EST-SSR标记小豆遗传连锁图谱,包括59个小豆SSR标记,新增63个豇豆SSR、9个普通菜豆SSR、14个普通菜豆EST-SSR标记和1个茎色标记。紫茎色性状被定位在第9连锁群,离CEDG022和cbess058标记的遗传距离分别为0.9 cM和0.1 cM。图谱全长823 cM,覆盖11个连锁群,每个标记间平均距离为5.64 cM。每个连锁群长度为49.1—125.6 cM,平均长度74.82 cM;每条染色体上的标记数7—26个,平均13.27个。【结论】率先把小豆近缘物种分子标记引入小豆,加密了小豆SSR分子标记遗传连锁图谱。

红小豆新品种的适应性鉴定与评价

运用基于熵权的多目标决策评价模型,对19份红小豆品种进行鉴定与评价。结果表明,参试品种间的主茎分枝、单株粒重、单株结荚数和株高的差异最大,变异系数均在20%以上,以主茎分枝的变异系数最大,达到29.41%;品种间产量差异达到极显著水平,‘品红2000-47’产量最大,‘白红5’产量最低;结合12个性状进行综合评价,唐山本地的2个品种综合性状最好,但这两个品种生育期较长、株型较高,不适宜现代育种的目标;综合性状较好的‘保红947’、‘保876-16’、‘品红2000-47’和‘品红2000-107’在唐山地区可优先示范推广。

应用RAPD标记检测小豆种质资源的遗传多样性初探

检测野生型、半野生型及栽培型小豆种质资源的遗传多样性 ,对进一步探讨小豆的起源地、品种分化和传播途径具有极其重要的价值。本研究用RAPD标记方法对来自中国、日本、韩国、不丹、尼泊尔、越南等 6国 99份小豆种质资源DNA的遗传多样性进行了检测。 7个引物共检测到 10 2条带 ,具有多态性的谱带 10 0条 ,其中 7条带仅存在于单个材料中。利用这些多态性谱带数据进行聚类分析 ,可明显划分出 5大类群。中国的小豆种质资源遗传多样性最为丰富 ,在5个类群中都能找到 ,其次为日本的小豆种质资源。韩国、越南、不丹、尼泊尔小豆种质资源遗传多样性相对较差 ,其栽培型与野生型、半野生型的遗传亲缘关系较近。我国华北地区小豆育成品种与东北地方品种的亲缘关系最近。

理化诱变小豆京农6号突变体的鉴定

选用小豆品种京农6号种子,分别采用甲基磺酸乙酯(EMS)(0.5%、0.9%和1.4%处理12h和24h)、电子束(100、300、600Gy)、60Co-γ(400Gy)诱变处理,将处理后的种子种于大田,鉴定后代植株性状的变异。观察表明,EMS诱变的变异类型最丰富、60Co-γ射线次之、电子束产生的变异类型较单一。EMS处理小豆以浓度0.5%和0.9%处理24h为宜;0.5%EMS处理的粒色和荚色变异突出,有鲜红、黄白、绿白粒色和黑荚、褐荚、黑褐荚变异;0.9%处理的叶形变异突出,有鸡爪叶、剑叶、肾形叶、小密叶等突变类型;电子束诱变后,M2变异率分别为4.09%、3.64%和2.22%。400Gy60Co-γ射线处理种子,后代变异率为7.23%。通过两年的鉴定筛选,获得937个EMS诱变M3代株系,934个60Co-γ射线和电子束诱变M2代株系,已得到株高、叶形、叶色、粒形、粒色、荚色、无分枝、多分枝、叶簇生、分枝簇生、光叶、蔓生、有限结荚习性、株型松散、育性、成熟特性等突变体材料1490份。本研究为小豆基因遗传分析、基因定位与克隆及其进一步的基因功能分析奠定了基础,为小豆育种提供了重要的材料。

小豆抗病相关基因VaPR3的克隆与表达分析

从小豆品种56中克隆出一段包括阅读框架在内的全长为468 bp的cDNA片段,并在GenBank上登录并命名为EU046566,由该cDNA推导的氨基酸序列与菜豆中的PVPR2约有91%的同源性,与PVPR1约有88%的同源性。序列相似性分析表明,该基因在豆科作物中具有较高的同源性,将大豆花叶病毒病接种到小豆叶片后该基因强烈响应并高效表达。RT-PCR结果表明,该基因在地上部的茎、叶、花、荚等器官中也高效表达,而在地下部的根中表达量很小。综合分析显示,该基因可能与植物抗病机制中的防卫素合成有关。

野生小豆种质资源遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD分子标记技术对16份不同来源地的野生小豆种质进行基因组DNA多态性分析,25个随机引物共扩增出240个DNA片段,其中197条谱带表现出多态性。对基于数字化处理后的多态性谱带进行聚类,16个野生小豆种质可划分为4个类群:日本类群、中国类群、不丹类群和尼泊尔类群,材料的归组与其来源地有显著的相关性。

小豆EMS诱变M_3代叶形突变体的筛选及农艺性状分析

[目的]对EMS化学诱变小豆京农6号M3代材料进行筛选鉴定,以期获得有潜力、有价值的变异材料。[方法]利用EMS处理小豆京农6号,对M3代叶形变异率、变异类型、农艺性状及产量构成因素进行分析。[结果]浓度0.9%EMS处理24h,叶形变异类型最为丰富,且突变频率最高。综合叶形突变体农艺性状分析,各种突变类型总体表现为小叶>肾叶>叶缺刻>小密叶>剑叶>鸡爪叶。小叶、肾叶突变体具有较低株高、紧凑直立、多分枝、多荚、单株产量高、百粒重高等优良性状。[结论]该研究筛选的突变体可为小豆育种及遗传学研究提供有价值的材料。

利用AFLP标记鉴定小豆栽培型种质遗传多样性

利用11对AFLP引物,对94份来自我国的小豆栽培型种质基因组DNA进行扩增,得到689条清晰的谱带,其中324(47.0%)条呈多态性,平均每对AFLP引物得到29.5条多态性带;平均遗传距离0.285,变异幅度为0.009～0.836。利用AFLP多态性数据进行NeiandLi遗传相似系数聚类分析,可将94份种质相互区分开,并划分为4个明显不同的组群,表明我国栽培型小豆种质存在较丰富的遗传多样性。4个组群的遗传多样性表现出明显的生育特性和生长习性趋同性,也表现出一定的地域相关性。

小豆种内α-淀粉酶基因第三内含子的变异

用SSCP法对 15 6份小豆种质DNA的α 淀粉酶基因第三内含子变异进行了分析。根据第三内含子设计 1对引物 ,引物 (F)为CCTACATTCTAACACACCCT ,(R)为GCATATTGTGCCAGTACAAT。共检测到 14种变异类型 ,其中野生小豆有 13种、半野生小豆有 9种、地方品种小豆 10种 ,近代育成的小豆品种中只检出 4种变异类型。分别从日本、中国和韩国的野生小豆种质资源中检出 9、8、7种 ,在中国和不丹的小豆地方品种中检出的变异类型较多 ,6 0 %的小豆栽培品种供试材料聚集在变异类型EE中。还对α 淀粉酶基因第三内含子的 8种变异类型碱基序列进行了分析 ,根据检测出的碱基突变的数量及位置初步推测了各变异类型的演化过程。

红小豆生物技术研究进展

红小豆是一种重要的杂粮作物,其生物技术的研究和应用正逐步深入。从DNA水平和细胞水平对红小豆的生物技术研究进展进行综述,包括红小豆种质资源的分子鉴定、遗传图谱构建、基因的克隆与转化、组织培养研究等方面,并提出目前尚待研究的问题及未来发展方向。

快中子诱变小豆‘京农6号’突变体筛选

为了进行小豆种质创新和获得基因定位和克隆及其基因功能分析的突变体材料,分别用30、35、40、45、50、55Gy剂量的快中子,辐照小豆‘京农6号’干种子。M1出苗率分别为31.72%、29.06%、30.29%、36.51%、16.15%和15.17%,变异率为3.20%、4.70%、6.75%、6.61%、4.00%和2.20%。辐射剂量增加,出苗率降低、变异率呈增加趋势,M2代共获得77份叶形、株型、粒型、籽粒大小、粒色、叶色、早熟、丰产等性状变异材料。40～45Gy为小豆快中子诱变的适宜剂量,这些突变体为小豆相关基因定位克隆、功能分析和育种提供了有价值的材料。

太空诱变红小豆后代农艺性状变异研究

本研究2005年利用第21颗返回式卫星搭载小豆品系95-0进行太空诱变处理,回收后种植,对后代农艺性状的变异规律进行观察研究并进行突变体的选择。研究结果表明,与留地对照相比,太空诱变对小豆的出苗有抑制作用,并且引起了幼苗的畸变如叶缺失、错位等现象,SP3代第二叶变异频率3.42%。太空诱变处理后小豆多种农艺性状的变异系数明显增加,并且正负向变异类型都有,表明太空诱变是创造小豆变异的有效途径。在SP2和SP3代进行选择,获得了19株剑叶形突变体、7株高株突变体、102株矮株突变体、5株粒色突变体、24株大粒突变体、70株小粒突变体和27株综合性状优良的单株,这为小豆育种提供了优良的材料和新种质,也为小豆分子遗传学研究提供了有价值的突变体。

利用高稳系数法分析国家区域试验小豆品种的高产稳产性

为了明确国家小豆品种区域试验中参试小豆品种的高产稳产性,运用高稳系数法,对第4轮国家小豆品种区域试验的10个参试品种进行了高产稳产性分析,并进行了相关的平均产量、标准差、变异系数和高稳系数分析。结果表明:品种XD-5的高产稳产性表现最为突出。运用高稳系数法分析品种的高产稳产性,不仅方法可行,而且简单、准确。

小豆遗传育种研究进展与未来发展方向

小豆是我国重要的经济作物之一,在用地养地、间套作方面起非常重要的作用。总结了近几年小豆在资源筛选、常规遗传育种、分子标记、遗传图谱构建等方面的最新研究进展,供广大科技工作者参考。

小豆根瘤菌接种结瘤条件分析

设计不同的小豆根瘤菌及菌液浓度、侵染时间和接种方式接种小豆推广品种京农5号和京农6号,研究其对小豆结瘤数的影响。根瘤菌BAU73042菌液浓度0.6 OD接种,单株平均结瘤数最多;BAU11017菌株菌液浓度0.2 OD接种,单株平均结瘤数最多。BAU73042侵染京农6号15 min单株结瘤数最多,BAU11017侵染京农5号45 min单株结瘤数最多。菌液浇灌接种方式优于菌液侵染接种;不同品种接种不同根瘤菌的结瘤反应不同。该研究为小豆固氮研究及利用和根瘤突变体筛选鉴定奠定了基础。