菊花花期性状的杂种优势与混合遗传分析

以秋菊品种‘雨花落英’为母本和夏菊品种‘奥运含笑’为父本配制F1杂种,调查F1世代4个花期相关性状在2008至2009两个年度的表型资料,运用单个分离世代的主基因+多基因混合遗传模型,对4个花期相关性状进行遗传分析。结果表明:4个花期性状均存在一定的杂种优势,现蕾期、显色期、盛花期和衰败期4个花期性状的中亲优势值均达极显著水平,中亲优势率分别为22.23%、17.60%、12.45%和11.11%,且超亲分离现象普遍存在。混合遗传分析表明菊花盛花期符合B-6模型,由表现为加性-显性的2对主基因控制;现蕾期、显色期和衰败期符合B-1模型,由表现为加性-显性-上位性的2对主基因控制。控制现蕾期、显色期、盛花期和衰败期的主基因遗传率分别为89.92%、49.30%、28.56%和75.46%。

园林树木花期性状与有效积温的关系研究

2007～2009年在河北科技师范学院昌黎校区内对3科40种(品种)园林树木连续3年进行定位物候观测,结合当地气象资料,较系统地研究了河北昌黎地区园林树木始花期、花期天数年份间的变化,以及有效积温与始花期的关系。结果表明,不同年份间蔷薇科、忍冬科树木始花期有效积温存在极显著差异,木犀科树木差异不明显;同一科内不同种(品种)间始花期有效积温差异显著;蔷薇科、木犀科树木的花期天数在不同年份间没有显著差异,忍冬科树木花期天数不同年份间存在显著差异。不同科的树木始花期对年份间生态因子变化的敏感程度有差异,木犀科树木始花期年份间的变化较蔷薇科、忍冬科树木相对稳定。同一科内不同种(品种)间始花期性状变异幅度较大。不同科的树木花期天数年份间的稳定性有差异,蔷薇科、木犀科树木花期天数年份间的变化较忍冬科树木相对稳定。用有效积温预测园林树木进入始花期的早晚,具有广泛的应用价值。

玉米花期性状主效QTL(基因)的SSR标记

【目的】筛选玉米花期性状主效QTL(基因)的SSR标记,为玉米分子育种与相关基础研究提供参考和依据。【方法】选用花期不同的玉米自交系JZ8、JZ16、JW1100为亲本,分别组配得到2个杂交后代F1(JZ8×JW1100)和F1(JZ16×JW1100),F1经自交获得2个F2(JZ8×JW1100)、F2(JZ16×JW1100)群体。从前人已报道的与玉米花期相关性状主效QTL(贡献率>10%)连锁的SSR标记中,选取30对SSR标记引物,利用亲本、F1代对这30对引物进行筛选,将获得的特异性引物再通过F2群体单株花期性状与单株SSR标记的符合度和准确率验证,筛选出符合率大于50%的主效标记。【结果】umc1875、umc1016、bnlg1651、umc1115为玉米花期性状的主效SSR标记,其中标记umc1875适宜用于筛选抽雄期(DTT)、散粉期(DTP)、吐丝期(DTS)晚的材料,筛选准确率分别为57.5%,66%和61%;标记umc1016适宜用于筛选散粉期和吐丝期早的材料,筛选准确率分别为66%和58.5%;标记bnlg1651和umc1115适宜用于筛选散粉期早的材料,筛选准确率分别为69%和62.5%。【结论】筛选出4个与花期性状连锁且高通用性的标记,在分子水平上揭示了材料之间的内在联系,在某种程度上揭示了对不同的玉米材料在分子水平上直接对目的性状进行选择的可能性。

油菜花期性状与经济性状的相关性

通过对２０个油菜品种花器大小或多少与经济性状、主茎绿叶数、５ｃｍ和１０ｃｍ长以上分枝数与有效分枝的变异和相关分析表明：花蕾的长与果长，每果粒数和花瓣宽，花瓣长与每果粒数，花瓣宽与每果粒数，着花密度与着果密度，主序蕾数与主序果数，主茎绿叶数、５ｃｍ和１０ｃｍ长以上分枝数与有效分枝数，呈显著或极显著正相关，花期对这些性状的选择极为有效．

不同栽植期对野生大百合开花期性状及成花过程碳氮代谢的影响

研究了不同栽植期的野生大百合在成花过程中叶片主要营养物质、碳氮比的变化,以及对其生育进程、开花期性状的影响。结果表明:叶片碳水化合物含量与碳氮比在成花过程中呈先上升后下降的趋势,花期结束时有所上升,11月12日栽植的大百合的碳水化合物含量与碳氮比最先达到最高值;各处理含氮量在现蕾期达到最低值,后处于平稳状态;同时11月12日栽植的大百合开花期最长,达到24天;开花率为29.33%,单株花朵数达18朵,且平均每朵花的花穗长11cm。2月17日后栽植的大百合不能正常生长。

菠萝花期性状研究

2009—2011年对引种定植的20份菠萝种质进行花期性状观测。结果表明,菠萝花期约11～37天,单朵小花花期1天。花期的长短在种质间、个体间以及年度间存在差异。菠萝花冠、花药形态、花粉、花丝颜色等在种质间无明显区别。萼片颜色、苞片和花柱特征因种质而异。花期如遇低温阴雨,有些菠萝种质会出现雄蕊败育现象。

基于单片段代换系群体的玉米开花期性状QTL分析

以骨干自交系许178背景的综3染色体单片段代换系为基础材料,利用105个SSSLs群体通过在浚县、许昌的田间试验,共鉴定出47个控制玉米开花期相关性状的QTL,包括散粉期的QTL 14个,吐丝期的QTL 16个,ASI的QTL 17个,其中,1个散粉期的QTL、2个吐丝天数的QTL和4个ASI的QTL在2种环境下被重复检测到.

杏树花期性状研究

为探讨杏树花期性状特点,进而为育种、生产及设施栽培等提供花期生物学依据,对多个杏树品种的花期性状进行了详细的观察、调查研究。研究表明,39个杏树品种花冠直径平均为2.66cm,单花平均花瓣数为5.18个,花瓣数为典型5数的品种占35.9%,多于五枚的占64.1%,未有少于5数者。杏花雌蕊败育现象严重,不同品种雌蕊败育率高低差别极大。不同原产地品种在同一杏园花期较一致。自然条件下杏开花有昼开夜停的昼夜节律,是由气温昼夜变化引起的。10℃是大多数杏品种开花的"生物学最低温度"。

大菊品种花期和主要观赏性状的变异及相关性分析

以菊花(Chrysanthemum×morifolium Ramat.)大菊品种自然群体及7个杂交群体为实验材料,分析比较了不同品种开花期和7个主要观赏性状的变异特点及其相关性,为筛选杂交亲本和选育早花优良品种提供依据。结果显示:大菊自然群体的8个性状中,除开花期外,其余性状变异系数均高于15%;相关性分析结果表明,开花期和封顶叶片数之间呈显著负相关;开花持续期与开花期呈极显著负相关,与舌状花轮数呈极显著正相关。杂交群体的8个性状中,除开花期外,变异系数均高于15%,但各杂交群体的开花期性状变异系数明显高于自然群体;杂交群体Ⅲ和Ⅴ的瓣型与花色更为丰富,且花期也较早。相关性分析结果表明,开花期和瓣型、舌状花轮数、封顶叶片数之间均呈极显著负相关,和花色之间呈显著负相关;开花持续期和舌状花轮数、舌状花数量之间呈极显著正相关,和瓣型之间呈极显著负相关,和花色之间呈显著负相关;开花期和开花持续期之间呈极显著正相关。研究结果表明,通过有性杂交可以获得开花期变异更广泛的子代植株,从而筛选开花期更早的大菊新品种。

150份豌豆(Pisum sativum L.)种质资源开花期关键性状评价

为筛选适宜高寒区种植的草产量高、绿肥特性优的豌豆品种,采用相关性、主成分和聚类分析方法对150份国内外豌豆种质资源花期关键性状进行分析和评价。结果表明:供试豌豆种质资源花期根瘤数量和花干重的变异系数较大,分别为0.65和0.41,其次为叶干重、茎干重和根干重。根瘤数量、茎、叶和花干重间具有显著的相关性。花期主要性状主成分分析发现,前2个主成分累积贡献率为62.76%,分别代表草产量和绿肥特性。系统聚类可将供试豌豆种质资源分为草产量低、草产量高且绿肥特性好、固氮能力最强三大类群。其中,第Ⅱ大类群的保加利亚豌豆、173、秋复5号豌豆、311、A-65豌豆和A-73豌豆等可作为高寒区适宜种植的豌豆种质资源。

玉米花期性状的QTL分析

选用来自农大108(黄C×许178)的一套包含151个重组近交系为基础材料,通过一年3点试验,对玉米散粉期、吐丝期及散粉-吐丝间隔期进行QTL分析,共定位了7个散粉期的QTL、8个吐丝期的QTL及7个散粉-吐丝间隔期的QTL。这些QTL集中分布在第1、3、9号染色体上的3个区段,单个性状检测到QTL的总效应可分别解释性状表型变异的10.18%～33.85%。

中国玉米地方品种核心种质花期相关性状的表型多样性研究

【目的】研究中国玉米地方品种资源在抽雄期(T)、吐丝期(S)、抽雄-散粉间隔期(TAI)以及散粉-吐丝间隔期(ASI)等4个花期相关性状上的表型多样性,为玉米地方品种资源表型多样性的整体鉴定与评价提供参考和依据。【方法】选取中国玉米地方品种核心种质库的799份种质,采用多环境试验设计,在植株进入生殖生长期后调查抽雄期、吐丝期、抽雄-散粉间隔期以及散粉-吐丝间隔期等4个花期相关性状的表型观测值,计算其Shannon-Weaver多样性指数,并进行显著性检验,评价中国玉米地方品种资源在这4个花期相关性状上的整体多样性水平。【结果】方差分析表明,不同省、市、地区的玉米地方品种资源在研究的4个花期相关性状上的表型观测值均达到极显著水平的差异,而这4个性状除TAI差异不显著外,T、S以及ASI的Shannon-Weaver多样性指数的差异均达到极显著水平。在6个不同的玉米生态区上,这4个花期相关性状的表型观测值也均达到极显著水平的差异,在Shannon-Weaver多样性指数上,TAI的差异不显著,另3个性状则均达到显著或极显著水平的差异。其中,西南山地玉米区在抽雄期、散粉期、抽雄-散粉间隔期和散粉-吐丝间隔期性状上的Shannon-Weaver多样性指数分别为1.85、1.90、0.88和1.20。【结论】中国玉米地方品种资源在抽雄期、吐丝期、抽雄-散粉间隔期以及散粉-吐丝间隔期等4个花期相关性状上表现出了较高水平的多样性,尤其是西南山地玉米区,在表型观测值和Shannon-Weaver多样性指数上均明显高于另5个生态区,表明西南地区玉米种质资源具有较高的保护价值和利用潜力。

基于两个相关群体的玉米花期相关性状QTL定位

【目的】利用具有共同亲本黄早四的2个F2﹕3群体,定位控制玉米的抽雄期(DTT)、散粉期(DTP)、吐丝期(DTS)以及散粉-吐丝间隔期(ASI)的QTL,为玉米分子育种与相关基础研究提供参考和依据。【方法】以自交系齐319和掖478分别与黄早四杂交构建的230个和235个F2﹕3家系为定位群体(分别写作Q/H和Y/H),利用完备区间作图方法,对在不同生态环境下(2007-北京、2008-北京、2007-河南、2008-河南、2007-新疆以及2008-新疆)玉米花期相关性状进行QTL定位。同时利用基于混合线性模型的QTL Network-2.0软件进行基因×环境互作及上位性的分析。【结果】尽管4个花期相关性状的表现在2个群体中存在明显差异,但它们之间均呈现高度的相关性。在6个环境下对2个群体的4个性状进行了QTL检测,Q/H群体共定位到了85个QTLs,分布在玉米的10条连锁群上;Y/H群体共检测到了30个QTLs,呈现成簇分布。在Q/H群体中检测到2个重要的与多个性状相关且在不同环境条件下同时表达的QTL区域,分别位于第8染色体的umc1562—bnlg1651和第10染色体的phi062—umc1115区段;在Y/H群体中也检测到了1个与多性状相关且在多环境表达的QTL区域,位于第3染色体的nc030—umc2166区域。进一步分析发现,贡献率较大的QTL同时控制着多个性状。对比2个群体的定位结果,共检测到4个在不同遗传背景下的"一致性"QTLs。【结论】玉米花期相关性状的遗传机制较为复杂,而在不同环境及不同遗传背景下能够稳定存在的QTL可为这类性状的生产应用以及精细定位与图位克隆提供有价值的参考。

玉米花期性状的全基因组关联分析

花期性状是玉米的重要性状,与熟期、散粉结实率和产量关系密切,对玉米品种选育至关重要。为探究玉米花期性状的遗传基础,本研究以248份遗传多样性丰富的玉米自交系作为关联群体,通过2017年和2018年在河北保定和辛集的田间试验调查抽雄期、散粉期、吐丝期和散粉吐丝间隔期4个花期相关性状,利用分布于全基因组的83057个SNP标记进行关联分析。结果表明,4个花期相关性状的基因型、年份、地点、基因型与地点的互作、基因型与年份的互作均达到极显著水平;抽雄期、散粉期、吐丝期的遗传率分别为71.77%、71.27%、73.93%,并且两两性状间呈极显著正相关,散粉吐丝间隔期遗传率为62.50%,仅与吐丝期呈极显著正相关;4个花期性状共检测到18个SNPs-性状关联(共涉及16个SNP位点),单个位点的表型贡献率范围为5.46%~28.36%,仅1个位点在不同性状中检测到;筛选到81个候选基因,其中36个在GO分析中具有功能注释。潜在候选基因GRMZM5G877647编码early flowering 4蛋白,参与光周期的调节;GRMZM2G173630编码类赤霉素受体蛋白参与植物激素信号转导;GRMZM2G001139、GRMZM2G375707编码与花器官建成的MADS转录因子。这些潜在候选基因为解析玉米花期性状遗传基础和分子辅助选择育种提供参考。

基于GWAS和WGCNA分析挖掘玉米花期相关候选基因

花期是玉米重要性状之一,解析玉米花期的遗传基础,挖掘玉米花期关键基因,对于选育广适玉米品种具有重要意义。在580份玉米自交系构成的自然群体中,3年种植测定散粉期、吐丝期和散粉吐丝间隔期等3个花期性状,利用分布全基因组的31,826个SNPs(single nucleotide polymorphisms)标记进行全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS),结合自交系B73的14个不同发育阶段的转录组数据进行权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),挑选与玉米开花相关的组织特异性模块和关键基因。GWAS在多环境(2个环境以上)下共定位标记14个,挖掘到潜在候选基因10个,WGCNA挖掘到花期潜在候选基因17个,2种方法共同挖掘到候选基因3个。Zm00001d052180编码一个MADS-box转录因子19,Zm00001d016814编码NAC转录因子133,Zm00001d048082编码MADS-box转录因子8,这些基因主要参与调节花序生长发育。研究结果为解析玉米花期遗传基础及分子机制提供参考。

甘蓝型油菜开花期的QTL定位及候选基因鉴定

为了解析油菜开花期性状的遗传机制,利用KN DH群体在冬性、半冬性和春性环境的开花期表型和KN高密度遗传连锁图谱,通过Wincart 2.5软件的符合区间作图法对油菜开花期性状进行QTL定位及候选基因鉴定。结果显示,共鉴定到119个开花期QTL,单个QTL解释表型变异最大是qFT-13DL16-4(25.96%),最小的是qFT-13ZY2-1(2.48%)。利用元分析的方法将初步鉴定的QTL整合为consensus QTL,共获得26个环境稳定表达QTL,包括7个开花期主效QTL。如cqFT-A2-3、cqFT-A2-4在春性环境稳定表达,cqFT-C6-4、cqFT-C6-7、cqFT-C6-12、cqFT-C6-13在冬性和半冬性环境稳定表达,cqFT-C6-14在冬性环境稳定表达QTL。主效QTL置信区间共鉴定到15个与成花诱导相关的候选基因,如 BnaA02g12260D(RGA1)、 BnaA02g15390D(AGL12)、 BnaA02g16710D(LKP2)和 BnaC06g19930D(NUA)等,这些候选基因主要涉及赤霉素、光周期、生物钟、春化作用响应和花发育等功能。可见,油菜开花期主效QTL及其候选基因的鉴定为开花期基因的精细定位和图位克隆奠定基础,也为培育早熟、高产油菜品种提供指导。

施氮与不施氮条件下玉米开花期相关性状的QTL定位

【目的】探究施氮与不施氮对玉米开花期相关性状变异的影响,并定位相关QTLs。【方法】以玉米的骨干自交系综3为供体亲本,许178为受体亲本,通过杂交、回交和分子标记辅助选择的方法,构建了一套以许178为遗传背景的综3染色体单片段代换系(SSSLs)群体,其中包含160个单片段代换系。以这套SSSLs以及许178为材料,采用裂区试验设计,在施氮(N+)和不施氮(N–)条件下,通过一年三点(贵州贵阳、德江和云南罗平)的表型评价,利用复合区间作图法对玉米散粉期、吐丝期和散粉–吐丝间隔期(ASI)3个开花期相关性状进行QTL定位。【结果】在基因组范围内,2种氮处理条件下共定位到54个开花期相关性状QTLs,主要定位在第1、3、6、9和10染色体上。其中5个QTLs在3个环境中均被检测到。施氮条件下,吐丝期(DTS)相关位点q DTS9a,位于第9染色体,可解释表型变异的3.05%;吐丝散粉间隔期(ASI)相关位点q ASI10a,位于第10染色体,可解释表型变异的30.74%。不施氮条件下,散粉期(DTP)相关位点q DTP9,可解释表型变异的3.43%;吐丝期相关位点q DTS9a,位于第9染色体,可解释表型变异的4.08%;ASI相关位点q ASI10,位于第10染色体,可解释表型变异的50.28%。对不同处理条件下的定位结果比较发现,不施氮条件下检测到的QTLs数目显著高于施氮条件下的检测数量。【结论】不同氮素处理下存在一些共有的控制玉米开花期相关的遗传区段,分别位于Bin9.02(umc1170-umc1636-bnlg1401-umc1271)和Bin10.04(umc1077-umc1053-umc2350),这些区段可能在玉米氮素吸收、转运和利用过程中起重要作用,可作为下一步精细定位和图位克隆玉米开花期相关基因的重要候选区域。

不同基质配比对仙客来花期生长的影响

研究了不同配比基质对仙客来花期生长的影响,结果表明:以固体基质泥炭、珍珠岩和陶粒按4∶1∶2、2∶1∶2、6∶1∶2配制成的混合基质,可延长仙客来花期,增加花朵数和叶片数,但仙客来的冠幅未受到明显影响。

不同营养液配比对仙客来花期生长的影响

以Ca(NO3)2、KH2PO3、和KNO3按一定的比例配成不同的营养液配方,利用套盆研究了12种不同营养液配比对仙客来花期生长的影响。结果表明:Ca(NO3)2:K(H2PO3):KNO3分别为6:2:6;5:2:4;5:1:4和6:1:6;同时添加适量微量元素配制的营养液,与杭州农业科学研究所营养液所栽培的仙客来相比,可以增加32.63%的花朵数、6.73%的冠幅和3.5%的株高,而仙客来的叶片数未受到明显影响。

油菜开花期QTL图谱整合及开花候选基因挖掘

应用生物信息学手段,从公开发表的文献中收集和整理了439个油菜开花期性状QTL相关标记信息,利用电子定位作图技术,将不同试验中的开花期QTL进行了电子整合,构建了含147个开花期QTL的综合图谱。结果表明,在整合图谱上,开花期QTL在芸薹属A、B和C基因组上呈非均衡分布,主要分布在A1,A2,A3,A10和C2染色体上,同时发现34个可重复检测的开花期QTL位点。将收集到的拟南芥中控制开花的基因通过同源比对分析,挖掘出66个芸薹属开花相关候选基因,并成功将这些基因定位到整合图谱上。本文结果为确定有关油菜开花期性状QTL及芸薹属作物候选基因提供了信息。