不同类型燕麦种质蛋白质形成的生理机制分析

为探究不同燕麦种质资源蛋白质含量的生理差异,以高蛋白燕麦种质A34和低蛋白燕麦种质B23为材料,采用大田试验分析了籽粒蛋白质含量及花后相关代谢酶活性的动态变化规律。结果显示,种质资源A34和B23籽粒蛋白质含量在开花后的变化规律相似。与B23相比,A34的旗叶谷氨酰胺合成酶活性在花后5~15 d显著降低,花后20~30 d显著升高;花后5~30 d,A34旗叶的硝酸还原酶、丙酮酸磷酸二激酶、谷氨酸合成酶、天冬酰胺合成酶活性以及游离氨基酸含量显著升高,籽粒谷氨酸丙酮酸转氨酶活性和可溶性糖含量显著降低。这表明种质资源A34通过调控叶片和籽粒蛋白质相关代谢酶活性促进籽粒蛋白质的积累。

燕麦种质资源形态学性状的遗传多样性

【目的】燕麦种质资源遗传多样性研究不仅有助于种质资源的收集和评价,而且对燕麦生产和育种具有重要指导意义。【方法】研究对260份燕麦种质资源的20个形态学性状多样性、变异及聚类进行分析,评价其形态学性状的遗传变异水平,明确燕麦种质资源的性状特点与遗传多样性,以期为燕麦种质创新和品种改良提供依据。【结果】260份燕麦种质资源形态学性状间存在广泛的遗传多样性,质量性状的遗传多样性指数以粒色最大(1.53),芒色最小(0.76);12个数量性状呈正态分布,数量性状的遗传多样性指数以千粒重最大(2.03),有效分蘖数最小(1.22),变异系数最大的是有效分蘖数(89.02%),最小的是株高(11.19%)。根据燕麦品种(系)间各性状的遗传差异,聚类分析将供试的260份燕麦种质资源分为6类,其中种质群Ⅰ包括42份材料,可作为种用型育种目标的亲本材料;种质群Ⅱ包括31份材料,可作为选育高产饲草品种的亲本材料;种质群Ⅳ包括41份材料,可作为选育大粒专用型品种的育种材料;种质群Ⅴ包括46份材料,可作为燕麦矮化的亲本材料;而种质群Ⅲ包括46份材料,种质群Ⅵ包括54份材料,这两类种质群材料的综合性状表现不突出。【结论】该研究可为内蒙古东部地区燕麦种质资源的保护和开发利用提供理论依据。

燕麦种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析

燕麦种质资源是燕麦育种的重要基础,对燕麦遗传多样性的研究不仅有助于种质资源的搜集、管理和利用,也有利于进行核心种质的研究。为了解不同地区燕麦种质资源在农艺性状上的遗传多样性,对74份皮、裸燕麦种质资源13个性状的遗传多样性进行了聚类分析与主成分分析。结果表明:各性状的遗传多样性指数较大,多样性指数最高的是主穗粒重,其次是千粒重和穗长;性状变异系数最大的是单株分蘖数,其后依次为单株粒重和主穗粒重,最小的为株高;根据品种间各性状的遗传差异,通过聚类分析将74份资源材料划分为5类,其中36份皮燕麦资源被分为2类,26份裸燕麦资源被分为2类,7份皮燕麦和5份裸燕麦被分为一类,其中,类群Ⅰ可作为高产育种目标的亲本,类群Ⅲ可作为粒型育种目标的亲本,类群Ⅳ、Ⅴ可作为株高和小穗等育种目标的亲本;8个数量性状主成分分析的结果表明,前4个主成分对变异的累计贡献率达86.27%,第一主成分反应产量,第二主成分反应粒型,第三、第四主成分分别反应分蘖数和株高。

基于遗传多样性评估燕麦品种的农艺性状

为客观评价燕麦种质资源重要农艺性状的遗传多样性,并为黑龙江地区燕麦新品种选育提供关键数据,对51份燕麦种质资源13个农艺性状进行了形态多样性指数分析,并对其中的9个数量性状进行了聚类分析和主成分分析。结果表明,各性状的遗传多样性指数均较大,遗传多样性指数最高的是主穗长(1.517),其次为株高(1.448)和主穗粒重(1.414),性状变异系数最大的是主穗小穗数(34.8%),其次为主穗粒重(33.1%)和单株分蘖数(27.4%);聚类分析将51份燕麦品种的9个数量性状分为4大类群,类群Ⅰ为有益性状不明显,为多目标性状育种的亲本材料,类群Ⅱ为选育矮秆育种目标亲本材料,类群Ⅲ为高杆、增加分蘖数育种目标亲本材料,类群Ⅳ为选育大粒型、多轮层数、多小穗数等育种目标亲本材料。主成分分析结果表明,前3个主成分对变异的累计贡献率为70.09%,第一主成分反映种子产量,第二主成反映单株分蘖数,第三主成分反映株高。

我国燕麦种质资源的收集和评价

我国是裸燕麦Avena sative的起源地。20世纪50年代末我国开始了对燕麦种质资源的收集和整理工作。目前我国已编入目录的燕麦种质资源共计2 978份,其中裸燕麦1 699份,皮燕麦1 278份,野燕麦1份,还有1 400余份资源未编入目录。在已编入目录的燕麦种质资源中,已有1 142份被我国的国家农作物种质保存中心长期库保存,504份被我国地方的一些研究单位中期库保存。对已收录的2 977份燕麦种质资源的评价情况进行了综述,包括对燕麦农艺学性状、抗性、籽实品质性状和遗传学性状的评价,这些信息可为今后我国燕麦种质资源的研究与燕麦育种工作提供帮助。

燕麦种质资源遗传多样性的AFLP分析

为给燕麦种质资源的收集保护和育种研究提供依据,利用扩增片段长度多态性(AFLP)技术对74份燕麦种质资源的遗传多样性进行了分析。结果表明,10对AFLP引物共产生784个扩增位点,多态性位点比率达96.91%;供试燕麦种质的平均Nei′s指数为0.382,平均Shannon′s信息指数为0.573,各供试材料的AFLP多态性丰富,表现出较高的遗传多样性,利用AFLP标记评价燕麦种质的遗传多样性具有较高的检测效率。对AFLP数据进行聚类分析,构建了供试燕麦种质的UPGMA系统进化树,74份燕麦种质可以聚为五大种质群,聚类结果与地理来源及皮裸性有一定的相关性。

燕麦种质抗坚黑穗病鉴定与评价

为明确不同燕麦种质抗坚黑穗病(Ustilago segetum var.avenae)的差异和探讨形成燕麦抗坚黑穗病鉴定技术规范,于2013-2014年采用菌粉拌种和菌土覆盖的接种方法对135份燕麦种质进行坚黑穗病的田间抗性鉴定,结果表明,在菌粉拌种条件下,64份裸燕麦中,12份免疫,6份高抗,1份抗,19份中感,16份感,10份高感,分别占鉴定裸燕麦的18.8%,9.4%,1.6%,29.7%,25.0%,15.6%;71份皮燕麦中,45份免疫,22份高抗,2份抗,2份中感,分别占鉴定皮燕麦的63.4%,31.0%,2.8%,2.8%。在菌土覆盖条件下,64份裸燕麦中,17份免疫,8份高抗,13份抗,22份中感,3份感,1份高感,分别占鉴定裸燕麦的26.6%,12.5%,20.3%,34.4%,4.7%,1.6%;71份皮燕麦中,56份免疫,13份高抗,1份抗,1份中感,分别占鉴定皮燕麦的78.9%,18.3%,1.4%,1.4%;在2种接种方法下,62份材料抗性完全一致;10份材料在菌粉拌种接种方法的抗病性低于菌土覆盖的抗病性;菌粉拌种较菌土覆盖易使63个燕麦品种的发病率增加,使其抗病性下降,说明菌粉拌种接种方法明显优于菌土覆盖。试验中获得的这些有效抗病种质,可为品种的合理布局和更替提供科学依据,同时可为育种部门提供核心抗源。

加拿大燕麦种质在陕西杨凌的适应性评价

以皮燕麦品种白燕7号和科燕1号为对照,对从加拿大引进的28个燕麦种质在陕西杨凌的适应性进行评价。结果表明:在陕西杨凌地区,参试的加拿大燕麦品种在3个播期下均能够正常成熟,表现出较好的适应性,且以晚秋播产量最高;加拿大燕麦种质在生育期、株高、千粒质量等农艺性状差异明显,为合理利用这些燕麦种质提供良好的依据。

213份燕麦种质的白粉病抗性评价

为明确不同燕麦种质资源抗白粉病差异,于2012-2014年采用田间自然感病法对213份燕麦(Avena sativa)种质进行了由禾布氏白粉菌燕麦专化型(Blumeria graminis f.sp.avenae)引起的燕麦白粉病的田间抗性筛选和评价。结果表明,在供试材料中未监测到免疫材料;12份材料青永久420、青永久316、青永久9、青永久252、青永久98、青永久180、青永久479、青永久25、青永久87、永118、青永久304和五燕6号表现高抗(HR);199、青永久164、青永久237、青永久260、青永久83、青永久49、青永久016、青永久94、青321、青永久154、原45、永73-1、83-27、S20-36-6、保罗、330、原15和白苏鲁2055共18份材料表现中抗;其余183份表现中感、高感和极感,分别占供试材料的5.6%、8.5%和85.9%。获得的这些有效抗病种质,可为品种的合理布局及抗病育种提供核心抗源。

中国燕麦种质资源国外引种与利用

综述了中国从国外引进燕麦种质资源及其利用情况。经过长期努力,中国从28个国家引进29个物种的燕麦种质资源共计2099份,大大增加了中国燕麦种质资源的数量,丰富了中国保存燕麦种质资源的物种和遗传多样性。与此同时,利用国外燕麦种质资源改良和培育出了一批优良品种,极大地提高了中国燕麦生产水平。利用引进的燕麦野生资源,开展了燕麦种质创新、起源进化和遗传学研究,取得了显著进展。建议继续加强国外燕麦种质资源的引进,对野生燕麦进行深入鉴定评价和利用,同时加强燕麦种质资源国际合作研究。

燕麦品种资源品质分析

裸燕麦品种蛋白质含量在１５％以下的比重较大，脂肪含量多数在５％～７％之间，亚油酸含量在４０％～４５％之间的占多数。皮燕麦品种蛋白质含量最高可达１７．９２％，最低为８．７１％，多数在１０％～１５％之间；脂肪含量在７％以上的占多数；亚油酸含量多数集中在４０％以下，最高可达４６％以上。裸燕麦在我国山西的品种是高蛋白、中脂肪类型，锡盟的品种为高脂肪、低亚油酸类型，青海的品种为高亚油酸、低脂肪类型，河北、内蒙古、乌盟的品种低蛋白、低亚油酸类型比重较大。皮燕麦主要由国外引入，美国品种为高脂肪、低蛋白质类型，加拿大、中国的品种为中蛋白质、中脂肪、中亚油酸类型，匈牙利、原苏联、丹麦、智利的品种为中蛋白、高脂肪、低亚油酸类型。

燕麦种质资源生物学性状的遗传多样性

为给燕麦种质资源的开发利用提供依据,根据燕麦的11个生物学性状表现,对国内外71份燕麦种质资源的遗传多样性进行了分析评价。结果表明,各生物学性状的遗传多样性指数都较大,具有丰富的遗传多样性;多样性最高的是单株粒重,其次是千粒重和株高;变异系数最大的性状也是单株粒重,其次是主穗粒重和主穗小穗数。根据品种(系)间各性状的遗传差异,对供试资源进行聚类分析,71份燕麦材料在距离系数为5.6时可被划分为5类,其中41份皮燕麦资源被分为2类,30份裸燕麦资源被分为3类。

贵州饲用燕麦种质资源农艺性状的遗传多样性分析

为了给贵州牧草种质资源的综合利用提供依据,对2005—2010年从贵州各地采集的20份饲用燕麦资源材料和2份引进品种的18个农艺性状进行遗传多样性分析。结果表明:1)22份燕麦种质资源的农艺性状间存在广泛的遗传多样性,7个质量性状中以芒色的多样性指数最高,为1.6;11个数量性状中以成熟期株高的多样性指数最高,为3.085 2。2)聚类分析将22份燕麦种质资源的11个数量性状分为4大类群,类群Ⅰ为高产育种目标资源材料,类群Ⅱ的有益性状不明显,类群Ⅲ为高产高植株育种目标亲本材料,类群Ⅳ为轮层数等育种目标亲本材料。结论:为各类饲草育种目标提供了一定的亲本资源。

燕麦种质抗旱性与生物学性状相关性分析

干旱是影响燕麦高产、稳产的主要因素之一,培育抗旱性强的品种是解决干旱危害的根本途径,快速有效的抗旱鉴定是抗旱育种的关键。对1 111份不同抗旱性的燕麦种质的9个生物学指标进行了分析。结果表明,幼苗习性和旗叶叶相与抗旱性密切相关(P<0.01);株高(rs=-0.058)、有效分蘖(rs=-0.355)与抗旱性呈负相关,其中,有效分蘖与抗旱性呈显著负相关(P<0.01);主穗小穗数(rs=0.212)、主穗粒质量(rs=0.348)、千粒质量(rs=0.533)与抗旱性呈显著正相关(P<0.01),其相关性大小为千粒质量>主穗粒质量>主穗小穗数;主穗长、单株粒质量与抗旱性相关性较低。

中加燕麦种质的遗传多样性和群体结构分析

为揭示燕麦种质资源的遗传基础,采用内含子切接点引物和长随机引物的PCR分子标记技术,对加拿大和中国的64份燕麦种质的遗传多样性和群体结构进行了分析。结果表明,所用15条引物共扩增出171条带,平均每条引物扩增出11.4条带,其中多态性带共134条,多态性百分比为78.36%。燕麦各种质间的Dice遗传相似系数分析表明,所有燕麦材料间的遗传相似系数变幅为0.699~0.934,平均值为0.81,表明参试燕麦种质间存在着一定的遗传差异,但遗传差异相对较小。群体结构分析结果表明,所研究的燕麦种质中81.25%的种质血缘相对比较单一,仅18.75%的种质拥有混合来源。

利用AFLP标记分析皮燕麦种质资源遗传多样性

用20对AFLP引物对来自于国内外的177份皮燕麦(Avena.sativa L.)资源进行遗传多样性分析,共获得976条清晰条带,其中多态性条带为185条,不同引物的多态性百分率为9.3%～35.9%,平均为19.0%。不同来源组群的Shannon-Weaver多样性指数变化范围为0.19～0.3412,西欧材料最高,其次是北欧(0.3269)、日本(0.3072)、东欧(0.2949)、北美(0.2904)、黑龙江最低。主坐标和UPGMA聚类分析结果基本相同,并与地理来源有很高的一致性。全部材料总体上可分为两类,其中一类全部为国内资源,另一类包含所有国外、内蒙古和青海的材料。国内与国外材料分布相对集中,这表明国内与国外材料亲缘关系较远,交流不是很广泛。而国内不同来源的材料相互交错分布,表明国内皮燕麦资源交流充分,多样性不是很丰富,应加强国外皮燕麦的引种工作。

燕麦种质资源在晋北寒旱生态区的鉴定

为探索国家现代农业燕麦荞麦产业技术体系提供的100份燕麦资源的利用价值,并从中筛选出可直接利用的优质品种,采用田间观察和综合分析的方法,研究其农艺性状的变异情况和部分性状的遗传多样性表现。农艺性状分析表明:轮层数、株高和千粒重的稳定性相对较好,在育种过程中较容易选择;上数第2片叶长、上数第2片叶宽和穗粒重的变异系数较大,在育种中应放宽标准。若干性状的遗传多样性分析表明:皮裸性、粒色、茎叶蜡质的遗传多样性指数偏小;粒形、芒色、茎粗度和旗叶叶相的遗传多样性指数较大。通过鉴定筛选出13个抗旱、抗病、早熟的优质燕麦品种,20个大穗大粒品种,以及一系列单一性状突出的品种。为燕麦新品种选育和合理利用燕麦种质资源提供理论依据。

100份燕麦种质资源抗秆锈病鉴定

为了筛选燕麦抗性资源，2011-2012年在2个试验点采用孕穗期接种混合菌种的方法，对100份燕麦种质资源进行了抗秆锈病鉴定。结果表明：园粒莜麦等5份皮燕麦和二秋莜麦等13份裸燕麦，至少在1个试验点表现免疫、抗病或慢病，品燕1号皮燕麦和64燕麦等10份裸燕麦，至少在1个试验点表现中度抗病或严重度为40％～60％的中度感病，上述资源大多在温度较低的试验点1更抗病，推测与大多数燕麦抗秆锈病基因表现低温抗病性有关；其余资源表现感病或高度感病。这5份皮燕麦和13份裸燕麦可作为抗秆锈病资源加以利用。

燕麦雄性不育新种质在遗传改良中的应用

对燕麦CA雄性不育材料的特征与遗传表现的研究表明,该不育性状是由1对隐性核基因控制的。对原CA雄性不育材料进行改造,设计出培育不同类型不育材料的选育程序,并转育出性状独特、不育株分离比例较高的新种质。提出了利用不育新种质改进燕麦杂交技术的方法,采用改进的杂交技术建成具有高千粒重、高蛋白质、低脂肪、丰产、抗病等性状的,遗传基础丰富的后代选择群体供育种应用。

燕麦种质资源醇溶蛋白遗传多样性研究

为了给燕麦种质资源的收集、保护以及利用提供信息,采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)对74份燕麦种质资源进行了醇溶蛋白遗传多样性分析。结果表明,供试燕麦醇溶蛋白位点存在丰富的等位变异,共检测到73种燕麦醇溶蛋白图谱。其醇溶蛋白带纹遗传相似系数为0.1667~1.000,平均遗传相似系数为0.4964。共分离出19种迁移率不同的醇溶蛋白带纹,醇溶蛋白的带纹多态性为100%。等位基因平均遗传多样性指数为0.5229,表明供试燕麦种质醇溶蛋白变异丰富,存在广泛的遗传多样性。基于燕麦醇溶蛋白聚类分析将74份材料分为6类,部分供试材料分类结果与其地理来源有关。