Preliminary Study on Geographical Distribution and Evolutionary Relationships Between Cultivated and Wild Adzuki Bean (Vigna angular is var. angularis and var. nipponensis) by AFLP Analysis

A set of representative 146 adzuki (Vigna angular is var. angularis, and var. nipponensis) germplasm from 6 Asian countries traditionally for adzuki bean production, together with an out group standard rice bean (Vigna umbellata), were analyzed by AFLP methodology using 12 informative primer pairs. 313 unambiguous polymorphic bands were created. According to the dendrogram by cluster analysis based on AFLP banding, 143 of the accessions were distinct and revealed enough genetic diversity for identification and classification of accessions within Vigna angularis. A neighbor joining tree was generated using newly developed Innan's nucleotide diversity estimate from the AFLP data. From analysis, 7 distinct evolutionary groups, named as "Chinese cultivated", "Japanese cultivated", "Japanese complex-Korean cultivated", "Chinese wild", "China Taiwan wild", "Nepal-Bhutan cultivated" and "Hymalayan wild", were detected. Nucleotide diversity with geographical distribution of each group is discussed, regarding the evolutionary relationships between wild and cultivated adzuki beans. The preliminary results indicated that cultivated adzuki bean should be domesticated from at least 4 progenitors in at least 3 geographical origins.

AFLP初析小豆栽培和野生变种(Vigna angularis var.angularis and var.nipponensis)间演化与地理分布关系

利用 12对AFLP引物 ,以饭豆标准品系M 0 0作对照 ,对来自中国、日本、韩国、尼泊尔、印度、不丹的 14 6份小豆栽培种 (Vignaangularisvar.angularis)和野生种 (Vignaangularisvar.nipponensis)种质的基因组DNA进行扩增 ,得到 313条多态性带。据AFLP多态性数据绘制的聚类图 ,可区分其中的 14 3份种质 ,表明小豆物种 (Vi gnaangularis)存在足够的遗传多样性 ,可用于资源材料的准确鉴别与分类。鉴于此 ,采用新开发的利用AFLP数据揭示核苷多样性的Innan’s进化树分析方法 ,进一步将 14 6份小豆资源分成 7个明显不同的地理演化群 ,即中国栽培种、日本栽培种、日本综合群 韩国栽培种、中国台湾野生种、中国野生种、尼泊尔 不丹栽培种和喜马拉雅野生种演化群。就上述地理演化群的遗传多样性、地理分布以及野生种与栽培种之间可能的演化关系进行了分析 ,初步认为栽培小豆至少应当有 4个不同类型的野生祖先和 3个不同的地理起源。

小豆(Vigna angularis)不同种植密度效应研究

为了明确种植密度对小豆产量等性状的影响,于2007年和2008年分别设置5个密度水平,在吉林省农业科学院作物育种研究所试验站进行田间试验。结果表明,在不同种植密度条件下,株高、百粒重的差异不显著,分枝数、主茎节数、单株荚数和单株产量有随着密度增大而减少的趋势。除了在最小密度10.5万株/hm2下产量有显著减少外,其他密度下的产量均没有显著差异。通径分析表明,单株产量对产量的直接贡献较大,其次是百粒重。

The Sequence Variations of Intron-3 of the α-Amylase Gene in Adzuki Bean

This study describes variation of intron-3 of α-amylase gene from 156 breeds of adzuki beans using SSCP(single-strand conformation polymorphism)analysis. Based on α-amylase gene structure and sequence, A pair of PCR primers, F (CCTACATTCTAACACACCCT) and R (GCATATTGTGCCAGTACAAT) were designed to amplify intron-3 fragments of α-amylase gene. 14 variant types were detected, including 13, 9, 10, 4 variant types in the wild, weed, locally cultivated and modern brought-up adzuki beans respectively, 9, 8, 7 variant types of the wild adzuki beans from Japan, China and Korea respectively, and some other variant types in the local adzuki beans from China and Bhutan. 60% of subjects of cultivated races were found to be EE type in the experiment. In addition, sequence analysis of intron-3 of α-amylase gene from 8 variant types reveals the evolution process of various variant types in adzuki beans.

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.

国内若干考古遗址出土小豆(Vigna angularis)遗存的初步考察

考古遗址出土的植物遗存对于研究农作物的起源、栽培和驯化具有重要意义。本文依据国内若干考古遗址出土的小豆炭化遗存和淀粉粒遗存,初步探讨小豆在古代的栽培、驯化和利用情况。小豆炭化种子从新石器时代末期到唐宋时期都有发现,其尺寸呈现逐渐变大的趋势。综合小豆炭化遗存和淀粉粒遗存的发现表明,小豆自新石器时代早期就被利用,新石器时代末期部分小豆种子开始显示出人为干预栽培的特征。到商周时期,小豆的栽培和驯化持续进行,并很可能已成为当时农作物体系中的重要组成部分,但此时小豆种子仍显示出一定的野生特征。秦汉到唐宋时期,由于农业耕作技术的进步,小豆种子像大豆一样开始向大粒型发展,种子粒型呈现多样化,小豆的驯化进入了新的阶段。

以地理来源分组和利用表型数据构建中国小豆核心种质

中国国家种质库里保存着4877份小豆(Vigna angularis)种质资源,但仅有部分资源在小豆的改良中被利用。构建小豆核心种质,不但能简化管理,而且可以提高遗传资源在小豆改良中的利用效率。根据我国小豆的地理来源进行分组,在分组的基础上利用表型数据,以类平均法聚类构建了中国现有小豆核心种质,共435份资源,占资源总量的8.92%,涵盖98.3%的表型变异类型,控制不同性状表型相关的相互适应的遗传复杂性在核心种质中也得到了适当的保持。不同性状的均值t测验、方差F测验、表型频率分布、χ2测验等分析表明,所构建的小豆核心种质可以作为整体资源的代表性样本,在小豆种质资源的充分利用中将发挥重要作用。

用于中国小豆种质资源遗传多样性分析SSR分子标记筛选及应用

以375份小豆核心种质为试验材料,利用从小豆及其近缘种SSR引物中筛选出的13对引物进行遗传多样性分析。检测结果显示,小豆种质资源具有丰富的遗传多样性,共检测到133个等位变异,每对SSR引物检测到等位变异4～19个,平均10.23个,国内各省多态信息含量(PIC)平均为0.561,多态位点比例(PP)平均为93.523%。聚类结果表明,小豆资源遗传关系与生态分区间有明显的联系,且东北地区资源与中南部资源遗传关系较近。湖北、安徽、陕西3省资源的PIC较高,且基本位于主坐标三维图的中心区域,推断湖北、安徽和陕西是中国栽培小豆的起源地或多样性中心。该结果有助于更好地对小豆种质资源进行收集、保护和利用。

应用RAPD分析小豆种质资源遗传多样性及遗传演化趋势

用RAPD标记方法对来自中国、日本、韩国、不丹、尼泊尔、越南6国163份小豆种质资源DNA的遗传多样性进行检测。从27个引物共检测到285条带,有261条具多态性(占92.98%),其中野生型多态性带谱占85.82%,栽培型次之为83.52%,半野生型为80.46%,三类型小豆都有其自身特征带;遗传离散度大小顺序是:野生型>半野生型>栽培型,其遗传分化系数大小顺序为:野生型<半野生型<栽培型;从分化系数差异看,半野生型小豆更接近野生型小豆;从相似系数平均值来看,半野生型小豆材料之间亲缘关系较近,而处在进化两极的野生型材料之间、栽培型材料之间亲缘关系都较远;来自我国西南以及日本南部两地区的小豆材料遗传离散度较大,遗传分化系数、相似系数平均值较低。聚类分析结果表明,163个小豆材料以遗传相似系数0.32为截值,可分为8大类,归类有较明显的地理相关性及遗传类型的趋同性。

应用RAMP分子标记分析小豆栽培型种质资源遗传多样性

利用42对引物组合，对93份小豆栽培型种质资源的基因组DNA进行了RAMP分析，得到308条扩增谱带，其中297条（96．43％）具有多态性，每对引物组合可扩增出3-17条多态性谱带，平均7．1条，总遗传多样性指数或平均期望杂合度（Ht）达0．693，表明小豆栽培型种质资源内存在较丰富的遗传多样性；小豆种质问遗传距离变异幅度为0．066-0．494，平均值为0．281，表明来源于不同生态区的小豆栽培型种质间的亲缘关系较近。利用RAMP扩增谱带数据进行聚类分析，可将93份小豆栽培型种质材料中的91份区分开，并划分为5个类群；其RAMP分子标记表现出明显的生育特性和生长习性趋同性，及一定的地域相关性。

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。

小豆种质资源子粒品质性状的遗传变异

对来源于我国主产区小豆种质资源子粒百粒重、种皮色泽、出沙率、淀粉含量及淀粉粒大小等品质性状进行了鉴定评价。小豆子粒百粒重平均为11．63g，变幅5．28-24．47g；小豆淀粉粒几何平均值为57．71μm，变幅46．21-83．46μm；红小豆粒色红度值（a^＊）平均为19．71，变幅13．0-26．0；黄度值（b^＊）平均为9．58，变幅5．2-16．8；亮度值（L^＊）平均为26．47，变幅18．1-34．0；出沙率平均为68．08％，变幅61．90％-75．98％；总淀粉含量平均为57．06％，变幅44．79％-67．44％；支链淀粉相对含量平均为82．24％，变幅62．61％-98．94％；以上8个子粒品质性状品种间都存在显著差异。小豆子粒百粒重、a^＊、b^＊、L^＊、总淀粉含量和支链淀粉相对含量6个性状的遗传力值较高，淀粉粒几何平均值和出沙率2个性状的遗传力值相对较低；8个品质性状均有较高的选择潜力。筛选出一批优异种质资源可应用于小豆品质育种。

小豆百粒重性状遗传体系分析

小豆百粒重是具有重要经济价值的商品品质性状，研究百粒重的遗传体系对杂交亲本的选配、杂种分离世代的选择具有实践指导意义。本文利用子粒大小不同的5个小豆亲本组配了4个杂交组合，对其衍生后代家系群体百粒重性状的遗传体系应用主基因＋多基因家系世代联合分离分析方法进行了分析。结果表明，B-1（大粒）×HB801（大粒）和HB801（大粒）×JN5（中粒）2个组合百粒重遗传体系由1对加性-显性主基因＋加性-显性-上位性多基因（D-0）构成，F2世代的主基因遗传率34．00％～35．82％，多基因遗传率为9．65％-22．18％；而B-1（大粒）×Hokuodainakonn（小粒）组合是由2对加性．显性主基因＋加性-显性多基因（E-2）构成，主基因遗传率为41．35％；JN5（中粒）×JN001（中粒）组合则由2对等显性主基因＋加性-显性多基因（E．6）构成，主基因遗传率为51．27％。

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。

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。

小豆远缘杂交研究进展

小豆是豇豆属下重要的食用豆类之一。本文介绍了豇豆属下亚洲豇豆亚属的植物学分类情况,综述了小豆与其近缘种(包括栽培种、野生种)杂交的研究进展,为豇豆属特别是亚洲豇豆亚属丰富的遗传资源应用于小豆育种工作提供参考。

小豆Dirigent基因家族鉴定及锈菌侵染对不同成员表达的影响

为明确Dirigent (DIR)基因在小豆抗锈病中的作用,采用生物信息学方法,对小豆DIR基因家族(VaDIRs)进行了全基因组鉴定,结果发现小豆中共有33个DIR基因,其中29个成员分别定位在8条染色体上,系统进化分析表明,VaDIRs包括DIR-a、DIR-b/d、DIR-e和DIR-f四个亚家族,对VaDIRs成员启动子区顺式作用元件的分析发现,VaDIRs启动子区均包含激素、病原体应答等元件。对小豆抗锈病品种接种后不同时间的转录组数据分析发现,差异表达基因中共有17个VaDIRs成员,其中6个于接种后24 h显著上调,2个于接种后24 h和48 h均高量表达。进一步应用qRT-PCR技术对上述8个基因在抗、感品种中应答锈菌侵染的表达分析表明,高抗品种中VaDIR14、VaDIR16和VaDIR33的表达量在锈菌侵染不同阶段均显著高于感病品种。上述结果表明,VaDIRs家族成员可作为正调节因子参与小豆对锈病的抗性。

小豆种质资源遗传多样性研究进展

小豆是我国古老的栽培作物。本文综述了小豆起源与分类、收集与保存以及遗传多样性等方面的研究进展,并展望了小豆种质资源研究的发展方向,旨在为小豆种质资源的合理利用提供参考。

小豆花粉生活力的初步观察

作者将大纳言、JN0 0 1、JN5、B 1、NL3、B 47等 6个材料新鲜的小豆花粉置于不同温湿环境条件下进行保存 ,利用花粉离体培养技术在显微镜下观察花粉萌发能力 ,以花粉萌发率作为小豆花粉生活力测定的指标 ,从而评价小豆花粉生活力。结果表明 :(1)检测小豆花粉萌发的最佳培养液配方为 0 0 12 0 %硼酸 +2 5%蔗糖 ,最佳处理时间是 1～ 1 5h ;(2 ) 1d中不同时段相同形态的花蕾的花粉萌发率相差不大 ,但花粉萌发率的最高值均出现在 8:0 0～ 10 :0 0 ;(3 )湿度是影响小豆花粉萌发的主要因素 ,低温干燥条件下可以延长花粉的生活力 ,干燥器中取出的花朵吸湿 3 0min后其花粉萌发率会提高。