我国北方小豆地方品种资源研究 Ⅶ 北京生态条件下农艺性状的遗传表现及相关分析

由来自我国北方8省(市)177份小豆种质资源组成一个随机样本,在北京地区生态条件下对其14个农艺性状的遗传参数及相关性进行了分析。结果表明:(1)所研究的14个农艺性状品种间都呈显著或极显著遗传差异;(2)性状间遗传力大小顺序:生育前期和全生育期>百粒重>单株荚数和株高>单株产量和主茎节数>主茎分枝数和荚长>顶蔓及单荚粒数、荚宽、生育后期和有效分枝始节;(3)该小豆地方品种群体各农艺性状在北京地区表现的遗传变异度不同,利用本群体进行新品种选育时,应考虑各农艺性状的表现特点和遗传潜力的大小;(4)农艺性状间存在一定的相关性,而单株产量与百粒重间无显著相关,可看成两个相对独立的性状,在北京地区进行系统选育时,可望获得既高产又大粒的新品种。

遗传标记在小豆遗传育种研究中的应用

遗传标记是指可以明确反映遗传多态性的生物特征 ,它可以帮助人们更好的研究生物的遗传变异规律。首先对遗传标记加以简介 ,然后综述了近年来遗传标记在检测小豆种质资源遗传多样性、分子遗传图谱构建、基因标记等方面研究应用。

我国及日本的小豆育种和遗传资源研究现状

我国及日本的小豆育种和遗传资源研究现状金文林（北京农学院作物遗传育种研究所，北京１０２２０８）小豆起源于中国［１］，已有两千多年的栽培历史，我国小豆主要集中栽培在东北、华北、黄河中游，约６６．０万ｈｍ２以上，全世界小豆栽培几乎局限于我国、韩国、日本等...

小豆茎色、粒色性状的遗传规律研究

应用２个熟性小豆材料（京农２号：红粒，绿茎；Ｓ＿（５０３３）：红底色黑斑花纹，淡紧茎）进行正反交组配，对获得的Ｆ＿１、Ｆ＿２、Ｆ＿３及Ｆ＿４代植株调查结果表明：（１）茎色：基本色泽基因紫茎（Ａ）为显性，绿茎（ａ）为隐性，Ｆ＿２代为３紫茎：１绿茎分离，属一对等位基因控制。控制茎色浓淡还有一显性色彩减弱基因（Ｈ），当Ｈ存在时，基本色泽紫茎Ａ表现减弱，呈淡紫色（Ａ－Ｈ－），其Ｆ＿２分离比例３（淡紫茎）：１（深紫茎）。在Ｆ＿２、Ｆ＿３的分离株系（Ｆ＿３、Ｆ＿４世代植株）中，紫、绿茎植株分离比仅为１．５８～１．８５：１，不呈３：１，绿株的出苗、成活、生长均呈优势，且紫茎株系中似有部分致死的基因存在；（２）粒色：花粒基因（Ｆ）对红粒基因（ｆ）为显性，Ｆ＿２呈３（花粒）：１（红粒）分离，属一对等位基因控制，但在花粒上还有花斑大小、深浅分离现象；（３）同一世代控制茎色的基因与种皮色基因具有完全连锁关系，但上代籽粒色并不能完全决定下代植株的茎色。

北京地区小豆比较优势研究

笔者调查了北京地区小豆生产的基本情况、营销状况及产业化状况, 分析了北京地区小豆生产的自然资源、生产环境质量及生产基础和技术条件的资源优势, 进一步研究了小豆市场格局及国际、国内竞争力。提出北京地区要培育高科技含量的小豆品种, 走产业化道路, 实行标准化生产, 创绿色品牌特色。具体策略为: “公司+科研+基地+农户+标准化”模式, 即龙头企业带动, 科研单位的科研成果、人才和技术支撑, 稳定的规模化生产基地辐射周边农户参与订单, 并实行统一的标准化生产。

小豆辐射诱变效应的研究Ⅲ^（60）Co－r射线不同剂量处理小豆种子的细胞遗传学效应

本试验用６０Ｃｏ－ｒ射线吸收剂量０～７００Ｇｙ处理小豆风干种子，对其Ｍ１代根尖细胞染色体畸变类型及畸变率、Ｍ１代植株花粉育性和主要农艺性状进行观察，结果表明：Ｍ１代根尖细胞异常率达１０％、植株花粉育性达５０％时的吸收剂量为４００Ｇｙ左右。），除多极外，其余２种畸变类型的频率与剂量间的关系也达极显著，并可用直线回归方程加以描述：桥：Ｙ＝０．８９＋０．０１２９ｘ（ｒ＝０．９０９６）：断片：Ｙ＝１．１６＋０．００５６ｘ（ｒ＝０．９５８４）；总的畸变：Ｙ＝１．３６＋０．０２０ｘ（ｒ＝０．９４１），如图１。野生小豆染色体极小，未能观察。２．２６０Ｃｏ－ｒ射线处理对小豆Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３代植株花粉育性的影响在小豆开花期取植株外形生长较为正常的植株上的花粉进行镜检，结果表明：栽培小豆的花粉育性随辐射吸收剂量的加大而育性降低很快，呈显著的直线回归关系（图２），而野生小豆未进行辐射处理的植株花粉其本身的育性就相当低，仅为３２．５％，进行辐射处理后其花粉育性略有下降，４００Ｇｖ以内仅比对照下降３０％以下，处理剂量达到５００Ｇｙ，花粉育性大幅度下降，为对照的３４％，其花粉育性仅为１１．０％，处理剂量达７００Ｇｙ的植株上开花极少，几?

小豆F_2世代主要农艺性状遗传变异研究

笔者用NL8 1×JN2,NL8 1×JN5,NL8 1×B 13个杂交组合的正反交F2代群体为材料,研究了小豆主要农艺性状的遗传参数以及主要农艺性状间的相关性。结果表明:(1)株高、单株荚数、单株产量和百粒重都呈数量性状遗传,F2群体中均或多或少出现超亲单株;(2)株高具有较高的遗传力(81%～88%),百粒重具有中等遗传力(44%～54%),单株荚数具有中等偏低的遗传力(36%～41%),而单株产量遗传力仅为15%左右。在5%的选择压力下,百粒重可在平均值的基础上进一步提高2 9～4 1g,选育超大粒品系材料是有可能的;可通过选择多荚来提高单株产量。(3)单株荚数与单株产量呈极显著正相关,单株产量与百粒重无显著相关,从这些群体中选育多荚、大粒、高产材料是完全可能的。

小豆粒色性状的遗传变异研究

对B-1、JN001、JN5、L-I-10、NL3、北尾大纳言、HB801等7个小豆品种组配的13个杂交组合F2世代植株籽粒颜色的遗传变异进行了调查研究。结果表明:(1)在不同杂交组合中,F2世代小豆籽粒种皮色泽的L*、a*、b*遗传力、遗传变异系数、遗传进度以及相对遗传进度等遗传参数具有明显差异。(2)在红粒品种与白粒品种杂交组合中,F2世代小豆籽粒种皮色泽的L*、a*、b*遗传变异大于红粒品种间杂交组合,在红粒与白粒杂交后代的早期世代对粒色L*、a*、b*进行选择明亮鲜艳的红小豆品种机率较大。

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。

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。

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％。

小豆农艺性状遗传参数估计值的波动程度分析

对我国北方小豆地方品种资源群体中随机样本的农艺性状遗传参数进行了估计。结果表明 :(1)农艺性状观察值在品种间均达显著差异 ,农艺性状的平均值 (X)、遗传变异系数 (gcv)、遗传力 (h2 )、相对遗传进度 (RGS)等遗传参数估计值在不同年份间有很大波动 ;(2 )各种遗传参数估计值的波动程度不一致 ,CVRGS>CVgcv>CVh2 >CVx,即群体农艺性状的平均值年间波动较小 ,其次是 h2 ,而 RGS年间波动较大 ;农艺性状间遗传参数估计值的波动程度大小依次为单株荚数、单株产量 >单荚粒数、荚宽 >主茎分枝 >生育前期、株高、百粒重、荚长 >生育后期、全生育期、主茎节数。

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。

红小豆种质资源子粒色泽及出沙率的遗传变异

对我国主产区红小豆地方品种资源中随机抽取的335份、日本25份和韩国2份材料子粒色泽和出沙率进行了鉴定评价.结果表明,红小豆粒色红度值(a*)平均为19.71,粒色偏灰暗,变幅为13.0～26.0;黄度值(b*)平均为9.58,变幅为5.2～16.8;亮度值(L*)平均为26.47,变幅为18.1～34.0;出沙率平均值为68.08%,变幅为61.90%～75.98%;地区间显示出明显差异.a*、b*、L*和出沙率4个性状均具有较高的遗传变异,但粒色a*、b*和L*的广义遗传力值h2较高,出沙率的广义遗传力较低.筛选出红度值超过24.0的种质资源6份,筛选出亮度值超过30.0的种质资源16份,筛选出黄度值超过13.0的种质资源8份,筛选出出沙率高于73.5%资源8份.

不同地区绿豆品种芽用特性的研究

研究芽豆主产区与其他地区绿豆品种营养成分含量、绿豆芽产出量和绿豆芽胚轴形态等芽用特性相关指标的差异,为今后芽用绿豆品种的筛选和种植基地的建设提供理论依据和技术支持。以国内不同地区有代表性的55份绿豆资源为试材,模拟工厂化豆芽生产工艺,采用常规方法测定绿豆的理化指标和绿豆芽的形态性状等指标,对绿豆及绿豆芽的9项性状指标进行统计分析。在9项性状中,芽豆主产区与其他地区绿豆品种的豆芽产出量、下胚轴长、下胚轴粗和各营养成分含量差异均未达到显著水平;芽豆主产区绿豆品种蛋白含量的均值为23.051%,显著低于其他地区的均值24.073%,淀粉含量的均值为57.188%,显著高于其他地区的均值55.826%。不同地区绿豆品种豆芽产量和豆芽形态无明显差别;芽豆主产区绿豆品种的淀粉含量较其他地区要高,而蛋白含量较其他地区要低。

人工环境鉴定小豆芽苗期耐冷性研究

对来自中国北京187份、天津33份、河北25份、山西16份、山东6份、河南1份、安徽1份、江苏22份、四川2份、陕西3份、辽宁18份、吉林33份、黑龙江5份，日本31份和韩国1份共384份小豆种质资源进行发芽期耐冷性鉴定，并以31份资源和18个品种为试验材料，进行三叶期耐冷性鉴定研究。结果表明：筛选出发芽期耐冷性较好（ 耐冷指数＞0.80）的资源31份；在三叶期低温8～5℃胁迫7d，资源G-I-34、JN95-0和E0064等表现出较强的耐冷性。采用三叶期低温8～5℃胁迫7d，只统计生长正常苗的方法进行小豆苗期耐冷性鉴定评价是可行的；小豆发芽期与三叶期耐冷性存在差异；苗期持续耐冷性存在差异。

^(60)Coγ射线对小豆种子辐射处理效应的研究

本试验研究结果表明 :60 Coγ射线辐照小豆种子的半致死剂量平均为 3 89Gy ,且M1生长初期叶片性状有明显的叶面缺刻、叶色缺绿、叶形不对称、叶缘卷曲、花叶、黄叶等致变现象 ,各种畸型叶出现频率与辐照剂量大小有关 ;M1根尖细胞中有多种染色体畸变类型 ,以染色体桥和断片频率较高 ,辐照剂量在 40 0Gy以上时根尖细胞异常率达 1 0 %以上 ;植株花粉育性与辐照剂量呈极显著负相关 ,京农 2号植株花粉育性达 5 0 %时的辐照剂量为 3 78Gy。根据M1出苗率、成活株率、根尖细胞异常率、叶片致畸率、植株花粉育性、植株农艺性状受抑程度及M2 植株性状的变异等综合分析 ,60 Coγ射线辐照小豆种子的较适宜剂量为 40

小豆种质资源群体百粒重及淀粉粒大小的遗传变异

对来源于我国主产区的446份、日本26份和韩国2份小豆种质资源的百粒重及淀粉粒大小进行了鉴定。结果表明，我国小豆种质资源群体平均百粒重为11．63g，变幅为5．28-24．47g，品种间差异达极显著；筛选出百粒重大于17g的大粒和特大粒种质资源7份；474份小豆子粒的淀粉粒大小平均为57．71μm，变幅为46．21-83．46μm，广义遗传力（h^2）为58．99％，属中等遗传力；小豆淀粉粒的大小（y）与子粒百粒重（x）具有显著的回归关系：Y=38．07617＋1．77062x。