吉林省玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的构建及应用

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状,利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种质资源真实身份,强化种质资源的分类管理。通过深度发掘吉林省玉米种质资源库的优异资源,推动共享利用。【方法】以吉林省玉米种质资源库中的2918份玉米种质资源为研究对象,采用玉米品种鉴定检测标准中推荐的40对SSR标记,以及61214个SNP标记来构建其分子身份证。根据获得的分子身份证信息将种质资源划分为核心、同近源、异质和群体等类进行管理,并进一步针对核心种质进行遗传多样性分析。【结果】为2918份种质资源构建了SSR分子身份证,为除异质性种质外的2502份种质资源构建了SNP分子身份证。分别制定了玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的建设规范。其中,SSR分子身份证由40个SSR位点指纹转化为三位数字和一位字母的编码组合构成,并以二维码形式存储;SNP分子身份证由61214个SNP位点指纹转化为可视化的条形码。根据样品纯合度和指纹特异性等特征,将样品划分为1561份核心类、705份同近源类、416份异质类及236份群体类种质资源。遗传多样性分析表明,以旅大红骨群、黄改群为代表的国内种质资源是该库的主要种质资源,占全部核心种质资源的64.38%。【结论】提出了玉米种质资源分子身份证构建流程,为吉林省玉米种质资源库2918份种质资源构建了全部的SSR分子身份证和2502份SNP分子身份证;建立了核心、同近源、异质、群体四类种质资源筛选方案,实现了种质资源的分类管理。

吉林省杂粮作物生产现状与发展对策

概述了吉林省杂粮作物生产现状、产业发展优势以及生产中存在的主要问题。依据生产实际提出了吉林省发展杂粮作物的主要对策。

吉林省西部盐碱地区发展饲草高梁的可行性研究

随着吉林省农业产业结构的调整，在畜牧业迅速发展的前提下提出选育高产、优质、高效的饲草高粱品种，并在吉林省西部盐碱地区农牧交错带大力发展饲草高粱，以缓解畜多草少对草原生态环境的压力。同时针对吉林省目前可利用草地面积逐年缩小，人工种草发展缓慢，不能满足畜牧业快速发展要求的问题，阐述了饲草高粱的未来发展方向与可行性分析。

吉林省杂交高粱雄性不育系的种质基础

吉林省高粱生产中应用的细胞质有A1和A2两种类型。不育系的细胞核由中国高粱核体系到倾向南非高粱核体系,发展到印度高粱核体系。讨论了不育系改良方式。

吉林省花生生产现状及发展对策

分析了吉林省花生生产的发展历程和现状,指出了花生生产中存在的主要问题,并对加强科技创新,重点解决关键技术难题、大力推广高产栽培技术、发展龙头企业,加速花生产业化进程等提出了发展对策。

吉林省花生高产优质育种探讨

结合吉林省花生生产和科研现状,对高产育种和品质育种目标提出建议,并对实现这两个目标探讨性地提出了一系列对策,为吉林省花生新品种的选育提供一定参考。

吉林省高粱生产现状及主要问题

吉林省的高粱生产在国家占有重要地位,目前生产上品种单一,退化严重;种子混杂,假伪种子多;栽培技术落后;病虫害严重;产业链短,加工业落后等严重制约高粱产业的发展。改变吉林省高粱生产的困境应该从加快新品种推广应用、提高产量、选育专用品种、建立健全良种繁育基地、推广新技术、重视加工业等方面入手。

吉林省高粱生产历程、问题及对策

叙述了吉林省20世纪50～90年代各阶段高粱播种面积、产量、品种等生产情况,并针对高粱生产中存在的主要问题,提出了发展吉林省高粱生产的对策。

浅析吉林省芝麻生产现状及发展对策

分析了吉林省芝麻生产的现状及优势,指出了芝麻生产中存在的主要问题,并对加强科技创新、重点解决关键技术难题、大力推广高产栽培技术、发展龙头企业、延长芝麻产业化链条等方面提出了发展对策。

高粱A_2胞质在吉林省高粱生产中的应用

阐述了A2细胞质的来源、特点以及在吉林省高粱生产中的应用。利用A2型不育系,先后育成吉杂80、四杂25、吉杂96、吉杂97、吉杂99等多个杂交种,其中四杂25于2002年获吉林省科技进步二等奖,吉杂97获农业部优质专用农作物新品种选育及繁育技术研究项目支持。这些杂交种相继成为吉林省主推品种,使吉林省高粱育种前进了一步,产量水平上了一个台阶。

吉林省花生高产高效栽培技术

针对吉林省早熟区花生种植现状,从地块与品种选择、种子处理、深翻整地、播种、科学施肥、田间管理、病虫草害防治以及收获、干燥与贮藏等方面总结了花生高产高效栽培技术,为该地区的花生生产、科研及产业的快速发展提供一定的理论基础。

吉林省西部盐碱地区发展饲草高粱的可行性调查

随着吉林省农业产业结构的调整,在畜牧业迅速发展的前提下提出选育高产、优质、高效的饲草高粱品种,并在吉林省西部盐碱地区农牧交错带大力发展饲草高粱,以缓解畜多草少对草原生态环境的压力。同时针对吉林省目前可利用草地面积逐年缩小,人工种草发展缓慢,不能满足畜牧业快速发展要求的问题,阐述饲草高粱的未来发展方向与可行性分析。

吉林省高粱如何在春旱条件下一播全苗

吉林省大部分地区降水500～600mm,总量可以满足植物生长的需求,但是高梁主产区大多处在干旱、半干旱地区,春季降水量较少,春风大,素有十年九春旱之称,春旱现象连年发生,土壤含水量较低,对于播种出苗极为不利;因此,抓好整地保墒,是春播的头等大事。要实现一播全苗,达到苗齐苗壮的目的。

马尔可夫链在吉林省高粱单产年景预测中的应用

利用马尔可夫链对吉林省1978—2004年高粱产量进行研究,并对2005年进行产量预测,结果表明1978—2004年和2005年的产量全部为状态5,与实际结果相符,说明运用马尔可夫链对于区间预测是可行的。

吉林省春小麦种植存在的问题及对策

当前吉林省春小麦主要是种植面积较小,缺乏优质、抗病性强的春小麦新品种;不合理的种植密度和轮作方式,导致出现倒伏及病虫草害高发等现象;缺乏大型加工企业,种子市场不成熟,从而直接或间接影响吉林省春小麦的种植面积.本文分析了吉林省春小麦种植存在的问题及发展趋势,提出了相应的对策,以期为该地春小麦种植提供参考.

吉林省73份审定水稻品种的表型性状遗传多样性研究

为了解吉林省水稻品种的表型性状多样性水平,通过变异系数(CV)、遗传多样性指数(H′)及聚类分析等方法对吉林省近年审定的73份水稻品种的39个表型性状进行了分析。结果表明,吉林省近年来审定的水稻品种植株生长习性以半直立为主,倒二叶及剑叶姿态多为直立到半直立,穗抽出良好、姿态轻度下弯,二次枝梗类型少;谷粒阔卵形、颖壳浅黄色,糙米椭圆形;大多数品种的抗病性表现为穗瘟感病、苗瘟中感、叶瘟中抗,纹枯病中感,白叶枯病中抗。糙米率的CV最小,垩白度的最大;株高的H′最大,糙米长宽比的最小,不同性状的CV和H′表现并不一致。23个数量性状中74个相关系数达到显著或极显著水平,其中穗长、谷粒长与多个性状呈极显著正相关或极显著负相关,糙米长、糙米长宽比及千粒重之间互相呈极显著正相关,糙米率、精米率、整精米率互为极显著正相关。通过聚类分析,73份水稻品种被划分为4个类群,类群Ⅰ代表高秆大穗、偏长粒型的品种;类群Ⅱ代表茎秆粗壮、分蘖力强、稳产性好的品种;类群Ⅲ代表产量高但稻米外观品质一般的品种;类群Ⅳ占比50.7%,代表产量一般、穗小但稻米外观品质好的品种。主成分分析表明,前9个主成分的累计贡献率为79.170%,其中第1主成分和第2主成分均与产量性状有关,累计贡献率达33.870%。

一种绿豆柱头外露突变体的转录组分析

柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外露的分子机制,对该突变体及其野生型冀绿7号即将开放的花蕾进行了转录组测序(RNA-seq)分析。根据差异倍数|log2(Fold Change)|≥1,P≤0.05的标准筛选,在se2中共得到572个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中262个DEGs上调,310个DEGs下调。在基因本体(gene ontology,GO)数据库中,差异表达基因显著富集到代谢和生物合成等生物过程,定位在质外体和细胞壁、细胞膜等区域,与结合、氧化还原等分子功能有关。在京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genome,KEGG)数据库中,差异表达基因显著富集在植物激素信号传导、次生代谢物生物合成等通路。功能注释发现许多有关细胞壁合成和代谢、细胞分裂和细胞扩张、植物激素相关的基因,因此推测se2突变体中龙骨瓣的细胞分裂、细胞扩张以及植物激素信号传导过程受到影响,从而导致了柱头外露。本研究为今后探究绿豆柱头外露的分子机制以及该性状在绿豆杂种优势中的利用奠定了基础。

高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)种质资源研究进展

高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)是世界上主要的旱粮作物,也是全球5亿多人口的主要粮食。文章对高粱的起源与分类、高粱种质资源收集、保存和利用以及遗传多样性研究与核心种质的构建等方面的研究进行了综述,最后对我国高粱种质资源的研究方向进行了展望。

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。

土培条件下玉米萌发期耐旱鉴评技术体系研究

【目的】中国玉米主产区多为干旱、半干旱地区,播种后遇旱问题时常发生,生产上实现良好的出苗与成苗率是保障玉米高产稳产的基础。鉴于不同的玉米品种对萌发期干旱胁迫反应不一,构建玉米萌发期耐旱评价技术体系,鉴定不同品种萌发期耐旱性,为玉米品种筛选与应用奠定基础。【方法】以从田间耕层采集的土壤为介质,设置从种子不能发芽到全部发芽的土壤含水量13个梯度,在25℃光照培养箱条件下测定5个代表性品种种子发芽率,建立不同土壤水分胁迫条件与发芽率的Logistic拟合方程,确立50%种子发芽率时土壤含水量(GW50);在此基础上,以5个品种GW50平均值作为干旱处理强度,对32份品种的发芽率等11个性状进行测定,通过相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,解析种子发芽率与其他相关性状间的关系。【结果】在13个水分梯度下5个品种的发芽率拟合Logistic方程的决定系数R 2为0.978—0.992,基于Logistic方程估算GW50为18.2%—18.7%,GW50平均值为18.5%。以18.5%土壤含水量作为干旱胁迫处理水平,对32份品种的发芽率等11个性状的分析结果显示,发芽率与胚芽鲜重、胚根鲜重、贮藏物质转运率具有显著的相关性,但相关系数均小于0.5,分别为0.36、0.40和0.38,而发芽率与胚根数等7个性状没有显著的相关性。聚类分析结果表明,基于发芽率以外10个性状的聚类分析将32个品种分为三类,分别包含13、10和9个品种,但这三类品种间的发芽率均值没有显著差异,说明这10个性状不能反映胁迫条件下的发芽率水平。对11个性状的主成分分析表明发芽率、胚芽干重和贮藏物质转运率在第一主成分具有较高的特征值,第一主成分对总方差的贡献率达到36.3%,这三个性状可以作为萌发期耐旱性评价的关键指标。基于建立的萌发期耐旱鉴定技术体系,所鉴定的32个品种中有4个属于萌发期耐旱型,22个属于为中间型,7个属于萌发期干旱敏感型。【结论】明确了限制种子发芽率50%的土壤干旱胁迫强度,提出种子发芽率、胚芽干重和贮藏物质转运率可作为萌发期耐旱鉴定的关键指标,构建了玉米萌发期耐旱鉴定技术方法体系。