薏苡新品种特异性、一致性和稳定性测试指南研制

植物新品种满足特异性、一致性和稳定性(合称DUS)是授予品种权的前提条件之一。DUS测试指南是开展DUS测试的技术依据。本文详细介绍了薏苡DUS测试指南的研制过程,包括适用范围、繁殖材料的要求、测试性状的选择、性状表达状态和相应代码的确定、标准品种的筛选、DUS判定标准和技术问卷的设计等。薏苡指南的研制对促进中国薏苡新品种保护,鼓励品种创新及加强品种管理具有重要意义。

同名甘蓝型油菜品种比较分析

为评价不同来源同名甘蓝型油菜品种的异同性,以42个同名甘蓝型油菜品种(共91份)为研究对象,采用同名品种两两相邻种植方法,分成56组,调查参试品种的29个DUS[特异性(distinctness)、一致性(uniformity)和稳定性(stability)]测试性状,并采用43个SSR标记,对参试品种进行指纹分析,进而比较同名甘蓝型油菜品种基于DUS测试性状和SSR标记的异同性。结果表明,39.3%(22组)的不同来源同名品种无论是表型还是SSR标记都存在较大差异;26.8%(15组)的同名品种间表型和SSR指纹极为相似,亲缘系数表明,该类品种亲缘关系密切;只有33.9%(19组)的同名品种综合表现为无明显差异。由此可知,不同来源的甘蓝型油菜品种中,同名异种现象比较普遍,建议相关主管部门加强对同名品种的管理。

甘蓝型油菜核心SSR引物筛选及指纹图谱构建

为筛选一组适合甘蓝型油菜DNA指纹鉴定的核心SSR引物,进而构建甘蓝型油菜品种的SSR指纹图谱库,本研究采用6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术和毛细管电泳技术,对952对甘蓝型油菜SSR引物进行筛选。采用入选的核心引物,以等位变异大小形式,构建184份甘蓝型油菜品种的指纹图谱,并对影响等位变异大小的因素进行分析。综合考虑引物多态性信息含量（PIC）、条带清晰度、重复性及染色体分布,确定47对核心引物。结果表明,47对引物检测到51个位点,平均每条染色体2.6个,PIC值介于0.2314～0.9253,平均为0.6004。等位变异大小影响因素分析结果表明,荧光基团（6-FAM、HEX、ROX和TAMRA）对等位变异的影响介于0～5 bp,不同型号DNA分析仪的系统误差介于1～4 bp。本研究筛选的核心引物多态性丰富,可用于甘蓝型油菜品种鉴定及指纹图谱构建,不同批次样品指纹图谱的整合可采用参考品种DNA进行校正。

青稞籽粒饲草性状遗传特征

为了解青稞(Hordeum vulgare var.nudum Hook.f.)的饲草性状的遗传特征并选育具有优质饲草品质和高产的青稞新品种,对60份来源于中国青藏高原的青稞籽粒饲草性状进行研究,利用TASSEL软件的混合线性模型对其进行非条件和条件关联分析,同时结合分离群体群分离法对影响籽粒饲草性状的分子标记进行检测。结果表明,青稞品种间存在丰富的籽粒饲草性状变异;群体结构分析显示该群体可以分成3个亚群,群体的分类结果与品种的来源地有密切的相关性;在非条件关联分析中共发现23个SRAP分子标记和籽粒饲草品质性状(包括粗蛋白含量、淀粉含量、灰分含量)显著关联,而在条件关联分析中20和24个SRAP分子标记分别和籽粒粗蛋白含量、淀粉含量显著关联。同时利用分离群体群分离法,检测到37个SRAP标记与籽粒的饲草性状相关,其中2个影响籽粒粗蛋白含量,4个影响淀粉含量SRAP标记在非条件关联分析中检测到。该研究结果为青稞的籽粒饲草品质性状的改良和高产优质饲草青稞育种提供依据。

东亚和北美裸大麦(青稞)籽粒硬度基因HINA的分子进化分析

随着现代经济社会的发展,裸大麦(青稞)的多元化加工也成为裸大麦(青稞)口粮外的另一类发展趋势,籽粒硬度是决定裸大麦加工用途的一个重要品质性状,HINA基因编码的HINA蛋白是影响籽粒硬度性状的一个重要蛋白。本研究通过对108份来自北美和东亚(中国青藏高原)6个地区裸大麦(青稞)HINA基因进行重测序,结果在群体序列中发现58个多态性位点(包括30个SNP和28个Indel),可以将群体序列分成13种单倍型。其中单倍型1(Hap1)和单倍型4(Hap4)是分布范围最为广泛的2种单倍型。各地区的单倍型多样性指数范围为0.000~0.833,总群体单倍型多样性指数为0.575,各地区核苷酸多样性系数范围为0.000~0.010,总群体的核苷酸多样性系数为0.007,6个地区群体的基因序列配对分化系数(Fst)范围为-0.08~0.16,分子方差分析显示东亚和北美群体的基因遗传变异主要是由群体内的变异为主(总群体中91.16%的基因变异来源于群体内,8.84%的变异来源于群体间)。群体结构分析将所有材料的HINA基因序列分成2个亚群群体。材料的地理来源与亚群分类相关性较低。利用中性检测及错配分析对选择压力与群体HINA基因遗传分化的关系进行考察,发现中性检验值在东亚(中国青藏高原)、北美和总群体中均为负值,同时群体错配曲线为多峰曲线,说明群体在HINA基因位点上是稳定群体,这些结果为了解HINA基因在裸大麦(青稞)遗传特征上的作用提供了理论依据。

育成青稞品种的粒型性状的非条件与条件关联分析

籽粒粒型性状在优质高产大麦育种过程中是一种重要的目标性状。为了了解中国青藏高原青稞育成品种中籽粒性状的表型及遗传特征,本研究以60份青稞育成品种为材料,对其各个品种的粒长、粒宽和千粒重3个性状进行了考察,利用TASSEL软件中的MLM模型对籽粒的3个粒型性状进行了条件和非条件关联分析,并利用BSA方法对影响粒型性状的位点进行了发掘。结果表明,青稞育成品种间存在丰富的籽粒粒型变异。分别发现了8个、7个与13个SRAP标记与粒宽、粒长与千粒重呈显著关联,其中的6个SRAP位点在条件关联分析中也被发现,条件关联分析的结果表明青稞千粒重受粒宽的影响大于受粒长影响较小。相关性分析也得到相似结果。同时利用BSA方法,检测到了80个SRAP标记与粒型性状相关,其中的6个标记在非条件关联分析中找到。这些结果可以为青稞的籽粒粒型改良和高产青稞育种提供帮助。