应用RAPD标记技术鉴定2个新疆枣品种

对新疆的2个枣材料(哈密大枣、哈密玉枣)进行RAPD分析,最终从18条随机引物中筛选出2条稳定性较好的引物,能够将这2个材料区分开来。研究结果为从分子水平上鉴定这2个材料提供了研究基础。

SSR分子标记辅助选择转育棉花胞质雄性不育系的回交亲本

将常规育种选择方法和分子标记技术相结合,对用于回交转育棉花胞质雄性不育系的33个早熟陆地棉品系进行筛选。用9个主要性状观察值和260对SSR引物扩增结果均可将33个品系聚为2大类4亚类,这些亚类之间的表型特征差异较明显。从基于分子标记结果划分出的A1、A2、B1、B2亚类中挑选出关键性状综合表现较好的优良品系,并参照主要性状观察值的聚类结果剔除表现型相似的品系,筛选出8个典型代表优良品系,用以进一步回交转育棉花胞质雄性不育系。

新疆早熟陆地棉SSR标记遗传多样性分析及指纹图谱构建

采用SSR分子标记对41份北疆地区早熟陆地棉品种进行遗传多样性分析,并构建其DNA指纹图谱。最终100对引物筛选出8对多态性较好引物,共检测50条带,其中多态性33条,多态性比率66%,每对引物平均扩增到6.25条条带。多态信息含量（PIC）为0.568 0~0.784 6,平均值为0.646 2。聚类分析表明,供试材料在遗传距离为0.42时可划分为3类,第3大类又可以划分为2大亚类,多数品种属于第3大类。利用其中7个特异性标记引物获得的数据构建供试材料的分子指纹图谱。新陆早系列在选育过程中亲本的来源较为广泛,遗传背景较复杂,获得的SSR分子指纹图谱能够用于新疆早熟陆地棉品种及相关材料的鉴定。

新疆早熟棉3个主栽品种的体细胞胚胎发生及植株再生

以新疆主栽早熟棉品种新陆早13、新陆早26、新陆早33为试材,通过不同质量浓度的激素组合成功诱导并获得体细胞胚,进一步培养再生成苗。结果表明,3种培养基均能有效诱导愈伤组织,但以0.1mg/LKT和0.1mg/L 2,4-D配合为最佳;愈伤组织在MSB+30g/L Glucose+2.5g/L Phytagel+0.02mg/LIAA+0.1mg/L ZT或MSB+30g/L Glucose+2.5g/L Phytagel+0.15g/L活性炭培养基上易获得胚性愈伤组织;新陆早13号、新陆早26号、新陆早33号在MSB+30g/L Glucose+2.5g/L Phytagel+0.02mg/LIAA+0.1mg/L ZT培养基上分化率分别为32.5%、20.6%、57.5%;在MSB+30g/L Glucose+2.5g/LPhytagel+0.15g/L活性炭培养基上分别为26.2%、25%、55%;培养获得的胚性愈伤组织在MSB(去掉NH4NO3)+1.0g/L Gln+0.5g/L Asn的培养基上生长发育成再生植株。3个试验材料在8个月内都能成功获得再生苗。

新陆早33号体细胞植株再生技术研究

以模式品种Coker 312为对照研究新疆主栽陆地棉品种新陆早33号的体细胞胚胎发生和植株再生。研究表明,2个品种的下胚轴均能在0.05mg·L-1 2,4-D+0.1mg·L-1 KT的激素组合诱导下获得初生愈伤组织,然后在无激素诱导条件下获得胚性愈伤和体细胞胚。新陆早33号与Coker 312在MSB3培养基上最早体细胞胚胎发生时间分别为60d和87d,胚胎分化率分别为67.2%和61.4%。新陆早33号在180d获得根系发育良好的再生幼苗,而Coker 312需要210d。应用此法,成功获得新陆早33号的体细胞胚和再生植株,且其胚胎发生能力和再生效率均优于对照材料。

早熟陆地棉基于性状主成分和SSR分子标记的遗传距离分析

【目的】为早熟陆地棉杂交亲本选配提供参考。【方法】将12个品种初步划分成两组亲本,对基于表现型和基因型差异的遗传距离进行分析。【结果】对17个性状进行主成分分析结果表明,前5个特征根和相应的特征向量累积贡献率达86.443%,可以反应所有性状的绝大部分变异信息。用5个主成分因子得分计算两组亲本间的遗传距离,发现P1.1与P2.5,P1.4与P2.3、P2.5,P1.5与P2.2、P2.4的遗传距离最远;P1.1、P1.2与P2.1、P2.6,P1.6与P2.6的遗传距离最近。用SSR扩增结果计算两组亲本间的遗传距离,发现P1.1与P2.1、P2.2,P1.2与P2.1、P2.2,P1.3与P2.4的遗传距离最远;P1.1与P2.3、P2.6,P1.2、P1.4与P2.6,P1.6与P2.1的遗传距离最近。这两组遗传距离之间无显著相关性(R=0.115)。【结论】早熟陆地棉基于主要性状主成分和SSR分子标记结果的遗传距离差异较大,建议在选配亲本时同时考虑亲本间的表现型和基因型差异。

新疆早实核桃LFY同源基因的克隆与分析

利用RT-PCR和RACE法从新疆早实核桃新早丰花芽中克隆到控制植物成花的关键基因LEAFY,其cDNA全长为1 472bp(GenBank登录号为JF520778),含有1 155bp的开放阅读框,编码385个氨基酸。序列分析表明,该基因含有3个外显子和2个内含子,与其他植物上相关同源基因的结构相似,且与已克隆的LEAFY序列同源性较高。部分序列在早实和晚实核桃上进行扩增发现,该基因在早实核桃及晚实核桃上都能够得到扩增产物,且扩增产物的亮度早实核桃大于晚实核桃。在早实核桃不同组织器官之间进行扩增发现,该基因在早实核桃营养器官上的表达方式显示出自身的特有表达特征。

高等植物非生物胁迫适应的分子生理机制

在综述高等植物非生物胁迫适应的分子生理机制、转基因改良及其局限的基础上,对今后植物抗性生理研究及分子改良研究中方法论创新以及新技术的综合应用进行了探讨。

新疆核桃AP1同源基因部分片段的克隆与表达分析

为了分离新疆早实核桃上与花分生组织相关的基因,以早实核桃的花芽为实验材料,通过对不同植物的AP1保守区核苷酸序列分析,设计1对引物,采用RT-PCR的方法克隆获得1条长度为463bp的PCR产物,命名为JrAP1。该片段与其他植物的AP1同源基因序列同源性达70%～86%,推测所得的基因为AP1基因的同源基因对其全长和功能将进行进一步研究分析。初步RT-PCR分析的结果表明:JrAP1在早实核桃的顶芽、花芽、枝条、果实、老叶、嫩叶上都有表达,说明了该基因参与了早实核桃的营养生长和生殖生长。而且其在新疆早实核桃及晚实核桃上都能够得到表达,扩增产物亮度早实核桃>晚实核桃,推测其可能在早实机制上起到一定的作用。

基于近红外光谱技术的春小麦单粒种子活力鉴定

为研究利用近红外光谱技术鉴定春小麦单粒种子活力的效果,以2013年收获的甘肃春小麦品种宁春4号种子为材料,对300粒小麦种子进行近红外光谱单粒扫描,根据光谱图结合发芽实验结果建立春小麦种子活力预测模型。结果表明,以腹面和背面平均光谱的建模效果要优于单面光谱。最佳建模比例为建模集与检验集之比3∶1。应用近红外光谱定性偏最小二乘分析方法建模,在7 000~8 000cm-1光谱范围内采用中心化预处理,在主成分为5时,模型的建模集和检验集的鉴别率分别为86.36%和91.30%,建模效果最佳;采用近红外光谱偏最小二乘法定量检测小麦种子活力时,建模效果较差。因此,近红外光谱定性偏最小二乘分析方法适于进行春小麦单粒种子活力定性鉴定。

北疆棉花“新陆早”系列品种主要性状分析

【目的】为北疆早熟棉种植选择及品种选育提供依据和参考。【方法】对"新陆早"系列41个品种的8个主要性状进行多元统计分析。【结果】皮棉产量与生育期极显著负相关,与铃重显著正相关,与衣分极显著正相关,与籽指、绒长、比强度、马克隆值无显著相关;通过回归分析和通径分析进一步表明,生育期、铃重、衣分与皮棉产量的直接通径系数依次为-0.226、0.203和0.501,回归方程为^Y=819.61-16.83X1+78.47X2+65.13X3;主成分分析显示5个主成分的特征向量累积贡献率达89.371%,依次为产量和品质选择综合因子、产量制约因子、籽指选择因子、生育期选择因子和品质选择因子。【结论】北疆早熟棉较好的协调了产量与品质之间的矛盾;生育期、铃重和衣分是影响产量的主要因素;增大衣分是提高皮棉产量的重要途径;新陆早13号、26号、36号、40号和42号品种综合表现优良。

超早熟大豆品系(种)产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

[目的]研究新疆超早熟大豆品系(种)产量与主要农艺性状的关系,为新疆超早熟大豆新品种选育和品种改良提供参考。[方法]采用灰色关联度分析法,对16个超早熟大豆品系(种)的产量及主要农艺性状进行分析。[结果]产量与主要农艺性状的关联度由大到小排序为:单株粒重>株高>单株粒数>单株有效荚数>有效分枝>结荚高度>主茎节数>百粒重。[结论]单株粒重、株高、单株粒数、单株有效荚数是影响北疆超早熟大豆产量的重要因素,研究对高产、优质的超早熟大豆选育具有实际意义。

水稻种质资源萌发期抗旱性综合鉴定

为完成水稻种质资源萌发期的抗旱性评价并筛选出抗旱性评价指标,利用PEG-6000高渗溶液模拟干旱条件,对33份水稻材料在胁迫条件下的发芽势、发芽率、最大胚根长、胚芽长、胚芽鞘长、根冠比、物质转运速率等11个萌发性状指标进行测定。结果表明,部分性状指标间的相关性达到显著水平,其中物质转运速率与根干重间的相关性最高,相关系数为0.83,根冠比与胚芽干重和胚芽长存在极显著负相关,相关系数分别为-0.51和-0.47;主成分分析将11个生长指标归类为4大因子,各因子中负荷量最大的指标为胚芽干重、发芽率、胚芽鞘长和根冠比,相关系数分别为0.4876、0.5266、0.6661、0.5988,可作为水稻抗旱性鉴定的主要指标;以各指标的隶属函数值进行模糊聚类分析,根据抗旱性强弱分为4大类,其中XS-13-12和XS-13-9为高度抗旱品种(系),XS-13-2、A218、XS-13-11等11份水稻材料为抗旱品种(系),稻花香、SN1204、XS-13-13、XS-13-3等14份水稻材料为中等抗旱品种(系),1043、SN9903、XS-13-4等6份水稻材料为干旱敏感品种(系)。

北疆早熟陆地棉化学打顶效果研究

为了筛选适合北疆早熟陆地棉化学打顶的试剂类型及处理组合方式,以自选育的对植物生长调节剂敏感的陆地棉(代号为589)为材料,开展化学打顶与人工打顶、不打顶的田间对比试验,比较不同类型植物生长调节剂、不同打顶方式对其农艺性状、产量性状及品质的影响。结果表明:在采用不同类型的植物生长调节剂进行化学打顶处理后,株高、始节高能够满足机械化采收的需求;果枝数、产量、衣分、马克隆值、强度与不打顶处理相比呈增长趋势,而对绒长则具有抑制作用。采用150g/hm2缩节胺在7月8日、7月15日进行2次化控,或者利用0.4g/L氟节胺在7月8日进行一次化控效果最佳。

北疆早熟棉“新陆早”系列品种主要性状演化分析

【目的】分析新疆北疆早熟棉"新陆早"系列品种主要性状演化情况,为北疆早熟棉花育种提供参考。【方法】对41个"新陆早"系列品种8个主要性状的演化进行了分析。【结果】生育期、籽指、比强度和马克隆值没有明显的变化趋势;单铃重、皮棉产量和绒长的演化趋势都极显著拟合于幂指数曲线模型,衣分的演化趋势极显著拟合于S曲线模型。【结论】北疆早熟棉育种对生育期控制较好,对单铃重、衣分、皮棉产量和绒长的选择力度较大;在今后的育种中要加强对纤维比强度和马克隆值的选择;目前以常规育种方式来提高皮棉产量的潜力已经较小,有望通过推广杂交种、远缘杂交育种等途径加以突破。

早熟陆地棉主要纤维品质性状的遗传效应及杂种优势研究

通过ADAA模型(加-显-上位性效应)研究了早熟陆地棉2.5%跨长、整齐度、比强度、伸长率、麦克隆值等5项主要纤维品质性状的遗传效应及杂种优势。结果显示,早熟陆地棉纤维品质性状中2.5%跨长、比强度、伸长率和麦克隆值的遗传以加性效应为主,其次为显性效应,其狭义遗传率分别为65.7%、74.2%、39.6%和47.5%,均达到极显著;整齐度以显性效应为主,其次为加性效应;5项性状指标的上位性效应很小或无;F1和F2品质性状无杂种优势,但有一定的群体平均优势。本试验亲本纤维品质性状一般配合力差异较大,为利用新疆早熟棉中优良材料改良其他三类短季棉的品质提供了可能。

基于Seed Identification软件的棉籽机器视觉快速精选

为了研究Seed Identification软件在棉花种子加工工艺和精选参数选择上应用的可行性,以鲁棉28酸脱绒棉籽为材料,通过扫描仪获取400粒棉籽的PNG图像,利用Seed Identification软件快速提取图像中棉籽的RGB、Lab、HSB、灰度、长度、宽度和投影面积等物理指标,通过卷纸发芽获得每颗幼苗鲜质量作为种子的活力指标,种子物理指标与种子活力的相关性分析表明:幼苗鲜质量与R、S、B(HSB)、b、宽度、长度、投影面积的相关系数均达到0.05显著水平。按R<90、S≤18、B(HSB)≤36、b≤4、宽度>4 mm、长度>7.2 mm、投影面积≥25 mm2对种子进行精选,发芽率可由原来的89%分别提高到96.1%、95.1%、95.1%、95.3%、93.1%、93.5%、94.4%,获选率分别为96.6%、99.2%、98.9%、97.8%、98.6%、97%、94.7%。验证试验将种子按以上指标精选后,发芽率分别为95.1%、95.1%、94.8%、94.8%、94.4%、94.4%、94.8%。该研究为基于机器视觉技术对脱绒棉种实施快速、有效精选提供了理论依据。

早熟陆地棉亲本遗传距离与杂种优势的相关性分析

【目的】为早熟陆地棉杂交亲本选配及杂种优势预测提供参考信息。【方法】将12个早熟陆地棉品种初步划分成两组亲本,田间调查17个主要性状,并进行SSR分子标记检测,对基于表现型和基因型差异的遗传距离与F1代主要性状杂种优势的相关性进行分析。【结果】基于5个主成分因子得分两组亲本间的平均遗传距离为5.535,最大为9.097,最小为3.097;基于SSR扩增结果两组亲本间的平均遗传距离为4.186,最大为5.099,最小为2.646。36个组合F1代生育期、铃数、单铃重、衣分、绒长、籽棉产量和皮棉产量的平均中亲优势分别为0.367、-1.256、14.176、6.691、1.000、11.206和15.235,平均超亲优势分别为-0.966、-1.464、6.457、0.110、-2.500、7.561和10.816。基于性状主成分因子得分的遗传距离只与F1代衣分的中亲优势呈极显著正相关;基于SSR扩增结果的遗传距离与生育期的中亲优势、衣分和绒长的超亲优势呈显著负相关。【结论】早熟陆地棉的铃重和产量具有较强的杂种优势;衣分具有较强的中亲优势。亲本的遗传距离只与F1代个别性状的杂种优势具有显著相关,且与产量不是简单的线性关系。部分性状的杂种优势随遗传距离的增大而增大,但部分性状则减小。

小麦种子物理参数和萌发阶段抗旱性关系的研究

为了解陕西省当前推广小麦品种的物理性状与萌发阶段抗旱性的关系,测定了模拟干旱胁迫下小麦种子相对发芽率和各项物理指标(RGB、Lab、HSB、灰度、长度、宽度、投影面积等),并运用相关分析、方差分析和回归分析等方法,对陕西省目前推广种植的18个小麦品种萌发阶段的抗旱性与物理性状的关系进行了综合分析。结果表明,基于宽度、R、G、B(HSB)、L、H、灰度值等物理指标对小麦种子萌发阶段抗旱能力的预测具有统计学意义,且G、B(HSB)、L、H、灰度值等颜色指标之间相关系数较高,均大于0.96。在这些物理指标和相对发芽率建立的回归模型中,以宽度和G值为参数建模最好,决定系数为0.575,达到极显著水平。以供试材料中的5个品种及陕西省推广种植的其他10个小麦品种进行验证,以宽度和G值为参数所建模型得到的相对发芽率与模拟干旱胁迫条件下实测到的相对发芽率吻合度达到86.7%,说明依据宽度和G值对小麦品种萌发阶段抗旱能力的筛选是可行的。

北疆棉花品种(系)杂种优势分析及优良组合筛选

用不同来源田间表现优良的棉花品种(系)按照性状互补原则配制33个杂交组合,通过双亲、F1、F2代的9个性状相互比较,探讨不同世代及不同性状的杂种优势,并筛选优良组合。杂种优势分析结果表明,同一性状的杂种优势在不同组合、不同世代间存在较大差异;F1、F2代的生育期、株高存在负向杂种优势的组合分别有60.61%和57.58%、84.85%和84.85%;F1、F2代的始节高、始节位、果枝数、单株铃数、单铃质量、衣分、绒长存在正向杂种优势的组合分别有16.67%和21.21%、24.24%和51.52%、1.52%和3.03%、7.58%和21.21%、50.00%和19.70%、31.82%和24.24%、53.03%和42.42%;产量构成因素杂种优势强弱顺序为单铃质量>衣分>铃数,说明杂交棉增产的主要原因是铃质量的增大,而不是铃数的增多。超标优势分析结果表明,有7个组合综合表现优良;有13个组合F1代的籽棉和皮棉均比对照增产10%以上,其中有6个组合比对照增产30%以上;并且组合08-296×08-377的F1、F2代产量和绒长均具有较高的正向超标优势,说明杂交棉有望实现产量和品质的同步提高。