河北省绿子叶黑豆种质资源表现型和ISSR标记遗传多样性分析

为了揭示河北省绿子叶黑豆种质资源的遗传多样性,为其研究利用提供理论根据,以46份原产河北省的绿子叶黑豆种质资源为试验材料,对其基于表型性状及ISSR标记鉴定结果进行了聚类分析,结果表明:7个ISSR引物共检测出60个等位变异,平均每个位点有8.6个等位变异,变幅为5～17个;ISSR引物的多态性信息量PIC变幅为0.721～0.927,平均0.820;利用表型性状和ISSR标记数据进行品种间遗传多样性分析,遗传相似系数变化范围分别为0.07～0.53和0.43～1.00,平均为0.284和0.704,遗传相似性变幅较大,河北省不同绿子叶黑豆品种间存在着丰富的遗传多样性。聚类结果显示,类群与品种来源地有关。

河北省小豆种质资源遗传多样性分析

通过26个性状分析河北省385份小豆种质资源的遗传多样性及优异资源分布,结果表明,5个质量性状中粒色的遗传多样性指数最高,结荚习性的遗传多样性指数最低;数量性状中百粒重的遗传多样性最高,但15g以上的大粒优异资源较少;抗性性状中芽期抗寒的遗传多样性指数最高,锈病抗性遗传多样性指数最低;抗叶斑病、抗锈病和抗蚜虫资源缺乏高抗类型。11个地市中承德的材料份数及遗传多样性指数最高,且有野生资源分布,推断其为河北省小豆遗传多样性中心。

河北省审(鉴)定夏谷品种主要农艺性状的遗传改进

以1975～2009年河北省审(鉴)定命名的43个夏谷品种为材料,运用逆序系数分析法,对不同品种主要农艺性状的遗传改进进行分析。结果表明:随着年代的推移,品种产量结构中有利于增加产量的主要性状,如单穗重、穗长和千粒重均呈正向改进的趋势,逆序率分别为93%、80%和80%;出米率呈显著降低趋势;生育期、穗粒重、株高、粗脂肪含量和粗蛋白质含量5个性状变化不显著。

河北省作物种质资源共享平台及运行体系建设

河北省土地辽阔,自然环境条件复杂,垦殖历史悠久。经过长期的自然选择和人工选择,形成了极为丰富的作物种质资源,这些资源对农业育种研究具有很重要的价值。虽然河北省在作物种质资源保存、引进与利用方面取得了显著成绩,但面对国际社会日益激烈的资源竞争,在作物种质资源保存和研究方面仍存在一些问题。针对存在问题,提出了加强种质资源共享平台及运行体系建设的对策。

“十一五”河北省小麦育种进展及发展策略

简要介绍了"十一五"前3 a河北省小麦育种研究进展,并提出了今后的发展策略。

河北省区域试验大豆品系指纹图谱构建遗传相似性分析及纯度鉴定

通过鉴定河北省区域试验大豆品系的纯度、构建参试大豆品系的指纹图谱、分析品系间的遗传关系,可有效指导河北省大豆新品种的选育和推广。以参加2016年河北省区域试验的21个大豆品系为材料,用均匀分布在20条染色体上的62对SSR标记进行分析。结果表明:3对SSR引物(Satt216、Satt175和Satt125)构建的指纹图谱可以将21个大豆品系完全区分开;采用非加权类平均法进行聚类分析,21个大豆品系的遗传相似系数范围为0~0.82,平均0.63。以遗传相似系数0.64为阈值可以将21份品系分为3大类群,其中,第二类群与第三类群品系间的遗传相似系数范围为0.61~0.82。通过筛选的2对SSR引物(Satt216、Satt114)检测到大豆品系纯度分布范围为85%~100%,平均纯度为97%。21份参试品系的遗传相似系数较高,品系间遗传变异较小,亲本材料的遗传背景比较相近,在一定程度上导致大豆遗传基础比较狭窄。

高产稳产小麦新品种冀麦479的选育及育种策略

冀麦479是河北省农林科学院粮油作物研究所选育的国审高产稳产冬小麦新品种(审定编号:国审麦20220045)。重点介绍了冀麦479的选育方法、品种特性、产量表现、栽培技术要点和育种策略,可为冀麦479推广种植提供信息参考,还可为高产小麦育种提供新思路。

河北省小豆种质资源初选核心种质构建

以河北省作物种质库中385份小豆资源为材料,根据13个农艺性状,利用地理来源进行分组,分别采用比例法、平方根法确定取样数法及聚类选择和随机选择2种个体选择法构建5个小豆初选核心样本,对不同的取样方法及总资源间进行品种间平均遗传距离、性状符合度、遗传多样性指数和数量性状变异系数的比较,探讨构建河北省小豆初选核心种质的最佳方案。结果表明,聚类选择取样优于随机取样,在聚类选择条件下采用比例法确定取样数优于平方根法,最终确定按地理来源分组、利用比例法确定取样数、聚类选择个体为小豆核心种质构建的最佳方案。采用该最佳方案,构建包含79份小豆种质的初选核心种质,取样比例为20.5%,13个农艺性状的性状符合度达100%。

河北省玉米生产现状及主推品种分析

对河北省玉米生产现状及河北省主推玉米杂交种种质基础进行了分析,指出了河北省玉米生产中存在的主要问题,提出了解决问题的方法,以期对促进河北省玉米生产发展提供参考。

2010～2015年河北省夏播玉米审定品种分析

为了解河北省夏播玉米最新审定品种的变化规律,依据2010~2015年河北省夏播玉米品种审定公告的相关数据,对审定通过品种的数量、类型、来源、植株性状、产量和品质等指标进行了统计、汇总和分析。结果表明:2010~2015年河北省玉米夏播审定品种共60个,其中有90.0%的品种来源于企业,高密组审定品种数占审定总数的60.0%,高密仍然是研究主流趋势;审定品种的株高和穗位均呈降低趋势,叶片数和品质指标均无明显变化,其中,高密组株高、穗位、生育期、雄穗分枝数和平均产量的变异系数均小于低密组和早熟组。研究结果可为今后夏播玉米育种工作提供参考。

适宜河北省机械采摘的棉花品种筛选研究

机械化生产是现代农业发展必然趋势。河北省是我国棉花生产的重要省份。为了更好地促进机采棉技术的推广,从农艺性状、脱叶率和吐絮率、产量和早熟性、纤维品质4个方面13个指标,对11个中熟常规品种进行了机采棉适合品种的筛选试验。结果表明:冀丰914的各项指标均达到机采棉要求;冀丰1271上半部纤维长度为29.5 mm、断裂比强度为29.4 cN/tex,2个指标略低于机采棉要求,而其他指标均表现良好。冀丰914和冀丰1271可作为机采棉的备选品种。研究还发现,在机采棉种植模式下,加强化学调控,可以较好地控制各品种的株高和果枝长度,满足机采需求。喷施脱叶剂后的吐絮率、脱叶率、产量、品质以及早熟性则由品种特性决定,需要在育种过程中严格筛选符合机采的类型。

河北省新审定的20个花生品种及主要性状分析

本文对河北省新审定的20个花生品种产量、品质、植株形态、生育期、抗病和抗逆性等主要性状进行了分析,以期为品种推广利用提供参考,推动全省花生生产发展。

农业科研实验室规范化管理的探讨

随着实验室规模和层次的不断提升,实验室评估、分中心建设工作的广泛开展,加快实验室规范化管理已显得十分重要。实验室规范化管理主要包括实验室组织机构管理、设施和环境管理、技术人员管理、仪器设备管理、化学药品管理、档案管理等内容。本文就如何进行农业科研实验室的规范化管理问题进行了有益的探讨。

冀丰554与河北省主推棉花品种的产量性状和生理指标比较研究

试验对冀丰554与河北省部分主推棉花品种进行了产量性状和生理指标的比较研究。结果表明:在蕾期和花铃期,冀丰554主茎功能叶的可溶性蛋白含量显著高于其它品种;在开花期、花铃期和吐絮期,其叶面积指数和叶片净光合速率、SOD活性均较高,与其它品种差异显著。该品种单株结铃最多,铃重最大,优质铃比重最高。

河北省芝麻地方品种资源表型多样性分析

为有效利用河北省芝麻种质资源,丰富芝麻育种的物质基础,以河北省种质库保存及收集的300份芝麻种质资源为试验材料,2016-2018年连续3年对31个表型性状进行调查记载,利用相关系数、聚类分析和主成分分析等统计方法,研究了300份芝麻种质资源的遗传多样性。结果表明:22个质量性状的遗传多样性指数为1.0986~5.6941,表明300份种质资源存在丰富的遗传变异;9个数量性状的相关分析中,单株产量与株高、每蒴粒数、单株蒴数、千粒重呈极显著正相关,和空梢尖长呈显著负相关。变异系数为7.36%~34.71%,其中单株产量、单株蒴数、空梢尖长的变异系数较大,说明该性状的遗传多样性较为丰富,株高、蒴果长度、千粒重等性状变异系数较小,说明这些性状一致性较强,变异范围不大。聚类分析将其分为6个类群,第Ⅰ类群始蒴高度较低,第Ⅱ类群单株产量最高,第Ⅲ类群蒴果长度最长,第Ⅳ类群株高、主茎果轴长、千粒重均为最高,第Ⅴ类群综合性状表现较差,第Ⅵ类群每蒴粒数最多;主成分分析结果显示,6个主成分因子累计贡献率为89.285%。300份芝麻种质资源的遗传多样性丰富,从中筛选出一些具有优良综合性状和特异性状的种质资源,可作为亲本材料在育种过程中加以利用。

鹿泉区农作物种质资源普查收集与统计分析

农作物种质资源是生物育种的基础,更是保障国家粮食安全的关键。鹿泉区于2019年启动第三次全国农作物种质资源普查与收集行动,提交农作物种质资源实物103份,其中粮食作物43份、经济作物11份、蔬菜49份。通过对1956年、1981年、2014年3个时间节点鹿泉区的农作物种质资源普查表进行汇总整理,从气候环境变化、土地资源配置变化、农业产业结构、农作物栽培品种变迁和资源普查收集情况5个方面进行了概述和分析,探讨了鹿泉区气候及产业结构变化对农作物种质资源造成的影响,以及鹿泉区地方品种加速消失的原因,同时针对农作物种质资源的保护与利用提出了建议,以期为鹿泉区农作物种质资源的保护和利用提供数据支撑,也为其他县区普查收集工作提供参考。

陆地棉高密度遗传图谱的构建及产量相关性状的QTL定位

【目的】通过构建高密度SNP遗传图谱,开展棉花多群体产量相关性状的QTL定位,获得稳定性好、精确度高的QTL,为产量性状调控基因的挖掘和有效分子标记的开发提供依据。【方法】以高稳产冀丰1271为母本、优质自交系冀丰173为父本,构建包含200个单株的F_(2)群体,利用测序基因分型(genotyping by sequencing,GBS)技术开发群体的SNP标记并构建高密度遗传图谱,对F_(2)、F_(2:3)、F_(2:4)群体的衣分、子指和单铃重进行QTL定位,注释主效和稳定QTL位点内的基因并分析基因在不同组织的表达模式,筛选候选基因。【结果】通过简化基因组测序,共获得383.07 Gb数据,包括母本冀丰1271的26.93 Gb、父本冀丰173的27.30 Gb和F_(2)群体的328.84 Gb,Q30值分别为90.55%、89.95%和95.77%。在F_(2)群体中开发了1305642个SNP标记,其中,用于构建遗传图谱的aa×bb型SNP为410726个。构建了一张包含16088个SNP、总图距为4282.81 cM的高密度遗传图谱,标记间的平均距离为0.27 cM,利用共线性分析证明了图谱具有较高的质量。在3个群体中共定位到108个QTL,包括34个衣分QTL、36个子指QTL和38个单铃重QTL,其中有30个QTL与已报道QTL位置重叠或接近,78个QTL未见报道。发现10个主效QTL、16个稳定QTL,其中有5个主效QTL可在2个或3个群体中被定位到。qLP-A13-4在3个群体中均可被定位到,贡献率达到13.78%;qLP-A13-6在2个群体中被定位到,贡献率达到10.01%;qLP-D10-2在2个群体中被定位到,贡献率达到10.92%;qSI-D10-1在2个群体中被定位到,贡献率达到12.31%;qBW-D5-3在2个群体中被定位到,贡献率达到15.54%。在主效和稳定QTL位点内注释到3415个基因。通过KEGG和GO分析,注释基因主要参与植物激素信号转导、TCA循环、次生代谢物质和氨基酸生物合成、光合生物的碳固定等通路。利用TM-1和NDM8的转录组数据,发现8个基因在棉花产量相关的纤维、胚珠或种子中具有较高的表达量,可能通过调控纤维或种子的发育,影响衣分或子指,进而影响棉花单铃重和产量。【结论】构建了一张陆地棉种内高密度遗传图谱,定位了108个产量相关QTL,发现5个主效QTL可在多个群体中定位到,鉴定到8个在纤维、胚珠或种子中高效表达的候选基因。

陆地棉资源主要产量和纤维品质性状的遗传多样性分析研究

为了提高棉花种质资源的利用效率、增加骨干亲本的遗传多样性,对114份资源材料进行遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。衣分、单铃重和马克隆值的变异系数较大,整齐度的变异系数最小;子指的遗传多样性指数最大,伸长率的遗传多样性指数最小;主成分分析的前3个因子累计贡献率达到83.91%;单铃重与衣分和子指均为极显著正相关,衣分与子指为极显著负相关,纤维品质性状之间均为正相关关系,子指与纤维品质主要表现为负相关,单铃重和衣分与纤维品质表现为显著的正相关;聚类分析将供试材料分为3个大群,第Ⅰ大群主要为彩色棉品种;第Ⅱ大群为纤维品质优异、产量性状一般的材料;第Ⅲ大群的产量和纤维品质综合表现较好。本研究明确了各类材料的典型特征,为材料的高效利用和亲本选择提供一定参考。

花生COP1基因的克隆及表达特征分析

为了探究花生中COP1基因的序列及表达特征,本研究从花生中克隆获得2个COP1基因,分别命名为AhyCOP1a和AhyCOP1b,以此为基础进行了相关分析。结果显示,AhyCOP1a和AhyCOP1b分别长2103 bp和2049 bp,均含有13个外显子和12个内含子。聚类结果显示AhyCOP1a和AhyCOP1b与双子叶作物的COP1基因聚成一类,且分别与AduCOP1和AipCOP1亲缘关系最近,表明AhyCOP1a和AhyCOP1b的进化分别始于花生野生种Ar⁃achis duranensis和A.ipaensis。此外,AhyCOP1a和AhyCOP1b分别有6个和7个WD40重复基序。各类物种的COP1基因在N端相似度较低,在C端WD40结构域部分相似性较高,表明WD40结构域是COP1基因的主要核心功能区域。组织表达结果显示,AhyCOP1a和AhyCOP1b在地上部的表达显著高于地下部,花中最高,其次为叶和茎。但AhyCOP1a在地下组织的表达量在显著高于AhyCOP1b,暗示AhyCOP1a在地下组织发育过程中的作用更大。此外还发现光照可以促进花生COP1基因的表达,表明花生中COP1基因的表达受光照显著影响。总之,本研究结果初步明确了花生中COP1基因的序列及表达特征,为后续深入探究COP1基因的分子功能奠定了基础。

不同光源条件下与花生株高变化相关基因的转录组分析

【目的】为了探究不同光源条件下与花生株高变化相关的基因。【方法】以冀花5号(直立型)和开选01-6(匍匐型)品种为研究材料,分别在LED光和自然光两种培养条件进行盆栽试验。【结果】冀花5号在强光条件下株高显著变矮,而开选01-6变化幅度不大,表明冀花5号对光照反应相对敏感。转录组的PCA结果显示LED光源下冀花5号和开选01-6距离相对较近,自然光源下冀花5号和开选01-6距离较近,说明光照对基因表达的影响大于基因型间的差异影响。GO和KEGG注释分析发现不论在差异表达数目、基因类型或主要响应的调控网络上,冀花5号和开选01-6对不同光源的响应存在显著差异,尤其差异基因在植物昼夜节律相关的通路上显著富集,暗示着植物昼夜节律调控网络对株型的形态建成至关重要。进一步分析发现分别有16个和19个植物昼夜节律相关基因在开选01-6和冀花5号中特异响应,分别有6个和17个植物激素信号转导相关基因在开选01-6和冀花5号中特异响应,表明这些基因在花生株型形态建成中起着关键调控作用。【结论】昼夜节律调控途径是调控株高变化的主要途径,植物生长激素信号在其中也起了关键作用。以上研究结果对育种家深入理解不同光源条件下花生株型的形态建成具有重要的参考价值。