乔卫华 , 张宏斌 , 郑晓明 , 陈宝雄 , 陈彦清 , 李垚奎 , 程云连 , 张丽芳 , 方沩 , 孙玉芳 , 杨庆文
2020, 21(6):1329-1336. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200716004 CSTR:
摘要:1999-2019年,农业农村部科技教育司组织农业环保机构、大专院校和科研单位共同开展了作物野生近缘植物调查收集、原生境保护、监测预警和信息系统构建等工作,取得的主要成就包括:(1)按照《农业野生植物调查技术规范》,开展了80个作物野生近缘植物物种的全国性调查,发现了野生兰花、野生茶等珍稀物种的新分布区;(2)查清了60个重要作物野生近缘植物物种的分布状况及资源现状,抢救性收集并异位保存种质资源44737份,建立了可共享、可追溯、可监测的作物野生近缘植物GPS/GIS信息平台;(3)以保护生物学研究和原生境保护技术研发为基础,指导建设原生境保护点(区)205个,并通过对15个原生境保护点动态监测数据分析,建立了原生境保护点监测预警技术体系。然而,我国作物野生近缘植物资源调查不全面、抢救性收集不系统性、保护点监测覆盖面较低、保护点管理技术匮乏等问题突出。因此,未来在有针对性地解决这些问题的同时,重点将提升原生境保护点管理技术水平,做到每类植物一套技术、每个保护点一套方案,因点施策,使原生境保护由增加数量向提高质量转变。
徐志健 , 王记林 , 郑晓明 , 范芝兰 , 汤翠凤 , 王新华 , 刘文强 , 朱业宝 , 乔卫华 , 杨庆文
2020, 21(6):1337-1343. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200420003 CSTR:
摘要:野生稻是水稻基础研究与育种的战略性资源,野生稻的保护与利用直接关系到国家的粮食安全。我国是世界上野 生稻种质资源分布最丰富的国家之一,由于经济的高速发展,野生稻栖息地遭到严重破环,一些重要居群濒临灭绝。自 1996 年开始,农业农村部设立专项对我国野生稻种质资源进行系统调查和收集,并实施了异位保存和原生境保护项目。本文全面 总结了全国野生稻种质资源调查、取样、异位保存与原生境保护的技术、方法和成效,并通过对我国野生稻种质资源现状评 估和未来水稻育种和生物技术研究发展趋势的分析,提出了我国野生稻保护与利用的建议。
2020, 21(6):1344-1356. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200515003 CSTR:
摘要:中国野生大豆是栽培大豆的直接祖先种,具有自花授粉和低比率异交的繁殖系统。这种繁殖系统特性使其遗传变异往往表现高的地理空间区域内变异和小的区域间变异、或高的天然居群间变异和小的居群内变异。在个别生态系统或特定地理位置的居群间也出现小的居群间和大的居群内变异的报道,这可能是高强度的基因流超过了环境选择压力、干扰和遗传漂变作用,或与物种传播史上的“基因扩散”有关。野生大豆基因流与地理距离有密切关系。野生大豆种子大小在遗传上存在4种类型,即典型小粒型(百粒重2 g 以下)、中粒型(2.01–2.5 g)、大粒型(2.51–3.0 g)和半野生型(3.01 g 以上)。野生大豆种内主要是典型野生型(Glicine soja)和半野生型(G. gracilis)的遗传分化。野生和半野生型的遗传分界线是2.51-3.0 g,目前将3.0 g 百粒重作为定位半野生型和野生型的标准是合理的。部分中粒型(2.01–2.5 g)和绝大多数大粒型(2.51–3.0 g)野生大豆起源于野生和栽培大豆的杂交后代。
2020, 21(6):1357-1371. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200527003 CSTR:
摘要:本文针对国内外半野生大豆起源相关的五大争论焦点问题,结合本研究组近20 年来对野生大豆和半野生大豆的形态学观察和研究,概述了我国半野生大豆天然杂交起源和野生大豆稀有性状来源的形态学证据。通过对我国半野生大豆的形态性状观察以及遗传标记分析鉴定,支持半野生大豆(G. gracilis)百粒重以3g 为界的观点,并发现百粒重在2.5g-3.0g之间时,其形态变异类型最丰富。通过捕捉野生和栽培大豆天然杂交当代种子及后代的形态性状分离调查,证实了半野生大豆起源于野生大豆和栽培大豆的天然杂交的论点。同时,研究结果表明,伴随天然杂交后的分离,一些稀有性状如白花、有色种皮(黄、绿、褐)、无泥膜、灰绒毛、绿子叶等是由栽培大豆逆向渗入到野生大豆中的。
2020, 21(6):1372-1384. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200515001 CSTR:
摘要:近年来本所野生大豆课题团队对中国野生大豆皂角苷研究有了初步进展,中国野生大豆显示丰富的皂角苷成分种类及遗传变异。这些进展包括如下:在国际上已知的5 组类别大豆皂角苷之外鉴定出第6组,即?组新类别,同时发现4 个新皂角苷成分A-αg、K-αg、KA-αg 和HAb-αg,其中A-αg 化合物被确认是A 组、α组和?组皂角苷的总前体;发现了控制C-22 碳位阿拉伯糖结合的Sg-7 位点;鉴定出若干A0突变体、稀有的AuAe 表型和高Bd 含量的变异种质;发现α组皂角苷成分的单独存在个体。皂角苷成分表型及基因可以作为新的化学成分有关的遗传标记,通过此标记分析了中国野生大豆的遗传多样性及地理分化;我国南方区域野生大豆AaBc 表型及Sg-4 基因具有东亚最高频率,意味着是更具有原始祖本特征的区域群体,东亚野生大豆皆来源于我国华南及南方地区野生大豆扩散。
蒋勃 , 张淑欣 , 王惠 , 史玥 , 李紫琪 , 朱蕾 , 宋维富 , 杨雪峰 , 宋庆杰 , 李新玲 , 张延明
2020, 21(6):1385-1394. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200531002 CSTR:
摘要:中间偃麦草种质资源作为禾本科小麦族多年生麦草,是品质优良的小麦野生多年生亲缘物种。具有根系发达,生长势强,大穗多花且具有抗病、抗旱、抗寒、耐盐碱和高蛋白等优良性状。目前研究表明,改良中间偃麦草以选育粮饲兼用型多年生作物潜力巨大。本文综述了中间偃麦草种质资源在直接驯化改良、远缘杂交改良、基因组学育种研究等领域取得的进展,展望了今后的研究重点与选育策略,为中间偃麦草种质资源的改良和利用提供科学依据。
范昱 , 丁梦琦 , 张凯旋 , 唐宇 , 方沩 , 杨克理 , 张宗文 , 程剑平 , 周美亮
2020, 21(6):1395-1406. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200317002 CSTR:
摘要:中国是世界荞麦起源中心,拥有全世界最丰富的野生荞麦种质资源。本文梳理了荞麦属植物亲缘关系和分类学地位,探讨了荞麦属植物起源地和系统学发展历程,介绍了一些重要野生物种的主要特性和利用价值,综述了我国野生荞麦属植物的分布现状、种质资源收集、保存、主要性状变异鉴定评价等概况。针对我国野生荞麦资源调查不全面、保护不充分、利用不足等问题,提出了如下建议:(1)开展野生荞麦资源的抢救性考察收集,并建立异位保存圃和原生境保护点。(2)构建野生荞麦资源鉴定和评价体系,建立栽培荞麦和野生荞麦种质资源数据库系统。(3)加快野生荞麦资源的开发和创新利用,改进当前的荞麦育种低水平现状,提升栽培荞麦的适应性、稳定性、丰产性。(4)系统分析不同野生种间和栽培种间等的重要基因组变异信息,发掘野生荞麦中的重要农艺性状、品质性状和抗逆性相关的遗传位点,提高荞麦优异种质创新和利用效率。
2020, 21(6):1415-1423. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200629002 CSTR:
摘要:豌豆是最早驯化的作物之一,它不仅是全球广泛种植的重要经济和粮菜饲兼用作物,还在农业可持续发展方面具有显著生态优势。本文从豌豆起源驯化、豌豆属的系统分类、豌豆及其野生近缘种质资源的保存现状和研究利用几个方面,回顾了过去几十年的重要研究进展。尽管已有诸多研究,然而豌豆的起源驯化过程尚不清楚,豌豆属的系统分类也长期存在争议。综合以往不同的分类观点和系统发育研究结果,结合我们现有的研究结果,本文提出了关于豌豆属的一个综合分类建议,以明确人们对豌豆野生近缘种的认识,从而为更好的理解豌豆起源驯化过程和利用豌豆野生近缘种质资源奠定基础。此外,针对豌豆野生近缘种目前的研究现状,本文还对其未来的研究提出了相关建议,以期充分发挥其在豌豆育种改良方面的巨大潜力。
2020, 21(6):1435-1445. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200522001 CSTR:
摘要:研究作物的野生近缘植物,是确定作物起源演化的重要依据。栽培黍稷作为旱作农业的代表性作物,距今已有一 万多年的栽培历史。野生黍稷是栽培黍稷的野生近缘种,广泛分布于欧亚大陆黍稷栽培区以及野外林缘草地,在研究栽培黍 稷起源演化过程中扮演着非常重要的角色。本文总结了我国在野生黍稷资源收集保存、鉴定评价、遗传多样性分析、与栽培 黍稷亲缘关系研究等方面取得的进展,探讨了野生黍稷在栽培黍稷起源演化研究中的地位和作用,展望了未来我国在野生黍 稷资源收集保存、有效利用和深入研究中的发展方向和重点任务。
2020, 21(6):1446-1460. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200530001 CSTR:
摘要:黄瓜属有约70 余种植物,含有丰富的野生资源,广泛分布于非洲、亚洲、澳洲的75 个国家。栽培黄瓜遗传基础 狭窄,而黄瓜近源野生资源中含有诸多栽培黄瓜所迫切需要的优异基因,是栽培黄瓜遗传改良的丰富基因源和物质基础。本 文介绍了黄瓜属植物的分布与分类、黄瓜主要近源野生植物的起源与发现、优良种间遗传资源的创制,着重阐述了近年来黄 瓜主要近源野生资源的研究进展,最后提出了目前在野生资源利用方面存在的问题,并对未来利用野生资源改良和创制黄瓜 新品种提出了展望。本文对葫芦科作物基因发掘与遗传改良具有重要的借鉴和指导意义。
2020, 21(6):1461-1467. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200617005 CSTR:
摘要:欧洲山芥(Barbarea vulgaris R. Br.)是一种野生十字花科植物,它不仅抗病、抗虫,而且是研究硫甙和皂苷生物合成、植物-昆虫协同进化的模式植物。2015 年本课题组曾发表了《优异抗源欧洲山芥的研究与利用进展》的综述文章,时隔5 年,国内外研究者针对这一优异野生资源的研究取得了很多新进展,本文将对此进行综述,以期为这一优异资源的进一步研究和充分利用提供参考。
2020, 21(6):1468-1482. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200625002 CSTR:
摘要:番茄、辣椒、茄子是全球栽培的茄科蔬菜。自然进化造就了适应起源地生境的丰富的茄科植物野生种,而人类在对茄科野生植物的长期驯化和栽培过程中,由于栽培环境的变化和人们消费取向的不同,使其产量和商品品质在不断得到提升的同时,抗生物和非生物逆境的能力逐步下降、某些功能性成分丧失。因此,生物学家和育种家纷纷将注意力转向了茄科野生资源,期望从野生种中寻找到优异的性状或基因,突破相关作物遗传改良的瓶颈。本文对茄科主要栽培蔬菜番茄、辣椒、茄子的野生资源的研究和利用进展分别进行了综述。我们概述了野生优异资源的发现、重要性状基因定位和基因克隆、基因组学和功能基因组学研究、远缘杂交、分子辅助育种、转基因和基因编辑等,等。可望为野生茄科资源的深入挖掘以及在茄科蔬菜作物遗传改良中的高效利用提供指导。
2020, 21(6):1483-1493. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200514002 CSTR:
摘要:猕猴桃是当前由野生到人工商业化栽培最为成功的果树种类之一,在世界果树产业发展中具有重要的地位。中国是猕猴桃的原产地,有着丰富的猕猴桃种质资源,全世界自然分布猕猴桃属54 个种,中国有52 个种,它们在推动我国猕猴桃育种和产业发展中发挥着至关重要作用。本文对我国猕猴桃种质资源的种类、分布、栽培历史、资源调查收集、资源保存情况,以及在品种创制、倍性、抗性、药理学、生物技术研究等方面的研究利用进行了评述,总结了40 多年来中国猕猴桃种质资源研究取得的突破性进展,同时对未来猕猴桃种质资源研究提出了具体建议,以期为我国猕猴桃种质资源的可持续利用和产业发展提供科学借鉴。
2020, 21(6):1494-1502. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200928001 CSTR:
摘要:我国幅员辽阔、气候地貌复杂,造就了丰富的野生植物资源,成为当今多个重要花卉如菊花、月季等发祥地或起源中心。如何行之有效的保护、利用好这些重要花卉的野生资源一直备受国家决策者、科研单位和育种公司的关注。本文着重总结了月季、菊花、兰花、牡丹、百合等重要花卉作物的野生资源在调查保护、基础研究 、品种选育等工作中的突出成果,并对存在问题进行讨论,提出解决方法和发展方向。(1)改革开放后,我国就开展了野生花卉资源的调查、收集、保存等工作,近十年来,我国重要花卉的资源调查和保护工作日益加强,尤其是在设立专项科研基金和离体保存方面取得长足进步。(2)随着现代分子生物学的发展,多个花卉作物已经完成基因组测序和重要观赏性状的调控网络解析,基因组学和功能基因的挖掘在野生花卉资源精准评价方面发挥着重要作用;野生花卉资源的利用更是拓宽了新品种研发途径、加速了新品种选育进程、推进了花卉特用价值的开发。(3)我国的重要花卉野生资源还存在资源调查系统性低、缺乏长期持续性支持、基础研究有待深入、资源评价不够精准、没有真正形成产学研一体化等问题,希望建立完整的资源保护体系、拥有稳定支持的花卉资源创新团队,实现科研与产业的真正结合。
郑晓明 , 周海飞 , 陈文利 , 周廉 , 任宁宁 , 刘荣 , 孟庆霖 , 耿牧帆 , 刘开强 , 李丹婷 , 吕荣华 , 马小定 , 乔卫华 , 朱永清 , 卢宝荣 , 杨庆文 , 葛颂
2020, 21(6):1503-1511. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200308002 CSTR:
摘要:目前水稻栽培种遗传资源利用已经不能满足水稻现代育种的需求,对其近缘野生种种质资源的开发利用就显得尤为重要。虽然中国具有全世界最多的水稻栽培种种质资源储存量,但是近缘野生种(野生稻)种质资源较少,且材料来源分布不均衡,国外野生稻种资源仅占国家水稻近缘野生种种质资源的10%。与中国相比,南亚和东南亚国家或地区野生稻分布区物种丰富,气候条件与我国差异明显,这些地区的野生稻种质资源具有较高的潜在利用价值。本文总结了2009 年至2019年间对东南亚和南亚10 个国家的普通野生稻和尼瓦拉野生稻野外考察结果,共收集两个物种66 个群体,1166 个体数;分析了东南亚和南亚野生稻与中国野生稻的生态型差异及其生境特点;提出了未来在东南亚和南亚开展普通野生稻和尼瓦拉野生稻资源收集的重点区域。
宋玥 , 李飞 , 王君瑞 , 乔卫华 , 王新华 , 徐志健 , 吕树伟 , 汤翠凤 , 王记林 , 刘文强 , 朱业宝 , 郑晓明 , 杨庆文
2020, 21(6):1512-1520. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200206003 CSTR:
摘要:普通野生稻(Oryza rufipogon Griff)是水稻(O. sativa L.)的野生近缘种,是水稻遗传改良的重要资源。本研究以 覆盖除云南外的中国普通野生稻分布区的 1777 份种质资源为对象,进行抽穗期、花药长度、粒长、粒宽和粒重等 5 个重要农 艺性状的遗传多样性、主成分和方差分析。结果表明,中国普通野生稻具有丰富的遗传多样性,抽穗期、花药长度、粒长、 粒宽和粒重的变异系数分别是 0.06、0.17、0.07、0.09 和 0.16,多样性指数分别是 1.30、1.47、1.45、1.39 和 1.33。主成 分分析表明第 1, 2 主成分主要与产量性状有关,累计贡献率达到 83.31%;第 3 主成分主要与抽穗期有关,前三个主成分的 累积贡献率约为 95%。主成分分析结合聚类分析,发现普通野生稻群体可以分成 3 个类群,类群 1 主要来自江西和湖南,类 群 2 主要来自于广西和广东大部分区域和福建,类群 3 主要来自于海南和广东南部区域的湛江市,样品的聚类关系和地理位 置成正相关。以地理群为因素对 5 个重要农艺性状进行方差分析,结果显示花药长度、抽穗期和粒长变异在不同地理群间的 变异占总变异的比例分别为 69.09%、57.98%和 77.56%,而粒宽变异所占比例为 6.20%,花药长度,抽穗期和粒长变异在普通 野生稻地理群间差异起决定作用。
郑传琴 , 江南 , 曾苗春 , 赵新辉 , 吴钟秀 , 李艳锋 , 严天泽 , 傅军 , 周延彪 , 王凯 , 杨广 , 杨远柱
2020, 21(6):1521-1526. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200617001 CSTR:
摘要:我国南方地区水稻(OryzasativaL.)在成熟收获季节常遇连续高温多雨天气,易出现穗发芽现象,严重影响稻米 产量、品质、稻谷贮藏和稻种质量。种子适度的休眠性可避开不良环境对种子萌发的影响,避免或减轻穗发芽危害。因此, 开展水稻种子休眠性遗传机制研究,对培育抗穗发芽水稻品种,保障我国水稻生产与种子产业的发展具有重要意义。本研究 以籼稻品种‘93-11’为受体和轮回亲本,茶陵野生稻(O.rufipogonGriff.)为供体亲本构建的高代回交渗入系群体为材料, 进行种子休眠性鉴定,获得 5 个表现较强休眠性的单株,发芽率为 10.0%-36.5%,而对照及轮回亲本‘93-11’发芽率为 89.5%。 5 个强休眠单株自交后的株系平均发芽率为 3.1%-17.4%,进一步利用其中 3 个株系的强休眠后代单株,分别与‘93-11’杂交 构建 F2群体,通过 BSA(bulkedsegregantanalysis)方法,结合 56K 全基因组 SNP 芯片数据,共检测到 8 个 QTL,分别位于 水稻第 3、5、6、10 号染色体上。本研究为进一步精细定位和克隆种子休眠性 QTL 以及培育抗穗发芽水稻新品种奠定了理论 和材料基础。
刘 硕 , Decroocq Veronique , 张玉军 , 刘宁 , 马小雪 , 章秋平 , 徐明 , 徐铭 , 张玉萍 , 刘威生
2020, 21(6):1527-1538. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200417001 CSTR:
摘要:地理距离可能有利于陆地植物种群的遗传分化,了解地理因素如何影响基因流和居群遗传结构,对于遗传多样性保护至关重要。本研究以桃李属(Prunus)两个自然分布的种,即欧亚大陆的西伯利亚杏(PrunussibiricaL.)和中亚地区的普通杏(PrunusarmeniacaL.)共计 16 个野生居群为材料。本研究筛选多态性较好的 18 个微卫星 DNA 标记进行基因分型,应用贝叶斯模型分析其遗传多样性和居群遗传结构。本研究发现(1)起源于我国华北和东北地区的西伯利亚杏野生居群的遗传变异 和遗传多样性较中亚普通杏野生居群丰富,两个杏野生居群的遗传结构诠释了各自不同的最佳遗传群簇(K);(2)我国西伯利亚杏居群的遗传群簇分布具有地理差异特征,处于西北地区的居群呈现孤立结构,可能是与复杂的生态环境和地理上栖息自西向东的分布广泛有关;中亚地区野生普通杏居群的遗传结构呈高度杂合,可能由最近发生在有限地理分布区域中居群间的基因流引起;(3)地理隔离(IBD)解析了遗传分化与地理梯度之间相关关系,表明我国西伯利亚杏野生居群的地理距离与遗传距离之间存在显着的相关性,而在中亚的普通杏野生居群中则不同。综上,本研究指出与生态地理模式相关的遗传结构可能会影响杏属植物的遗传分化和遗传多样性,但对遗传分化和多样性的影响程度在不同的杏种居群中有所不同。基于此,进一步讨论了开展遗传多样性保护的可能策略和意义。
孟聚星 , 张国海 , 樊秀彩 , 张颖 , 张晓利 , 刘崇怀 , 姜建福
2020, 21(6):1539-1548. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200422002 CSTR:
摘要:我国是葡萄属植物的起源地之一,也是世界上葡萄属植物种类最丰富的国家之一。栽培葡萄遗传基础狭窄,而葡萄野生近缘种中含有大量栽培葡萄所迫切需要的优异基因,是拓宽栽培葡萄遗传基础的重要基因库。由于生态环境被破坏,一些重要野生葡萄居群濒临灭绝。本文通过实地调查和查阅标本及文献资料,对我国葡萄野生种植物的分布特征进行研究。结果表明,我国葡萄野生种类有 42 个种、1 个亚种和 13 个变种,区系特有种类占所有种类总数的 26.8%。大部分种类分布在中国-日本森林植物亚区。其中,华东地区种类最多,并以此为中心向四周扩散,种类逐渐减少。各区系葡萄野生种物种组成相似性较高,地域性不强,其中江汉平原亚地区与秦岭-巴山亚地区的葡萄野生种物种组成相似性最高。毛葡萄在 29 个地区、亚地区中均有分布,是分布最广的种类,但部分种类分布狭窄。本结果对于开展中国葡萄野生种保护和利用具有一定意义。
刘国祥 , 李媛 , 王俊 , 冯全福 , 戴培刚 , 王琰琰 , 蒋勋 , 张钊 , 佟英 , 张兴伟
2020, 21(6):1549-1560. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200511003 CSTR:
摘要:为了提高野生烟种质资源的开发利用效率,本研究利用表型性状和SSR 分子标记技术对30 份野生烟种质资源进行了遗传多样性分析。结果表明,30 份种质资源表型性状具有丰富的变异类型,遗传多样性指数(H')的变幅为0.831~1.955,其中节距的多样性指数最高,叶长和叶宽次之。16 对SSR 引物共检测到98 个等位基因,平均为6.125,Shannon 信息指数(I)、期望杂合度(He)、观测杂合度(Ho)、多态信息含量(PIC)的均值分别为1.5425、0.7596、0.2404、0.8668。聚类分析和群体结构分析显示供试材料可分为4 个类群,分类结果大致相同,各类群聚集的地域性规律较明显。利用这16 对引物构建了30 个野生烟种质的指纹图谱,为野生烟种质资源鉴定体系的研究奠定理论基础。抗病性鉴定发现,N. exigua 等7 份种质表现为抗病;N. nesophila 高抗青枯病,N. debneyi 和N. stocktonii 抗青枯病;N. alata 等5 份种质对TMV 免疫;N. alata 等9 份种质抗CMV;N. debneyi 等15 份种质抗PVY。本研究可为野生烟种质资源的鉴定评价、种质创新和优异基因发掘奠定基础。
胡锦祥 , 肖仁杰 , 柳志华 , 朱雪晴 , 李芳 , 徐莹 , 罗红兵 , 黄成
2020, 21(6):1561-1567. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200603001 CSTR:
摘要:玉米出苗率不仅受温度、水分等外部环境因素的影响,同时也受到内部遗传因素的控制,直接影响玉米产量,是 玉米育种重要的目标性状之一。本研究利用一套以玉米野生近缘种大刍草(Zea mays ssp. parviglumis)为供体亲本,现代玉米 自交系W22 为受体亲本构建的包含866 个家系的渗入系群体,结合均匀覆盖玉米全基因组的19838 个SNP 分子标记,采用 R/qtl 的多QTL 模型对玉米出苗率进行高精度的QTL 定位分析。结果共检测到3 个控制玉米出苗率的QTL:qFGR4-1、qFGR5-1 和qFGR8-1,分别位于第4、5 和8 染色体,两侧的分子标记分别为m20780 与m21277、m29418 与m29680、m44383 与m44706。 3 个QTL 共解释11.2%的表型变异,单个QTL 表型贡献率的变幅为2.8%~4.8%,加性效应的变幅为4.5%~7.4%,表明玉米出 苗率属于典型的数量性状,由微效多基因控制。3 个QTL 均来自W22 的等位基因增加出苗率,表明玉米出苗率在玉米长期驯 化和改良过程中可能受到定向选择。本研究为进一步解析玉米出苗率的遗传基础,克隆相关基因和通过分子标记辅助选择改 良玉米出苗率提供了重要的参考价值。
徐远 , 杨树华 , 贾瑞冬 , 赵鑫 , 何连球 , 孟文慧 , 周苗新 , 葛红
2020, 21(6):1568-1576. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200612003 CSTR:
摘要:以弯刺蔷薇(Rosa beggeriana)为试验材料,测定其当年生枝条在初冬阶段至严冬阶段低温半致死温度(LT50),并在测定类黄酮、非结构性碳水化合物以及植物激素脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)含量变化的基础上,对两个阶段的枝条开展蛋白质组学分析。结果发现:随着气温的降低,弯刺蔷薇枝条抗寒性逐渐增强,其LT50值在严冬阶段达到-54.7℃。枝条中淀粉和ABA含量无显著变化,类黄酮含量、总可溶性糖及其主要组分蔗糖、葡萄糖、果糖、棉籽糖含量显著升高,SA含量则呈现出先下降再上升的变化。相关性分析表明,LT50值与类黄酮、总可溶性糖及其主要组分葡萄糖、果糖含量存在显著负相关。进一步的蛋白质组学分析发现,枝条在越冬过程中共累积差异表达蛋白153个,其中初冬阶段和严冬阶段分别为92个和91个。越冬期间,淀粉和蔗糖代谢、类黄酮生物合成、抗氧化系统、细胞壁松弛与延伸、水分运输通道、细胞脱水耐受等相关蛋白显著上调,表明弯刺蔷薇枝条启动了一系列的生理生化变化以响应长期冷冻低温胁迫。特别是进入严冬阶段,脱水素、抗冻蛋白和水通道蛋白可能为维持细胞水分状况发挥了重要作用。本研究为深入揭示弯刺蔷薇耐寒分子机制打下了坚实基础。
宋慧 , 王迎儿 , 古斌权 , 李林章 , 黄芸萍 , 张香琴
2020, 21(6):1577-1585. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200515002 CSTR:
摘要:以母本中国南瓜(Cucurbita moschata)MO 和父本印度南瓜(Cucurbita maximam)MA 为对照,通过测定热胁迫 前后植株叶片的相对电导率(E)、计算伤害率(RI)以及正向超亲优势PHA%值和负向超亲优势NHA%值,对36 个中(MO)× 印(MA)南瓜远缘杂交新种质的F5 和F6 代自交系进行耐热性评价。结果显示,RI 对材料耐热性差异区分度高,与植株耐热 表型结果吻合,与植物耐热性负相关,可直观评价中印南瓜远缘杂种后代耐热性。供试南瓜材料在热处理之后,相对电导率 (E)均升高,表明热处理破坏了叶片细胞膜;不同材料之间相对电导率增加幅度不同,表明材料间细胞膜热稳定性存在差异。 中国南瓜MO 比印度南瓜MA 耐热性强,其RI 值分别为0.24±0.10 和0.65±0.29。以MO 和MA 的RI 值为阈值,共筛选到16 个耐热株系(PHA%值在-8.3~-87.5%,平均值为-54.1%),14 个不耐热株系(NHA%在3~40%,平均值为24.3%),和6 个耐热性 介于亲本之间的株系。供试材料整体上的耐热性呈两级分化,耐热性增强效果明显。F4 代的耐热性存在分离,18SH 和18SE 的后代耐热性增强,18SF 耐热性减弱。以RI 值0.15 为阈值,筛选到13 个表现出超亲优势的耐热株系,包括源于18SH 的10 个F5 代株系,2 个源于18SE 的F5 代株系和1 个源于18FB 的F6 代株系。筛选的耐热优系,为培育适宜越夏栽培的耐热印度 南瓜新品种提供有价值的亲本。
朱红莲 , 杜娟 , 刘正位 , 孙亚林 , 李明华 , 彭静 , 周凯 , 柯卫东
2020, 21(6):1586-1595. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200529001 CSTR:
摘要:本文对我国莼菜(Brasenia schreberi J.F. Gmel.)野生资源和栽培品种的现状进行调查,并对湖南、江西、云南、 黑龙江等地的莼菜居群进行了考察和收集,对国家种质武汉水生蔬菜资源圃已保存的6 个栽培品种及采集到的6 个野生居群 27 个样品进行了遗传多样性分析。结果表明:在卷叶颜色、叶背面颜色、叶片大小和胶质厚薄等表型性状上,莼菜野生居群 较栽培品种多样性更为丰富,分子水平分析也表明莼菜遗传多样性较为丰富(π=0.3456),野生居群的遗传多样性(π=0.3386) 高于栽培品种(π=0.2916)。野生莼菜居群间存在较大的遗传分化(Fst=0.2654),居群内遗传变异(76.99%)大于居群间变 异(23.01%),居群内变异是野生莼菜的主要变异来源。群体结构分析表明,莽山的两个莼菜居群在聚类树中单独聚为一类, 且与其他居群遗传差异较大。莼菜栽培品种与野生居群遗传分化较小(Fst=0.0674),说明目前莼菜栽培品种人工驯化程度较 低。并对我国莼菜资源的保护提出了建议。