2025, 26(1):157-164.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240318002
摘要:小麦叶片颜色与植株光合效率和籽粒产量密切相关。人工合成小麦Y223表现为生理性黄叶,与正常绿叶品种晋作82的杂种F1植株叶色表现为中间型,在Y223旗叶抽出17 d后,杂种F2群体中绿叶、中间和黄叶类型植株数目的分离比例符合1∶2∶1,表明Y223的黄叶表现不完全显性。采用混合分离群体分析法,利用杂种F2植株构建绿叶池和黄叶池,从分布于小麦21条染色体的569个SSR标记中筛选出12个在亲本间和绿叶/黄叶池间表现多态性的标记。利用9个位于2B染色体的多态性标记扩增F2群体,最终用5个标记定位了黄叶位点,暂命名为YL-2B,其侧翼标记为Xbarc200和Xbarc55,与YL-2B的遗传距离分别为2.3 cM和3.8 cM。通过比较显隐性、黄叶表型和标记连锁程度,证明YL-2B与2B染色体上已报道黄叶位点均不相同,是1个新的黄叶位点。本研究初步明确了Y223黄叶位点的遗传规律和染色体位置,为下一步基因克隆以及叶片衰老机制解析奠定了基础。
2025, 26(2):271-283.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240527001
摘要:为明确知母(Anemarrhena asphodeloides)种内种质的遗传背景,本研究利用聚类分析和主成分分析等方法,对160份知母种质材料进行了基于表型性状和SSR分子标记的遗传多样性分析。结果表明,21个表型性状的多样性指数变化范围为0.99~7.60,均值为1.99;变异系数的变化范围为17.22%~151.07%,均值为51.49%。采用新开发的27对SSR引物对160份知母种质材料进行毛细管电泳,共检测到143个等位基因,有效等位基因数变幅为0.56~7.40,均值为3.54;Shannon’s信息指数变幅为0.17~0.51,均值为0.36;多态信息含量变幅为0.15~0.50,均值为0.38。聚类分析表明,160份知母种质材料并没有明显的分开,但部分同一来源的知母成簇出现。主成分分析与聚类分析相互验证,也呈现相似的结果,这可能与不同地区的知母种植者频繁交换种子种苗有关。本研究通过卡方检验和T检验筛选出与6个表型性状相关联的9个SSR标记,可用于知母分子标记辅助育种。
2025, 26(2):296-308.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240528001
摘要:为了研究朱砂根(Ardisia crenata Sims)种质资源表型多样性,利用变异分析、相关性分析、主成分分析以及聚类分析等方法对56份朱砂根种质资源的32个表型性状进行了分析。多样性分析结果表明56份朱砂根种质存在丰富的变异,18个质量性状的Shannon-Wiener多样性指数变化范围为0.300~1.247,均值为0.734;14个数量性状Shannon-Wiener多样性指数1.931~2.071,均值2.007,变异系数8.98%~46.32%,均值23.3%。相关性分析结果表明,果实横径和纵径相关性最大,果皮颜色与果枝总轴颜色、果枝分轴颜色、果柄颜色均呈极显著正相关,节间长度与株高、当年生主干高均呈极显著正相关。主成分分析结果表明,8个主成分累计贡献率达到76.34%,主要为植株与果枝长度,果实、叶片等颜色,是朱砂根种质表型差异的主要因素;筛选获得4个综合得分高的朱砂根优良种质资源。聚类分析可将56份朱砂根种质分为6个类群,不同类群间表型性状存在较大差异。丰富的表型多样性和变异类型为朱砂根优良种质资源的选育、开发和利用奠定了基础。
2025, 26(2):331-341.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240515002
摘要:蛋氨酸是畜禽类玉米-豆粕型日粮的第一限制性氨基酸,氨基酸不平衡会导致机体蛋白质合成受到抑制从而影响肉和奶的品质。为解析玉米籽粒蛋氨酸积累的调控机制,本研究利用同源克隆方法获得了影响蛋氨酸含量的候选基因ZmTS1(Threonine synthase1),通过玉米突变体材料验证ZmTS1基因功能,发现与野生型相比,Zmts1突变体籽粒中蛋氨酸含量提高了60%,SDS-PAGE凝胶电泳结果表明Zmts1突变体成熟籽粒中富含蛋氨酸残基的10 kDa δ醇溶蛋白较野生型有了显著提高,验证了该基因可显著提高玉米籽粒中蛋氨酸含量。生物学信息分析结果表明,该蛋白含有一个苏氨酸合酶结构域,属于亲水性蛋白。通过转录组分析挖掘与蛋氨酸代谢相关的差异表达基因,共筛选到1144个差异表达基因, 其中571个基因表达上调, 573个基因表达下调。GO和KEGG富集通路分析表明,差异表达基因主要参与氨基酸的生物合成和代谢途径。利用qRT-PCR进一步验证了7个可能参与蛋氨酸代谢途径的关键候选基因,RNA-Seq与qRT-PCR的表达模式一致,表明7个基因能间接调控蛋氨酸代谢途径。本研究为高蛋氨酸玉米育种提供了新的种质资源,也为玉米蛋氨酸调控机制提供一定的理论依据。
2025, 26(3):405-418.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240621002
摘要:杜鹃花是中国十大名花之一,观赏价值极高,深受人们喜爱。杜鹃花属内物种数量多、种间自然杂交频繁、部分种类园艺化程度很高,且品种命名不统一,使得国家和地区间的品种交流受到一定影响。SSR标记在种质鉴定、遗传多样性分析、分子标记辅助育种等方面具有优势。本文综述了近20年来SSR标记在杜鹃花属植物中的研究进展。目前,利用各类生物数据库信息、二代测序技术,及其他方法开发杜鹃花属SSR标记共约509对,部分标记在近缘物种中的引物通用性在50%到100%不等。在杜鹃花属物种保护方面,SSR标记被应用于物种保护策略研究、交配系统研究和基因交流研究,为物种遗传多样性保护提供科学依据。SSR标记还被应用于杜鹃花属杂交后代真实性鉴定和性状-标记关联分析等方面,在叶片褪绿和花色等性状上展开研究。对未来SSR标记的应用前景进行了展望,在以杜鹃花属濒危物种为重点大力开发属内SSR标记、开展重要性状关联辅助育种、构建DNA指纹图谱加强品种鉴定等方面深入研究,以期为杜鹃花属植物的研究、保护和遗传育种提供参考。
王世壮,聂亚敏,黄婧芬,张巧玲,郑崇珂,谢先芝,王艳艳,邢梦,陈文熹,陈子易,郑晓明,王文生,杨庆文,乔卫华
2025, 26(3):470-480.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240602001
摘要:水稻是盐敏感植物,土壤盐渍化对水稻产量影响巨大。发掘并聚合耐盐基因的优异单倍型,创制耐盐种质,对于水稻耐盐品种选育及我国盐碱地的高效利用都具有重要意义。本研究首先对水稻3K数据库的236份核心种质进行苗期及大田耐盐鉴定,筛选出一份来自澳大利亚的强耐盐种质‘71011’,其在150 mmol/L NaCl处理条件下存活天数25.5 d,耐盐等级5.2, 大田盐胁迫浓度为0.3%~0.5%条件下耐盐存活率100%;利用236份核心种质对已报道的、功能清晰的20个耐盐基因进行单倍型分析,筛选出AKT1、CPK12、MYB48、P5CS1、SIK1、SKC1、SNAC1、HKT1共8个与耐盐性状相关联的基因单倍型。然后利用耐盐品种‘盐丰47’与普通品种‘农垦57’作为亲本,分析序列差异、验证表达量并构建重组自交系,最终开发出AKT1、MYB48以及HKT1三个耐盐相关基因的分子标记,并利用分子标记聚合耐盐基因优异单倍型,创制出强耐盐的新品系。研究结果为水稻耐盐育种提供了可利用的分子标记、耐盐品种资源与创新种质。
2025, 26(3):575-588.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240626001
摘要:InDel标记已广泛用于果树分子标记辅助育种等研究领域,然而针对我国传统特色果树杨梅的相关研究报道甚少。本研究通过103份杨梅核心种质全基因组重测序及生物信息学分析,共获得了大小分布在1~50 bp 范围内的25831 个InDel。不同染色体上的InDel变异频率介于1/11297~1/8903;其中,CM025856.1染色体上发生InDel变异频率最高。通过注释分析发现有1312个InDel 分布在基因外显子区域,另有21055和6659个InDel分别分布在基因间区和内含子区域。经GO注释,上述InDel生物过程主要涉及细胞过程(Cellular process)和代谢过程(Metabolic process);分子功能主要包括结合(Binding)和催化活性(Catalytic activity)。经KEGG 通路分析发现,InDel 所在的基因区域的功能主要为次生代谢、碳代谢和核质运输等。通过全基因组关联分析,获得20个与杨梅果实成熟期性状显著关联的InDel,其功能注释主要涉及线粒体、质体结构基因,三磷酸核苷水解酶和细胞分裂素信号蛋白等。进一步验证显示InDel EP-18标记对杨梅果实成熟期性状鉴定准确率较高,达89.25%;通过基因预测结果发现该位点注释为早期结瘤素家族(Early nodulin)基因。本研究筛选获得的InDel EP-18标记将为杨梅分子辅助育种提供重要的理论依据。
2025, 26(4):656-671.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240809003
摘要:为筛选适宜性较好的优质棉花品种,服务于生产。以24个早熟和早中熟陆地棉品种为材料,进行为期3年的品种比较试验,使用相关性、主成分、聚类、灰色关联度等方法进行分析。结果显示,3年误差项变异系数在0.21%~4.18%之间,2022年误差项变异系数相对较高,单株成铃数和单铃重变异程度最大;17对性状之间相关性达到显著水平,37对达到极显著水平,农艺性状与产量、纤维品质性状间相关性错综复杂,纤维品质性状内部相关性较为密切;提取到4个主成分,解释77.98%的变化率。以隶属函数、灰色关联模型和AHP模型为基础,提出一套资源综合评价体系,筛选得到金丰6号、J8031、新农大棉1号等综合品质较优品种,为生产中品种选择提供借鉴。分别在283份陆地棉资源群体和416份自育优良品系中验证综合评价体系,筛选得到A191、A110、Y228、Y210、Y297等优质材料和A241、A39、Y110、Y366、Y329等综合水平较差材料,经实际检验,评价结果与田间表现一致,证明评价体系具有进一步推广的基础。
2025, 26(4):683-692.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240729001
摘要:本研究鉴定了国内外100份菜用豌豆种质的3个商品品质性状和5个营养品质性状,分析了其特征数据、遗传变异和性状相关性,同时分析了依食用器官不同划分的青豌豆和荷兰豆两大群体间的遗传分化程度,并开展了基于8个品质性状的聚类分析及综合评价。结果表明,8个性状在种质间均存在显著性差异,变异系数变幅为4.85%~95.04%,其中可溶性蛋白含量变异最大,含水量变异最小;遗传多样性指数在1.33~2.03之间,其中可溶性糖含量多样性最丰富,而可溶性蛋白含量多样性偏低;广义遗传力变幅为90.38%~99.77%,均大于90%,说明性状差异中的大部分可由基因差异解释。两两性状间有12对达极显著相关水平,其中总氨基酸含量与含水量的相关系数高达0.75,而与可溶性蛋白含量的相关系数达-0.49。荷兰豆和青豌豆两大群体间8个性状的遗传分化系数在6.01%~92.45%之间,其中维生素C含量是分化最明显的性状,含水量分化不明显。聚类分析可将100份种质划分为3个品种群,青豌豆品种主要聚集在品种群Ⅱ,多数荷兰豆品种集聚在品种群I,5份性状特异的荷兰豆构成品种群III。基于性状数据特征筛选出WD-123(中豌9号)、WD-135(蜜珍豌豆)、WD-147(奇珍76)等优质青豌豆品种,其中WD-123可溶性蛋白含量高达73.26 mg/g;筛选出WD-057(2015-11)、WD-072(麻皮豌豆)、WD-112(2015-44)等优质荷兰豆品种,其中WD-072的维生素C含量高达199.64 mg/kg。本研究揭示的豌豆品质性状遗传变异特征及种质间亲缘关系,可为菜用豌豆品种栽培应用及后续遗传育种提供优质种源和技术依据。
陈鑫如,石美娟,王亚兴,任海燕,薛晓芳,苏万龙,刘丽,赵爱玲,王永康,李登科,李毅
2025, 26(4):693-707.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240706001
摘要:选取197份制干枣种质作为研究对象,基于层次分析法对其物性、外观和内在品质分析评价,从22项品质性状中选取关键性指标,构建综合评价体系;采用层次分析与灰色关联度相结合的方法对干枣种质果实品质进行全面分析和综合评价,并分别根据等权及加权关联度对其进行排序,筛选优异制干枣种质。结果表明,干枣种质果实品质间存在一定差异,变异系数为5.687%~68.430%;品质性状各指标间存在不同程度的相关性,鲜枣果实粘附性与干枣果实咀嚼度呈显著负相关;采用层次分析法构建了干枣种质果实品质综合评价模型,结合相关性分析结果确定了干枣咀嚼度、干枣单果重、干枣硬度、干枣果皮平展度、干枣果实颜色、干枣可溶性糖含量、干枣可溶性固形物含量7项关键性状为评价干枣果实品质特性主要指标;对197份枣种质进行了品质评价,依据灰色关联分析结果,筛选出15份综合品质优异的制干枣种质。本研究为优良制干枣种质精准鉴定和高效利用提供科学依据。