云南粳稻核心种质杂种后代孕穗期耐冷性研究

以236份云南地方粳稻核心种质和云南主栽梗稻Oryza satica品种合系35配制的杂种F5、BC1F4、BC2F3和BC3F2为材料,在昆明自然低温平均17.8℃(冷害)条件下,对亲本及其后代进行孕穗期耐冷性研究.结果表明:①亲本耐冷性状间的相关性明显高于其杂种后代,不同世代间总体趋势为随着回交世代增加其性状间相关性减弱.在亲本及其杂种后代间耐冷指标性状穗颈长、穗下节长、每穗实粒数、每穗秕粒数与结实率均呈较高的(≥0.370)极显著(n=236,R0.01=0.181)相关.②株高、穗颈长、穗下节长等耐冷性状在亲本强弱耐冷系统群间的差异明显,表现为亲本耐冷性强的材料秆和穗较长、穗粒数较多,同一性状变异程度减小.但随着回交代数的增加,这些性状的平均值逐渐趋同于轮回亲本,差异减小.③穗颈长、穗下节长、每穗实粒数、每穗秕粒数与结实率在5个稻作区间的变化规律呈现一致性,亲本和F5的差异较大,而BC2F4、BC2F3和BC3F2的差异较小,且趋同于轮回亲本.通过连续回交,在BC3F1即可获得耐冷性状表现良好的材料.     

云南籼稻核心种质回交后代苗期耐冷性研究

早春低温和连续阴雨是导致籼稻烂秧的主要因素之一,筛选耐冷的种质资源,将耐冷性基因导入高产的籼稻品种之中是防止低温冷害最为经济有效的方法。加强籼籼稻杂交后代的苗期耐冷性研究,可为籼稻耐冷性育种提供条件。以235份云南籼稻核心种质和云南主栽籼稻品种滇屯502(Oryzasatica)配制的杂种F5、BC1F4、BC2F3和BC3F2代为材料,在昆明自然条件下,对亲本及其后代进行苗期(三叶)耐冷性研究。结果表明,(1)不同回交世代与杂种与亲本间的苗期耐冷强弱差异较大,总体趋势为回交供体亲本>F5>BC1F4>BC2F3>BC3F2;揭示了随着回交世代的增加,其回交杂种苗期耐冷性减弱,越来越趋于轮回亲本,在耐冷育种上对回交供体亲本及其早世代材料进行选择更易获得苗期强耐冷材料。(2)同一稻作区,回交供体亲本的苗期耐冷强于杂种后代;稻作区划间,回交供体亲本及杂种F5总趋势相近,滇中一季籼稻粳稻区和滇东北高原粳稻区材料耐冷最强,而BC1F4、BC2F3和BC3F23个回交世代存在一定差异。     

核桃楸种群果核形态及地理变异

为揭示核桃楸种群果核形态变异及其与地理环境要素间的关系,以东北到华北天然分布的9个核桃楸种群为研究对象,采用相关、回归和聚类等数据处理方法分析其果核长度、横径、棱径、体积和果形指数.结果显示:不同种群间果核性状均存在极显著差异,且各性状的遗传力均大于0.9,表明核桃楸果核形态性状存在着丰富的变异,且受到很强的遗传控制.在种群间和种群内果核体积的变异系数与相对极差均最大,果核宽度值最小,表明体积的变异最大.相关分析表明,果核形态变异主要受经度、温度和相对湿度的影响.基于果核形态指标9个种群的聚类分析表明,各表型性状并未完全按地理距离而聚类.总的来说,果核性状的变异是核桃楸适应不同生境条件的方式之一,且这种变异是不连续的.     

高产小麦品种川麦42产量性状QTL分析

解析骨干亲本产量性状分子模块对小麦品种分子设计与分子育种具有重要作用.以突破性高产小麦品种川麦42和川农16及其构建的127个重组自交系(RIL)群体(F10)为实验材料,分别于2014年和2015年在四川双流、什邡3个环境下种植,并测量千粒重、穗粒数等产量性状.利用Illumina公司的小麦90K SNP芯片对亲本和群体进行全基因组81 587个单核苷酸多态性分型.使用QTL Ici Mapping软件绘制遗传连锁图,并定位到一些控制产量性状的数量性状位点(QTL).结果显示:遗传图谱含8 580个SNP标记,全长3 147.1 c M,平均密度0.37 c M/标记.共定位到21个效应来自川麦42的产量性状QTL(解释表型变异10%),分别位于1B、1D、2B、2D、3B、3D、4A、5A、5B、6B和7B,控制着株高、穗长、穗重、千粒重等性状,解释表型变异10.01%-23.07%.其中,1D、2B、5A、5B存在控制株高、籽粒面积、千粒重、穗长、穗重,并且在多个环境下均出现的QTL.此外,2B、5A、5B、7B上存在同时控制多个性状的QTL.这些研究结果可为深入了解骨干亲本川麦42产量性状遗传特性提供重要信息.     

不同生态下云南稻核心种质孕穗期耐冷性状的表型多样性差异

以504份云南地方稻核心种质为材料,在昆明自然低温平均18℃(冷害)和新平27℃(正常)条件下进行孕穗期耐冷性状的表犁多样性生态差异分析.结果表明:(1)在3种生态环境下,云南稻核心种质11个耐冷性状的平均值、标准差、变异系数等参数存在一定差异,总趋势呈现籼稻(Indica)不同环境间这3个特征值差异较粳稻(Japonica)明显;弱耐冷系统群差异较强耐冷系统群明显.(2)不同环境间11个耐冷性状Shannon-weaver遗传多样性指数存在明显差异,体现为正常环境高于冷害环境,粳稻(Japonica)高于籼稻(Indica),强耐冷材料高于弱耐冷材料.这种差异主要由剑叶长、穗颈长、穗下节长、1～2节长、穗长、主穗实粒数和结实率等7个耐冷性状差异所致.     

高原粳稻在不同海拔条件下品质特性分析

高原粳稻育种基本上以海拔高度开展育种研究,为了明确海拔变化对稻米品质的影响,选用7个不同的品种(Oriza sativa L.)分别种植在6个不同海拔生态条件下,研究了在不同海拔条件下的稻米品质性状的变化规律.利用方差分析法对品质性状在不同海拔间的变异进行差异显著性分析,并对品质性状在海拔间的变异系数进行聚类和主成分综合分析评价.研究结果表明,海拔梯度变化对胶稠度、蛋白质、垩白率等影响较大;其次是整精米率;糙米率、粒长、精米率对海拔变化较迟钝,受海拔影响较小,主要受遗传因子的制约;直链淀粉含量在海拔间差异不显著,主要来自于品种间的差异,性状表现主要受品种遗传因子的制约,受环境影响小;高原立体气候条件下,品种须注意海拔种植范围.     

土壤水分胁迫对花生籽仁矿质元素含量的影响

选用我国北方地区近年来选育或推广应用的29个花生品种（系）,采用全生育期内人工控水盆栽试验,设置正常供水（控制整个生育期土壤含水量为田间持水量的75%~80%）和中度干旱胁迫（控制土壤含水量为田间持水量的45%~50%）2个水分处理。收获后分析籽仁中铁、锌、锰、铝、镉等微量元素和钙、镁、钾、磷、氮等主要矿物质元素含量。结果表明,花生籽仁中铅、铬含量极低,未能检测出;品种间各微量和其他矿质元素含量均存在明显差异,微量元素中,铝平均含量最高,锰含量最低,铁和锌含量居中。干旱使花生籽仁中除铝之外的铁、锌、镉、锰微量元素含量显著增加,尤其是铁,其含量是浇水条件下的2.9倍,其次是镉,为浇水条件下的2.4倍,锌也达1.6倍;但干旱使籽仁中钙、镁含量降低,氮、磷、钾3元素的变化不大,两处理间差异不明显;两处理中除锌元素外其余矿质元素含量间的相关系数间均呈显著或极显著相关关系,镁、锰和镉三元素间的相关系数最大,均在0.95以上,钙次之,磷最小。表明土壤干旱可提高花生籽仁中铁、锌、镉、锰微量元素含量,且微量矿质元素协同效应明显;土壤湿润降低花生籽仁中磷、钾元素与其他矿质元素间的相关关系。     

镉胁迫下蓖麻对镉及矿质元素的富集特征

目前中国农田遭受镉污染的情况日益严重。蓖麻(Ricinus communis L.)是一种能源作物,同时对镉有较高的耐性和富集能力,因此利用蓖麻资源为合理利用镉污染农田提供了一种可行的途径。在温室条件下(5~32℃)采用盆栽试验,设定2个镉质量分数梯度(2.396和5.396 mg·kg-1),研究镉胁迫下30种蓖麻品种茎、叶和果实对镉和矿质元素(铝、钼、铜、钙、锌、硫、磷、镁、锰和铁)吸收和富集特征,以及矿质营养元素与镉富集的相关性。结果表明:镉在不同组织的分布情况为茎叶果实,铝、钼、硫、锰和铁在不同组织的分布为叶果实茎,钙和镁在不同组织的分布为叶茎果实,铜、锌和磷在不同组织的分布为果实叶茎。在低镉质量分数(2.396 mg·kg-1)处理条件下,茎、叶和果实中镉质量分数变化范围分别为0.600~1.670、0.310~1.970和0.130~0.909 mg·kg-1,平均值分别为1.030、0.831和0.362 mg·kg-1。在高镉质量分数(5.396mg·kg-1)处理条件下,茎、叶和果实中镉质量分数变化范围分别为1.012~4.032、0.698~3.514和0.227~1.525 mg·kg-1,平均值分别为1.964、1.583和0.694 mg·kg-1。蓖麻茎、叶和果实对镉和矿质元素(铝、钼、铜、钙、锌、硫、磷、镁、锰和铁)的富集受蓖麻品种和土壤中镉含量的显著影响。钙、硫、镁、铁的积累与镉的吸收呈显著正相关关系;锌、锰、铜、磷的积累与镉的吸收呈显著负相关关系,而铝、钼的积累与镉的吸收无显著相关关系。因此,合理调控污染土壤中矿质元素的含量可以提高蓖麻对镉污染土壤的修复效率。     

云南稻核心种质F2主要形态性状变异及地理生态研究

种质资源是水稻育种的重要基因来源.掌握育种材料遗传背景信息,可为发掘优异种质,选育优良性状新品种提供依据.以548份云南稻核心种和云南主栽籼稻品利慎屯502(Oryza satica)、粳稻品种合系35(Oryzasatica)配制的杂种F2(498份)为材料,采用群体遗传学的方法,研究云南稻核心种质杂种F2代的11个形态性状的综合变异系数、遗传多样性指数(Shannon指数)及其地理分布.结果表明:(1)F2存在明显的性状分化和遗传变异,以有效穗、穗颈长、穗下节长、每穗实粒数、秕粒数、总粒数和结实率的综合变异系数高,遗传多样性丰富;(2)滇西南(临沧、思茅、德宏、西双版纳)和滇东南(文山、红河)的材料在表型性状上存在更大的分化,综合变异系数高,遗传多样性丰富;保山、昭通、曲靖次之;怒江、丽江、迪庆、大理最低.     

抗除草剂转基因油菜与野芥菜的杂交1代与5种常规栽培油菜回交后代的适合度

抗除草剂转基因油菜(Brassica napus)的抗性基因具有向野芥菜(Wild B.juncea)漂移的可能性,为了解野芥菜接受抗性油菜的花粉形成携带抗性基因的F1后,再接受常规栽培油菜的花粉可能产生的影响,以2种F1(野芥菜为母本、抗草甘膦和抗草丁膦转基因油菜分别为父本获得)为母本,5种常规栽培油菜(B.napus)为父本进行回交,统计了回交后每角果的饱满种子粒数和角果长,测定了回交1代(BC1)、回交1代子1代(BC1F1)的萌发率以及抗性基因在后代中的传递频率,并在温室条件下测定了携带抗性基因的BC1以及BC1F1的适合度.结果显示,2种F1和5种常规栽培油菜回交后每角饱满粒数都很少,平均都不超过1粒;BC1以及BC1F1代间出苗率没有显著差异,但都显著低于亲本野芥菜.两种抗性基因在BC1以及BC1F1中都能以49%-62%和52%-64%的频率传递下去.温室条件下各BC1的总适合度没有显著差异,但都显著低于野芥菜,主要原因是各BC1的有效角果数少和每角饱满粒数显著少于野芥菜.从BC1F1的总适合度来看,携带不同抗性基因的F1和同种常规油菜的BC1F1的总适合度没有明显差异,各BC1F1的总适合度和野芥菜也没有显著差异,但繁殖能力还是显著低于亲本野芥菜.相比BC1,其自交产生的BC1F1的繁殖能力有所提高,主要表现在有效角果数和每角饱满种子粒数有较为明显的增加.研究表明转基因油菜的抗性基因通过花粉漂移到野芥菜产生F1后,携带了抗性基因的F1在有大量常规栽培油菜的环境下,存在和常规油菜通过回交产生携带抗性基因的种子的可能性,尽管BC1以及BC1F1的繁殖能力弱,但都能产生后代;常规栽培油菜的基因型对携带抗性基因的F1接受常规栽培油菜的花粉后可能产生的生态风险有一定影响.总之,野芥菜接受转基因油菜的花粉产生F1后又接受常规油菜的花粉而造成的抗性基因逃逸风险较小,但值得关注.