作物杂志, 2018, 34(6): 48-52 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.06.008

遗传育种·种质资源·生物技术

新疆及周边地区糜子种质资源表型多样性分析

梅日·阿黑哈提, 吾买尔夏提·塔汉, 艾尔肯·艾林别克, 王玉祥

新疆农业大学草业与环境科学学院,830052,新疆乌鲁木齐

Phenotypic Diversity of Proso Millet (Panicum miliaceum L.) Germplasm Resources in Xinjiang and Its Surrounding Areas

Meiri· Aheihati, Wumaierxiati· Tahan, Tahan· Ailinbieke, Wang Yuxiang

College of Grassland and Environment Sciences, Xinjiang Agricultural University, Urimqi 830052, Xinjiang, China

通讯作者: 吾买尔夏提·塔汉,副教授,主要从事植物资源与遗传多样性研究

收稿日期: 2018-05-28   修回日期: 2018-08-27   网络出版日期: 2018-12-15

基金资助: 国家自然科学基金.  31760083

Received: 2018-05-28   Revised: 2018-08-27   Online: 2018-12-15

作者简介 About authors

梅日·阿黑哈提,在读硕士,主要研究方向为植物生物学 。

摘要

收集新疆及周边14个地区糜子种质资源,分析农艺性状的遗传多样性,同时运用主成分分析和聚类分析方法对其进行综合评价。结果表明,不同糜子种质资源表型性状变异丰富,变异系数为12.37%~91.40%;遗传多样性指数较大,变幅在0.410~0.809;主成分分析结果表明,前5个主成分代表了14份糜子资源的表型性状80.020%的信息,其贡献率分别为36.414%、20.713%、8.546%、7.476%、6.870%。聚类分析结果表明,在遗传距离为12.5时,14个地区糜子材料被聚为2类,第1类以中国新疆北部和哈萨克斯坦糜子为主,这一类为矮秆、单株产量高、叶片短而窄,可作为高产选育目标的亲本材料;第2类以中国陕西、甘肃和新疆南部糜子聚为一类,此类为高秆、茎秆干重高、叶片长而宽,可作为饲草材料。

关键词: 糜子 ; 种质资源 ; 表型多样性 ; 变异分析

Abstract

This study collected the germplasm resources of proso millet in Xinjiang and its surrounding areas. The genetic diversity of agronomic traits was analyzed. A comprehensive evaluation was conducted using principal component analysis and cluster analysis methods. The results of data analysis showed that the phenotypic traits of proso millet germplasm resources were highly variable, with coefficients of variation ranging from 12.37% to 91.40%; the genetic diversity index was relatively large, ranging from 0.410-0.809. The principal component analysis results showed that the first five main species composition represented 80.020% of information on the phenotypic traits of 14 scorpion resources, and their contribution rates were 36.414%, 20.713%, 8.546%, 7.476%, and 6.870%, respectively. The results of cluster analysis indicated that when the genetic distance was 12.5, the 14 species of proso millet were clustered into 2 categories. The first category was mainly proso millet in the northern Xinjiang, China and the Kazakhstan in which the leaves were short and narrow which can be used as the parent material for high-yielding breeding purposes. The second group was proso mille in Shaanxi, Gansu and southern Xinjiang, China, and they were of high culms, high grass weight, and long and wide leaves, which could be used as grass material.

Keywords: Proso millet (Panicum miliaceum L.) ; Germplasm ; Phenotypic diversity ; Variation analysis

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本文引用格式

梅日·阿黑哈提, 吾买尔夏提·塔汉, 艾尔肯·艾林别克, 王玉祥. 新疆及周边地区糜子种质资源表型多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, 34(6): 48-52 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2018.06.008

Meiri· Aheihati, Wumaierxiati· Tahan, Tahan· Ailinbieke, Wang Yuxiang. Phenotypic Diversity of Proso Millet (Panicum miliaceum L.) Germplasm Resources in Xinjiang and Its Surrounding Areas[J]. Crops, 2018, 34(6): 48-52 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2018.06.008

糜子(Panicum miliaceum L.)属禾本科黍属的小杂粮作物,又名黍、稷和糜[1],在新疆将它的米叫“塔尔米”,是新疆哈萨克族人民喜爱的传统食品[2]。糜子不仅有较高的营养价值[3],也具有较高的药用价值[4]。在亚洲和非洲它主要用于粮食作物,而在美国和澳大利亚,它主要作为鸟类和牲畜的饲料[5]。目前在亚洲、北美、欧洲和非洲的干旱少雨、土壤瘠薄地区种植[6]。糜子形态高度多样化,产量因地而异,已成为旱地农业发展的重要作物[7]。新疆是干旱、土壤盐渍化问题较重的地区,糜子有希望发展为该地区的粮食作物和经济作物[8],由于常年栽培,地方品种已退化,产量不稳,另外品种不纯,有混种现象,严重影响当地糜子生产,因此,新疆糜子新品种的选育迫在眉睫。近年来,不少育种学家对各地区的糜子种质资源进行农艺性状的变异分析,董俊丽[9]对225份黍稷资源的9个表型性状研究发现,变异系数最大的是单株粒重;各个性状的遗传多样性指数均较高,表明黍稷的表型性状丰富,且在产量性状上有较高的变异潜能。张志芬等[10]将896份糜子材料按地理来源不同分组,在每组内取样10%,对材料进行考种,统计了14项农艺性状,并测定变异系数、遗传多样性指数等指标,对表型数据分析后选出152份糜子种质。董孔军等[11]选取甘肃省600份糜子地方品种并对其11个农艺性状进行主成分分析,结果显示:生育期、株高、米色、主穗长、单株粒重、花序色和抗落粒性这7个主要农艺性状累计贡献率为84.97%。以上对不同地理生态区糜子种质资源表型遗传多样性的研究,为发掘优异资源奠定了基础。本研究收集中国新疆(南部、北部)、陕西和甘肃,以及国外(哈萨克斯坦)糜子资源,通过同质栽培,观测其表型遗传变异,并结合聚类分析、主成分分析,对糜子种质资源进行评价,这对于鉴别特异种质,筛选优异种质以及拓宽新疆糜子的遗传基础具有重要现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验材料如表1显示,引自哈萨克斯坦的4份(编号为1~4),中国陕西的2份(编号为5、6)、甘肃的1份(编号为7)和新疆本地栽培的7份[其中新疆北部的4份(编号为8~11)、新疆南部的3份(编号为12~14)],共计14份糜子种质资源。哈萨克斯坦的4份糜子由哈萨克斯坦塞弗林大学提供;中国陕西的2份糜子由陕西省农业科学院提供;中国甘肃的1份材料来自甘肃临夏县。

表1   糜子资源材料

Table 1  The proso millet germplasm resource

编号
Code
种质名称
Name
来源Regions
1H33哈萨克斯坦Kazahstan
2HP哈萨克斯坦Kazahstan
3HC哈萨克斯坦Kazahstan
4HK哈萨克斯坦Kazahstan
5SHN中国陕西西安Xi’an, Shaanxi, China
6SHW中国陕西西安Xi’an, Shaanxi, China
7GS中国甘肃临夏县Linxia, Gansu, China
8BRG中国新疆布尔津县Buerjin, Xinjiang, China
9NLK中国新疆尼勒克县Nileke, Xinjiang, China
10TL中国新疆托里县Tuoli, Xinjiang, China
11TKS中国新疆特克斯县Tekesi, Xinjiang, China
12WS中国新疆乌什县 Wushi, Xinjiang, China
13YGQ中国新疆阿克苏市Akesu, Xinjiang, China
14SC中国新疆莎车县Shache, Xinjiang, China

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1.2 试验设计

试验于2016年5月-2017年10月在新疆乌鲁木齐市头屯河区新疆农业大学三坪实习农场进行,位于准噶尔盆地南缘,海拔580~739m。气候属温带大陆性半干旱气候,日照充足,具有丰富的光照资源,年日照时数为2 829.4h,年降水量228.8mm,年均蒸发量为2 647mm,无霜期为163d,年均气温7.2℃,7月平均气温为24.6℃。土壤类型多为黄板土。试验采用随机区组设计,3次重复,采用穴播方式种植,穴距30cm;小区面积为2m2,每个小区播种3行,行长2m,行距为30cm。田间管理按照常规方法进行。

1.3 性状调查

每份材料选取15株,目测穗型;待植株成熟时于室内调查株高、穗长、茎粗、穗重、千粒重、单株分蘖数、单株有效穗数、主茎穗重、主茎节数、叶长和叶宽、单株产量、茎秆干重。

1.4 数据分析

使用SPSS 22.0统计软件计算各农艺性状的平均值、标准差、极大值和极小值、变异系数、多样性指数,并进行主成分分析、聚类分析。

Shannon-Weave指数的计算:先用Excel计算14份糜子材料总体平均数(X)和标准差(σ),然后划分为10级,从第1级[Xi<(X-2σ)]到第10级[Xi>(X+2σ)],每0.5σ为一级。每一级的相对频率用于计算多样性指数。

多样性指数H′=-∑Pi×lnPi,式中Pi为某性状第i级别内的材料份数占总份数的百分比,ln为自然对数。

2 结果与分析

2.1 糜子种质资源主要表型性状的变异特征

表2可以看出,糜子各种质资源间主要表型性状变异丰富,其变异系数为12.37%~91.40%,其单株有效穗数的变异系数91.40%最大,其次为单株分蘖数变异系数69.54%。糜子千粒重变异系数12.37%最小,变异幅度4.01~8.68g。变异系数排序为:单株有效穗数>单株分蘖数>茎秆干重>单株穗重>单株产量>茎粗>主茎穗重>穗长>株高>叶长>主茎节数>叶宽>千粒重;遗传多样性指数变幅在0.410~0.809,平均为0.73,说明不同糜子种质资源拥有较丰富的遗传多样性,排序为:叶长>株高>主茎穗重>单株穗重>单株产量>叶宽>千粒重>穗长>单株有效穗数>主茎节数>茎粗>单株分蘖数>茎秆干重。由此可见,各个性状品种间差异明显,遗传变异丰富,可为新疆糜子选育提供很丰富的亲本材料,为优异资源的筛选创造了条件。

表2   14个糜子种质资源主要表型性状遗传多样性分析

Table 2  Genetic diversity of phenotypic traits of 14 proso millet germplasm

性状Trait最小值Min最大值Max平均值Mean标准差SD变异系数CV (%)多样性指数H′
株高PH (cm)41.00222.00133.5046.2034.610.794
穗长SL (cm)13.0062.0033.6012.8438.230.771
茎粗SD (cm)0.081.090.440.2045.830.707
单株穗重SWP (g)5.00130.0034.4317.7251.480.787
千粒重TKW (g)4.018.686.740.8312.370.772
单株分蘖数NTP0.0012.002.621.8269.540.673
单株有效穗数NESP1.0037.009.638.8091.400.751
主茎穗重WMP (g)2.0035.0014.436.5345.240.790
主茎节数MSN3.009.005.771.3323.080.730
叶长LL (cm)13.0045.5028.347.9227.940.809
叶宽LW (cm)0.803.502.330.4920.970.775
单株产量YP (g)2.1047.4616.628.4750.950.779
茎秆干重SDW (g)11.58389.07121.9571.2158.390.410

Note: PH, Plant hight; SL, Spike length; SD, Stem diameter; SWP, Spike weight per plant; TKW, 1000-seed weight; NTP, Tillers per plant; NESP, Effective spikes per plant; WMP, Weight of the main spike; MSN, Main stem nodes; LL, Leaf length; LW, Leaf width; YP, Yield per plant; SDW, Stem dry weight. The same below

注:PH,株高;SL,穗长;SD,茎粗;SWP,单株穗重;TKW,千粒重;NTP,单株分蘖数;NESP,单株有效穗数;WMP,主茎穗重;MSN,主茎节数;LL,叶长;LW,叶宽;YP,单株产量;SDW,茎秆干重。下同

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2.2 主成分分析

对各个指标进行主成分分析,结果(表3)表明,以特征值大于0.8为标准提取主成分,在所有主成分构成中,主要信息集中在前5个主成分,其累计贡献率达到80.020%,其中,第一主成分贡献率为36.414%,作用最大的性状依次为株高、穗长,反映了不同糜子植株大小形态特征;第二主成分贡献率为20.713%,作用最大的性状包括单株穗重、茎秆干重;第三主成分贡献率为8.546%,主要性状包括千粒重、单株产量,反映了单株产量特征;第四主成分贡献率为7.476%,作用最大的性状为千粒重、主茎穗重,反映了不同糜子产量特征;第五主成分贡献率为6.870%,作用最大的性状为叶宽,反映了不同糜子植株叶的大小特征。

表3   主成分分析

Table 3  The principal component analysis

性状Trait因子1 Factor 1因子2 Factor 2因子3 Factor 3因子4 Factor 4因子5 Factor 5
株高PH (cm)0.4230.0190.0120.111-0.215
穗长SL (cm)0.4140.0070.0800.081-0.207
茎粗SD (cm)0.3650.1560.164-0.118-0.017
单株穗重SWP (g)-0.1630.511-0.001-0.191-0.165
千粒重TKW (g)0.0660.1460.5710.6610.183
单株分蘖数NTP-0.2710.364-0.1900.290-0.160
单株有效穗数NESP-0.3390.284-0.1500.236-0.088
主茎穗重WMP (g)0.0050.3710.372-0.5290.195
主茎节数MSN0.2820.114-0.0010.158-0.132
叶长LL (cm)0.3490.162-0.200-0.0940.282
叶宽LW (cm)0.1380.266-0.3480.1580.743
单株产量YP (g)-0.1950.0770.527-0.0790.151
茎秆干重SDW (g)0.1860.476-0.1070.005-0.344
特征值Eigen value4.7342.6931.1110.9720.893
贡献率Contribution rate (%)36.41420.7138.5467.4766.870
累计贡献Cumulative contribution rate (%)36.41457.12865.67473.15080.020

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2.3 聚类分析

利用SPSS 22.0统计软件,对各糜子种质资源的13个性状数据进行聚类(图1),在遗传距离为12.5处可分为2大类群:第一类群包括8份资源,分别是1(H33)、3(HC)、2(HP)、8(BRG)、12(WS)、9(NLK)、4(HK)、10(TL),以哈萨克斯坦糜子和中国新疆北部糜子为主,这一类品种特点为株高较矮,穗重、千粒重、单株产量较高,茎秆干重较低;叶片短而窄;第二类群包括6份资源,分别为6(SHW)、13(YGQ)、7(GS)、14(SC)、5(SHN)、11(TKS),以中国陕西、甘肃糜子和新疆南部糜子为主,这一类品种共同特点是株高较高、茎秆粗,穗重、千粒重、单株产量较低,茎秆干重较高;叶片长而宽。对不同地方的材料进行分析,结果表明遗传聚类能反映不同品种在遗传上的差异。

图1

图1   14份糜子种质资源性状聚类

Fig.1   The clustering graph of 14 proso millet germplasm resources


3 讨论

新疆是比较典型的干旱、半干旱地区,自古就以旱作农业为主,而糜子是一种典型的旱地农业经济作物[12],而且营养价值高,增产的潜力较大。新疆糜子存在地方品种老化、品种混种现象。调查农艺性状是检测糜子遗传变异最直接、最简单的方法[13]。农艺性状是育种家进行育种的重要依据和基础,它可以表现出每个个体及群体间的差异[14]。在相同环境条件下研究不同种源(产地)材料间的表型遗传多样性,能够深入了解其遗传变异[15]

遗传多样性是评价种质资源的重要内容[16]。许多研究表明不同区域糜子遗传多样性普遍较高。王瑞云等[17]、刘晓欢[18]对各地糜子资源的多样性分析表明,糜子遗传变异丰富,并且多样性表现各异。本研究以新疆糜子为主要材料,从不同地区收集的糜子材料集中种植,对表型性状进行了调查。供试材料糜子种质资源存在广泛的遗传多样性,变异丰富。对糜子产量起决定作用的性状,如株高、穗重、单株产量、穗长、千粒重的遗传多样指数都较高,表明利用现有种质资源,对提高糜子产量有较大的潜力,这一结论与张向前等[19]研究结果相似。虽然如此,本试验材料较少,需要收集更多的糜子材料对糜子育种进行新种质研究和拓展,才能获得更精确的评价结果。

利用主成分分析将不同地方糜子种质资源各性状指标总合成5个独立的成分,5个主成分包含的性状信息具有一定的相关性且各性状类型的差异较大。前5个主成分累计贡献率达到了80.020%,包含了13个表型性状80.020%的信息,基本能代表13个性状的变异。在13个表型性状中,株高、穗长、茎粗、穗重、千粒重、单株产量、茎秆干重是引起表型变异的主要性状。同时,上述指标与产量有密切关系,且与胡兴雨等[20]进行的糜子表型遗传多性研究结果相近,因而可以作为选育种子产量较高材料的依据。

聚类分析结果表明,表型性状相似或相近的糜子种质资源聚为一类,聚为一类的糜子来自不同地方,说明虽然不同材料之间的性状特性与地理起源有一定的关系,但地理起源并未对其性状起决定作用,这与刘笑瑜等[21]对40份糜子资源进行的遗传多性研究结果是一致的。从聚类分析结果来看,中国新疆北部糜子表型性状跟哈萨克斯坦糜子表型性状较相似,可能来源相同,这类为矮秆、单株产量高,因此可作为选育高产目标的亲本材料;而中国新疆南部糜子表型性状和中国陕西、甘肃糜子表型性状较相似,可能来源相近,这类为高秆、茎秆干重高,可作为饲草材料。针对现有种质资源较丰富的表型多态性,可利用分子标记对新疆糜子进行进一步鉴定和客观评价。

The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

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糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析

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新疆哈萨克传统食品塔尔米营养成分研究

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塔尔米是新疆哈萨克农牧民喜爱的传统食品,因其耐干旱、生长期短、产量高等特点而成为适合新疆干旱荒漠地区种植的粮食作物。本文对塔尔米的基本营养成分、矿物元素和脂肪酸含量及组成作了较全面的分析,发现塔尔米中富含淀粉,粗蛋白和总脂肪酸含量较大米、小米和黄米高,与糜子比较接近,其中,不饱和脂肪酸占其脂肪酸总量的96.8%,同时还含有丰富的矿物质,特别是铁、锌、锰、铜、硒的含量较高。

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山西重要黍稷种质资源品质性状的初步鉴定与评价

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在年降雨量不足40 mm的甘肃省敦煌市,采用大田干旱胁迫法对我国不同地区育成的56份糜子品种成株期抗旱性进行了鉴定.结果表明,成株期干旱胁迫对糜子主茎节数、单株有效穗数、单株草重、主穗长、千粒重、比叶重影响不显著,而对株高、单株稳重、单株粒重、小区产量、旗叶面积、叶面积指数、生育期影响达到了极显著水平,干旱胁迫处理后株高降低了14.08 cm,单株穗重、单株粒重和小区产量分别下降2.65 g、2.19g和86.18 g,旗叶面积和叶面积指数分别减少9.36 cm2和1.21,生育期延长了11.68 d;以抗旱指数和抗旱性综合评价值D的聚类结果为依据,筛选出成株期1级抗旱品种2份:陇糜2号、陇糜10号;经灰色关联度分析,旗叶面积、千粒重、单株有效穗数、小区产量均与抗旱指数、抗旱性综合评价值D的关联度较大,可作为成株期抗旱评价指标.

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黍稷(PanicummiliaceumL.)常被称为黍、稷,是禾本科黍属(Panicummiliaceum)的一年生植物。黍稷为小宗作物,由于黍稷有生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高等明显的特点,逐渐被育种家重视;研究黍稷遗传多样性为今后挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。  本研究主要内容包括:⑴225份黍稷种质的9个表型鉴定结果:平均株高127.72cm,平均主穗长36.66cm,平均茎节数7.34n,平均单株粒重7.46g,平均千粒重6.78g,平均生育期93.07t,变异系数范围在0.15-0.56,遗传多样性指数均较高。⑵通过对225份黍稷资源表型性状的分布情况分析,可知以绿色花序、散...

张志芬, 高小丽, 冯佰利 , .

糜子籽粒贮藏蛋白的组分分析

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【Objective】 The study analyzed the protein components in Panicum miliaceum to provide theoretical basis of germplasm resources and variety improvement.【Method】 With SDS-PAGE method and coomassie brilliant blue method analysis the subunits composition and the content of albumin,globulin,glutelin,and gliadin in Panicum miliaceum were analyzed.【Result】 The results showed that the average content of albumin was 13.67 mg/g,globulin 8.12 mg/g,gliadin 2.70 mg/g,glutelin 9.73 mg/g.Among the four protein components,the content of gliadin had significant variation among different types. The SDS-PAGE showed that the bands of each protein components can be seen clearly after dyeing.Between 14.4 ku and 94.0 ku,the number of subunits composition of albumin ranged from 10 to 12,whereas globulin was 9-11,glutelin 10 or 11.The result indicated that the surplus protein content was very rich.【Conclusion】 Three clear bands of albumin,globulin and glutelin could be seen clearly by SDS-PAGE.And there is no gliadin.Comparatively,bands of globulin are clearer and highly diversified.

董孔军, 杨天育, 何继红 .

甘肃省糜子地方资源农艺性状遗传多样性分析

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以甘肃省600份糜子地方资源为试材,对其株高、千粒重和生育期等11个农艺性状进行主成分分析。结果表明:主要农艺性状可归纳为生育期、株高、米色、主穗长、单株粒重、花序色和抗落粒性7个主成分,累计贡献率为84.97%。该结果可为糜子育种合理选配亲本提供参考依据。

杨如达, 李海, 林凤仙 , .

糜子性状与产量的灰色关联度分析及品种选育侧重性状探讨

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对45个糜子品种农艺性状与产量的关系进行了灰色关联度分析,探讨了各性状在产量形成过程中的重要程度,旨在为优良亲本的选配及糜子高产优质新品种选育提供理论依据。结果显示:与糜子产量相关且影响较大的性状M页次为穗重〉茎基粗〉穗粒重〉株高〉千粒重〉穗长〉有效分蘖〉生育日数,穗重和穗粒重对产量贡献较大,反应植株生长健壮和抗倒伏程度的茎基粗也与产量关系较为密切,株高对产量也有一定影响。在糜子亲本选用和育种材料鉴选时,应重视大穗、穗粒重资源和育种材料,并考虑其茎基粗,适当关注株高,以便充分挖掘种质资源潜力,筛选、培育出优异糜子品种。

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15份多花黑麦草优良引进种质的表型变异分析

植物遗传资源学报, 2016,17(4):655-662.

DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.2016.04.009      URL     [本文引用: 1]

多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)是世界栽培牧草中的优良禾本科牧草。为更好地利用多花黑麦草种质资源,本研究对引自国外的15份多花黑麦草种质的15个形态性状和农艺性状进行了变异系数、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明:15份材料间存在较大变异,除单株干重外,其余性状在供试材料间均表现出显著性差异,变异系数范围为10.28%~39.15%,变异系数平均值为19.49%,从小到大依次为小穗数〈小穗长〈株高〈分蘖数〈千粒重〈花序长〈倒二叶长〈小花数〈茎粗〈第一节间长〈倒二叶宽〈旗叶宽〈旗叶长〈单株干重〈单株鲜重。主成分结果表明,前5个主成分累积贡献率达到84.51%,第1主成分以株高为主要特征;第2主成分以旗叶和倒二叶长、宽为主要特征;第3主成分以花序长和小花数为主要特征;第4主成分以千粒重为主要特征;第5主成分以产草量为主要特征。15份种质材料经基于欧氏距离的UPGMA聚类分析被划分为3大类,类别间存在较显著的差异,其中第2类因其植株高大、叶片宽大的特点,具备选育高产种质的潜力。

董俊丽, 王海岗, 陈凌 , .

黍稷种质资源表型性状综合评价

山西农业科学, 2015,43(5):512-515,591.

[本文引用: 1]

郝蕾, 张国盛, 穆喜云 , .

北沙柳种质资源居群表型多样性

西北植物科学学报, 2017,37(5):1012-1021.

DOI:10.7606/j.issn.1000-4025.2017.05.1012      URL     [本文引用: 1]

该研究采用单因素方差分析、巢式方差分析、群落多样性指数分析等方法,以国家北沙柳种质资源库内13个居群的494个无性系为实验材料,通过表型性状(叶面积、叶周长、叶柄长、叶长、叶宽、长宽比、开枝角度、株高和地径)比较分析,探讨居群间和居群内表型分化程度、表型多样性和地理变异,为北沙柳种质资源遗传改良和生产提供理论依据.结果显示:(1)北沙柳表型性状变异丰富,变异系数范围为17.64%~28.79%,平均为22.53%.(2)在13个居群中,居群P2的Simpson、Shannon和Brilliouin平均多样性指数最高,居群P13最低;表型性状中分枝角度多样性指数最大,地径多样性指数最小.(3)表型性状分化系数为0.265 4,即北沙柳种质资源居群间表型变异为26.54%,居群内表型变异为73.46%.(4)主成分分析表明,叶面积、叶周长、叶长、叶柄长和叶宽对分组的贡献率较大;聚类分析将13个北沙柳居群可划分为四组;Mantel检验表明,地理距离与表型距离(欧氏距离)相关性不显著(r=0.192 3,P=0.082).研究认为,居群内不同无性系的选育是北沙柳定向育种的主要研究方向;边缘居群的表型性状具有形成地理变异的趋势;遗传多样性高是北沙柳适应性强的物质基础.

王娟, 李荫藩, 梁秀芝 , .

北方主栽燕麦品种种质资源形态多样性分析

作物杂志, 2017(4):27-32.

[本文引用: 1]

王瑞云, 季煦, 陆平 , .

利用荧光SSR分析中国糜子遗传多样性

作物学报, 2017,43(4):530-548.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2017.00530      URL     [本文引用: 1]

分析糜子种质资源的遗传多样性,有助于了解糜子起源与进化,可为糜子优异种质发掘及资源高效利用提供理论基础。本研究利用15个糜子特异性荧光SSR标记检测来源于中国11个省(区)的132份糜子种质资源,检测到107个等位变异,每个位点等位变异数为2~14个,平均7个;基因多样性指数为0.0936~0.8676,平均0.5298;多态性信息含量为0.0893~0.8538,平均0.4864。采用遗传距离的聚类将试验材料分为4类,类群I来自东北春糜子区,类群II来自黄土高原春、夏糜子区,类群III来自于北方春糜子区,类群IV来自北方春糜子区和黄土高原春、夏糜子区。分析模型的遗传结构表明,中国糜子资源来自4个(东北地区、黄土高原、北方地区和西北地区)基因库,与基于遗传距离的聚类结果基本一致,均与材料的地理起源相关。糜子遗传变异丰富,主要存在于糜子材料间。该结果从分子水平上准确揭示了中国糜子的遗传多样性。

刘晓欢 .

中国糜子资源的农艺性状及Waxy基因的多态性研究

山西:山西农业大学, 2015.

URL     [本文引用: 1]

糜子(Panicum miliaceum L.)作为一种小杂粮作物,籽粒有粳糯性之分,是起源于中国的最古老的农作物之一,由于人民生活水平质量的不断改善,人们对杂粮作物的要求也越来越多样化,其中糜子的品质性状越来越受到人们的关注。中国糜子种质资源丰富,据统计中国糜子资源目录已整理归并的种质资源共计8515份。粳糯性是体现谷物适口性的一项重要指标,一直以来备受关注。禾谷类作物籽粒粳糯性是由其中所含淀粉的种类及含量来决定的,植物淀粉分为直链淀粉和支链淀粉,而糯性表型是由催化直链淀粉合成的GBSSI基因突变造成的。Waxy基因控制淀粉的含量及种类,搞清粳糯性表型和Waxy基因型的对应关系,发掘基因型的调控机制,不仅可以为糜子适口性改良提供一定的理论依据,同时在实践中还具有一定的应用价值。本试验以来源于中国17个省的241份糜子种质资源为试材,对其进行了表型鉴定。用I2-KI测定籽粒粳糯性,结果发现107份为糯性,134份为粳性;其中来源于山西和黑龙江的材料中糯性品种占大部分。设计引物对Waxy基因的特定片段进行扩增、测序及序列比对,结果发现糜子资源中S-15/LF基因型所占的比例最大,为38%;S-15/LY基因型所占比例最小,为7%;没有发现S-15/LC。将Waxy基因型和淀粉表型结合在一起进行比较,发现S-15等位基因与LY等位基因和LF等位基因结合的材料表型均呈糯性,而S0等位基因与LY等位基因、LC等位基因和LF等位基因结合的材料表型均呈粳性。另外,我们还发现了SNP突变的12个L型新位点,分别是材料3的第2113位点G的插入,材料12、167、180和194的第2170位点G替换A,材料20和237的第1890位点的C替换T,材料98的第2350位点C替换G,材料109的第2230位点的C替换G,材料110的第2274位点的G替换C,材料167的第894位点的G替换A,材料239的第2337位点T的插入。调查了241份糜子资源的10个农艺性状,变异系数最高的为株高,可达到2.01;叶脉密度最低为1.76。遗传多样性指数最高的是千粒重,为66.70%;叶脉密度最低,为12.43%。对糜子资源进行聚类分析,可划分为4大类群:第一类群特征为穗较长,叶面积大,上下表皮气孔密度差异大,千粒重大;第二类群为植株矮小,穗较短,主茎节数少,千粒重小;第三类群为植株高,穗较长,主茎节数多,叶面积大,千粒重小;第四类群为株高高,主茎节数多,千粒重小。

张向前, 刘景辉, 齐冰洁 , .

燕麦种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析

植物遗传资源学报, 2010,11(2):168-174.

URL     [本文引用: 1]

Oats germplasm were the important basis of oat breeding. The research of oats genetic diversity not only contributed to the collection, management and utilization of germplasm, but also benefit to the conducting of the research of core collection. Genetic diversity of 74 accessions of hulled and naked oat,which were from different sources,were planted in Hohhot in Inner Mongolia Science and Technology Park, and analyzed by cluster analysis and principal component analysis for the purpose of investigating Genetic Diversity of Agronomic Characters. The result showed that the genetic diversity index of all traits were relatively large, grain weight per plant had the highest genetic diversity index, followed by TGW and panicle length .The variation coefficient of the tillering number per plant was the maximal,while grain weight per plant and the main spike grain weight was the next. The minimum genetic diversity index was presented by plant height. According to genetic difference of each characteristic among varieties, the 74 Germplasm Resources could be classified into 5 categories by cluster analysis, 36 accessions of hulled oat were be classified into 2 categories. and 26 accessions of naked oat were classified into 2 categories.7 accessions of hulled oat and 5 naked oat were classified into 1 category.The first group can be used as parents of high-yield breeding objectives,the third group can be used as parents of grain shape breeding objectives,the fourth and fifth can be used as parents of plant height and spikelet breeding objectives. The principal component analysis on quantitative characters showed that the accumulative contribution rate of the first four principal components accounted for 86.27% of the total variation accounted, the first principal component mainly reflected the yield ,while the second principal component reflected the grain shape.The third and fifth principal component reflected tiller number and plant height, respectively.

胡兴雨, 陆平, 贺建波 , .

黍稷农艺性状的主成分分析与聚类分析

植物遗传资源学报, 2008,9(4):492-496.

URL     [本文引用: 1]

对国家种质资源库中收集保存的8016份黍稷种质资源的株高、千粒重、生育期等11个农艺性状进行主成分分析和聚类分析,结果表明:主要农艺性状可归纳为千粒重、主茎节数、主穗长、株高、穗型、花序色、粒色、米色8个主成分,累计贡献率为86.44%;8016份黍稷种质资源可分成5大组群,各个组群都有一定的形态学特征,其中组群4的1301份种质资源的主茎节数多,单株产量、千粒重都比较大,综合性状表现较好。

刘笑瑜, 王瑞云, 刘敏轩 , .

利用SSR标记分析40份糜子资源的遗传多样性

分子植物育种, 2016,14(4):1624-1630.

[本文引用: 1]

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