After domestication, during a process of widespread range extension, barley adapted to a broad spectrum of agricultural environments. To explore how the barley genome responded to the environmental challenges it encountered, we sequenced the exomes of a collection of 267 georeferenced landraces and wild accessions. A combination of genome-wide analyses showed that patterns of variation have been strongly shaped by geography and that variant-by-environment associations for individual genes are prominent in our data set. We observed significant correlations of days to heading (flowering) and height with seasonal temperature and dryness variables in common garden experiments, suggesting that these traits were major drivers of environmental adaptation in the sampled germplasm. A detailed analysis of known flowering-associated genes showed that many contain extensive sequence variation and that patterns of single- and multiple-gene haplotypes exhibit strong geographical structuring. This variation appears to have substantially contributed to range-wide ecogeographical adaptation, but many factors key to regional success remain unidentified.

Naked barley (Hordeum vulgare var. nudum) is a staple food crop, contributing significantly to global food security. Understanding genetic diversity will facilitate its effective conservation and utilization. To determine genetic diversity and its distribution within and among varieties, we characterized 30 naked barley varieties from Tibet, representing the traditional, modern, and germplasm-resources-bank gene pools, by analyzing SSR molecular fingerprints. The results demonstrate abundant genetic diversity in Tibetan naked barley varieties, particularly those in the traditional gene pool that holds much more private (unique) alleles. Principal coordinates and STRUCTURE analyses indicate substantial deviation of the modern varieties from the traditional and germplasm-resources-bank varieties. A considerable amount of seed mixture is detected in the modern varieties, suggesting the practices of using mixed seeds in modern-variety cultivation. Cluster analyses further indicate the narrow genetic background of the modern varieties, likely due to the limited number of traditional/germplasm-resources-bank varieties applied in breeding. Relationships between increases in genetic diversity and sample sizes within naked barley varieties highlight the importance of effective sampling strategies for field collections. The findings from this study have important implications for the sustainable utilization and effective conservation of different types of naked barley germplasm, both in Tibet and in other regions around the world.

为探究我国库存大麦种质资源的表型多样性及其变异规律，同时挑选高生物产量的大麦遗传资源发展饲草大麦，本研究以来源于全国不同地区的102份库存高秆大麦种质为材料，通过Shannon-Weaver多样性指数、相关分析、聚类分析、主成分分析等方法对15个表型性状进行综合评价。结果表明：15个性状中拔节期底部叶片黄化、倒伏性、灌浆期底部叶片黄化、千粒重变异较大，粒宽、株高变异较小，表型多样性指数范围为0.729 - 0.957，皮裸性、千粒重、籽粒周长、灌浆期株高等性状的遗传多样性较高。不同来源种质间表型多样性比较结果表明，冬大麦生态区表型多样性（0.721）高于西南及青藏高原裸大麦生态区（0.706）。相关分析、主成分分析、聚类分析均表明，皮裸性是影响大麦种质表型差异的重要影响因素，而倒伏、拔节期和灌浆期底部叶片黄化等饲草相关性状相对独立。聚类分析将102份种质分为4类，相同来源地的种质聚在一起。本研究结果表明我国库存大麦种质资源具有丰富的表型多样性，从中筛选的高秆、大叶、抗倒伏等优异性状的大麦资源，为后续培育青饲、青贮专用型大麦品种提供了资源保障。

为明确青稞种质资源对大麦黄矮病毒（ BYDV，barley yellow dwarf virus） 的抗性水平，本研究采用田间人工接种法，对245份青稞材料进行了连续3年抗病性鉴定。供试材料中仅有08-1280表现为高抗黄矮病，6份材料（ZYM1289、北青6号、ZDM4409、甘青2号、藏青3000、ZYM1853）表现为抗病，中抗、感病、高感材料分别有47份、173份、18份。分子标记检测结果显示08-1280携带Yd2抗性基因。为了解大麦黄矮病毒侵染对青稞抗性生理指标的影响，分析了接种病毒后高抗材料08-1280、高感材料康青3号中总酚、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的变化差异。接种后10 d，高抗材料总酚、脯氨酸含量增加幅度显著高于高感材料。接种后30 d时，高抗材料总酚含量增加幅度高于高感材料，可溶性糖含量增加幅度显著低于高感材料；与对照组相比，高抗材料可溶性蛋白显著下降，高感材料显著上升。本研究为青稞抗病品种培育和抗性机制研究提供了优异资源和理论参考。

【目的】分析贵州传统特色地方稻种资源香禾糯种质的表型遗传多样性，筛选表型综合评价指标，构建可靠的综合评价模型，为香禾糯特色优异种质的发掘和选育提供理论支撑。【方法】以286份来源于贵州黔东南州的香禾糯种质为研究对象，测定其13个表型性状。综合运用遗传多样性指数、主成分分析结合隶属函数法、回归分析等多元统计方法，对香禾糯种质进行表型遗传多样性分析和综合评价。【结果】香禾糯种质具有较高的表型遗传多样性，13个表型性状的变异系数为6.79%（谷粒宽）—30.73%（单株有效穗），多样性指数（H'）为2.484（谷粒长宽比）—2.996（剑叶宽）。相关性分析表明，各性状间显著或极显著相关，主成分分析将13个单项指标转换为7个独立的综合指标，贡献率为8.44%—23.14%，累计贡献率达90.29%。通过隶属函数法计算表型综合评价D值显示排名前5的品种综合性状最优；13个表型中有11个性状与D值显著相关。利用逐步回归分析建立表型评价数学模型，Y=-0.249+0.119X₅+0.395X₁₃+0.071X₆-0.161X₃+0.108X₁₀+ 0.170X₂+0.110X₉（F =2 800.200，R²=0.986），筛选出7个表型综合评价指标。基于D值进行系统聚类，将286份种质划分为4类，各类群间性状差异明显，特点突出。第Ⅰ类综合性状最优，具有高产潜力，包含38份资源；第Ⅱ类综合性状一般，结实率较高，包含103份资源；第Ⅲ类综合性状较差，生育期较长，包含94份资源；第Ⅳ类综合性状最差，包含51份资源。【结论】贵州香禾糯稻种资源表型遗传多样性丰富；采用多元统计分析方法综合评价香禾糯种质是可行的；相同条件下构建的回归方程，可量化评价香禾糯种质的综合表现，且穗实粒数、谷粒宽、结实率、单株有效穗、剑叶长、株高和单株产量可作为鉴评指标；鉴选出早禾、糯禾-12、90天禾、苟东-1、糯禾-11等综合性状协调的优异种质，可供香禾糯品种遗传改良与水稻育种利用。

【目的】研究蕙兰种质的表型性状变异规律和遗传多样性关系，探讨可靠的种质资源综合评价方法，筛选蕙兰优异种质，为蕙兰种质创新与新品种选育提供重要依据。【方法】以102份蕙兰种质为供试材料，对其38个表型性状进行测定，综合运用遗传多样性指数、主成分分析，结合隶属函数法、聚类分析和相关性分析等多元统计方法，对蕙兰种质进行表型遗传多样性分析和综合评价，并根据综合评价F值及目标性状筛选出蕙兰优异种质。【结果】102份蕙兰种质数量性状变异系数为13.18%—28.28%，遗传多样性指数为1.52—1.97，花数、萼片形状等性状的遗传多样性指数较高；各花部表型性状间的相关系数中达到显著或极显著的有46对性状，多数营养器官性状与生殖器官性状间呈极显著正相关；主成分分析结果表明，蕙兰种质资源表型性状累计贡献率达到74.52%时，共提取出12个主成分；利用隶属函数法计算综合评价F值，综合评价F值变化范围为-0.45—1.26，获得排名前10的综合性状优异的蕙兰种质资源；通过系统聚类将蕙兰表型性状和种质资源分别聚为3类，R型聚类结果直观展示了蕙兰不同数量、质量性状指标之间的关联性，与相关性分析结果一致；Q型聚类结果揭示了不同蕙兰种质之间的亲缘关系和遗传背景，综合评价F值排名前10的种质资源有9个位于第Ⅲ大类群。【结论】蕙兰种质资源在数量性状和质量性状上均表现出极为丰富的多样性；采用多元统计分析方法综合评价蕙兰种质是可行的；隶属函数法结合主成分分析法计算表型综合值可量化蕙兰种质资源的综合性状，筛选出‘大一品’‘金奥素’‘程梅’‘宝蕙素’‘江南新极品’‘郑孝荷’‘大陈字’‘绣蕙牡丹’‘蕙兰虎斑’‘端蕙梅’等性状优良的种质资源；株型、花色、萼片及花瓣姿态可作为蕙兰种质评价的关键性指标，以供蕙兰育种亲本材料筛选以及种质资源创新利用。

为了解青藏高原裸大麦区种质资源的遗传多样性,提高该地区裸大麦种质资源利用效率,对86份青藏裸大麦种质资源的形态多样性进行鉴定。结果表明:该地区裸大麦种质资源遗传多样性丰富,主穗长的形态多样性指数最高,为2.05;株型的遗传多样性指数最低,为0.47。总体表现为数量性状形态多样性指数大于质量性状。基于形态性状的聚类分析把86份材料聚为4类,第Ⅰ类是二棱种质,为高秆大穗大粒型,第Ⅱ类种质为矮秆多粒长穗型,第Ⅲ类种质为短穗型,第Ⅳ类种质为高秆多粒型。采用主成分分析进行种质评价,提取前7个主成分即可概括全部性状的大部分生物学信息,筛选出适合江苏地区生长的优良种质资源,为裸大麦种质资源的收集和利用提供理论依据。

【目的】 解析高粱育种材料的表型性状变异规律和遗传多样性，探讨育种材料的综合评价方法，筛选高粱优异种质，为高粱种质创新与新品种选育提供重要依据。【方法】 以263份不同来源的高粱种质为供试材料，2015—2016年在山西榆次对其17个表型性状进行鉴定，采用Shannon-Wiener's多样性指数计算表型性状的遗传多样性，综合运用相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对高粱种质进行综合评价，并根据综合评价F值及目标性状筛选出高粱优异种质。【结果】 263份高粱育种材料具有较高的遗传多样性，不同性状的多样性指数分布范围为0.497—2.075，其中，穗形的多样性指数最小，穗柄长的多样性指数最大。不同年份7个数量性状的变异系数有所变化，变幅最小的是生育期，其次是穗长；变幅最大的是单穗粒重，其次是茎粗。育种材料综合评价表明在累计贡献率高于80%时，共发现11个主成分；利用隶属函数法计算表型综合值（F值），高粱育种材料的表型性状综合值（F值）平均为0.464，恢复系L28的F值最高（0.581），保持系72B/DORADO双的F值最低（0.330）。通过逐步回归建立了12个性状（主脉色、穗型、穗形、芒性、颖壳包被度、粒形、株型、茎粗、穗长、单穗粒重、千粒重和生育期）作为自变量的回归方程，可以作为高粱育种材料表型性状的综合评价指标。基于F值进行聚类，将263份供试材料分为6个类群，其中，第Ⅳ类群的33份材料农艺性状优良，平均F值最高，可作为材料创新及杂交育种的亲本材料。【结论】 参试高粱种质表型性状遗传变异较为丰富，遗传多样性高，采用多元统计分析方法综合评价高粱种质是可行的；筛选出优异种质33份。

分析花生种质资源表型性状的遗传变异规律，构建花生种质资源的综合评价体系，筛选最优的评价指标。本研究以40份花生种质资源的17个表型性状为研究对象，利用变异系数与Shannon-Weaver多样性指数对表型性状的遗传多样性进行分析，采用聚类分析、主成分分析以及逐步回归分析对花生种质资源进行了综合评价和鉴定指标的筛选。结果表明：17个表型性状的变异系数变化范围为4.15%-31.82%，油酸、亚油酸以及蔗糖含量的性状变异丰富，出仁率、粗脂肪及蛋白质的性状较稳定。多样性指数变化范围为1.39-2.06，主茎高、百仁重及蛋白质的性状分布比较均匀，油酸、亚油酸及棕榈酸的性状分级及分布较不均匀。聚类分析把40份花生种质资源分为了4个类群。主成分分析把17个表型性状归为5个主成分（累计贡献率80.41%，反映出17个表型性状的大部分信息），依次为花生籽粒含油量因子、籽粒含糖量因子及丰产性因子，以上因子可以较准确的评价花生种质。花生种质表型性状的综合评价由F值大小判定，F值均值为0.73，开农176的F值最高，阜花12号的F值最低。由逐步回归分析筛选出8个表型性状：单株鲜果重、百果重、出仁率、粗脂肪、蛋白质、棕榈酸、油酸和蔗糖含量。花生种质资源遗传多样性较丰富，综合评价F值可以为花生种质资源评价提供参考，筛选的8个表型性状可以作为花生种质资源性状评价指标。