花生置换系群体重要农艺性状表型鉴定.doc

编号NO.：河北农业大学本科毕业论文论文题目 花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定 学生姓名 杨凯 学号 2009014010214 成绩 85.3 学院 农学院 专业班级 农学0902 指导教师姓名 刘立峰 指导教师职称 教授 材料目录：1、任务书 （ 1）份2、开题报告 （含文献综述） （ 1）份3、指导教师评阅书 （ 1）份4、答辩记录表 （ 1）份5、论文正文 （ 1）份6、其它材料河北农业大学本科毕业论文任务书学 院： 农学院 教师姓名： 刘立峰 职 称： 教授 2013年 3 月 5 日农学论文题目花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定题目来源导师提供目的意义：由于花生产量和品质性状的复杂性，因而传统育种选择效率较低，在目前花生产量和品质水平上要获得较大的提高改良是十分困难的。随着分子标记技术和生物信息学的发展，分子标记辅助选择育种有着广阔的应用前景。目前花生QTL定位仅局限于抗性位点研究，完善的饱和遗传连锁图谱将推动其他复杂数量性状QTL定位研究。同时精确的表型鉴定是QTL定位的重要基础，故实验研究BC4F2置换系群体的重要农艺性状，为花生分子标记辅助育种奠定基础，并从中筛选到大果、出米率高的一些育种候选材料。 可行性分析：研究条件：本试验的材料为秦皇岛光秧印度窄叶 BC4F2群体，共计354个家系。此群体于2009年夏开始构建，通过保定、海南两地加代构建成功，其中，秦皇岛光秧为受体，印度窄叶为供体。2012年5月10日种植于保定农研所试验田，管理同大田。期间所需测量仪器实验均有配备。预期结果：最终所得群体总体性状应偏向秦皇岛光秧，并且在群体中有超亲现象的出现。进度安排：2013年3月5日 下达任务书。2013年3月12日 本科生论文开题报告。2013年3月13日-3月31日 查阅相关资料，了解花生QTL定位研究进展2013年4月1日-4月10日 收集相关材料和用具。2013年4月11日-5月15日 整理并输入实习期间所得实验数据。2013年5月16日-6月5日 整理相关数据和相关材料，撰写毕业论文。2013年6月6日 行毕业答辩。专家意见：试验目的明确，相关文献查阅认真，试验条件具备，工作量适度，时间安排合理。试验可行。专家签字：年 月 日学院意见: 院长： 年 月 日 农 学院 农学 专业 0902班 学生： 杨凯 现把2012-2013 学年，第 二 学期的毕业论文安排下达给你，你本学期承担的毕业论文任务如下：1、依据本任务书中论文题目、目的意义、可行性分析的内容完成开题报告。2、按照开题报告的要求按期完成毕业论文各项工作的实施。3、完成毕业论文的撰写。4、完成毕业论文的答辩。 请按相关要求完成毕业论文任务。教师签字： 年 月 日河北农业大学本科毕业论文开题报告题 目：花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定 学 院： 农学院 学生姓名： 杨凯 专 业： 农学 班级学号： 2009014010214 指导教师姓名： 刘立峰 指导教师职称： 教授 年 月 日学生姓名杨凯专业班级农学0902班学 号2009014010214指导教师刘立峰职 称教授所在学院农学院论文名称花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定选题依据：理论依据：基因连锁 花生是世界上重要的经济作物和油料作物之一。栽培种花生是异源四倍体，染色体较小，基因组结构复杂，且遗传研究开展较晚。花生农艺性状和品质性状多表现为复杂的数量性状，相关研究进展缓慢。近年来，数量性状分析理论和分子水平研究的快速发展，为探索重要性状的遗传规律、开展 QTL 定位研究奠定了坚实基础。而精确的表型鉴定是QTL定位的重要基础。近年来，随着分子标记的快速发展，利用分子标记构建遗传连锁图进行性状的QTL定位4，确定与性状紧密连锁的分子标记，将促进作物育种进程。现今，花生工作者已构建了几张栽培花生的分子标记遗传连锁图，为花生各性状的定位及分子育种工作奠定了基础5,6。进行QTL定位的基础是目标性状表型的精确鉴定，为进一步研究花生主要农艺性状与产量间的相关性，以及为各农艺性状的QTL定位奠定基础7，为花生分子标记辅助育种提供理论依据，本实验以置换系群体为材料，对主茎高、侧枝长、分枝数等3个植株性状，及荚果长、荚果宽、荚果厚、果皮厚、网纹、出仁率等荚果性状进行了表型鉴定及分析。参考文献：1 Hong Y.B., Chen X.P., Liang X.Q., Liu H.Y., Zhou G.Y., Li S.X., Wen S.J., Holbrook C.C.,Guo B.Z. A SSR-based composite genetic linkage map for the cultivated peanut (Arachis hypogaea L.) genomeJ.BMC Plant Biology,2010, doi:10.1186/1471-2229-10-17.2 徐宜民 甘信民 顾淑媛 等 花生主要农艺性状和产量的相关 与通径分析J 花生科技,1992(2):24-283 Hong Y.B., Chen X.P., Liang X.Q., Liu H.Y., Zhou G.Y., Li S.X., Wen S.J., Holbrook C.C.,Guo B.Z. A SSR-based composite genetic linkage map for the cultivated peanut (Arachis hypogaea L.) genomeJ.BMC Plant Biology,2010, doi:10.1186/1471-2229-10-17.4 张新友 栽培花生产量、品质和抗病性的遗传分析与QTL 定位研究D 浙江大学 20115 王才斌， 万书波 花生生理生态学M 北京: 中国农业出版社， 2011 1576 李 林，刘登望，邹冬生，等自然湿涝条件下花生种质主要性状与产量的相关性J中国油料作 物学报，2008，30（1）：62-70.7 雷永,廖伯寿,王圣玉.花生黄曲霉侵染抗性的AFLP标记.作物学报,2005,3110:1349一1353.8 姜慧芳,陈本银,任小平,廖伯寿,雷永,傅廷栋,Mace E., Crouch J.H.抗青枯病花生种质的遗传多样性.作物 学报,2006, 32 : 1156-1165.9 禹山林. 傅立叶近红外漫反射非破坏性测定花生种子主要脂肪酸含量. 花生学报J, 2010, 39 (1) : 11-14.文献综述：花生是世界上重要的经济作物和油料作物之一。栽培种花生是异源四倍体，染色体较小，基因组结构复杂，且遗传研究开展较晚。花生农艺性状和品质性状多表现为复杂的数量性状，相关研究进展缓慢。近年来，数量性状分析理论和分子水平研究的快速发展，为探索重要性状的遗传规律、开展 QTL 定位研究奠定了坚实基础。我国具有较长的花生(AABB，2n=4x=40)种植历史。19世纪中后期,生产规模迅速扩大，逐步发展成为重要的农作物之一。目前,我国是世界上最大的花生生产、消费!出口国,在我国五大油料作物中,花生的单产、总产及出口量一直居首位。因而,花生也是我国调整农业结构、增加农民收入、参与国际竞争的优势作物。对植物数量性状研究结果发现,控制数量性状遗传的基因效应存在差异经典数量遗传学只能研究基因的综合效应,不能对个别基因进行检测。盖钧镒等在前人(莫惠栋，1993；胡中立等,1998)研究的基础上,建立的主基因加多基因混合遗传模型可以检测具体的基因效应,并得到了广泛的应用(章元明等，2000；盖钧镒等，2003)。然而,由于多种原因,国内外有关花生的数量性状遗传研究并不多。生物中绝大多数性状均为数量性状，这些性状指在分离群体中不能明确分组，表现连续变异的性状，但控制这些性状的基因仍符合遗传规律。数量性状和质量性状的差别在于数量性状的效应较小，易受环境影响。进行数量性状研究时，作图群体、遗传连锁图谱和QTL分析方法是必不可少的三个组成要素。作图群体的选择是作图中最重要的决定因素之一，直接影响到构建连锁图谱的难易程度及所建图谱的适用范围。目前，进行遗传分析研究最广泛适用的群体主要是初级群体，常用的四种群体分别为F2群体、回交（BC）群体、加倍单倍体（DH）群体、重组自交系（RIL）群体。其中RIL群体是QTL定位的理想材料。QTL定位的方法有单标记分析、区间作图、复合区间作图、基于混合线性模型的复合区间作图等定位方法。随着研究的不断深入、分子标记的充分开发利用和QTL分析等新方法的不断发展，结合EST-SSR的生物信息学及蛋白质组学等检测手段，将基因芯片技术和数量性状座位(QTL)分析结合起来，从遗传基因组学的角度对全基因组水平上基因表达的QTL(eQTL)进行定位，并扩展到蛋白质QTL以及代谢物QTL，将从本质上对花生产量和品质等复杂的生物学性状进行深入研究，发掘分子机理并构建代谢和发育途径的基因调控途径，从而使发掘的花生高产优质的QTL不再受环境和基因型影响，使育种者在花生生长的早期阶段或早期分离世代就能定位目标性状，提高选择效率，确保分子标记辅助选择（MAS）能够有效实施。研究方法、内容：试验方法：使用spss17.0软件对测得的各农艺性状进行变异分析和相关分析。实验内容：表型鉴定8的农艺性状包括：主茎高、侧枝长、分枝数、荚果长、荚果宽、荚果厚、果皮厚、网纹、出仁率。 主茎高：从第一对侧枝分生处到顶叶叶节的长度，以cm表示； 侧枝长：第一对侧枝从主茎连接处到侧枝顶叶叶节的长度，以cm表示； 分枝数：全株10cm以上的（不包括主茎）的总数，以个表示； 荚果长：果壳内部黑褐色的成熟、晾干种子的荚果与果柄连接处到荚果顶部的长度，以cm表示； 荚果宽：果壳内部黑褐色的成熟、晾干种子的荚果果嘴一侧与另一侧的长度，以cm表示； 荚果厚：与荚果宽相垂直的一侧的长度，以cm表示； 网纹：内部黑褐色的果壳，网纹凸处与果壳凹处的差，以mm表示；出仁率：100个果壳内部黑褐色的成熟荚果的果仁重与荚果重的比值，以%表示。每个家系选取3个单株进行植株、荚果性状的鉴定，每个单株选取5个成熟荚果进行荚果性状的鉴定。家系的性状数据以平均数表示。鉴定数据利用spss17.0进行分析。进度安排：（可另附纸）2013年3月5日 下达任务书。2013年3月12日 本科生论文开题报告。2013年3月13日-3月31日 查阅相关资料，了解花生QTL定位研究进展2013年4月1日-4月10日 收集相关材料和用具。2013年4月11日-5月15日 整理并输入实习期间所得实验数据。2013年5月16日-6月5日 整理相关数据和相关材料，撰写毕业论文。2013年6月6日 行毕业答辩。指导教师意见：试验设计合理，研究方法可行，进度安排适度可行，具备完成试验的条件，具有一定的研究意义，同意按计划开题。指导教师：年 月 日审 核 小 组 成 员姓 名职 称备 注姓 名职 称备 注王省芬教授张艳讲师李志坤副教授李文龙讲师李喜焕副教授开题报告记录：该生阐述的花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定研究的目的意义明确，语言流利，思路清晰，层次分明，回答疑问较准确，研究方法可行。审核小组评语：该论题论据充分，试验方法易行，具备完成试验的各项条件，具有一定的实践意义，可开展试验。审核小组组长：（签字）年 月 日学院意见：院长：年 月 日河北农业大学本科毕业论文指导教师评阅书学生姓名：杨凯 学号：2009014010214专业班级：农学0902班 所在学院：农学院论文题目：花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定 指导教师评语：该生在进行毕业论文试验期间，能够认真查阅相关资料，善于发现问题并能够熟练运用所学知识解决问题。对老师交给的任务积极执行，并较好完成，具有较强的动手能力和较强的团队协作精神。 论文旨在研究以大白菜85-1自交系花蕾诱变小孢子植株为材料，通过TTC染色法测定花粉活力，分析比较了单倍体植株，二倍体植株，四倍体植株的花粉活力。本文阅读、引用文献资料的范围较广，较全面的了解本领域的学术动态，具有较强的综合分析能力。 论文立题依据充分，撰写规范，语言流畅，条理清晰，层次分明，试验方法正确可行，引用文献恰当，试验数据具有一定的可靠性，符合科技论文的写作要求。成 绩 评 定：85.3是否同意答辩：综上所述，该同学已经达到了本科生的培养要求，同意该同学参加毕业论文答辩。指导教师（签名）： 年 月 日河北农业大学本科毕业论文答辩评分表评分指标分 值评 价 内 容得 分论文选题10选题有重要理论意义或实用价值。立题依据充分。文献引用12阅读、引用文献资料较广泛，较全面了解本领域学术动态，综合分析能力较强。论文难度及工作量14难度较大，工作量大。论文成果的创新性12有独到见解，有较大的创新性成果。理论基础与科研能力16具有坚实的基础理论和系统的专门知识，具有较强的独立从事科研工作的能力，研究方法和技术体系得当。写作能力16条理清楚，层次分明，说理透彻，文笔流畅，表格、绘图准确规范，中外文摘要简明扼要，语句通顺，语法正确，符合科技写作规范。答辩报告10能简明扼要、重点突出地阐述论文或设计的主要内容，有新见解，结论明确；时间掌握恰当。回答问题10思维敏捷，逻辑性强，准确流利地回答各种问题。总 分10085.3注：本表为答辩小组成员评分用表，评分标准参照河北农业大学毕业论文质量评定参考标准河北农业大学2013届本科毕业论文答辩记录表所在学院： 农学院 专业班级： 农学0902班 时间：2013 年 6月 6 日学 生 姓 名杨凯学 号2009014010214指导教师姓名刘立峰职 称教授毕业论文题目：花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定答 辩 小 组 成 员姓 名职 称成 绩姓 名职 称成 绩王省芬教授89李文龙讲师84李志坤副教授83李喜焕副教授86张艳讲师84答辩小组评语：答辩小组组长：（签字）年 月 日答 辩 成 绩：85.3注：本表与学生毕业论文（设计）一同在学院存档（必须用钢笔书写）河北农业大学农学院毕业论文题 目：花生置换系群体重要农艺性状的表型鉴定 学 院： 农学院 专业班级： 农学0902班 学 号： 2009014010214 学生姓名： 杨凯 指导教师姓名： 刘立峰 指导教师职称： 教授 花生染色体片段置换系群体农艺性状的表型鉴定（河北农业大学农学院 农学 0902班 保定 071000杨凯）摘要： 精确的表型鉴定是QTL定位的重要基础1。本研究以含有354个家系的花生BC4F2染色体片段置换系群体为材料，鉴定了主茎高、侧枝长、分枝数等植株性状，及荚果长、荚果宽、荚果厚、网纹等荚果性状，对结果进行统计及相关性分析，从中筛选到大果、出米率高的一些育种材料。关键词：花生；置换系；农艺性状；鉴定Phenotypic evaluation for the agronomic traits of a population of Chromosome Segments substitution lines in peaunutAbstract:Precise phenotype identification is the base of QTL mapping.In this study a population containing 354 of BC4F2 CSSL lines were used to evaluate the agronomic traits of the main stem height and the length of lateral branch the number of branches per plant and pod long wide and thick etc Correlation analysis was also conducted and some lines with big pods and higher shelling percent were obtained.Keyword: Peanut; CSSL population;agronomic traits; evaluation 1引言：花生是世界上重要的经济与油料作物，也是植物油脂和蛋白质的重要来源。目前我国的花生依然是优势农业产业，具有做大做强的潜力，其遗传育种研究一直受到广泛重视2。长期以来，花生育种工作者通过种质资源收集、整理和筛选，运用常规育种方法，开展了出口型、加工型、油用型、营养型及抗逆等专用花生新品种选育工作，并取得了显著成绩。但是，花生产量是受多基因控制的数量性状，由多因素相互作用而决定，且遗传力较低，直接选择效果较差3。常规育种方法普遍存在育种周期长、对目标单株的选择效率低、成本高等缺点，制约了花生育种的深入开展。近年来，随着分子标记的快速发展，利用分子标记构建遗传连锁图进行性状的QTL定位4，确定与性状紧密连锁的分子标记，将促进作物育种进程。现今，花生工作者已构建了几张栽培花生的分子标记遗传连锁图，为花生各性状的定位及分子育种工作奠定了基础5,6。进行QTL定位的基础是目标性状表型的精确鉴定，为进一步研究花生主要农艺性状与产量间的相关性，以及为各农艺性状的QTL定位奠定基础7，为花生分子标记辅助育种提供理论依据，本实验以置换系群体为材料，对主茎高、侧枝长、分枝数等3个植株性状，及荚果长、荚果宽、荚果厚、果皮厚、网纹、出仁率等荚果性状进行了表型鉴定及分析。2材料与方法2.1实验材料：本试验的材料为秦皇岛光秧印度窄叶 BC4F2群体，共计354个家系。此群体于2009年夏开始构建，通过保定、海南两地加代构建成功，其中，秦皇岛光秧为受体，印度窄叶为供体。2012年5月10日种植于保定农研所试验田，管理同大田。2.2表型鉴定与数据处理：表型鉴定8的农艺性状包括：主茎高、侧枝长、分枝数、荚果长、荚果宽、荚果厚、果皮厚、网纹、出仁率。 主茎高：从第一对侧枝分生处到顶叶叶节的长度，以cm表示； 侧枝长：第一对侧枝从主茎连接处到侧枝顶叶叶节的长度，以cm表示； 分枝数：全株10cm以上的（不包括主茎）的总数，以个表示； 荚果长：果壳内部黑褐色的成熟、晾干种子的荚果与果柄连接处到荚果顶部的长度，以cm表示； 荚果宽：果壳内部黑褐色的成熟、晾干种子的荚果果嘴一侧与另一侧的长度，以cm表示； 荚果厚：与荚果宽相垂直的一侧的长度，以cm表示； 网纹：内部黑褐色的果壳，网纹凸处与果壳凹处的差，以mm表示；出仁率：100个果壳内部黑褐色的成熟荚果的果仁重与荚果重的比值，以%表示。每个家系选取3个单株进行植株、荚果性状的鉴定，每个单株选取5个成熟荚果进行荚果性状的鉴定。家系的性状数据以平均数表示。鉴定数据利用spss17.0进行分析。3结果与分析3.1 置换系群体各性状的鉴定利用SPSS软件对置换系群体及两个亲本的主茎高、侧枝长、分枝数、荚果长、荚果宽、荚果厚、果皮厚度、网纹、出仁率9性状进行统计分析（表1、图1-图9）。结果表明两亲本在分枝数、荚果长、荚果宽、荚果厚、果皮厚度及网纹等性状上具有显著差异。鉴定结果表明354个家系在荚果长、荚果宽、荚果厚、主茎高、分枝数都偏向于轮回亲本-秦皇岛光秧；荚果长、果皮厚度、网纹、出仁率、主茎高、侧枝长这几个性状存在不同程度的超亲现象。由家系性状分布图可以看出分枝数、荚果厚和出仁率表现偏态分布，其余均接近正态分布。表 1置换系群体表型鉴定结果农艺性状亲本385个家系秦皇岛光秧印度窄叶平均标准误差最大最小变异系数（%）荚果长（cm）3.792.943.420.014.162.738.07荚果宽（cm）1.911.221.610.011.941.229.89荚果厚（cm）1.841.111.540.011.861.1110.14果皮厚度（mm）1.260.831.320.022.190.6621.68网纹（mm）0.280.210.370.010.880.0735.57出仁率（%）67.3176.2571.670.4180.8965.5711.36主茎高（cm）554336.78.6960.671523.61侧枝长（cm）636745.412.8618813.528.25分枝数（个）72561.725322.313.2置换系群体各主要农艺性状进行相关性分析。各性状间相关关系见表2、图10-14，在植株性状中，主茎高与侧枝长呈极显著正相关（0.74），两性状与分枝数无显著相关；与荚果长、宽、后也存在显著、极显著相关。在荚果性状中，荚果长、荚果厚、荚果宽、果皮厚、网纹各性状间呈显著、极显著正相关，均与出仁率呈极显著负相关。表 2置换系群体重要农艺形状间相关分析性状主茎高（cm）侧枝长（cm）分枝数（个）荚果长（cm）荚果宽（cm）荚果厚（cm）果皮厚（mm）网纹（mm）出米率(%)主茎高（cm）1侧枝长 (cm)0.74 *1分枝数（cm）0.090.091荚果长（cm）0.20*0.15*0.15*1荚果宽（cm）0.12*0.080.11*0.79 *1荚果厚（cm）0.16*0.11*0.15*0.75 *0.90 *1果皮厚（mm）0.050.090.100.39*0.45*0.46*1网 纹（mm）-0.050.020.070.15*0.20*0.19*0.71 *1出仁率 (%)0.070.08-0.04-0.17*-0.22*-0.25*-0.15*-0.081（*为0.01水平上显著相关 *为0.05水平上显著相关）3.3 筛选到的优良育种材料根据家系的表型鉴定结果，从中筛选到7份综合秦皇岛光秧、印度窄叶两亲本优良性状的家系，单株果数大于40、荚果长大于4.0cm，用于高产、优质花生品种的育种工作中9,10，具体见表3。表3置换系群体中优良育种材料家系荚果长（cm）荚果宽（cm）荚果厚（cm）果皮厚度（mm）网纹（mm）单株果数（个）果重（g）仁重（g）出仁率（%）秦皇岛光秧3.791.911.841.260.281723.8516.7770.31印度窄叶2.941.221.110.830.21107.775.4670.25C11052.861.301.211.120.473732.3722.4769.42C12773.541.641.601.250.463519.8012.7764.47C10073.321.461.381.610.603437.0825.1167.70C10354.161.831.821.830.402028.5316.2556.95C10404.001.791.711.720.422139.3121.1453.78C11264.151.861.781.350.251928.9719.1065.92C12394.011.751.622.190.74916.1710.5465.184讨论花生属于地上开花、地下结实的作物，已有的研究表明，地上植株性状与荚果性状存在一定的相关性，本研究利用置换系的结果表明，主茎高、侧枝长、分枝数分别与荚果长、宽、厚、网纹等具有显著相关性，即可根据植株的高度初步判断荚果的大小。这符合作物生产中的源-库学说，营养体强壮，提供的能量也多，果实产量也随之提高。为高产材料的选育提供理论依据。另外