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Whole-genome and genome-wide association studies improve key agricultural traits of safflower for industrial and medicinal use

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Horticulture Research 2023年第11期10卷 59-70页

作者： Jiang Chen Shuai Guo Xueli hu Rui Wang Donghai Jia Qiang Li Xianmei Yin Xuejiao Liao zunhong hu Peiqi Wang Chaoxiang Ren Shuai Dong Chao Chen Shilin Chen Jiang Xu Jin Pei State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources College of PharmacyChengdu University of Traditional Chinese MedicineChengdu 611137China Institute of Chinese Materia Medica China Academy of Chinese Medical SciencesBeijing 100700China Industrial Crops Research Institute Yunnan Academy of Agricultural SciencesKunming 650205China Institute of Economic Crops Xinjiang Academy of Agricultural SciencesUrumchi 830091China

Safflower(Carthamus tinctorius)is widely cultivated around the world for its seeds and *** presence of linoleic acid(LA)in its seeds and hydroxysafflor yellow A(HSYA)in its flowers are the crucial traits that enable safflower to be used for industrial and medicinal *** the genetic control of these traits is essential for optimizing the quality of safflower and its *** further this research,we present a chromosome-scale assembly of the genome of the safflower variety‘Chuanhonghua 1’,which was achieved using an integrated strategy combining Illumina,Oxford Nanopore,and Hi-C *** obtained a 1.17-Gb assembly with a contig N50 of 1.08 Mb,and all assembled sequences were assigned to 12 ***’s evolution involved the core eudicotγ-triplication event and a whole-genome duplication event,which led to large-scale genomic *** genomic shuffling has occurred since the divergence of the ancestor of *** conducted metabolite and transcriptome profiles with time-and part-dependent changes and screened candidate genes that significantly contribute to seed lipid *** also analyzed key gene families that participate in LA and HSYA ***,we re-sequenced 220 safflower lines and carried out a genome-wide association study using high-quality SNP data for eight agronomic *** identified SNPs related to important traits in ***,the candidate gene HH_034464(CtCGT1)was shown to be involved in the biosynthesis of ***,we provide a high-quality reference genome and elucidate the genetic basis of LA and HSYA biosynthesis in *** vast amount of data will benefit further research for functional gene mining and breeding in safflower.

关键词： flowers Whole breeding

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红花分子标记研究进展

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分子植物育种 2017年第9期15卷 3586-3591页

作者：胡尊红王沛琦杨谨郭丽芬刘旭云胡学礼云南省农业科学院经济作物研究所昆明650205

红花是药食同源的经济作物,不但花瓣色素提取物可用于医药原料、化妆品和食品染料等方面,而且红花油是优质保健食用油,具有重要的医药价值和食用价值。DNA分子标记在红花育种中已得到广泛应用,并取得了丰硕成果。本综述简要概括DNA分子... 详细信息

红花是药食同源的经济作物,不但花瓣色素提取物可用于医药原料、化妆品和食品染料等方面,而且红花油是优质保健食用油,具有重要的医药价值和食用价值。DNA分子标记在红花育种中已得到广泛应用,并取得了丰硕成果。本综述简要概括DNA分子标记技术的主要特点,从红花种质资源评价、遗传多样性分析、目标基因定位及苞叶刺性状基因研究等方面总结DNA分子标记在红花育种研究中的进展,并对将来红花的研究方向、重点及领域进行简要分析和探讨。红花未来分子生学研究要结合现代高通量测序技术,采用精细SNP等分子标记或转录组测序手段,寻找与经济、药用性状紧密连锁的分子标记构建红花遗传连锁图谱和定位、分离目标性状基因,为红花分子标记辅助选择育种(MAS)提供研究基础,提高红花育种的效率。

关键词：红花 DNA分子标记综述

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利用AMMI模型分析红花花瓣产量性状的基因型与环境互作

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分子植物育种 2018年第9期16卷 2931-2938页

作者：胡尊红王沛琦杨谨郭丽芬吴郁青胡学礼刘旭云云南省农业科学院经济作物研究所昆明650205

基因型与环境的互作效应(G·E)决定作物在多生态环境中产量性状的稳定性,研究红花G·E互作效应对花瓣产量稳定性的影响有重要意义。采用随机区组试验设计,选用7个红花品种,4个试验点,3次重复,测定各品种花瓣产量,运用AMMI模型对红花品... 详细信息

基因型与环境的互作效应(G·E)决定作物在多生态环境中产量性状的稳定性,研究红花G·E互作效应对花瓣产量稳定性的影响有重要意义。采用随机区组试验设计,选用7个红花品种,4个试验点,3次重复,测定各品种花瓣产量,运用AMMI模型对红花品种的基因型、环境及G·E互作效应进行了分析。基因型、环境及G·E互作效应均达到极显著水平,基因型占总变异的15.94%、环境效应占16.29%,G·E互作效应占47.64%,表明G·E互作效应对产量变化的影响远大于基因型和环境。互作效应主成分计算出基因型稳定性参数(Dg),顺序为‘YN1805’>‘YN2057’>‘YN512’>‘YN495’>‘YN1959’>‘YN2527’>‘弥渡红花’(CK)。运用AMMI模型有效地解释了红花品种产量性状的基因型、环境和G·E互作效应。根据产量、稳定性参数及AMMI模型分析结果,高产而又稳定的品种有‘YN1805’和‘YN2057’,高产而又不稳定的品种有‘YN512’和‘YN1959’,不高产也不稳产的品种有‘YN495’、‘YN2527’和‘弥渡红花’(CK)。在红花生产中,应选用产量高、适应性强的品种。

关键词：红花 G·E互作稳定性 AMMI

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红花种质资源表型多样性分析

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热带作物学报 2019年第6期40卷 1102-1107页

作者：王沛琦胡学礼李雪蓉胡尊红杨谨郭丽芬刘旭云云南省农业科学院经济作物研究所云南昆明650205 南京农业大学经济管理学院江苏南京210095

以来自国内外的312份红花种质为材料,采用主成分分析与聚类分析,对6个主要表型性状进行多样性分析。结果表明:红花种质资源主要表型性状的遗传变异丰富。顶果球着粒数的多样性指数最高,其次是果球直径;单株种子产量的变异系数最大,其次... 详细信息

以来自国内外的312份红花种质为材料,采用主成分分析与聚类分析,对6个主要表型性状进行多样性分析。结果表明:红花种质资源主要表型性状的遗传变异丰富。顶果球着粒数的多样性指数最高,其次是果球直径;单株种子产量的变异系数最大,其次是单株有效果球数。主成分分析表明,前3个主成分累计贡献率达78.30%,反映了6个性状的大部分信息。基于各种质间6个性状的差异,对312份红花种质进行聚类并划分为7大类群,第Ⅰ类群果球大、顶果球着粒数多,具有增产潜力;第Ⅲ类群综合表现最好,可作为高产育种材料;第Ⅵ类群籽粒大,可作为大粒型选育亲本;其余类群表现一般。该结果可为红花的有效利用及新品种选育提供科学依据。

关键词：红花种质资源表型性状遗传多样性

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25份国外蓖麻种质资源主要农艺性状的聚类分析及评价

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分子植物育种 2015年第7期13卷 1526-1534页

作者：胡学礼王沛琦胡尊红杨谨张锡顺严洪斌刘旭云云南省农业科学院经济作物研究所昆明650205 云南省农业科学院农业经济与信息研究所昆明650205 云南省农业科学院昆明65020

本研究以25份国外蓖麻种质资源为材料,对11个主要农艺性状进行相关及聚类分析。结果表明:一级分枝穗长和一级分枝蒴果数的变异系数(CV)最大,分别为89.2%和94.1%;百粒重的变异系数最小,为20.4%。通过相关性分析结果表明对蓖麻产量贡献最... 详细信息

本研究以25份国外蓖麻种质资源为材料,对11个主要农艺性状进行相关及聚类分析。结果表明:一级分枝穗长和一级分枝蒴果数的变异系数(CV)最大,分别为89.2%和94.1%;百粒重的变异系数最小,为20.4%。通过相关性分析结果表明对蓖麻产量贡献最大的农艺性状是单株总蒴果数,其次是单株有效穗、百粒重以及一级分枝蒴果数;基于各种质间性状的遗传差异,在距离为5时,把25份蓖麻聚类并划分为6大类群,可为杂交育种根据不同类别的特点利用亲本提供依据。

关键词：蓖麻种质资源农艺性状相关分析聚类分析

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蓖麻对重金属污染土壤治理的研究进展

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分子植物育种 2019年第6期17卷 2048-2054页

作者：王沛琦刘旭云胡学礼胡尊红杨谨郭丽芬李文昌云南省农业科学院经济作物研究所昆明650205

随着工业、农业的快速发展,土壤重金属污染日益严重,已威胁到中国粮食安全和居民健康。蓖麻是一种富集及耐重金属能力强的能源作物,利用蓖麻修复重金属污染土壤是一种合理有效的途径。本研究综述了重金属对蓖麻的影响以及在蓖麻不同部... 详细信息

随着工业、农业的快速发展,土壤重金属污染日益严重,已威胁到中国粮食安全和居民健康。蓖麻是一种富集及耐重金属能力强的能源作物,利用蓖麻修复重金属污染土壤是一种合理有效的途径。本研究综述了重金属对蓖麻的影响以及在蓖麻不同部位的分布,蓖麻对重金属的耐性机制,外源物质对蓖麻修复重金属污染土壤的强化作用;分析了蓖麻修复重金属污染土壤研究中存在的不足,为后续蓖麻对重金属污染治理研究及超富集蓖麻品种的选育及栽培技术研究提供理论依据。

关键词：蓖麻重金属植物修复土壤污染

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蓖麻种质资源主要农艺性状的综合评价与分析

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江苏农业学报 2016年第3期32卷 497-505页

作者：胡学礼王沛琦胡尊红张锡顺杨谨严洪斌刘旭云云南省农业科学院经济作物研究所云南昆明650205 云南省农业科学院农业经济与信息研究所云南昆明650205 云南省农业科学院云南昆明650205

为了加强蓖麻种质资源开发和利用,在对筛选出的50份优异蓖麻种质材料的10个主要农艺性状进行相关性分析的基础上进行主成分分析和聚类分析。确定了5个主成分,其累计贡献率为91.018%。5个主成分分别反映产量构成、植物长势、蒴果数、株... 详细信息

为了加强蓖麻种质资源开发和利用,在对筛选出的50份优异蓖麻种质材料的10个主要农艺性状进行相关性分析的基础上进行主成分分析和聚类分析。确定了5个主成分,其累计贡献率为91.018%。5个主成分分别反映产量构成、植物长势、蒴果数、株高和百粒质量。把50份蓖麻种质聚类并划分为3大类群,第I类资源的单株生产力表现最低,可用于选育矮秆密植型品种;第II类资源百粒质量在3类材料中最高,表现较好,可用于选育大粒型品种;第III类资源的主穗蒴果数、单株有效穗数、单株蒴果数等性状都最高,单株生产力表现最好,可用于选育高产、中粒型的品种。

关键词：蓖麻种质资源相关性分析主成分分析聚类分析

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利用AFLP标记分析云南红花优异种质资源的遗传多样性

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山西农业科学 2019年第10期47卷 1756-1761页

作者：胡尊红王沛琦杨谨胡学礼刘旭云云南省农业科学院经济作物研究所

在云南红花优异种质筛选研究基础上,从DNA水平分析和探讨云南优异红花种质的遗传多样性,为云南红花种质资源的保护、评价和红花新品种选育提供理论依据。利用108对AFLP标记引物及POPGENE 3.2,NTsys 2.2软件对50份云南优异的红花种质资... 详细信息

在云南红花优异种质筛选研究基础上,从DNA水平分析和探讨云南优异红花种质的遗传多样性,为云南红花种质资源的保护、评价和红花新品种选育提供理论依据。利用108对AFLP标记引物及POPGENE 3.2,NTsys 2.2软件对50份云南优异的红花种质资源材料,通过多态性检测、聚类分析,计算遗传距离、遗传一致度及Nei指数,揭示云南红花种质资源的遗传分化和遗传多样性。结果表明,利用AFLP标记筛选出8对引物,共扩增331条带,142条多态性带,多态位点百分率为33.42%~55.80%,平均多态性为42.42%。根据UPGMA聚类分析,在遗传相似系数0.64~0.66,把50份红花材料分为4个组,与传统形态学分类相似,但略有不同。在群体遗传分化研究中,群体总基因多态性为0.283 3,群体内基因多态性为0.157 4,其中,群体间遗传分化系数为0.444 5,总基因流为0.624 8;6个群体间的遗传一致度为0.747 9~0.909 0,条纹壳群体和抗锈病群体间的一致度最高,为0.909 0,而黄花群体和大粒群体的遗传一致度最低,为0.747 9,说明50份云南优异红花种质资源在种内遗传变异丰富。这6个群体得到的等位基因观察数分布在1.250 0~1.675 0,全部群体则达到了1.800 0。有效等位基因数分布在1.120 4~1.426 9,全部群体则达到了1.4334。Nei指数分布在0.077 1~0.251 3,其值由大到小顺序为条纹壳群体>高亚油酸群体>抗锈病群体>无刺群体>大粒群体>黄花群体。Shannon指数分布在0.120 0~0.373 8,其值由大到小为条纹壳群体>抗锈病群体>高亚油酸群体>无刺群体>大粒群体>黄花群体。说明云南红花群体具有复杂的遗传分化和丰富的遗传多样性,遗传变异主要在群体间,应注重群体保护,同时AFLP标记技术能有效地揭示红花种质资源的遗传多样性,为红花种质资源保护、品种选育及分子进化研究提供依据。

关键词：红花 AFLP标记遗传分化遗传多样性育种

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云南红花地方种质资源品质特性与农艺性状的聚类分析及评价

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华北农学报 2018年第A01期33卷 22-28页

作者：郭丽芬张跃胡尊红胡学礼高梅王沛琦杨谨代梦媛李文昌刘旭云云南省农业科学院经济作物研究所云南昆明650205 昆明市盘龙区双龙街道办事处农林水综合服务中心云南昆明650224

为促进红花品种改良及种质资源的高效利用,揭示红花优异资源的特征特性,为红花种质资源创新利用和品种改良提供理论依据。以筛选出的40份云南省地方红花种质资源为材料,采用SPSS 18. 0软件对18个性状进行聚类分析和主成分分析,分析了红... 详细信息

为促进红花品种改良及种质资源的高效利用,揭示红花优异资源的特征特性,为红花种质资源创新利用和品种改良提供理论依据。以筛选出的40份云南省地方红花种质资源为材料,采用SPSS 18. 0软件对18个性状进行聚类分析和主成分分析,分析了红花数量性状对单株生产力的影响,同时对其品质性状进行了相关分析。40份资源材料通过聚类分析划分为5大类群,表明不同类群间各农艺性状及品质特征存在较明显的特异性,18个性状指标之间存在相对独立和密切相关性。其中,类群Ⅳ为矮秆、分枝多、单株有效果球多,千粒质量和单株生产力高;类群Ⅴ为分枝多,单株有效果球多,千粒质量和单株生产力高。主成分分析将12个数量性状指标转化为5个主成分,累计贡献率达86. 7468%;其中,第一主成分反映植株高度,第二主成分反映产量构成因子,第三主成分反映果球大小,第四、第五主成分分别反映籽粒大小和第一分枝高度。品质性状4个主成分累计贡献率达89. 4747%,品质性状中不同主成分间在油酸、含油率、蛋白质和硬脂酸含量上存在较大差异,其中,第一、二主成分分别反映油酸含量和含油率;第三、四主成分分别反映蛋白质和硬脂酸含量。分析结果表明:在影响红花单株生产力的性状中,首先应考虑植株高度,其次是有效分枝数、单株有效果球数、果球着粒数和千粒质量的选择。云南地方红花资源类型丰富、性状差异各具特点;第Ⅳ、Ⅴ类群为有增产潜力、丰产性好,综合农艺性状优良,可作为高产育种的目标亲本材料利用。品质特性:第Ⅰ、Ⅱ类群为含油率高、亚油酸高、蛋白质高,是综合品质优良的材料,可作为红花品质选育的优质亲本材料。

关键词：红花地方种质资源农艺性状品质性状主成分分析聚类分析

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红花新品种云红九号和云红十号的选育及品种特性研究

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中国种业 2023年第9期 105-110页

作者：胡尊红王沛琦刘旭云王硕胡学礼杨谨云南省农业科学院经济作物研究所昆明650205 云南省保山市农业技术推广中心保山678000

云红九号及云红十号是针对云南干热河谷气候生态条件的高产、优质红花新品种。这两个品种分别是以云南本地材料及美国引进材料中选择出的优良单株,采用单株混合选择法,经历10余年选育而成。以云南地方品种弥渡红花为对照,在元谋、鹤庆... 详细信息

云红九号及云红十号是针对云南干热河谷气候生态条件的高产、优质红花新品种。这两个品种分别是以云南本地材料及美国引进材料中选择出的优良单株,采用单株混合选择法,经历10余年选育而成。以云南地方品种弥渡红花为对照,在元谋、鹤庆、弥渡、永胜4个地点进行了红花新品种比较试验、多点(区域)试验以及生产试验。结果表明,云红九号及云红十号两个品种属中熟品种,适宜云南海拔1000-1600m的干热河谷气候地区种植,生育期比对照品种弥渡红花早3-4d,其花瓣产量均显著高于对照品种。两品种的油酸和亚油酸含量都显著高于对照品种,药用成分羟基红花黄色素A高于对照品种,山柰酚含量高于药典要求含量。两个品种在云南适宜种植区域具有较好的增产、提质等效果。

关键词：云红九号云红十号品种选育种子产量花瓣产量品种特性

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