Cryptic evolution in a wild bird population.

Microevolution is expected to be commonplace, yet there are few thoroughly documented cases of microevolution in wild populations. In contrast, it is often observed that apparently heritable traits under strong and consistent directional selection fail to show the expected evolutionary response. One explanation proposed for this paradox is that a genetic response to selection may be masked by opposing changes in the environment. We used data from a 20-year study of collared flycatchers (Ficedula albicollis) to explore selection on, and evolution of, a heritable trait: relative body weight at fledging ('condition'). Despite consistent positive directional selection, on both the phenotypic and the additive genetic component (breeding values, estimated from an animal model) of condition, the mean phenotypic value of this trait in the population has declined, rather than increased, over time. Here we show that, despite this decline, the mean breeding value for condition has increased over time. The mismatch between response to selection at the levels of genotype and phenotype can be explained by environmental deterioration, concealing underlying evolution. This form of cryptic evolution may be common in natural environments.     

Sustainable trophy hunting of African lions

In most species, sport hunting of male trophy animals can only reduce overall population size when the rate of removal of males is so high that females can no longer be impregnated. However, where males provide extensive paternal care, the removal of even a few individuals could harm the population as a whole. In species such as lions, excessive trophy hunting could theoretically cause male replacements (and associated infanticide) to become sufficiently common to prevent cubs reaching adulthood. Here we simulate the population consequences of lion trophy hunting using a spatially explicit, individual-based, stochastic model parameterized with 40 years of demographic data from northern Tanzania. Although our simulations confirm that infanticide increases the risk of population extinction, trophy hunting could be sustained simply by hunting males above a minimum age threshold, and this strategy maximizes both the quantity and the quality of the long-term kill. We present a simple non-invasive technique for estimating lion age in populations lacking long-term records, and suggest that quotas would be unnecessary in any male-only trophy species where age determination could be reliably implemented.     

麦洼牦牛若干选育性状的主成分分析

对麦洼牦牛的９个数量性状进行了主成分和聚类分析,结果表明,９ 个性状可分为体尺类、产乳类、角毛类等３类;而前２类对牦牛的生长发育最重要,因而,对麦洼牦牛的选育,重点应对这２类性状,其选育的效果才会更好。     

棕榈半同胞子代家系苗期测定及优良家系选择

【目的】探究棕榈苗期生长遗传变异规律,筛选出苗期速生且遗传品质优良的棕榈家系,为棕榈的遗传改良提供参考。【方法】以72个棕榈半同胞家系的1.5年生幼苗为材料,观测其苗高、地径、干质量、鲜质量、条形叶和掌状叶数6个生长性状,进行遗传分析;以聚类分析法与性状表现水平分析法相结合筛选优良家系,并配合单株选择,筛选优良单株。【结果】棕榈苗期生长性状表型变异丰富且在各家系间差异极显著(P<0.001),家系遗传力变化范围为0.842~0.961,均表现为较高强度遗传;从中选出7个优良家系,中选家系的地径、干质量、掌状叶数的现实增益分别增加了18.03%、33.50%、26.77%,其遗传增益分别为16.28%、29.38%、22.51%。从7个优良家系中筛选出32株优良单株,其地径、干质量、掌状叶数的遗传增益分别增加了42.72%、97.86%、59.82%,其现实增益分别增加了60.77%、139.20%、85.09%,选择效果显著。【结论】棕榈幼苗在家系间具有很大的选育潜力,开展其早期选择研究,能为棕榈良种选育提供参考,选择出的优良家系及优良单株可为棕榈遗传改良及后续研究工作提供极佳的种质材料。     

全州禾花鲤主要生长性状的遗传参数估计

为估计全州禾花鲤(Cyprinus carpio var.Quanzhouensis)生长性状的遗传参数,采用嵌套交配设计和人工授精法构建了23个全州禾花鲤家系,利用混合线性模型估计全州禾花鲤体质量、体长、体宽、体长/体宽、日增重的遗传力、表型相关、遗传相关及育种值。结果表明：体质量(0.45,P<0.01)、体长(0.42,P<0.01)、体宽(0.36,P<0.01)和日增重(0.39,P<0.05)为高遗传力,体长/体宽(0.12,P>0.05)为低遗传力。体质量、体宽、全长、日增重性状相互之间有较高的表型相关与遗传相关(0.76-0.99),体质量与体长/体宽、日增重与体长/体宽之间表型相关与遗传相关(0.55-0.67)较低。育种值分析显示日增重与体长、日增重与体宽、体长与体宽性状育种值之间极显著相关(P<0.01),采用育种值开展个体选择与表型值选择结果存在明显差异。全州禾花鲤选育应采用多性状综合选育策略,同时改良生长速度、体型和体色性状,从而获得优质高产禾花鲤新品种。     

Genetic effects on sperm design in the zebra finch

Sperm design and function are important determinants of male reproductive success and are expected to be under strong selection. The way that spermatozoa phenotypes evolve is poorly understood, because there have been few studies of the quantitative genetics of sperm. Here we show, in the zebra finch Taeniopygia guttata, an extraordinary degree of inter-male variation in sperm design that is independent of sperm swimming velocity. A quantitative genetics study using data from over 900 zebra finches in a complex breeding experiment showed that sperm head, mid-piece and flagellum length are heritable, that negative genetic correlations exist between sperm traits, and that significant indirect (maternal) genetic effects exist. Selection on the zebra finch sperm phenotype may be low because sperm competition is infrequent in this species, and this, in combination with negative genetic correlations and maternal genetic effects, may account for the variation in sperm phenotype between males. These results have important implications for the evolution of sperm in other taxa.     

植物体细胞无性系变异育种

体细胞无性系变异是继花粉和花药培养之后的又一种实用化的细胞工程育种新方法，体细胞无性系变异是植物组织培养过程中出现的普遍现象，并且绝大多数变异可以遗传，在再生植株中能够找到在常规诱变育种和杂交育种中所观察到的各种变异或重组类型，80年代以来，我国在作物无性系变异育种方面取得了令人鼓舞的进展，已培育出了一大批优良新品种，本文着重阐述了植物体细胞无性系变异育种的概念和特点，引起无性系变异的遗传基础，无性系变异突变体的筛选和鉴定方法，并对目前体在植物体细胞无性系变异育种中存在的主要问题进行了讨论。     

导入野生大豆DNA小麦后代的农艺性状研究

用花粉管通道法将野生大豆总DNA导入小麦，获得了转基因小麦，其后代的农艺性状有较大的变化。田间实验分析了变异系小麦植株与对照植株在叶片的光合速率、蒸腾速率、叶面积及株高、穗粒、穗重等性状上的差异。t检验结果显示，变异系小麦在叶面性状及产量性状上的差异是显著的，外源DNA的导入改善了植物的农艺性状，并在后代中表达，为选育高产、优质的新小麦品种提供了依据。     

Recurrent patterns of natural selection in a population of Darwin's finches

The adaptive significance of morphological traits can be assessed by measuring and identifying the forces of selection acting on them. Boag and Grant documented directional selection in a small population of Darwin's medium ground finches, Geospiza fortis, on I. Daphne Major, Galápagos, in 1977. Large beak and body size were favoured at a time of diminishing food supply and high adult mortality. We show here that in two subsequent periods of moderate to high adult mortality (1980 and 1982), the population was subject to the same selection. We have used a recently developed technique to ascertain the targets of direct selection. Beak depth and body weight were commonly under direct selection to increase but, surprisingly, beak width was directly selected to decrease, over all three periods of mortality. The results have implications for our understanding of evolutionary change in morphological traits of Darwin's finches.     

浙江红花油茶种实性状多样性分析

【目的】通过分析主分布区浙江红花油茶种实性状遗传变异规律及其与地理生态因子的相关性,为浙江红花油茶种质资源遗传评价和选择育种提供参考依据。【方法】对来自江西省、浙江省和福建省主分布区6个代表性产地的浙江红花油茶种实的8个性状进行测定,采用Duncan多重比较、Shannon-Wiener多样性指数(H')、表型分化系数(V_ST)及相关性分析等多种方法进行统计分析。【结果】浙江红花油茶总体种实性状变异程度依次为单果籽数>单果质量>千粒质量>鲜出籽率>果皮厚>果高>果径>果形指数,各性状在产地间、产地内均呈极显著差异(P<0.01)。各产地种实性状变异系数排序依次为德兴>乐平>婺源>武夷山>霞浦>开化,种实性状多样性指数平均为1.885 0,德兴与乐平产地具较高的多样性。种实性状的平均表型分化系数为35.31%,表明浙江红花油茶不同产地的个体变异是其种实性状总体变异的主要来源。各产地遗传聚类结果基本体现了产地的亲缘关系,高海拔的武夷山产地单独成组,显示了高海拔环境对种实性状的分化。种实性状中果皮厚度与海拔、千粒质量与降水量均呈显著正相关,反映了浙江红花油茶对环境的适应性。【结论】较全面地分析了浙江红花油茶6个产区的种实性状变异情况,8个种实性状在产地间、产地内均变异丰富,其中单果质量、果径、鲜出籽率、果皮厚度等经济性状变异较大,德兴与乐平产地在6个产地中具有更高的遗传多样性。群体内变异是种实性状总体变异的主要来源,遗传聚类与产地亲缘关系较一致,高海拔的武夷山产地单独成组,果皮厚度与海拔、千粒质量与降水量均呈显著正相关,显示了环境对浙江红花油茶种实性状的影响。本研究可为不同产地浙江红花油茶特定性状的良种选育提供参考。     

A yeast prion provides a mechanism for genetic variation and phenotypic diversity

A major enigma in evolutionary biology is that new forms or functions often require the concerted effects of several independent genetic changes. It is unclear how such changes might accumulate when they are likely to be deleterious individually and be lost by selective pressure. The Saccharomyces cerevisiae prion [PSI+] is an epigenetic modifier of the fidelity of translation termination, but its impact on yeast biology has been unclear. Here we show that [PSI+] provides the means to uncover hidden genetic variation and produce new heritable phenotypes. Moreover, in each of the seven genetic backgrounds tested, the constellation of phenotypes produced was unique. We propose that the epigenetic and metastable nature of [PSI+] inheritance allows yeast cells to exploit pre-existing genetic variation to thrive in fluctuating environments. Further, the capacity of [PSI+] to convert previously neutral genetic variation to a non-neutral state may facilitate the evolution of new traits.     

牡丹杂交F1代性状分离规律及混合遗传分析

【目的】了解牡丹主要表型性状的杂种优势和遗传特点,指导牡丹的育种实践。【方法】以牡丹品种‘凤丹’ב新日月锦’的F₁群体为材料,分别于2014年和2015年调查了F₁群体的株高、冠幅等20个表型性状,对这些表型性状进行了相关性分析和混合遗传分析。【结果】杂种优势分析结果显示,20个表型性状在F₁群体中分离广泛,变异系数变化范围为11.03%～63.49%。除花高、花瓣宽、花瓣长、果荚高外,其余16个性状的中亲优势均达极显著水平。相关性分析结果表明,除花瓣长、果荚高外,其余18个性状间紧密相关。混合遗传分析结果显示:株高、冠幅、新枝数、果柄长、花径、开花时长、果荚直径和果荚高等8个性状均由微效多基因控制; 新枝长度、花朵数、花高、花瓣数、花瓣宽、蓇葖果数和单果荚种子质量7个性状均受两对加性-显性-上位性主基因控制; 叶长由两对等加性主基因控制; 花瓣长受两对等显性主基因控制; 叶宽、单果荚种子数量均由1对加性-显性主基因控制; 单果荚质量受两对加性-显性主基因控制。【结论】牡丹杂交F₁代20个表型性状均存在杂种优势和超亲分离现象,且部分性状表现出主基因控制的遗传效应。研究为牡丹表型性状的QTL定位和分子标记辅助育种研究提供了理论基础。     

水稻遗传多样性及其农艺性状与SSR标记的关联分析

分析水稻材料的遗传多样性,寻找与农艺性状相关联的分子标记,为水稻杂交组合的配置及分子标记辅助育种提供依据.利用60对分布于水稻12条染色体组的SSR标记对190份水稻材料进行遗传多样性分析与群体遗传结构分析,并采用Tassel3.0的GLM和MLM进行标记与农艺性状的关联分析.结果显示,190份水稻材料的遗传相似系数(GS)变异范围为0.62～0.97,平均值为0.86.按群体遗传结构可将供试材料分为3个亚群.以GLM分析,发现8个与穗长、一次枝梗数、一次枝梗穗粒数、二次枝梗数、二次枝梗穗粒数、总穗粒数和饱满穗粒数相关联的标记,各标记对表型变异的解释率为0.0648;以MLM分析显示,8个标记对表型变异的解释率在0.0378～0.0648.本研究获得的这8个农艺性状相关的分子标记可以作为辅助育种培育高产水稻品种的分子标记.     

林木分子育种研究的基因组学信息资源述评

分子育种是指利用与性状相关的DNA标记进行选育,也称标记辅助选择或标记辅助育种,广义上还包括基因工程育种和基因组学辅助育种。林木分子育种为早期选择和加速育种提供了极具潜力的高效手段。笔者对林木分子育种研究的基因组学信息资源进行了进展综述和前景展望。近30年来,林木分子标记技术从早期的低通量方法发展到目前基于微阵列芯片和新一代测序的高通量技术,如测序分型、转录组测序、重测序、扩增子测序和外显子组测序等,并广泛用于连锁作图、关联分析和基因组选择等林木性状相关的DNA变异检测研究。随着2006年毛果杨基因组序列的发表,已有50余个树种完成了基因组测序。基于连锁作图和关联研究检测了林木10余个属生长、材性和抗逆及非木质产品品质等性状相关的大量基因组位点,主要趋势表现为：① 表型广泛,涵盖经济性状、生理指标和代谢成分等;②标记数量成千上万甚至上百万,覆盖全基因组;③转录组和降解组等多组学的分子变异开始应用;④ 利用大群体以提高位点检测的精度;⑤ 重视环境的影响,大田试验设置多个地点,解析QTL与环境、年份的互作效应;⑥ 结合参考基因组序列和/或转录组差异表达基因进一步挖掘性状相关的候选基因,建立了桉属、松属和云杉属等主要造林树种的基因组选择模型。此外,积累了泛基因组、相关软件和算法、功能基因、基因组编辑技术及网站和数据库等其他信息资源。林木分子育种面临的挑战主要包括：① 如何获得稳定性好的性状相关基因组位点和基因组选择（GS）模型;② 缺乏自动化、无损和高通量的表型测定技术;③对大基因组的针叶树和一些多倍体树种,仍难获得高质量的基因组序列;④ 标记辅助选择增加了常规育种之外的费用,且存在不确定性;⑤多数树种的加速育种仍较困难。后基因组时代的林木分子育种将有效结合到常规育种程序中,显著促进遗传增益的提高。     

牦牛数量性状主基因的研究

数量性状主基因的研究和开发利用是目前动物遗传育种学研究的热点之一,本研究用偏离正态分布检测法探索了牦牛体重、体高、体长、胸围、产奶量、乳脂率等6个数量性状的主基因。结果表明：体重、体高、产奶量、乳脂率4个性状有主基因的作用;在牦育育种中应充分考虑主基因的问题,并结合主基因分析讨论了开发利用牦牛遗传资源的途径和方法。     

果树分子育种研究进展

我国是果树产业第一大国,具有丰富的果树品种资源。随着市场需求和自然环境的变化,我国果树产业中出现了一些新问题和新需求亟待解决。深入研究和系统分析我国果树育种现状,并探讨未来发展方向十分必要。转基因技术、分子标记技术等分子育种技术具有周期短、效率高、定向育种精确度高等优点,将其应用于果树育种可以改良果品品质并增强产业竞争力,是现代果树改良育种研究的重要手段。结合我国果树产业现阶段存在的品种单一、品质下降、病虫害危害增加等实际问题,从改善果实色泽、果型、大小、风味、质地、香味、功能物质等果实品质相关性状,以及提高抗干旱、低温、高温等非生物胁迫和抗病虫害等生物胁迫能力出发,综述了现代分子生物学技术在果树育种中的应用进展、不足以及发展建议,认为我国果树分子育种应该以满足不同人群和不同用途需求为基础,培育多样化、个性化的品种;以优质绿色安全为发展方向,培育抗性好、适合省力化栽培的品种;要充分利用果树全基因组丰富的遗传信息资源,在基因组或系统水平上全面分析基因功能,以揭示果树生长发育、环境应答互作分子网络、代谢等分子机制,为果树定向育种奠定基础;同时应综合运用现代生物学等各种先进技术,提升育种效率,逐步缩短培育新品种的周期。     

红松半同胞家系生长性状变异分析与优良家系选择

【目的】分析红松(Pinus koraiensis)半同胞家系生长性状的遗传变异,选择优良家系,为红松高世代遗传改良提供材料。【方法】以吉林露水河国家红松良种基地内红松半同胞家系子代测定林为研究对象,对34个家系(包括对照1个)不同林龄(18、23、27 a)时期的生长性状进行家系间差异性比较、遗传参数估算、表型相关与遗传相关分析,综合各林龄阶段家系生长表现,以材积和育种值为主要指标进行优良家系选择。【结果】不同林龄时期,树高、胸径、材积的家系间差异均达到极显著水平。材积家系间差异主要受遗传效应影响,随林龄增长,作用逐渐加强。树高与胸径主要受遗传效应、遗传与环境互作效应共同影响,冠幅主要受环境效应影响。4个性状中,树高变异相对较小,材积变异较大。树高、胸径、材积受较强遗传控制,冠幅受中低遗传控制。林龄18~23 a时,树高、胸径、材积的家系遗传力呈下降趋势;林龄23~27 a时,遗传力变幅较小,表现趋于稳定。遗传进展变化趋势与遗传变异系数变化趋势一致,表现为树高、胸径、材积随林龄增长有所下降,林龄23 a后变幅缩小,基本稳定。生长性状间表型相关与遗传相关均表现为正相关关系。胸径与材积遗传相关达到极显著水平;树高与材积遗传相关随林龄增长逐渐减弱;冠幅与材积遗传相关随林龄增长逐渐加强。对参试家系3个林龄时期的生长表现进行综合分析与评价,筛选出优良家系2个,二者材积均值高出对照25.84%,高出参试家系平均值50.00%,高出表现较差的1331号家系114.29%。【结论】所选1302号、1046号优良家系材积现实增益显著,可为红松高世代育种提供基础材料,对今后红松生长性状的遗传改良以及大径材定向培育等具有积极意义。     

不同基因型大白菜品质性状的遗传研究

利用101、102、103、104、106、108等6份不同遗传类型的大白菜材料,按Griffing方法Ⅱ配制完全双列杂交,考察单株重、叶球重、净菜率、软叶率、粗纤维含量、可溶性糖含量等6个性状,研究其遗传规律.结果表明上述性状的遗传符合加性-显性模型,6个性状的广义遗传力达分别为82.133%、44.196%、87.000%、97.297%、60.335%、72.045%,狭义遗传力分别为73.170%、39.732%、33.333%、27.027%、59.777%、21.489%,遗传相关分析表明单株重与叶球重、净菜率、粗纤维含量的相关、叶球重与净菜率的相关、软叶率与净菜率达显著水平.其余性状间的相关未达显著水平.     

水稻垩白性状的遗传研究进展

垩白性状是稻米最重要的品质性状之一,阐明水稻垩白性状的遗传机理十分重要.主要对水稻垩白的遗传基础、垩白数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位及其垩白性状相关基因的分离与克隆进行了综述,并提出了相应的遗传改良措施,以期为优质水稻育种提供参考和借鉴.     

新疆春小麦品种演替规律的调查与分析

50年代至今新疆春小麦品种经历了多次更替。对不同时期的54个品种所采用的育种方法和品种的形态、产量、品质性状以及抗逆性、抗病性的演变趋势进行了调查分析，结果表明：随着品种的更替，育种方法已由引种发育到新的育种方法；在形态性状中，株高明显变矮，株型由楹散型紧凑型发展；在产量性状中，产量明显提高，穗粒数及千粒重有所提高；在品质性状上逐渐向强筋粉方向发展。