棉花品种遗传纯度的SSR分子标记鉴定技术研究

为建立适合于SSR标记的棉花品种纯度鉴定方法,利用78个SSR标记对12个棉花常规品种进行标记基因型分析.通过比较不同品种不同单株标记基因型,发现棉花品种的非纯SSR位点存在3种主要类型.通过综合分析非纯SSR位点率和异型单株率对品种遗传纯度的影响,建立了利用SSR标记在分子水平上鉴定棉花品种纯度的方法.利用该方法鉴定的12个棉花品种中有3个品种(C5、C9和Cll)的遗传纯度在98％以上,非纯SSR位点和异型株均较高的2个品种(C3和C6)遗传纯度分别为67.31％和31.79％,该方法弥补了以往分子纯度计算方法中只考虑单株混杂、不考虑SSR位点混杂的缺陷,可比较客观地反映品种的遗传纯度状况.     

陆地棉耐盐性状与SSR分子标记的关联分析

本研究以134份陆地棉栽培种为试验材料,测定其在0.3%盐浓度(质量分数)下的出苗率,并使用74对SSR引物对这些材料进行基因组变异扫描。利用Structure2.3.4软件分析该自然群体的遗传结构,在此基础上采用Tassel2.1软件对耐盐性状与SSR分子标记进行关联分析,寻找与棉花耐盐性状相关的分子标记。研究结果表明:(1)134份陆地棉栽培种的出苗率呈极显著差异,并筛选出27个盐敏感材料和10个耐盐材料。(2)74个SSR分子标记共检测出148个多态性位点,涉及246个等位变异,变异范围为2~7,平均每个标记3.32个;基因多样性指数变异范围为0.0295~0.4959,平均值为0.2897;SSR分子标记多态性信息含量(PIC)变幅为0.0290~0.3729,平均值为0.2381。(3)通过群体结构分析,将该自然群体划分2个亚群体,分别包含89份和45份材料。(4)关联分析共发现8个与棉花耐盐性状相关的SSR分子标记位点,表型变异解释率变幅为2.91%~7.82%,平均值为4.32%。此研究结果可以为棉花耐盐性状分子标记辅助选择育种提供参考。     

小扁豆种质资源SSR标记遗传多样性及群体结构分析

从145对SSR引物中筛选到14对多态性引物,对选取国家种质库的440份小扁豆种质资源进行SSR标记遗传多样性分析,共检测出87个等位变异,平均每个SSR位点6.2143个;平均Shannon-Weaver指数(I)为1.1869。16个不同地理来源群体间表现出显著的遗传多样性差异,国外群体的遗传多样性水平(0.9837)远高于国内群体(0.3485)。PCA、UPGMA法聚类分析和Structure群体结构分析结果相互间完全吻合。440份参试材料从遗传结构上可划分为8个组群,揭示国外群体遗传分化大,群体间的亲缘关系较远;国内群体与之相反。研究结果显示,山西、宁夏和甘肃省是我国小扁豆资源遗传多样性最丰富、遗传关系较复杂的地区,应对该区域小扁豆资源进一步搜集、保护和研究。同时,应继续加强小扁豆资源的国外引种与交流,做进一步系统研究和开发利用。     

利用配合力和SSR标记对玉米Tuxpeno种质遗传潜势的研究

采用NCⅡ遗传交配设计,以Tuxpeno种质选系和测验种10份玉米自交系为材料,组配了25个杂交组合,田间组合多点鉴定,对产量、株高和穗位高等10个农艺性状进行配合力分析,同时,利用SSR标记分析了10份自交系的遗传变异参数.结果表明:调查的10个农艺性状在组合间方差均达到显著水平.行粒数、百粒重、秃尖长、出籽率、穗位高和小区产量在地点与组合互作间方差分析均达到了极显著水平.SSR标记结果表明:筛选出25对多态性较高且带型稳定、清晰的SSR引物,在10个供试材料中共检测出127个等位基因变并,每对引物检测出2～10个等位基因,平均每个位点检测到的等位基因数为5.08个;10份自交系之间遗传距离范围是0.4157～0.9722,遗传距离以0.70为标准,分为2类群;基于配合力和微卫星(SSR)标记的遗传潜势数据的评估,计算分子标记遗传距离与两点联合产量的相关系数仅为0.07.在本研究中,Tuxpeno种质与78599和Reid种质可能组配成较大潜力的杂种优势模式.通过对Tuxpeno种质杂种优势的系统研究,可以为更好利用Tuxpeno种质为桥梁,实现Tuxpeno种质在温带玉米育种中的快速、有效利用提供一个可供选择的潜在模式和参考依据.     

小豆遗传差异、群体结构和连锁不平衡水平的SSR分析

利用57对小豆SSR标记和31对绿豆SSR标记,用5份日本材料作对照,对249份中国小豆种质进行遗传差异、群体结构和连锁不平衡(LD)分析。结果表明,共检测到630个等位变异,SSR位点等位变异数在2~17之间,遗传多样性指数范围为0.024~0.898,平均为0.574。15个不同地理来源群体间表现出显著的遗传多样性差异,其中中国云南最高,河北、天津最低。聚类分析将254份材料划分为3个类群,在一定程度上和地理生态环境相关。LD分析显示和其他作物相比,小豆LD衰减距离较短,最大衰减距离为5.8 cM (R²>0.1),基因组LD平均衰减距离小于1 cM (R²>0.1,P<0.001)。     

三个栽培种中天然彩色棉的遗传多样性及关联分析

本研究利用主要农艺性状和SSR标记分析了137份陆地棉、13份海岛棉以及27份亚洲棉等不同纤维色泽的种质资源。170对SSR引物共检测到1036个等位基因变异。其中有多态性的等位基因923个,平均每个SSR位点有5.43个等位变异,变化范围为1~10。位点多态性信息量(PIC)的变化范围为0.56~0.93,PIC在0.85以上的多态性SSR位点为122个。结果表明,实验材料存在着丰富的遗传多样性。在群体结构分析基础上,使用TASSEL软件中的混合线性模型(MLM),在陆地棉中得到与11个性状相关联的SSR标记23个;在海岛棉群体得到与5个性状关联的17个标记;在亚洲棉中检测到与8个性状关联的15个标记位点。在三个栽培种中与纤维色泽度相关的标记位点一共有6个,分别是CIR51-4、BNL1421-2、BNL2656-2、DPL570-2、GH268-6和TMB131-1,表型变异解释率从3.12%到18.97%。三个栽培种中天然彩色棉种质具有丰富的遗传多样性,为棉花的种间、种内杂交育种以及拓宽棉花新品种的遗传背景提供了物质基础和理论依据。     

ET-ISJ标记的开发及陆地棉遗传图谱构建

根据植物结构基因外显子拼接位点的保守序列,设计扩增外显子的ET-ISJ (exon targeted intron-exon splice junction)标记引物。利用1 280对ET-ISJ引物组合,在陆地棉品种渝棉1号和T586中,筛选获得69对多态性引物组合,占引物组合的5.4%。用多态性ET-ISJ引物组合检测(渝棉1号×T586)F_2:7重组近交系群体,得到70个位点。以70个ET-ISJ标记位点与523个SSR、59个IT-ISJ、29个SRAP和8个形态标记进行连锁分析,构建的遗传连锁图谱包括59个连锁群和673个位点(68个ET-ISJ、510个SSR、58个IT-ISJ、29个SRAP和8个形态标记)。连锁图覆盖3 216.7 cM,占棉花基因组的72.3%,标记间平均长度为4.8 cM。68个ET-ISJ标记分布于20条染色体。研究表明ET-ISJ标记多态性较高、稳定性好,可有效用于棉花与其他植物遗传连锁图谱构建。     

利用陆地棉MAGIC群体定位产量、生育期和株高性状的QTL

棉花的产量、生育期和株高是重要的农艺性状, 决定着棉花的经济效益和生产方式。为了研究这些性状的遗传基础, 利用8个亲本构建的包含960个株系的陆地棉MAGIC (multi-parent advanced generation inter-cross)群体和SSR标记对这些性状进行关联分析。对产量、生育期和株高共8个相关性状进行了3年3个地点共5个环境的田间试验。经过最佳线性无偏预测(BLUP)综合多环境的表型数据, 发现MAGIC群体比亲本有更丰富的表型变异。8个性状的广义遗传力(H ²)变化范围为0.17~0.71。结合284个SSR标记基因型数据, 利用混合线性模型对产量、生育期和株高相关性状进行关联分析, 分别检测到51、27和9个显著关联的位点, 这些位点都表现出微效性, 表明该陆地棉MAGIC群体在性状位点的挖掘方面具有高效性。检测到20个标记位点或区间控制多个性状, 还发现单株有效铃数、单铃皮棉重、第一果枝节位和株高存在染色体热点区域, 对多性状综合研究或单性状深入挖掘具有重要价值。本研究为后续深入利用MAGIC群体进行遗传研究提供参考, 一些表型优良的材料和关联到的位点为育种改良奠定了基础。     

对我国小麦原原种纯度的研究

在彻底控制各种机械混杂和品种间生物学混杂的前提下,采取免去杂技术繁殖小麦种子,决定所繁殖原种纯度的两个主要因素是繁殖种纯度和品种天然异交率.首先建立了品种纯度与杂株率之间的数学关系式：杂株率（%）=1-纯度（%）,接着又建立了所繁原种杂株率（X）与原原种杂株率（X1）及品种天然异交率的数学模型：X=X1（1＋R%）.结果表明,在免去杂条件下繁殖原种时,要求原原种的纯度一般不低于99.95%,最低为99.00%,最高为100%.     

柱花草重要性状与SSR、SRAP分子标记的关联分析

为了寻找与柱花草重要性状相关联的分子标记,本研究以20份柱花草品种(系)为对象,进行了株高等5个农艺性状和粗蛋白等8个品质性状的观测分析。在分析遗传多样性和群体结构的基础上,将品种间差异显著的11个性状与SSR、SRAP标记进行关联分析。结果表明,共有14个SSR标记与5个性状相关联,有16个SRAP标记与4个性状相关联。其中,1个SSR标记、15个SRAP标记与鲜重相关联;12个SSR标记和1个SRAP标记与株高相关联;12个SSR标记、1个SRAP标记与茎粗相关联;11个SRAP标记与粗蛋白含量相关联,分别只有1个SSR标记与叶宽、粗灰分含量相关联。关联分析能够有效地找到与部分性状相关联的标记,为柱花草种质鉴定、杂交育种及分子育种实践提供依据。     

豇豆种质资源遗传多样性和亲缘关系的SRAP和SSR分析

为从分子水平上揭示豇豆种质资源间的亲缘关系,为其种质资源搜集、鉴定、利用和遗传改良提供一定的理论基础,利用SRAP和SSR分子标记对41份来自中国和马来西亚的豇豆种质资源进行遗传多样性研究。从65对SRAP引物和10对SSR引物中分别筛选获得稳定清晰且多态性强的31对SRAP引物和5对SSR引物,对41份栽培豇豆资源的DNA进行SRAP-PCR和SSR-PCR扩增。2种PCR扩增共获230条扩增条带,其中SRAP检测到196条扩增条带,平均每对引物扩增等位基因数为6.3条,多态性片段为161条,多态性比例为82.14%;SSR检测到34条带,平均每对引物扩增等位基因数6.8条,多肽性片段为25条,多态性比例为73.53%,表明本研究搜集的豇豆种质间的遗传多样性比较丰富。基于SRAP和SSR标记的结果,利用UPGMA构建了41份豇豆资源的聚类树状图,其遗传相似系数为0.1667~0.9516,大多在0.674以上。结果表明,SRAP和SSR分子标记能有效地将41份豇豆资源分开,且部分种质间的遗传距离较远,这为豇豆资源的开发利用及新品种的选育提供科学依据。

     

豇豆种质资源遗传多样性和亲缘关系的SRAP和SSR分析

为从分子水平上揭示豇豆种质资源间的亲缘关系,为其种质资源搜集、鉴定、利用和遗传改良提供一定的理论基础,利用SRAP和SSR分子标记对41 份来自中国和马来西亚的豇豆种质资源进行遗传多样性研究。从65 对SRAP引物和10 对SSR引物中分别筛选获得稳定清晰且多态性强的31 对SRAP引物和5 对SSR引物,对41 份栽培豇豆资源的DNA进行SRAP-PCR和SSR-PCR扩增。2 种PCR扩增共获230 条扩增条带,其中SRAP检测到196 条扩增条带,平均每对引物扩增等位基因数为6.3 条,多态性 片段为161 条,多态性比例为82.14%;SSR检测到34 条带,平均每对引物扩增等位基因数6.8 条,多肽性片段为25 条,多态性比例为73.53%,表明本研究搜集的豇豆种质间的遗传多样性比较丰富。基于SRAP 和SSR 标记的结果,利用UPGMA 构建了41 份豇豆资源的聚类树状图,其遗传相似系数为0.1667~0.9516,大多在0.674 以上。结果表明,SRAP和SSR分子标记能有效地将41 份豇豆资源分开,且部分种质间的遗传距离较远,这为豇豆资源的开发利用及新品种的选育提供科学依据。     

向日葵核心种质资源基础类群划分研究

向日葵是一种重要的油料作物,同时也是一种潜在的能源植物,其核心种质资源基础类群的划分可为向日葵远缘杂交提供理论依据。采用形态学标记与RAPD标记相结合的方法,利用UPGMA聚类法对50份向日葵核心种质资源材料亲缘关系进行了深入研究。形态学标记法结果显示,50份供试种质资源可分为三大类群,其中第Ⅰ类群27份种质,第Ⅱ类群22份种质,第Ⅲ类群只包含1份种质,进一步研究表明,供试种质资源的种质地理分布以及用途与聚类结果关联性较强。同时,分子标记的UPGMA聚类结果也验证了上述结论;RAPD分子标记聚类法也将供试材料分为三大类群,其中第Ⅰ类群26份种质,第Ⅱ类群23份种质,第Ⅲ类群包含1份种质,形态学与RAPD聚类结果的吻合率为96.30%;形态学标记结果与RAPD标记分类结果可靠。     

国内外陆地棉品种资源的亲缘关系和遗传多态性研究

 应用SSR分子标记对国内外74份棉花种质资源的遗传多样性进行分析,从2278条SSR引物中筛选出82条引物,这82条引物共扩增出个435条带,其中多态性带313个,多态率达83.70%,平均每条引物扩增出3.81个条带。UPGMA聚类分析结果表明,74份材料的相似性系数(GS)变化范围在0.371～0.958。其中国内品种遗传相似系数变化范围在0.684～0.916,平均遗传相似系数大小顺序为：长江流域棉区品种>特早熟棉区品种>短季棉品种>黄河流域棉区品种>新疆品种。国外品种遗传相似系数变化范围为0.661～0.958,平均遗传相似系数大小顺序为：乌兹别克斯坦品种>法国品种>墨西哥和前苏联品种>美国和巴基斯坦品种>乌干达品种>印度品种>澳大利亚品种。聚类图0.760阈值处可以把国内外品种聚为两类,26个国内品种和1个国外品种被聚为国内品种类,包括3个亚类。绝大多数国外品种为一类,包括4个亚类。本研究结果表明,SSR具有丰富遗传多样性和稳定性,是一种较好的遗传分子标记,适宜于棉花品种遗传多样性分析。     

表型与分子标记相结合分析130份糖用甜菜种质的遗传多样性

旨在对甜菜种质进行比较系统的遗传多样性分析与遗传距离分析。将表型与分子标记相结合,从3 个角度分析了130 份甜菜种质的遗传多样性,并对种质进行了遗传距离的分析。130 份甜菜种质表现出比较丰富的遗传多样性,其中22 项描述性性状的多样性指数在0.0451~1.1867 之间,平均值为0.8559;23 项数值型性状的变异系数在2.94%~594.84%之间,平均值为59.10%;34 个SSR标记的多态性信息含量在0.1289~0.7847 之间,平均值为0.4887。联合使用形态标记与分子标记计算遗传距离,将130份种质分成了5个近缘组,相邻组间产糖量、块根锤度、根腐病病情指数3项性状均有显著差异。结果表明被分析的甜菜种质遗传多样性比较丰富,遗传距离分析结果有生物学意义,可为种质创新工作提供参考。     

豫南地区野生大豆种质资源的SSR遗传多样性分析

为了研究豫南地区的野生大豆种质资源分布和种群间的亲缘关系,利用SSR分子标记采用20对引物对豫南地区12份野生大豆进行鉴定和遗传多样性分析。结果表明,20对引物对12份野生大豆共扩增63个等位基因,平均每对引物扩增3.1个等位基因;12份野生大豆在分子水平上发生了一定的遗传变化,聚类结果可以看出,12份材料聚类分成了三大类,SSR分子标记与材料的地理来源并没有明显的相关性。野生大豆的亲缘关系与生长的地理环境、表型性状等具有一定的相关性,同一区域收集到的野生大豆也表现出遗传分化。     

Evaluation of genetic variation among wild rice populations in Cambodia

A total of 448 samples in five natural populations of wild rice (Oryza rufipogon) were collected in Cambodia. They were examined using 12 SSR and two chloroplast markers to evaluate the degree of variation among populations and the genetic structure within populations. In the two annual populations, the number of plants with homozygous alleles at all 12 SSR loci were high (66.3% and 79.5%), suggesting that these plants propagate mainly through self-pollination. In the three perennial populations, no individuals had all homozygous genotypes, but redundant genotypes resulted from clonal propagation were observed. Percentages of the redundant genotypes were highly varied (3.6%, 29.2% and 86.0%). This may be due to the different stable levels of environmental conditions. As for chloroplast genome, most of the wild plants showed the same chloroplast types as most Indica-type cultivars have. However, plants with different chloroplast types were maintained, even in the same population. In tropical Asian countries, many wild rice populations were observed under similar ecological conditions examined in this study. Therefore, the present results concerning population structure will be important to further elucidate genetic features of wild rice, and will also give strong clues to utilize and conserve wild natural genetic resources.     

95份南瓜种质资源亲缘关系的SSR分析

为研究95份南瓜资源的遗传关系,提高南瓜育种效率,应用150对简单重复序列(SSR)标记及聚类分析方法对95份核心资源进行遗传多样性分析。结果显示,有32对引物能够在不同南瓜种质间扩增出清晰而稳定的多态性标记。利用MEGA 4.0统计软件中UPGMA聚类分析,95份南瓜的平均遗传距离为0.583,最大为0.9412,最小为0;分支总长度SBL=10.3384。在分支距离为0.39时,32对SSR引物可以将95份资源可以分为3个类群。第Ⅰ类群,主要为印度南瓜,第Ⅱ类群为中国南瓜,第Ⅲ类群71号为美洲南瓜。本研究为种质资源的鉴定评价,优良种质的挖掘以及品种选育提供了参考。     

大豆品种成熟期基因型推测的研究

选择不同来源中国大豆品种23份和国外引进的成熟期近等基因系35份进行SSR分析,目的是鉴定与成熟期基因型紧密连锁的标记,进而推测中国大豆品种的成熟期基因型。结果表明,（1）210对SSR标记中125对在成熟期近等基因型中具有多态性,推测与成熟期有关的标记有8个;（2）在Clark近等基因系中,筛选出成熟期基因E3/e3特异性标记Satt229,E4/e4的特异SSR标记Sct_010、Satt294、Satt247、Satt452和Satt156;在Clark和Harosoy近等基因系中,筛选出E7/e7的特异性SSR标记为Satt071、Satt178;（3）根据8个与成熟期相关的标记的分子数据,构建了国外大豆近等基因系的UPGMA聚类图,共聚为4类,背景来源相同或相似的材料被聚为一类,明显分为Clark近等基因系和Harosoy近等基因系。（4）与近等基因系成熟期基因(E7)分子标记比对,推测出25份中国大豆品种的成熟期基因。     

基于SSR标记的胡麻粗脂肪及脂肪酸组分的关联分析

为了深入了解胡麻种质粗脂肪及脂肪酸组分的遗传变异,以230份胡麻种质为研究对象,利用广义线性模型（GLM）进行关联分析,结果表明,粗脂肪和5种脂肪酸含量的变异系数为7.39%~22.67%,遗传多样性指数为2.66~2.80;粗脂肪和亚麻酸含量的相关系数（0.669）最大;筛选出了30对SSR引物,共扩增出365个条带,有效等位基因数在1.2168~1.8320,引物多态性含量为0.2489~0.6257;在群体结构K=4时,230份胡麻资源可分为4个类群;5种脂肪酸显著关联的SSR位点22个,粗脂肪含量相关的SSR位点4个,说明230份胡麻种质的遗传多样性丰富,5种脂肪酸和粗脂肪含量与SSR标记显著关联。