西瓜遗传图谱构建及其强雌性状定位研究

以雌花率稳定在80%以上的强雌性品系BG1(Citrullus lanatus var.lanatus)和普通花性型非洲野生西瓜900134(C.lanatus var.citroides)为亲本杂交自交获得F2群体,通过AFLP、RAPD及SSR技术对该群体进行扩增,建立了一个包括4个RAPD标记、140个AFLP标记、6个SSR标记和1个强雌性位点(subgy)的遗传图谱。该图谱包含17个连锁群,覆盖基因组1073.1cM,标记间平均图距为7.2cM。subgy定位在第5连锁群中,与s1454-1100、GT-CTA270两个标记连锁,距离分别为5.8cM和14.3cM。将特异条带s1454-1100回收、克隆、测序,设计特异SCAR引物,再对F2单株基因组DNA扩增,只在大部分的纯合强雌性单株和杂合普通花性型单株中扩增出一条375bp的特异带,以JoinMap3.0软件分析,该标记与与强雌性状位点的连锁距离为6.1cM,连锁较为紧密,表明已成功地将与西瓜强雌性连锁的标记转化为操作简便、表现稳定的SCAR标记,命名为SR375。     

不同栽培条件下辣椒果实辣椒素含量的分析与QTL定位

利用辣味辣椒Perennial(Capsicum annuum)和无辣味辣椒83-58种内重组自交系群体构建的辣椒种内遗传图谱,以温室和露地栽培条件下无辣味辣椒77013A与重组自交系群体各株系杂交F1果实的辣椒素和二氢辣椒素含量作为表型性状进行分析。结果表明,温室和露地栽培条件下辣椒素和二氢辣椒素的含量和比值差异明显。对露地和温室栽培条件下辣椒果实辣椒素和二氢辣椒素含量、总和及其比值进行了QTL定位,共获得16个关于辣椒素和二氢辣椒素含量的QTL位点,分布在辣椒第2、4、12号染色体上,2号染色体上同时控制辣椒素、二氢辣椒素、二者比值和辣椒素总量的主效QTL位点cap2.1、dhp2.1、C/D2.1和(C+D)2.1,均在露地和温室被检测到,其LOD值大于5.0,贡献率为20.2%~76.6%,侧翼标记均为BD76366和Pun1,12号染色体上调控辣椒素总量的微效QTL也在温室和露地同时被检测到,其他QTL位点未在两种环境下同时定位到。     

辣椒种内遗传图谱的构建及主要农艺性状的QTL分析

以一年生辣椒（Capsicum annuum L.）‘Perennial’、‘83-58’为亲本构建的包含128个株系的F6代重组自交系为作图群体,构建了一个包含有18个连锁群的遗传图谱。该遗传图谱共有131个标记,其中SSR标记105个,CAPS标记23个,SCAR标记1个,果实辣味（pun）和果柄着生方向（up）2个形态标记。该图谱全长633.71 cM,标记间的平均距离为4.8 cM,连锁群的长度为7.07 ~ 75.16 cM,平均长度为35.21 cM,每个连锁群上的标记数为3 ~ 17个。对群体进行10个主要农艺性状调查,利用基于完备区间作图方法（Inclusive Composite Interval Mapping）的QTL IciMapping V3.2软件（http：//www. isbreeding. net/）选择加性效应模型ICIM-ADD进行QTL定位,在重组自交系（RIL）群体中共检测到株高、伸展度、始花节位、叶长、叶宽、侧枝长度、果形、果形指数、心室数和果实横径等10个性状的20个QTL位点。     

与辣椒抗CMV相关的数量性状位点(QTL)的鉴定

在辣椒(Capsicum annuum)种内进行抗CMV QTL分析.从感病品种Maor与抗病品种Perennial杂交获得180个F3.在美国和以色列的三个试验中用两个病毒株系接种.大部分RFLP和AFIP标记被用作构建遗传图谱,区间分析被用作QTL检测.有4个QTL与抗CMV显著相关.检测到了两个标记对CMV抗性的双基因互作,没有检测到单基因效用.3个试验中检测到控制表现型变异(cmy11.1)的QTL,其变异最大百分比为16%～33%,该QTL与双基因互作有关.这个QTL与L位点连锁,并证实该QTL与抗TMV有关.在Perennial上早期非常有趣的观察到抗CMV感TMV的现象.来自于不相关的种群的一个高世代的回交育种株系3990,被选择用来分析对CMV的抗性,标记覆盖整个基因组,检测到来自Perennial的基因渗人.这些基因渗入的区域中包括4个与抗CMV相关的QTL.在两个基因区域的标记被鉴定与抗CMV的QTL相关.同时也与控制果实重量的QTL相关,另外的育种观察也证实对CMV的抗性来源于Perennial和小果型品种.     

苹果柱型基因Co的一个AFLP 标记的SCAR转换

 将苹果柱型基因的一个AFLP 标记成功地转换成了简单实用的SCAR 标记。首先对AFLP 标记片段进行序列测定, 然后根据序列特点设计了两对特异引物CoA1/ CoA2 和CoA1/ CoA3 , 每条引物长20 bp。PCR 结果表明CoA1/ CoA2 可以扩增出216 bp 和148 bp 两条带, 其中216 bp 的为柱型性状的特征带; CoA1/CoA3 可以扩增出273 bp 和205 bp 的两条带, 其中273 bp 的为柱型性状的特征带。两对引物在杂交后代中扩增出的特征带与柱型性状的分离重组率都很低(CoA1/ CoA2 为6. 3 % ±2. 5 %; CoA1/ CoA3 为7. 3 % ±2. 6 %) , 所以它们都可以作为该SCAR 标记的特异引物所用。     

桃花粉可育基因连锁的RAPD 标记与SCAR标记的转化

 桃品种以重阳红(花粉不育) ×大久保(花粉可育) 的52株F₁代群体为试材, 应用RAPD技术, 结合集群分组分析法(Bulked Segregate Analysis, BSA) 构建花粉可育/不育基因池, 利用180个随机引物, 筛选在花粉可育基因池中稳定扩增的一个RAPD标记OPW03-900。经过重复性验证和群体单株验证, 该标记仅在花粉可育个体(重组型除去) 中出现, 与桃花粉可育/不育位点的连锁距离为5.80cM。将该特异性片段回收、克隆、测序, 并设计一对特异SCAR引物, 再对F1代个体进行PCR扩增, 发现该特异带的位点及重组型个体的数目与RAPD扩增结果一致, 片段大小为906 bp, 命名为SCW03-906,表明RAPD标记已成功转化为与桃花粉可育基因连锁的SCAR标记。该序列已被GenBank收录, 登录号为DQ659676。     

辣椒属5个栽培种部分种质亲缘关系的RAPD分析

 采用31个10 bp随机RAPD引物对辣椒属(Capsicum ) 5个栽培种31份材料进行PCR扩增,共扩增出276条带, 其中多态性带244条, 占88.41%。C. annuum 多态性位点比例( PPB) 和Shannon多样性指数( I) 分别为32.97%和0.1599, 表明其遗传多态性较低。31份材料两两不同种质间Jaccard相似系数在0.349～0.952之间, 平均为0.729。聚类分析结果显示: C. annuum 与其它4个栽培种的亲缘关系由近至远分别是C. chinense、C. frutescens、C. pubescens和C. baccatum。对C. annuum 24份不同类型材料聚类分析的结果与形态分类不能完全对应, 说明我国现行主要基于果实形态的变种分类体系不能准确反映C. annuum种质的遗传差异。本研究还发现中国云南西双版纳C. frutescens种质与美洲C. frutescens种质具有较大的扩增片段差异, 为进一步考证我国云南西双版纳地区也是辣椒起源地之一提供了新的证据。     

辣椒SSR标记的开发和高密度遗传连锁图谱的构建

为了方便辣椒的标记辅助育种和遗传分析,我们利用辣椒基因组富集文库和公共数据库辣椒的cDNA序列,从中开发了一批非冗余的、具有2～3个碱基基序的SSR(simple sequence repeat)标记。SSR富集文库由三种限制性内切酶(AluI、HaeⅢ、RsaI)和两种生物素标记的寡核苷酸探针b(GA)15和b(CA)15共同构建而成。从6528个克隆开发了1736个基因组SSR标记,从13003个序列中获得了1344个cDNA序列来源的SSR标记。利用自交系K9-11和MZC-180的种内杂交种(K9-11×MZC-180)获得了双单倍体分离群体,并用于遗传作图。将597个标记定位到该连锁图上,其中包括265个新开发的SSR标记。将该遗传图谱命名为KL-DH,它包括12个连锁群,覆盖了2028cM的遗传距离,标记间的平均距离少于4cM。将KL-DH图谱的框架结构与已发表的COSⅡ图谱进行了比较,并利用番茄的基因组序列来整合两个图谱。COSⅡ图谱是由C.frutescens×C.annuum种间杂种的F2分离群体构建而成。本研究所建立的种内杂交KL-DH图谱和种间杂交COSⅡ图谱在图谱长度和标记分布上比较相似,表明KL-DH图谱几乎覆盖了整个辣椒基因组。     

羽衣甘蓝中一个突变型肉桂酸- 4 - 羟化酶基因的克隆及分析

 以羽衣甘蓝为材料, 克隆了全长2 431 bp的肉桂酸- 4 - 羟化酶基因BoC4H。它有两个内含子, mRNA为1 715 bp, 编码一个481个氨基酸的推导蛋白, 与其它植物C4H有广泛同源性。它含有细胞色素P450保守域和特征基序, 如血红素结合域、E - R - R三联体、含T的结合槽基序、酶正确定向必需的铰链基序。BoC4H具有C4H /CYP73A5的大部分特征性底物结合位点基序( SRSs) 和酶活性位点残基,但与拟南芥等植物C4H相比其编码区3′发生了C₂₂₄₂单碱基缺失和相应移码, 导致其蛋白C - 末端缺失/变异了36个残基, SRS6基序和其上的活性位点残基也相应缺失, 因此BoC4H可能无功能或活性低。BoC4H为膜蛋白, 可能定位于内质网, 其二级结构主要为α - 螺旋和随机卷曲。Swiss-Model不能预测出其三级结构。甘蓝中存在一个至少由5个成员构成的C4H基因家族。     

辣椒种质亲缘关系的数量分类学研究

基于29个表型性状对辣椒属(Capsicum)5个栽培种的60份种质进行了聚类分析,结果显示:60份材料两两不同种质间遗传距离在1.376～7.321之间,平均为4.112;以遗传距离4.412为阀值,60份种质被分为4大组,即C.annuum+C.chinense组、C.baccatum组、C.frutescens组和C.pubescens组,表明C.annuum与C.chinense亲缘关系最近,而与C.pubescens最远;C.annuum5个变种在4.013阀值处分为2组,长椒(var.longum)、灯笼椒(var.grossum)和樱桃椒(var.cerasiforme)在同一组。本文还就C.annuum变种的演化进行了探讨。     

利用RAPD和SCAR标记鉴定草莓品种

 利用RAPD和SCAR标记对32份草莓材料进行了鉴定, 结果表明: 8个RAPD引物共扩增出85个标记, 其中71个为多态性标记, 多态性比率为83。5%。25份草莓材料的RAPD图谱差异较大, 易于区分。利用具有多态性的RAPD标记, 对28份草莓试材的亲缘关系进行分析, 初步鉴定出同名异物和同物异名品种。两个RAPD标记被转化为片段长度分别为378 bp和214 bp的显性SCAR标记, 其多态性与相应RAPD标记一致。利用这两个SCAR标记对草莓品种进行了初步鉴定。     

普通西瓜3个变种45S rDNA和5S rDNA的染色体定位

【目的】为了探明普通西瓜种(Citrullus lanatus)3个变种间的亲缘关系和进化与驯化过程,【方法】利用双色荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH),将核糖体45S rDNA和5S rDNA在11份栽培变种(Citrulluslanatus subsp.vulgaris)、2份Egusi变种(C.lanatus subsp.mucosospermus)和3份Citroides变种(C.lanatus subsp.lana-tus)有丝分裂中期染色体上进行了定位研究。11份栽培变种西瓜和2份Egusi类型西瓜都含有2对45S rDNA位点和1对5S rDNA位点,3份Citroides变种都含有1对45S rDNA位点和2对5S rDNA位点。【结果】结果表明,普通西瓜种3个变种内部各基因型间具有相同的45S rDNA和5S rDNA分布模式,栽培变种和Egusi变种具有相同的分布模式,但它们均与Citroides变种存在明显差异,说明栽培变种与Egusi变种之间的亲缘关系更近一些。【结论】rDNA序列分布分析为在分子细胞学水平开展栽培西瓜的进化与驯化分析提供了证据。     

47个香菇主栽菌株的SCAR标记分子鉴别

利用前期研究开发的10个SCAR分子标记对47个香菇主栽菌株的基因组DNA进行扩增分析.基于SCAR标记在检测菌株中的存在与缺失差异,7个香菇菌株被首先鉴别出来,其余40个菌株被分成11个小组,其中一些形态特征极为相近的菌株,如L241与L241-4、闽丰1号与L12、Cr02与7402等被相互辨别.     

‘惠水金橘’的叶绿体基因组特征分析

【目的】分析贵州地方柑橘品种‘惠水金橘’的叶绿体基因组特征及分子标记,为研究该品种的系统进化关系、丰富柑橘类果树叶绿体分子标记奠定基础。【方法】提取‘惠水金橘’成熟叶片总DNA,构建小片段插入文库并测序,以甜橙叶绿体基因组为参考,筛选叶绿体基因组相关序列组装,开展SSR(simple sequence repeat,简单重复序列)预测、SNP(single nucleotide polymorphisms,单核苷酸多态性)/InDel(insertion-deletion,插入缺失)分析以及聚类分析。【结果】组装后获得叶绿体基因组全长为160 698 bp,GC含量为38.42%,共有117种基因被注释;检测到92个SSR位点,大部分的SSR位点都偏向于A/T组成;检测到417个SNPs位点、149个InDels位点、InDel的标记密度约为每kb 0.927个。进化树显示该品种与其他宽皮柑橘聚为一大类。【结论】利用高通量测序技术挖掘柑橘叶绿体基因组DNA分子标记是可行的。     

黄瓜全雌性基因连锁的AFLP和SCAR分子标记

 本研究以全雌品种‘戴多星’自交系和弱雌品种‘北京截头’自交系为双亲杂交获得F₁ ,然后得到F₂ 性型分离群体, 利用分离群体分组分析法(Bulked Segregant Analysis, BSA) 构建全雌和弱雌两个基因池, 筛选了64对AFLP选择性引物EcoR I-NN +Mse I-NNN组合, 发现EcoR I-TG +Mse I-CAC引物组合在全雌基因池中扩增出一条分子量为234 bp的特异带。经F₂ 代单株验证, 该特异条带能在全雌单株中稳定出现。以MAP MAKER (Version 310) 软件分析, 该标记与全雌性位点的连锁距离在617 cM。命名该连锁标记为TG/CAC₂₃₄。将该特异条带回收、克隆、测序, 设计特异SCAR引物, 再对F₂ 代单株基因组DNA进行扩增, 仅在全雌单株中扩增出1条分子量为166 bp 的特异带, 表明已成功地将与黄瓜全雌性连锁的AFLP标记转化为操作简便、表现稳定的SCAR标记, 该标记命名为SA₁₆₆。     

与苹果柱型基因(Co)相关的AFLP标记片段的克隆

Co基因是与苹果树体生长习性有关的一个主基因，是培育树体紧凑型苹果品种的一个十分重要的基因资源，所以，Co基因分子标记的研究对苹果育种具有重要价值。用PCR的方法将以短枝富士×舞姿的F1分离群体为试材筛选到的一个与Co基因连锁较为紧密的AFLP标记成功地进行了再扩增，同时也实现了此标记片段的克隆和转化。这一研究结果对该AFLP标记向SCAR标记的转换具有重要意义。     

香榧性别鉴定的RAPD和SCAR标记

为了对香榧幼苗进行早期的性别鉴定,利用RAPD标记技术对香榧品种中的雌性和雄性群体进行了分析。在300条RAPD随机引物中,用引物S250扩增得到了1条大约600bp雄性特异性片段,将其命名为S250-600。进一步对该RAPD标记片段进行回收、克隆和测序,获得了593bp的该标记的核苷酸特定序列。根据对该片段的序列分析结果,设计了1对引物,成功地将RAPD标记转化为SCAR标记,命名为SW-593。将该序列递交至GenBank数据库,接收号为:EU670673。利用该SCAR标记对香榧的雌性和雄性个体进行性别鉴定,结果表明,该SCAR标记在雄性个体中均能稳定出现,说明此SCAR标记是一个与香榧雄性基因连锁的标记,可以用来对香榧品种进行大规模的性别鉴定。     

与辣椒抗CMV扭关的数量性状位点（QTL）的鉴定

在辣椒（Capsicum annuum）种内进行抗CMVQTL分析。从感病品种Maor与抗病品种Perennial杂交获得180个F3。在美国和以色列的三个试验中用两个病毒株系接种。大部分RFLP和AFLP标记被用作构建遗传图谱,区间分析被用作QTL检测。有4个QTL与抗CMV显著相关。检测到了两个标记对CMV抗性的双基因互作,没有检测到单基因效用。3个试验中检测到控制表现型变异（cmv11．1）的QTL,其变异最大百分比为16％～33％,该QTL与双基因互作有关。这个QTL与L位点连锁,并证实该QTL与抗TMV有关。在Perennial上早期非常有趣的观察到抗CMV感TMV的现象。来自于不相关的种群的一个高世代的回交育种株系3990,被选择用来分析对CMV的抗性,标记覆盖整个基因组,检测到来自Perennial的基冈渗入。这些基因渗入的区域中包括4个与抗CMV相关的QTL。在两个基因区域的标记被鉴定与抗CMV的QTL相关,同时也与控制果实重量的QTL相关,另外的育种观察也证实对CMV的抗性来源于Perennial和小果型品种。     

湘辣4号辣椒的选育

湘辣 4号为辣味型一代杂种。其母本 970 4A是从 2 1号牛角椒中发现的不育株经 5代回交选择育成的优良不育系 ,其父本 970 1是从四川地方品种二金条中经多代自交定向选育的优良株系。该品种中熟 ,从定植至采收青椒约 4 8d(天 ) ,至采收红椒约 6 5d(天 ) ,鲜椒产量 2 0 0 0～ 30 0 0kg·(6 6 7m2 ) -1,抗病性强。果实羊角形 ,鲜果绿色 ,生物学成熟果深红色 ,味辣 ,商品率高。适于湿润嗜辣地区作加工、盐渍、酱制或鲜食栽培。     

涮辣与辣椒属5 个栽培种亲缘关系的研究

 利用筛选出的11 对ISSR 引物对涮辣（Capsicum frutescens L. var. shuanlaense）和辣椒属5个栽培种[一年生辣椒（Capsicum annuum）、灌木状辣椒（C. frutescens）、中国辣椒（C. chinense）、浆果状辣椒（C. baccatum）和绒毛辣椒（C. pubescens）]共计71 份种质的DNA 进行PCR 扩增,共扩增出 112 条谱带,多态性平均为90.17%,材料间遗传相似系数在0.049 ~ 0.875 之间。在相似系数为0.31 时,涮辣与C. frutescens 聚在一组,说明涮辣属于C. frutescens。Capsicum frutescens var. shuanlaense 与C.annuum 亲缘关系最近,其次是C. chinense,与C. baccatum 亲缘关系较远,与C. pubescens 亲缘关系最远。相似系数为0.397 时,供试的66 份C. annuum 材料进一步分为7 个亚组,个旧皱壳辣、建水樱桃椒各自单独聚在一起,其它基本按长角椒（var. longum）、指形椒（var. dactylus）+ 短锥椒（var. breviconoideum）、灯笼椒（var. grossum）、樱桃椒（var. cerasiforme）和簇生椒（var. fascicutatum）聚类,与辣椒植物形态学分类结果大体一致。