适于陆地棉品种身份鉴定的SNP核心位点筛选与评价

利用全基因组SNP信息, 筛选陆地棉品种特异的核心SNP位点组合, 可为陆地棉品种身份鉴定提供准确高效的检测手段。本研究利用棉花CottonSNP80K芯片对326份不同来源的陆地棉种质进行SNP分型。以南京农业大学陆地棉TM-1基因组Gossypium hirsutum (AD1) genome NBI v1.1版本为参考序列, 对SNP位点进行注释。结果表明, 93.85% (72 990/77 774)的位点检出率超过99%, 61 595 (79.20%)个SNP位点具有多态性, 其中76.32% (47 009)的位点最小等位基因频率(MAF)大于0.1。基于位点检出率大于0.99、位点具多态性、MAF大于0.2、杂合率小于0.05、每条染色体的SNP密度为400 kb/SNP左右等要求, 最终获得4857个覆盖全基因组的高质量核心SNP位点组合。这些核心SNP位点组合平均检出率接近100%; 平均MAF值为0.34; 平均杂合率为0.02; 99%以上的陆地棉材料均能够被准确鉴定。统计分析表明利用核心SNP位点组合与CottonSNP80K的鉴定结果呈极显著相关。本研究提供了包含4857个SNP位点, 适于陆地棉品种指纹图谱绘制的核心SNP位点组合, 可实现陆地棉品种身份鉴定和品种确权。     

基于高通量测序开发玉米高效KASP分子标记

SNP (Single Nucleotide Polymorphism)在基因组中数量多、分布广,适用于大规模、自动化基因型检测。本研究利用205份不同来源的玉米自交系全基因组重测序数据鉴定出一系列多态性高的二态性SNP位点并开发出700个KASP分子标记。其中, 202个在46个玉米代表系中得到验证的KASP标记进一步用于系统进化树构建及群体结构分析。结果显示,开发成功的KASP标记在染色体上分布均匀,平均PIC为0.463,平均MAF为0.451。基于KASP标记位点和总SNP位点的聚类分析结果高度吻合。KASP标记位点与总SNP位点的遗传距离相似性系数高达89.5%,能成功区分玉米的杂种优势群。该KASP标记可在玉米种质资源分析、连锁群构建以及杂种优势群划分等方面发挥重要作用。     

玉米杂交种纯度鉴定SNP 核心引物的确定及高通量检测方案的建立

纯度是玉米种子质量的重要指标之一,尤其杂交种自交株是影响田间产量的关键因素。KASP(kompetitive allele specific PCR)技术具有高通量、低成本的优点,适用于种子纯度检测。本研究基于12套杂交种及其父母本的三联体样本及335份玉米杂交种国家审定标准样品SNP指纹,从384个SNP基础位点筛选获得60个候选位点,位点转化为KASP引物的成功率为95%。综合考虑引物双亲互补率、多态性、稳定性和分型效果等多项指标,最终确定20个引物作为玉米杂交种纯度鉴定的核心引物,能够有效鉴定99.7%供试样品纯度。对于待测样品京科968通过SNP-DNA指纹数据库查询,并选择双亲互补型引物进行纯度鉴定。在检测的110个个体中,共检出1个自交苗和2个异型株,纯度为97.3%。同时,基于纯度核心引物对批量样品检测建立高通量纯度检测方案,具有快捷、准确、高通量和低成本的特点,为政府监管和企业提供了更多纯度鉴定方案的选择。     

甘蓝型油菜抗根肿病KASP标记开发和利用

为了准确高效的筛选抗根肿病材料,提高甘蓝型油菜根肿病抗性育种效率。通过对甘蓝型油菜抗病亲本的Crr1基因与感病亲本中相应的同源基因LOC103834349进行测序,寻找SNP位点,针对第1 486-1 487上的非同义突变位点,开发了一套精准检测抗感根肿病基因型的竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)标记。利用该KASP标记对来自42个F_2群体的771个单株进行分型检测,其中315个单株含有纯合感病基因型GG,322个单株含有纯合抗病基因型AA,134个单株含有杂合等位基因型GA。其中对编号为2033的F_2群体中125株材料的KASP分型情况进行χ~2检测,其中纯合抗病基因型AA 30株,纯合感病基因型GG 33株,杂合基因型GA 62株,经χ~2检测,抗病材料与感病材料符合3∶1理论值,抗病纯合基因型、抗病杂合基因型与感病纯合基因型的比值符合1∶2∶1理论值,说明该抗病位点为显性单基因抗病位点。结合田间表型检测鉴定,AA分型和杂合的GA分型单株田间检测均为抗病表型,GG分型均为感病表型,KASP分型结果与田间鉴定结果一致。比对结果说明该KASP标记对根肿病抗、感植株进行正确分型,表明基于Crr1基因和LOC103834349的SNP位点开发的KASP标记可以准确高效的应用于油菜抗根肿病材料的分子标记辅助选择育种。     

油橄榄(Olea europaea L.)核心SNP位点筛选与评价

本研究基于前期对57份油橄榄种质资源的全基因组GBS-SNP分型结果开展核心SNP位点的筛选。统计分析73482个GPS-SNP位点发现,有68030个(92.58%)SNP位点的检出率达到100%,33979个(46.2%)位点的最小等位基因频率≥0.2,29647个(40.35%)位点的杂合率为0,其中同时符合上述3个条件(检出率=100%,最小等位基因频率≥0.2,杂合率=0)的位点有14125个(19.2%),其位置覆盖全基因组,既分布于基因区也位于基因间区,与73482个SNP位点的分布高度一致(R=0.997),多态信息量平均为0.43(0.33~0.67)。进一步以14125个SNP位点信息为依据,计算57个油橄榄品种间的遗传距离,并与基于全部位点(73482个SNPs)信息获得的对应品种间的遗传距离作比较,结果显示两者呈极显著的相关性(R=0.9),表明这些SNP位点具有多态性好、代表性广、可靠性高的特点,可作为油橄榄的核心SNP位点,适用于油橄榄品种鉴定、种质评价、基因定位和分子辅助育种。本研究对核心SNP位点在油橄榄品种鉴定中的具体应用进行了探讨,并指出至少需要11个核心SNP位点组合才能实现对57个油橄榄品种的完全区分。     

水稻高抗性淀粉含量基因sbe3-rs的KASP分子标记开发与利用

含有sbe3-rs基因型的高抗性淀粉含量水稻品种(系)具有调节餐后血糖、改善血脂和增强饱腹感等功效。以‘降糖稻1号’为sbe3-rs基因供体亲本通过杂交育种和回交转育方法培育优质高产高抗性淀粉水稻新品种具有重要意义。sbe3-rs基因第16个外显子的第105位处有T→C的碱基突变,基于该突变位点开发高通量KASP分子标记,利用该分子标记对杂交F₁后代50个单株和回交BC₁F₁后代44个单株共94份材料进行基因分型检测,结果显示50份F₁样品中有47个单株基因型为C/T杂合基因型,44份BC₁F₁群体材料中共有28个单株基因型为C/T杂合基因型。利用已开发的成熟的sbe3-rs的CAPS分子标记检测验证结果完全一致。同时利用开发的KASP分子标记对杂交F₂分离群体进行基因分型鉴定,对应高抗性淀粉基因型单株成熟期收获进行抗性淀粉含量测定,结果完全符合。结果表明针对sbe3-rs的突变位点开发KASP分子标记应用杂交回交群体,克服了前期开发...     

适于海岛棉指纹图谱构建的SNP核心位点筛选与评价

海岛棉具有纤维品质好、抗病性强等优异性状,不仅为纺织工业提供优质棉纤维原料,也是陆地棉相关性状改良的重要供体材料。然而,与陆地棉相比,开展海岛棉的遗传多样性和基因分型研究相对较少。本研究基于CottonSNP80K芯片对282份不同来源的海岛棉品种/材料进行基因组SNP分型研究,以选择高效鉴别海岛棉材料的核心位点组合。按照检出率大于95%、具多态性、最小等位频率(MAF)大于0.01、杂合率小于0.05、无冗余位点等条件筛选,获得2594个高质量SNP位点。对上述位点设置不同数目梯度筛选,确定最优核心位点数。随着位点个数的增多,位点组合对海岛棉材料的识别率逐渐增加。当位点数为200时,识别率为89%;位点数提高到1500时,识别率可达99%。进一步增加位点数,识别率无显著变化。利用中选的1500个SNP位点检测供试材料,其平均MAF值0.14,平均杂合率0.007,平均多态信息含量0.21。SNP位点的聚丙烯凝胶电泳验证表明,SNP-PCR与芯片分型结果一致性达98.3%。本研究提供了适于海岛棉指纹图谱构建、含1500位点的一套核心SNP位点组合,可用于海岛棉遗传多样性分析和品种身份鉴定。     

竞争性等位基因特异性PCR分型技术在植物抗病遗传育种中的应用

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)广泛分布在植物基因组中,位点丰富,易于实现高通量分析。竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele specific PCR,KASP)是一种对特定位点处的SNP以及插入和缺失(insertion-deletion,In Dels)进行双等位基因分型的技术,具有稳定性好、准确性高、无需合成特异荧光探针、检测成本较低和高通量等优点,近些年在医学和农学领域都有广泛的应用。本研究介绍了KASP技术的原理,综述了该技术在小麦等植物抗病遗传育种中的应用,并讨论了该技术的优缺点。     

水稻耐盐性基因SKC1的KASP标记的开发与利用

籼稻品种‘Nona Bokra’中携带的SKC1^NB等位基因水稻耐盐性的主效QTL (Quantitative trait locus)位点。为了提高对水稻SKC1基因型鉴定效率,根据SKC1^NB基因中的功能性SNP位点开发了一个KASP分子标记SKC1^NB-KASP,利用该标记对‘Nona Bokra’与粳稻品种‘繁14’、‘花B’和‘武1B’的回交BC₃F₂群体进行SKC1等位基因的分型,发现在BC₃F₂群体受测的65个单株的DNA样品中,有16份样品的基因型与供体亲本‘Nona Bokra’相同,31份样品显示杂合基因型,18份样品与轮回亲本基因型相同。对这65份DNA样品的,SKC1基因进行测序以检验KASP标记基因分型结果的准确性,发现测序结果与KASP标记分型的结果完全一致。以上结果说明SKC1^NB-KASP标记可以高效、准确地鉴定,SKC1位点的基因型,大大提高了耐盐性水稻分子标记辅助选择育种的效率...     

棉花单核苷酸多态性标记研究进展

单核苷酸多态性标记已在农作物研究中得到广泛应用并取得重大进展。为了便利棉花SNP(Single nucleotide polymorphism)标记的研究和应用,介绍了利用基因芯片、简化基因组测序、重测序等在棉花中开发SNP标记的方法 ,综述了SNP标记在棉花遗传图谱构建、数量位点的定位和分子标记辅助育种、基因组测序以及系统进化等研究中的应用。并对异源四倍体棉花中SNP标记开发时,同源序列位点和部分同源序列位点上的SNP标记辨别问题进行了系统探讨,对其快捷的开发、检测方式和在数量基因定位中的应用前景进行了展望。     

棉花常规种种子纯度的SSR分子标记鉴定

棉花是新疆重要的经济作物,寻找一种有效的棉花品种(系)纯度检测方法是解决目前市场上棉花品种多、乱、杂问题的有效途径。本研究选取新疆棉花品种(系)中的41个常规种为试验材料,利用简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)分子标记技术筛选出15对条带清晰、多态性高的核心引物,对41份试验材料进行纯度检测。每份试验材料使用2~4对引物进行纯度鉴定,检测结果显示,41份试验材料的种子纯度达到100%的占19.51%,纯度高于80%的品种(系)占73.17%。本研究所筛选出的SSR核心引物及研究结果为开展棉花常规种种子纯度鉴定提供参考。     

利用SSR快速鉴定棉花品种真实性和纯度

利用SSR分子标记技术对棉花品种真实性和纯度进行分析研究,旨在为棉花品种提供分子鉴定依据。以具有代表性的棉花品种为材料,经过引物初筛和复筛,确定26对均匀分布于棉花染色体上的SSR核心标记。结果表明,26对核心标记在120份材料中筛选得到138个等位位点,其中129个为多态性位点,多态性比率达93.48%。以标准样品为对照,利用26对核心标记对10份棉花常规种进行真实性鉴定,发现仅有源棉6号与标准品种的DNA图谱高度一致,其他9份常规种与标准品种均存在8~18个差异位点,分子鉴定结果与田间鉴定相符。另外分别筛选5对特征引物作为纯度检测标记,采用单位点平均法统计4份常规棉品种检测结果表明,源棉6号纯度最高,为98.0%,源棉1号最低,为90.5%,检测结果与田间纯度鉴定呈现正相关性。研究表明利用SSR标记技术鉴定棉花品种真实性和纯度的方法完全可行。     

基于简化基因组的甜叶菊分子标记开发

本研究旨在筛选和开发具有多态性的甜叶菊基因组分子标记。选取4个甜叶菊品种为材料,利用简化基因组测序技术(RAD-seq)开发SSR和SNP标记。开发并验证了149对多态性丰富、重复性好、特异性高的简单重复序列(SSR)和4组功能性的SNP标记,开发的多态性基因组分子标记中包含了甜叶菊糖苷合成途径关键基因的新标记StKASPSNP-7。验证了基于KASP技术开发甜叶菊功能SNP标记的可行性,为甜叶菊遗传图谱构建、分子鉴定奠定了基础。本研究开发的SSR和SNP标记可应用于甜叶菊的遗传图谱分析、品种真实性的高效快速鉴定以及高糖苷含量新品种的开发。     

Development of a core set of KASP markers for assaying genetic diversity in Brassica rapa subsp. chinensis Makino

Single‐nucleotide polymorphisms (SNPs) are rapid, economical and reliable genotyping tools. Non‐heading Chinese cabbage (Brassica rapa L. subsp. chinensis Makino) is now an economically important vegetable crop worldwide. In this study, 1,167 SNPs were evaluated for 7polymorphism among 70 representative non‐heading Chinese cabbage inbred lines using a Kompetitive Allele Specific PCR (KASP) genotyping assay. On the basis of identified polymorphisms and the results of a principal component analysis, we selected 50 core SNPs that were balanced sufficiently to provide adequate information for genetic identification. The core SNPs were used for construction of a neighbour‐joining dendrogram that separated the 70 inbred lines into four main groups and several subgroups corresponding to Caixin, Heiyebaicai, Huangxinwu, Naibaicai, Taitsai, Pak‐choi, and Wutatsai. This categorization was superior to that achieved using a dataset of 479 polymorphic SNPs. To confirm the utility of the core SNP markers in genetic identification, we tested their stability and resolution using 162 commercial hybrid cultivars. The SNPs, which represent a cost‐effective, accurate marker set for germplasm analysis and cultivar identification, are suitable for molecular marker‐assisted breeding in non‐heading Chinese cabbage.     

采用基于高分辨率熔解曲线技术的SNP标记定位徐州142无絮的短绒控制基因

【目的】定位徐州142无絮(XZ142w)突变体的短绒控制基因n2。【方法】以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)徐州142(XZ142)×XZ142w的F2群体为研究对象,利用108个简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR)标记对n2进行初步定位,再根据2个亲本材料中有单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphic,SNP)的差异基因设计50对SNP引物,用高分辨率熔解曲线(High resolution melting,HRM)技术从中筛选在亲本间有多态性的SNP引物,并用于后代的基因分型。【结果】利用108个SSR标记将n2初步定位在26号染色体的20.2c M的遗传区间内;用HRM技术筛选到9对亲本间有多态性的SNP引物,成功实现基因分型;并结合以SSR构建的连锁图谱,将n2的遗传区间缩小为19.5 c M,n2与最近的SNP标记Cricaas20158遗传距离为5.5 c M,且遗传图谱上的标记与四倍体陆地棉测序物理图谱基本一致。【结论】HRM技术可用于棉花中的SNP检测和n2基因的定位。