基于SNP标记揭示我国小麦品种(系)的遗传多样性

为了解我国主要小麦品种(系)的遗传多样性,为亲本组配提供参考,利用90KSNP芯片技术对国内为主的240个小麦品种(系)进行全基因组扫描,分析其遗传多样性和遗传基础。结果表明,多态性SNP位点在B基因组最多, D基因组最最少,尤其4D上最少;在全基因组范围内PIC平均值为0.26。参试品种间平均遗传相似系数为0.656,变幅为0.133～0.998,且87.05%品种间遗传相似系数在0.60～0.78之间;国内西南麦区和长江中下游麦区小麦品种(系)间的平均相似系数较高,分别为0.718和0.712,国外品种(系)间的相似系数最低,为0.552。聚类分析将参试品种(系)划分为7个类群,大部分类群含有来自不同区域育成品种(系),主成分分析显示各区域育成的品种(系)相互交集,表明我国各省市间种质资源交流较为频繁,但部分单位育成的品种(系)遗传基础不够丰富,部分品种(系)间遗传相似性较高,在育种中亟待引入新的种质,拓宽遗传基础。     

利用SSR标记分析山东省花生区试品种的遗传多样性特点

摘要:利用SSR标记对山东省花生区试品种进行遗传多样性分析,以参加国家北方区试的17份省外花生品种为对照。结果表明,10对SSR引物在45份花生品种共扩增出57条带,其中45条呈现多态,多态性比率为78.95%。引物的多态性信息含量（PIC）变幅为0.369～0.857,平均值为0.683。多样性指数比较表明,山东省的基因多样性指数H（0.2476）和Shannon指数I（0.3723）均低于河南省（0.2928、0.4241）和省外（0.2929,0.4268）。山东省内品种间的遗传相似系数介于0.440-1.000之间,平均为0.730,省外品种间的遗传相似系数变化范围为0.311-0.962,平均为0.638,显著性测验表明山东省区试品种内的相似性极显著高于省外品种内的相似性。聚类分析表明山东省花生区试品种遗传基础较近,绝大部分品种聚在第II类群;河南省和河北省的部分品种与其他品种亲缘关系较远。与省外区试品种相比,山东省花生区试品种遗传基础较近,应不断引入省外亲缘关系较远的品种以拓宽其遗传基础。     

无核葡萄种质亲缘关系的SRAP研究

为充分了解及更合理地利用无核葡萄的种质资源,辅助无核葡萄育种,本研究采用SRAP分子标记技术,对23 个国内外主流无核葡萄品种的种质亲缘关系进行分析。结果表明：从45 对SRAP引物中筛选出38 对多态性引物,共扩增出236 条谱带,其中171 条为多态性谱带,多态性谱带百分率为72.4%。遗传相似分析显示,供试材料间遗传相似系数的变化范围为0.58~0.90,遗传距离在1.0313~4.9643 范围内变化。在遗传相似系数为0.61 处,可将供试材料分为2 个大类群,在相似系数为0.66 处,Ⅰ类群和Ⅱ类群均可分为2个亚群。说明23个品种总体来讲亲缘关系较远,特别欧美杂种具有较高的遗传多样性,部分欧亚种品种间亲缘关系较近,杂交育种时应注意亲本选择。     

基于SNP标记小麦自然群体遗传多样性及复合图谱的构建

本研究利用Illumina i Select 90K(81 587个SNP)基因芯片对中国冬麦区205份小麦育成品种(系)构成的自然群体进行基因分型,分析中国冬麦区小麦的遗传多样性并整合群体的复合遗传图谱。用于检测的81 587个SNP标记位点中,利用32 432个具有品种间多态性的位点进行群体遗传多样性分析,检测到64 864个等位变异,每个位点平均2个等位变异,SNP位点的多态性信息含量(PIC)变化范围为0.05~0.38,平均为0.26;聚类分析将205份小麦材料按亲缘关系划分为4个类群。复合遗传图谱包含24 355个SNP标记位点,覆盖小麦全基因组3 674.16 c M,单个染色体长度为118.91~241.38 c M,标记间平均遗传距离为0.15 c M;小麦的3个染色体组中,B基因组中包含的SNP标记最多(12 321,50.60%),其次是A基因组(9 523,39.10%),D基因组含标记最少(2 511,10.31%)。研究结果为利用该群体进行标记/性状间的关联分析提供遗传信息,并为小麦杂交亲本的选择和新品种培育提供参考。     

基于SNPs标记的部分栽培稻品种遗传结构分析

利用分布于水稻12条染色体上的190个SNPs位点,对97个水稻品种进行了遗传多样性和遗传结构分析。结果表明,190个SNPs位点中有92个具有多态性,多态性比率为48.42%。品种间的遗传相似系数(GS)变化范围在0.34～1.00之间,平均GS为0.87。贝叶斯聚类和UPGMA法聚类的结果相似,均将供试材料分成籼、粳2个亚种,且品种间的亲缘关系与地理来源关系不大。通过SNPs标记的遗传多样性分析结果表明,供试材料在亚种内的亲缘关系较近、遗传基础狭窄,部分供试品种具有相似的遗传背景。     

新疆加工番茄品种遗传多样性的SSR分析

选用已筛选出带型稳定的44对SSR引物,对新疆主栽以及美国引进的加工番茄品种进行遗传多样性分析,结果表明：在24个品种间共扩增了283个等位基因,每对引物的等位基因数变化范围在2~17之间,平均为4.422个;有效等位基因为189.638,平均为4.310;每个SSR位点的多态性信息量变化范围为0.140~0.915,平均为0.662;基因型多样性变化范围为0.325~2.620,平均值为1.438;24个品种间的遗传相似系数变幅为0.715~0.924,平均值为0.820,且95%的供试品种其遗传相似系数在0.715~0.800之间,亲缘关系较近。以遗传相似系数为原始数据,按UPGMA方法将供试品种划分为4大类群,结合系谱分析结果表明,新疆的加工番茄品种遗传多样不够丰富,多数品种间的亲缘关系较近,欲进一步提高新疆加工番茄的产量及品质性状还需拓宽亲本选择范围,扩大遗传背景。     

山东省水稻品种（系）的遗传多样性分析

利用全自动DNA分析仪荧光SSR-PCR技术和农业行业标准《水稻品种鉴定技术规程SSR标记法（NY/T1433-2014）》中公布的48对SSR引物,对山东省育成和审定的48个水稻品种（系）进行遗传多样性分析。结果表明,有40对SSR引物在48个品种（系）间表现多态性,多态率为83.3%。检测到等位基因133个,每对引物的等位基因数变幅为1~7个,平均3.32个。SSR引物的多态性信息量（PIC）变化范围为0.0384~0.7333,平均值0.2560。标记指数（MI）的变化范围在0.08~5.13,平均值0.93。48个水稻品种（系）间的遗传相似系数（GSC）在0.6390~0.9859之间,平均值0.7800,89.6%品种（系）的GSC在0.7189~0.9859之间,亲缘关系较近;以GSC为基础,按UPGMA方法在阈值0.75处将48个品种（系）划分为4大类群。由此可见,山东省育成和审定的水稻品种（系）遗传多样性不够丰富,品种（系）间的亲缘关系较近,需要进一步拓宽亲本选择范围,扩大遗传背景。     

基于KASP标记的青海省小麦品种遗传多样性分析

本研究利用KASP标记对青海省不同小麦品种进行多态性分析,以期了解青海省不同小麦品种间的遗传多样性。选择青海省48个不同小麦品种,利用SNP芯片结果,设计KASP标记并对不同小麦品种进行多态性分析。结果显示KASP标记多态性比率为90.4%,其中A染色体组标记数最多,为2 417个,位于小麦第二染色体的KASP标记数目最多,为2 368个,占43.75%。多态性结果显示48个不同的小麦品种可分为5个(距离20)或12个(距离15)类群,表明不同小麦品种存在较大差异,有些品种虽然来自同一系列,但亲缘关系却较远,而来自不同系列的小麦遗传关系较近,说明青海省下一步小麦遗传育种需引进其他遗传关系较远的品种。     

贵州金荞麦种质资源遗传多样性ISSR研究

应用ISSR分子标记方法,以来源于11个不同地域的金荞麦种质为材料,进行遗传多样性与亲缘关系分析。从40条通用引物中筛选出条带清晰、多态性丰富、重复性好的11个引物PCR扩增共获得103条稳定的条带,其中75个位点具有多态性,其多态性位点百分率(PPB)为72.8%。应用Nei-Li相似系数法对11份不同来源的金荞麦品种间遗传相似系数(GS)进行了估算,其GS为0.48~0.90,遗传多样性较丰富,11种金荞麦品种间遗传距离GD在0.10~0.52,平均为0.27,种间遗传差异较小。聚类分析表明:11个品种被分为2大类,在第一大类中,大方和水城最先聚在一起,二者亲缘关系较近,而贵阳与另外5个地区金荞麦亲缘关系较远则单独聚类;第二大类中,罗甸和独山最先聚为一类,且遗传距离短,二者亲缘关系近。本研究可为金荞麦的亲本利用及开展金荞麦遗传连锁图的构建和核心种质指纹图谱的绘制提供参考。     

引进国外马铃薯种质资源的遗传多样性分析

应用RAPD标记技术研究国外马铃薯品种的遗传多样性,以期明确这些品种的亲缘关系,为马铃薯优良品种的选育提供理论依据。利用筛选的29条RAPD引物,对24份国外马铃薯品种进行遗传多样性分析。结果显示,29条RAPD引物共扩增出165个条带,其中116条为多态性条带,多态性比例为70.3%;试供的24个国外马铃薯品种间的遗传相似系数在0.514~0.816之间,平均为0.677;相似系数小于0.6的品种对仅为7.25%;24个马铃薯品种可聚为2大类6亚类。结果表明,试供的24个国外马铃薯品种间的遗传相似性高,遗传基础比较狭窄。     

利用SNP芯片和BSA分析规模化定位小麦抗白粉病基因

规模化定位小麦品种携带的抗白粉病基因对于抗病性种质创新和新品种选育具有重要的意义。本研究采用Illumina Infinium iSelect 90k SNP芯片结合集群分离分析法(bulked segregate analysis,BSA)对36个河南省小麦新品系携带的抗白粉病基因进行了定位。SNP芯片检测表明,在24个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到一个明显富集的SNP峰,表明其可能携带单一主效抗白粉病基因;在其他12个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到多个SNP峰,推测其可能含多个抗白粉病基因。有26个小麦品系在2AL染色体上检测到的SNP数目最多,推测其携带位于2AL染色体上的Pm4b抗白粉病基因。开发出与2AL染色体上抗白粉病基因紧密连锁的分子标记Xwggc116,可用于这些小麦品系中抗白粉病基因的分子检测。研究结果表明高通量SNP分析技术平台可以用来规模化定位小麦品种中的抗白粉病基因,明确了河南省抗白粉病小麦品系中携带Pm2、Pm4b、Pm21和新1BL/1RS易位等有限的抗白粉病基因,抗病基因资源非常狭窄,亟需引进新的多样化抗病基因资源,拓宽遗传基础,培育抗病小麦新品种。     

利用SNP芯片构建我国冬油菜参试品种DNA指纹图谱

以2016?2017年度187份国家油菜参试品种及2015?2016年度33份续试品种为材料, 利用油菜60K Illumina Infinium SNP (single nucleotide polymorphism)芯片进行基因分型, 得到52 157个SNP标记。按照分型为AA和BB频率不为0、最小基因型频率(minor freq)大于0.05、SNP得率(call freq)大于0.80、样品缺失率小于5%及分型明晰的要求筛选出5374个SNP标记。这些标记的PIC (polymorphism information content)均值为0.27, PIC值大于0.25的SNP标记占55.94%。其中有5143个SNP标记能对应到A1~A10、C1~C9连锁群上, 且比较全面地覆盖了油菜的基因组。用PowerMarker、MEGA等软件对224份样品的5374个标记分析, 结果显示: (1)设置8个品种重复2次点样对照, 得出Infinium芯片的技术误差为0.36%, 与Illumina公司公布的0.1%的技术误差十分接近。(2) NJ (Neighbor-joining)聚类分析中, 97.86%的区试品种的相似系数小于95%、87.88%的续试品种相似系数大于95%, 相似系数95%可作为品种特异性及一致性鉴定的阈值。这5374个SNP标记在油菜全基因组上分布均匀、多态性高、区分度好, 可用于甘蓝型油菜品种特异性和一致性的鉴定分析及甘蓝型油菜品种DNA指纹图谱构建的研究。     

小麦主栽品种济麦22与良星99的基因组序列多态性比较分析

Jimai 22 and Liangxing 99 are high-yield wheat varieties widely planted in the North Huang-Huai Rivers Valley Winter Wheat Zone and Northern Winter Wheat Zone in China, and are currently used as important parents in wheat breeding programs. Although the origins and pedigrees of Jimai 22 and Liangxing 99 are different, they are highly similar in many important agronomic traits, yield-associated traits, and so on. To identify the genomic differences between the two varieties, we performed whole-genome sequencing using the Illumina HiSeq2500 platform, with an average sequencing depth of 5.8×. We aligned the raw sequencing data against the Chinese Spring reference genome and identified the difference of copy-number variation (CNV) regions, single-nucleotide polymorphisms (SNPs) and InDels in sequence between the two varieties. Lengths of 466 Mb CNV intervals were shared by the two varieties. The lengths of cultivar-specific CNV intervals in Jimai 22 and Liangxing 99 were 91 Mb and 45 Mb, respectively, and these intervals are mainly located on chromosomes 2B and 4B. Beyond the CNV intervals, 1,547,371 SNPs and 137,817 InDels were different between the two cultivars. Based on the distribution of SNP densities in the intervals, we identified the polymorphic hotspot regions on chromosomes 1D, 2B, and 4B, making up 14.2% of the whole genome. The sequences of five previous cloned dwarf genes and spike length related genes were investigated, and two genes located in the polymorphic hotspot regions were detected with the frame shift variations. This study provides an important guidance for evaluating the genetic differences between two wheat varieties in the genomic level, and also identified both genetic similarity regions and polymorphic hotspot regions between Jimai 22 and Liangxing 99, which provided a valuable genetic information for future genetic improvement utilizing Jimai 22 and Liangxing 99 as parents.     

小麦骨干亲本豫麦2号的育种价值分析

河南审定的183个小麦品种中有75个小麦品种含有豫麦2号的血缘,豫麦2号成为河南小麦育种利用率最高的骨干亲本。利用系谱资料对豫麦2号种质与其75个衍生品种的共祖先度进行了分析。结果表明：75个小麦品种与豫麦2号的共祖先度范围为0.0500～0.6250,累积的共祖先度为20.9041,占75个小麦品种的27.87%,占河南183个小麦品种的11.42%,豫麦2号具有极高的利用价值,豫麦2号及其衍生品种的利用还在继续。研究豫麦2号的育种价值,对于有效利用小麦种质资源,保持小麦品系的遗传多样性,恰当地选用杂交亲本,成功地创造出优良新基因型具有重要意义。     

新疆冬小麦地方品种与育成品种基于SNP芯片的遗传多样性分析

新疆是我国西北重要的小麦优势产区和消费区。解析新疆冬小麦地方品种与育成品种之间的遗传多样性和亲缘关系,对新疆冬小麦育种中杂交组合的合理选配以及后代选择具有重要的指导意义。本研究利用小麦55K SNP(single nucleotide polymorphism)芯片对134份新疆冬小麦地方品种及54份育成品种进行全基因组扫描,估算其品种间的遗传距离,揭示其遗传多样性。结果表明,所有SNP位点的多态性比率达到95.62%(50,743/53,063)。每条染色体分布1068～2616个多态性位点,多态性标记在基因组间分布呈现ABD。188个品种间的两两遗传距离在0.002～0.723之间,平均为0.378。其中134个地方品种两两之间的遗传距离在0.002～0.400之间,平均为0.070; 54个育成品种两两之间的遗传距离在0.004～0.337之间,平均为0.114; 134个地方品种与54个育成品种之间的遗传距离在0.605～0.723之间,平均为0.699。聚类结果显示可将所有材料分为10个不同类群。综合SNP和系谱分析,育成品种与地方品种之间的遗传差异最大,其次是育成品种之间,而地方品种之间遗传差异最小。鉴于育成与地方品种之间较大的遗传差异,新疆冬小麦品种可以利用地方种来丰富其育种的种质基础,拓宽遗传背景,进而提高当地小麦育种水平。本研究为新疆冬小麦品种选育和改良提供了重要的理论指导。     

一种基于PCR的水稻SNP标记检测方法

旨在找到一种简便的SNP检测方法用于水稻种性鉴定及遗传多样性分析,本研究以245份长江中下游主推杂交水稻品种及亲本为研究材料,从1319个SNP位点中筛选出124对多态性高的位点,建立SNP的高效检测体系。选用其中的1个标记sf0141821553和SSR的标记RM7120来检测水稻的纯度,分别利用Caps-AccI标记和SNP-sf0601764762扩增亲本及杂交后代Wx的基因型,两者结果完全一致。用124对位点对245份杂交水稻进行遗传多样性分析,聚类分析显示,245个品种间的遗传相似系数在0.64~0.97之间。以遗传相似系数0.64为阈值,可以将245个水稻品种分为2个类群,这2个类群分别在遗传相似系数为0.712和0.667处又可以分为2个亚群。结果表明材料间存在明显的群体结构,能精确区分待测品种的基因型以及品种间的遗传差异。利用聚丙烯酰胺凝胶电泳来实现SNP标记的检测,方法简便且不需要大型仪器设备和昂贵的试剂,便于实验室开展水稻品种的鉴定工作。     

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。     

河南省小麦生产发展与展望

河南是中国重要的小麦种植地区,小麦播种面积和总产量约占全国的1/4,因此河南的小麦生产和发展状况对全国的小麦生产与供求平衡都有非常重要的影响。笔者利用统计数据,结合生产实际对河南省1949年以来小麦生产发展状况进行分析表明：58年间小麦播种面积增加21.24%,总产量增加了8.8倍,单产提高了7.1倍。自1999年以来,河南省优质小麦面积和总产也不断增加,2006年优质小麦播种面积占到河南省小麦播种面积的41.75%,总产量占到河南省小麦总产的39.32%。近年来,随着高产小麦品种的选育和栽培技术的改进,河南省小麦高产、超高产面积不断增加,但是河南省小麦单产平均水平还不到6000 kg/hm2,不同区域之间小麦单产水平差别较大,品种潜力没有充分发挥,生产资料投入较高,资源利用效率较低。作者认为今后应该要大力推广高产、超高产栽培技术,充分发挥品种的生物学潜力,提高养分利用效率,加强优质小麦的研究与管理,加强科学技术的推广应用,提高小麦的综合生产能力。     

1950年以来山东省主推小麦品种的遗传多样性演变

利用24对SSR引物对62个山东省1950年以来大面积推广小麦品种遗传多样性的演变情况进行了分析。结果表明24对引物均有较好的多态性,共扩增到100个等位变异片段(等位基因),平均每个标记获得4.167个等位基因,多态性信息量(PIC)值平均为0.527,变幅0.200～0.723,基因多样性指数变幅0.225～0.761,平均0.582。三个基因组的位点多态性存在明显差异,平均等位变异丰富度D>B>A,基因多样性指数和多态性信息指数B、D基因组接近,并明显高于A基因组。山东省小麦品种平均遗传丰富度、遗传多样性指数和平均遗传距离均以50年代较高(分别为3.042,0.531和0.596),然后缓慢下降,1980年代回升到顶峰(分别为3.250,0.560和0.616),然后迅速下降。62个品种遗传相似系数变幅为0.580～0.940,平均为0.723。按非加权类平均法(UPGMA)、在遗传相似系数0.719处将不同品种聚类成7类,基本与山东省不同时期育种骨干亲本及其衍生品种一致,说明山东省近60年来小麦育种与全国一样,围绕骨干亲本展开。由于特有种质资源的创造和应用,山东省小麦品种遗传多样性高于全国和其他麦区,尤其是1980年代,但之后迅速下降,必须引起足够重视。