均匀设计在枇杷ISSR-PCR反应体系优化中的应用

本实验通过U255（5^4）均匀设计实验研究,对枇杷ISSR—PCR分子标记体系中模板DNA、dNTPs、TaqDNA聚合酶、Mg^2＋、引物5个组分的浓度进行优化。获得25μL反应体系中各成分的适宜浓度或用量分别是：模板DNA为10ng、dNTPs为0．5mmol／L、TaqDNA聚合酶为1U、Mg^2＋为2．5mmol／L,引物为0．4μmol／L。与单因素梯度优化体系相比,操作简便,简化了实验步骤,获得的实验结果可靠,从100条ISSR引物中筛选出27条扩增良好的引物,并获得了这些引物的最佳退火温度,经琼脂糖凝胶电泳获得了清晰的图谱。这一优化体系的建立为进一步利用ISSR标记技术进行枇杷种质鉴定及遗传多样性分析提供了一个标准化程序。     

用ISSR分析四川苎麻品种(系)间的遗传关系及雄性不育分子标记的建立

本文从100条ISSR引物中筛选出21条引物,对8个四川苎麻品种(系)间的遗传关系进行了分析。PCR扩增结果表明,21条引物在8份材料中共扩增出86条带,平均每条引物扩增出4.1条,其中多态性位点71个,各引物扩增出的位点数3~8个不等,平均每条引物可以检测到3.4个多态性位点。聚类分析和遗传距离分析结果表明,供试品种川7、川8与其亲本遗传距离较远。3个杂交品种(川7、川8、川9)均表现特有的偏父本遗传现象。此外,本研究用ISSR引物U835筛选到了1个雄性不育分子标记,并将其扩增产物克隆测序,结果表明该序列大小为658bp。根据该序列,此标记被转化成稳定的SCAR标记,可用于苎麻雄性不育分子标记辅助育种。     

SRAP分子标记分析体系的建立及白簕资源亲缘关系分析

本实验对影响SRAP-PCR体系中的Mg2＋、dNTPs和引物浓度等因子进行了体系优化,建立了一套适合白簕SRAP检测的25μL反应体系：1.5mmol/LMg2＋,1.5mmol/LdNTPs,1μmol/L引物,10ng模板DNA,1.5UTaqDNA聚合酶;进一步以白梗簕菜为模板,利用优化的体系进行多态性标记引物组合分析,共筛选出17对引物;利用这些引物对7个白簕品种进行SRAP遗传多样性分析,共扩增出461条谱带。其中多态性谱带155条,多态性谱带比率为33.6%,白簕品种间的相似系数为0.7077~0.9474。经UPGMA聚类分析结果显示,所检测的7个白簕品种分为两大类,其中亲缘关系较近的青梗簕菜和细叶密刺簕菜聚成了一组;而其余的4个种,包括白梗簕菜、细叶小刺簕菜、紫柄簕菜、大叶大刺簕菜和红梗簕菜,聚成另一组。     

利用目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记分析梨遗传多样性

目标起始密码子多态性(start codon targeted polymorphism,SCo T)是一种新型的遗传分子标记技术。本研究采用单因素水平设计方法,优化并建立梨的适宜SCo T分子标记体系,通过SCo T标记技术,分析了安徽省砀山县的43份梨(Pyrus spp.)的遗传多样性和亲缘关系。结果表明,优化后梨SCo T-PCR反应体系:10×Easy Taq Buffer(含2 mmol/L Mg2+)2.5μL,模板DNA终浓度30 mg/L,上下游引物终浓度1.0μmol/L,d NTPs终浓度0.2 mmol/L,Taq DNA聚合酶1.0 U,总体积为25μL。随机选取2个DNA模板进行引物筛选,最终从67条引物中筛选出16条扩增条带清晰且有差异性的引物,共扩增出145条带,其中多态性条带有126条,多态性比率为86.1%,每条引物平均扩增出9.1条带。SCo T标记的43个梨材料遗传相似性系数为0.517~0.931,平均值为0.685。聚类分析表明,在遗传相似系数为0.610的水平上,43份梨材料分为A和B两组;在遗传相似系数为0.746的水平上,A组又分为6个亚组(Ⅰ~Ⅵ)。所研究的43份梨材料具有丰富的遗传多样性,且能够被SCo T分子标记有效地检验,为进一步研究利用安徽省砀山县梨种质资源提供了依据。     

37份龙眼种质资源亲缘关系的ISSR分析

本研究利用ISSR技术对37份龙眼种质资源进行遗传多样性检测。研究结果表明,从100条ISSR引物中筛选出7条重复性好,条带清晰的引物对37份龙眼品种基因组DNA进行扩增,共扩增出54条带,其中43条具有多态性,比率为79．6％。不同龙眼品种间遗传相似系数变幅为0．69～0．97,平均达0．83,说明ISSR标记能够揭示材料间较高的遗传多样性。UPGMA聚类结果表明,ISSR标记能将37份龙眼品种完全区分开,并能将来源于中国、越南和泰国的37份龙眼品种分别聚类到中国、越南和泰国三大品种群,说明龙眼品种资源的亲缘关系与地理因素有关,三个国家的龙眼品种之间存在较大的遗传差异。本研究结果将为为龙眼品种资源的研究利用提供参考。     

硬叶兜兰SRAP-PCR体系建立及亲缘关系研究

采用CTAB法对硬叶兜兰叶片总DNA进行提取,通过正交实验设计,用SRAP正向引物me1（5＇-TGAGTCCAAACCGGATA-3＇）和反向引物em2（5＇-ACACACACACACACACT-3＇）对反应体系进行优化;并应用其进行种群遗传差异分析。结果表明：优化的20μL的PCR反应体系中DNA模板为90 ng,Taq DNA聚合酶1.6 U,dNTPs 0.30 mmol/L,MgCl22.0 mmol/L和引物各0.50μmol/L,经重复电泳验证适合进行硬叶兜兰的SRAP分析;利用该体系对7个不同种源的167份硬叶兜兰进行SRAP-PCR扩增,对筛选的10个引物扩增,共得到288条条带,其中多样性条带234条,多态位点百分率（PPB）为81.25%;种群的遗传距离值在0.065 9～0.191 6,UPGMA聚类结果显示供试种群在遗传相似度为0.863时,可以分为2支,即第一分支由马固、斗咀和杨柳井居群组成,第二支由古林箐、夹寒箐、小坝子和田坝居群组成。SRAP标记可较好地适用于硬叶兜兰种群遗传差异的鉴定。     

栝楼ISSR－PCR反应体系的建立和优化

用改良SDS法提取栝楼（Trichosanthes kirilowii Maxim）叶片DNA为模板,通过单因素试验研究模板、引物、Tat／DNA聚合酶和dNTPs等4因素各7个水平对栝楼ISSR-PCR扩增结果的影响,并通过正交试验对各因子的浓度进行优化,首次建立了栝楼ISSR-PCR分析的最适反应体系：20μL的反应体系中,1×buffer,模板含量为50ng,引物的浓度为0．5μmol／L,TaqDNA聚合酶的用量为0．8U,dNTPs的浓度为200μmol／L。随机选取10条引物验证体系稳定性,并对190条ISSR引物初筛,得到条带清晰、多态性好的引物126条。经验证,本实验所建立的栝楼ISSR-PCR反应体系具有稳定可靠、可重复性好、多态性较强等特点,能够较好的应用于栝楼的ISSR分子生物学分析。     

基于ISSR分析28份香蕉种质的基因组DNA多样性

利用ISSR标记技术分析了28份香蕉种质的遗传多态性。从100个ISSR引物中筛选出8个多态性引物,共扩增出55条DNA带,其中46条为多态性带,占83.6%,平均每个引物扩增的DNA带数为6.88条。依相似系数0.73的水平,将香蕉28个品种划分为6大类。其中云南BB（BB）和东莞高把大蕉（ABB）在相似系数为0.94时,二者的亲缘关系较近。Pisang Ceylan（AAB）和FHIA-18（AAAB）相似系数水平接近为1,表明二者亲缘关系最近。本研究为香蕉遗传关系的建立及品种鉴定提供理论基础。     

松毛虫DNA的提取及ISSR反应体系的建立

为摸索适宜松毛虫的ISSR体系，以油松毛虫为实验材料，研究了ISSR技术中PCR反应体系的主要成分对ISSR扩增结果的影响。对ISSR反应体系中Mg2+的浓度、引物浓度、dNTP浓度、Tag DNA聚合酶浓度、模板浓度以及退火温度进行了探索， 确立了适合松毛虫的ISSR反应体系为： 在25μL反应体系、Mg2+、引物和dNTP的最适浓度分别为2.5mmol.L-1、0.8μmolL-1、0.20mmol.L-1； 反应体系中Tag DNA聚合酶宜加入1.25Ｕ， 模板DNA应加入15～30ng；引物的最佳退火温度为45.9～52.4℃。并利用该反应体系对14个地区的5种松毛虫进行ISSR反应，用1.5％的琼脂糖凝胶电泳检测，谱带多态性丰富，清晰稳定，证实该体系稳定可靠。     

葡萄SRAP反应体系优化及引物筛选

本试验利用L16（4^5）正交试验设计探寻葡萄SRAP—PCR反应体系中的关键因子,同时结合单因素试验简单、快捷的特点逐个对PCR反应体系的主要成分进行优化。充分利用两种方法的优点并降低试验工作量取得了较好的效果,建立了适于葡萄的SRAP反应体系。结果表明Mg^2＋浓度为影响葡萄SRAP—PCR反应的关键因素;优化的20μLSRAP—PCR反应体系中各组分的最适含量为：10×Buffer2．0μL,Mg^2＋2．5mmol／L,dNTPs0.3mmol／L,引物0．4μmol／L,砌DNA聚合酶1．0U,模板DNA1．0ng／μL。利用SRAP反应体系,从100对SRAP引物组合中筛选出扩增稳定,条带清晰,多态性好的引物19对。本研究建立的适于葡萄SRAP—PCR扩增的反应体系,将为葡萄种质遗传多样性评价、基因组分析、指纹图谱构建,分子标记辅助育种和遗传改良研究提供基础。     

杨树ISSR反应体系的建立及正交设计优化

采用正交设计的方法,对杨树ISSR-PCR反应中5个因素(Taq酶、Mg2+、模板DNA、dNTP和引物)在4个水平上进行优化试验。建立了适合杨树的既稳定又能扩出最多数量谱带的ISSR-PCR最佳反应体系,即25μl的反应体系中含有1×buffer,0.12mmol/L dNTP,0.4μmol/L引物,3.5 mmol/L Mg2+,1.5UTaqDNA聚合酶和40ng模板DNA。对杨树ISSR-PCR最佳反应体系的退火温度进行梯度试验,发现引物W95142的最适退火温度为56.1℃,且最适退火温度因引物而异。这一优化的ISSR-PCR反应体系的建立为今后利用ISSR技术进行杨树种质资源分类、遗传图谱构建和基因定位奠定了技术基础。     

茄子基因组DNA提取及ISSR-PCR反应体系的优化

为了应用ISSR分子标记对茄子(Solanum melongena L)种资源进行种质鉴定、分类及亲缘关系等方面的研究，本试验以茄子叶片为材料，探索茄子DNA的提取及ISSR反应的最佳体系。结果表明利用改良CTAB法提取DNA，可以消除茄子叶片多糖、多酚、色素等物质的干扰，得到高质量的DNA，完全符合ISSR反应需要。以茄子基因组DNA为模板，通过正交试验设计，从Taq酶、dNTP、引物、模板4种因素3个水平对茄子ISSR反应体系进行优化，建立了一套适宜于茄子的ISSR优化反应体系及程序，为进行茄子遗传多样性的研究奠定了基础。在20μL的反应体系包括：Taq酶1 U，Mg2+2. 5mmol/ L，dNTP 375μmol/ L , 引物浓度0.4μmol/ L，模板DNA 4ng，2μL 10×PCR Buffer（Mg2+）。     

雁鹅ISSR-PCR反应体系的优化*

本试验以雁鹅基因组DNA为模板,采用正交试验设计L25（55）对PCR反应中5个因素（引物、dNTPs浓度、模板DNA、Mg2+、TapDNA聚合酶）在5个水平上进行优化实验,在初步实验的基础上通过因素内比较进一步优化各因素在ISSR-PCR反应中的浓度,快速准确地建立雁鹅ISSR-PCR的最佳反应体系,为进一步进行雁鹅遗传多样性的研究、遗传图谱构建和基因定位奠定技术基础。在25uL的反应体系中,确定雁鹅ISSR-PCR的最佳反应体系为：ISSR引物的浓度为0.20umol/L,dNTPs浓度为0.28mmol/L,模板DNA的用量为40ng,Mg2+浓度为1.5 mmol/L,Taq DNA聚合酶的用量为1.0U。在正交试验设计的基础上,通过因素内比较进一步优化各因素在ISSR-PCR反应中的浓度,可以更加准确地确立ISSR-PCR的最佳反应体系。     

甜菜品种（系）的ISSR标记数字指纹图谱构建及聚类分析

摘要：本文针对来源于荷兰的4个引进甜菜品种和国内的6个甜菜品系（其中2个为一年生野生甜菜）进行了ISSR指纹图谱构建和聚类分析研究。筛选出稳定性高且多态性好的6个引物用于试验。利用筛选的6条引物ISSR-PCR 共扩增出51个条带, 其中多态性条带百分率为86.3%. 利用该6条引物ISSR-PCR建立的指纹图谱能将试验中的全部甜菜品种都鉴定区分开。只利用2条引物L1和UBC846 扩增的8个多态性条带构建了10个甜菜品种（系）的数字指纹识别码,该数字指纹图谱能完全区分10个甜菜品种（系）,结果显示ISSR 指纹图谱能非常有效的鉴定不同的甜菜品种。利用生物软件NTSYS-pc针对10个试验甜菜品种（系）的ISSR 扩增条带进行遗传相似性聚类分析,结果显示10个甜菜品种（系）的相似系数为0.43与0.83之间,平均为0.62。利用非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析,结果显示10个甜菜品种（系）聚类为2个组和3个亚组。UPGMA 聚类分析能清楚的显示10个甜菜群体间的遗传关系并且聚类结果与10个甜菜群体的特性一致, 说明ISSR标记能用于甜菜不同群体间遗传距离的评估。     

苦瓜ISSR扩增条件优化的研究

本文对ISSR-PCR扩增苦瓜基因组DNA的主要影响因子进行了筛选和分析。试验结果表明,25μl的反应体系中采用20~30ng的模板DNA、1μmol/L ISSR引物1、U Tag DNA聚合酶,以及48℃~52℃的复性温度为苦瓜ISSR-PCR扩增条件的最佳选择。苦瓜ISSR-PCR扩增条件的优化为进行苦瓜种群间遗传分化的研究奠定了基础。     

Assessment of genetic diversity in Solanum trilobatum L., an important medicinal plant from South India using RAPD and ISSR markers

Solanum trilobatum L. is an Indian medicinal plant containing rich amount of steroidal glyco-alkoloids that can be used as precursor for commercial steroid production. Two efficient marker systems such as Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) and Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) were used for the first time to assess the genetic diversity across 14 S. trilobatum accessions obtained from five South Indian states. Twenty out of 60 RAPD primers generated 189 distinct bands of which 160 were polymorphic with an average of 8 polymorphic bands per primer. A maximum of up to 15 fragments were amplified with an average of 9.45 bands per primer and the amplicons varied in size between 100 and 3,000 bp. The percentage of polymorphism ranged from 55.5 to 100, with an average of 84.6. ISSR profiling using 7 out of 20 primers amplified 83 bands and the number of amplified fragments varied from 2 to 16 with a size range of 200–1,800 bp. Totally 72 polymorphic bands were obtained using 7 ISSR primers at an average of 10.28 polymorphic bands per primer. Polymorphism percentage varied from 50 to 100 among the selected accessions resulting in an average percentage of polymorphism of 86.7. The PIC values ranged from 0.49 to 0.93 for RAPD and 0.16 to 0.90 for ISSR primers. The study pointed out that ISSR markers were more efficient than RAPD markers in evaluating the degree of genetic variation in S. trilobatum. The UPGMA cluster analysis grouped all Tamil Nadu accessions in one cluster and other state accessions in another cluster. The Principal component analysis also substantiates this clustering pattern. Thus the phylogenetic relationship and a high genetic variation revealed in the present study could provide a baseline data for conservation and improvement of this plant in future. Also the molecular markers identified in this study will be helpful in authentication of this species to prevent adulteration in herbal medicine.