基于表型和SSR分子标记构建芝麻核心种质

【目的】便于管理、研究和利用芝麻种质资源,为芝麻育种提供优异基因资源。【方法】利用新收集和种质库保存的5 020份芝麻种质资源为基础,首先基于标准化的表型数据按地理来源分组后采用组内比例法聚类抽样构建初级核心种质,然后基于SSR分子标记应用位点优先取样策略逐步聚类,使用t检验检测每次聚类形成的核心种质与初级核心种质的Nei’s基因多样度(He)和Shannon-Wiener指数(I),直到核心种质的遗传多样性与初级核心种质开始有显著差异时,终止多次聚类取样,选择上一个与初级核心资源没有显著差异的核心种质作为最佳核心种质。利用Nei’s多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、多态条带百分率(PB,%)、多态条带保留率(PBR,%)、变异系数符合率(VR)、极差符合率(CR)、方差差异百分率(VD,%)、均值差异百分率(MD,%)等参数进行核心种质代表性检验和评价。【结果】构建了含有816份资源的初级核心种质和含有501份资源的核心种质,分别占全部种质资源的16.25%和9.98%;核心种质包括国内资源442份,国外资源59份;Nei's基因多样度(0.2789)和Shannon-Wiener指数(0.4243)在P0.05概率条件下与初级核心资源(He=0.2791,I=0.4302)无显著性差异,多态条带百分率(PB,%)、多态条带保留率(PBR,%)、变异系数符合率(VR)、极差符合率(CR)分别为91.25%、95.23%、99.14%、86.85%。方差差异百分率(VD,%)和均值差异百分率(MD,%)均为0。t测验结果表明,核心种质的遗传多样性指数与原始种质差异不显著。位点优先取样策略构建的核心种质比对照随机取样策略丢失的多态性位点数少,且同一遗传距离下位点优先取样策略构建的核心种质具有更高的遗传多样性,更能构建一个具有代表性的核心种质,Shannon-Wiener多样性指数比Nei’s多样性指数检测效率高。【结论】基于地理来源分组,组内按表型数据聚类按比例法抽样构建芝麻初级核心种质,再结合SSR分子标记数据,采用SM相似系数进行UPGMA逐步聚类是构建芝麻核心种质较适宜的方法,所构建的核心种质较好地代表了基础种质的遗传多样性。     

利用ISSR分子标记构建新疆野杏核心种质资源

【目的】通过对不同取样策略和遗传距离相结合的组合结果进行分析对比,以此探讨分子水平构建新疆野杏核心种质的方法,确定最适核心种质资源,以利于种质的保护与利用。【方法】以分布于新疆伊犁地区霍城县大西沟、新源县博尔赛和巩留县伊依克台3个分布区的135个新疆野杏实生株系为材料,根据SM、Jaccard和Nei&Li遗传距离,采用UPGMA聚类法对新疆野杏整体进行多次聚类抽样,直到其中某个采样点再次聚类时无种质被抽取;以随机取样策略为对照取样策略,应用位点优先取样策略,研究新疆野杏核心种质构建的方法;采用丢失的等位基因数以及多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数各遗传多样性指标进行t检验来确定最适构建方法;分别将核心种质与原种质和保留种质进行t检验和遗传多样性比较,以此来评价核心种质的代表性;并用主坐标轴分析法和表型性状对原种质和核心种质进行分析,以此对核心种质进行确认。【结果】位点优先取样策略构建的核心种质比对照随机取样策略丢失的多态性位点数少,且同一遗传距离下位点优先取样策略构建的核心种质具有较高的遗传多样性,更能构建一个具有代表性的核心种质;通过Nei & Li遗传距离构建的新疆野杏核心种质各遗传多样指标具有较大值,优于SM和Jaccard遗传距离;采用主坐标轴分析法和表型数据分析显示,利用位点优先取样策略和Nei & Li遗传距离构建的新疆野杏核心种质能够较全面的代表野杏原种质的遗传多样性;31份野杏核心种质资源,保留了原种质22.96%的样品,多态性位点、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数的保留率分别达到92.69%、98.83%、99.42%、103.26%、109.24%和108.31%。【结论】采用位点优先法和Nei & Li遗传距离进行多次聚类,是较适宜的构建新疆野杏核心种质的方法,构建的31份核心种质能最大程度代表原种质的遗传多样性,同时本研究所采用的方法对其他作物核心种质的构建具有重要的参考价值。     

采用分子标记构建新疆野苹果核心种质的方法

 【目的】探讨分子水平构建核心种质的方法,为新疆野苹果核心种质的构建提供方法。【方法】以109个新疆野苹果实生株系的128个SSR位点为材料,根据Nei &; Li、SM和Jaccard遗传距离,采用UPGMA聚类法进行多次聚类,以随机取样策略为对照取样策略,应用位点优先取样策略,研究新疆野苹果核心种质构建的方法。采用丢失的等位基因数以及对Nei’s基因多样度和香农信息指数进行t检验来评价核心种质的代表性。【结果】与对照随机取样策略比较,位点优先取样策略能构建一个更有代表性的核心种质。SM、Jaccard和Nei &; Li遗传距离构建的新疆野苹果核心种质无明显区别。采用SRAP数据和表型数据分析显示,位点优先取样策略是一种较好的构建新疆野苹果核心种质的方法。【结论】采用位点优先法,根据SM、Jaccard或Nei &; Li遗传距离进行多次聚类,是较适宜的构建新疆野苹果核心种质的方法。     

糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析

【目的】糜子生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高,了解糜子资源的遗传多样性和遗传结构,为今后糜子杂交育种、种质创新、挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。【方法】采用表型鉴定和SSR分子标记对糜子资源进行遗传多样性检测。利用模糊隶属函数法分析糜子种质的株高、主穗长、叶片长、叶片宽、主茎节数、主茎粗、单株穗重、单株粒重和千粒重9个表型性状的分布情况。利用DPS7.05软件进行表型性状的遗传多样性分析、相关性分析和主成分分析,综合评价糜子种质资源的优劣。利用CTAB法提取糜子嫩叶基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对不同地区的96份糜子种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,后经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染后显色。利用PowerMaker 3.25软件计算每对引物的等位基因数（A）、主要等位基因频率（M）、基因多样性指数（He）和多态性信息含量指数（PIC）,并进行N-J遗传距离的统计分析;利用Structure 2.3.1分析群体遗传结构。【结果】糜子表型遗传多样性分析表明：9个表型性状分布集中,且绝大部分呈极显著相关;单株粒重和单株穗重遗传变异最丰富,不同省份的资源在表型性状上表现出不同的遗传多样性,山西资源表型遗传多样性最丰富。采用主成分分析法和综合评价法表明,内糜1号的综合性状表现最差,宁糜15号的综合性状表现最好。采用19对SSR引物对96份糜子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出112个等位变异;每个位点的等位变异数为3-9个,平均5.9个;平均主要等位基因频率为0.7045;平均基因多样性指数为0.4097;平均多态性信息含量位点百分数为39.2%。不同地理来源糜子种质资源的遗传多样性分析表明,各省份间糜子资源的亲缘关系均较近;山西省资源的基因多样性指数及多态性信息含量百分数最高,分别为0.357和33.01%。基于模型的遗传结构分析和基于遗传距离的聚类分析将试验材料划分为3个类群,两种分类结果有一定相似性,皆与生态环境密切相关。【结论】糜子遗传变异较为丰富,遗传多样性高,尤其是山西糜子资源的遗传多样性最丰富;不同地理来源的糜子种质资源亲缘关系均较近,且其遗传多样性与生态环境密切相关。     

利用AFLP分子标记技术构建花莲核心种质资源

 【目的】构建花莲核心种质,以利于对花莲种质资源的保存、研究和利用。【方法】利用AFLP分子标记,对395份花莲原始种质按照种属来源分组后采用组内简单比例法和聚类抽样法建立候选核心种质,比较不同候选核心种质的多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon’s信息指数等参数,最终确定花莲核心种质,并进行核心种质与原始种质的遗传多样性比较和t检验。【结果】所获得88个品种的花莲核心种质包括60份中国花莲品种,3份美洲黄莲,16份中美杂交莲和9份日本莲品种。核心种质保留了原始种质22.27%的样品,多态性位点和多态性位点百分率保留率为99.27%,观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数、Shannon’s信息指数的保留率分别为100.00%、101.72%、110.00%、106.67%。t测验结果表明,核心种质的遗传多样性指数与原始种质差异不显著。【结论】根据聚类分析结果剔除原始种质中的冗余种质后,建立的核心种质以最少的花莲资源可代表原始种质最大的遗传多样性。本文所构建的花莲核心种质在遗传上能最大程度地代表原始种质资源。     

基于SRAP分子标记构建云南旱冬瓜核心种质

【目的】通过对比不同抽样比例构建的旱冬瓜种质子集的有效性和代表性,筛选出旱冬瓜核心种质适宜的构建策略。【方法】以旱冬瓜优树同胞子代为试材,设10%、15%、25%、35%、45%和55%共6个抽样比例,采用Nei’s遗传距离和改进的最小距离逐步取样法取样,采用4个遗传多样性指数分析种质子集对原种质的代表性,通过均值t检验和方差F检验分析种质子集与原种质集变异是否同质,利用相关系数分析种质子集与原种质集的相关性,通过遗传距离比较和聚类分析确认核心种质。【结果】25%抽样比例构建的种质子集的多态位点数、多态位点百分率、观测等位基因数和等位基因保留率与原种质集一致,其余4个评价指数皆显著大于原种质集,均值和方差与原种质的相关系数均接近或者等于1,平均遗传距离较原种质提高16.82%,因此认为在25%抽样比例构建的种质子集能很好地代表原种质。【结论】综合考虑核心种质的有效性、实用性、费用和工作量等,认为25%抽样比例构建的旱冬瓜核心种质能充分代表原种质的遗传多样性。     

福建省山药初级核心种质的构建

【目的】构建福建省山药初级核心种质,为福建地方山药资源的保存、品种选育提供理论依据。【方法】以55份福建省地方主栽山药资源为材料,调查20个农艺性状,包括7个数量性状和13个描述型性状,采用离差平方和法进行聚类,根据聚类结果采用优先取样法构建初级核心种质,同时采用统计学方法及ISSR分子标记等对其代表性进行评价。【结果】构建的初级核心种质数量占原种质的43.6%,在降低冗余的同时保留了选育品种和有突出特点或地方特色的资源。初级核心种质和原种质各性状的均值、方差、变异系数、香农多样性指数无显著性差异。数量性状除茎粗外,核心种质保留了原种质变异范围的84.9%～100%。描述性指标除最弱的生长势外,核心种质保留了原种质的全部等级分布。初级核心种质和原种质的ISSR分子标记的等位基因数量、有效等位基因数量、香农多样性信息指数、Nei’s基因多样性指数无显著差异,且初级核心种质的多态位点保留率达到原种质的98.6%。基于农艺性状的主成分分析和基于ISSR分子标记的主坐标分析均确认了核心种质的代表性。【结论】构建的福建省山药初级核心种质能够较好地代表原种质的遗传多样性,有助于福建地方山药资源的保...     

辣椒种质材料疫病抗性鉴评及遗传多样性分析

【目的】了解辣椒种质材料的疫病抗性水平及材料的遗传多样性,以便为建立辣椒核心种质库和 辣椒抗疫病育种改良提供参考。【方法】采用改良后的辣椒疫病灌根接种法鉴定了 96 份辣椒种质材料的疫病抗 性水平,并利用全基因组筛选出的 20 个 SSR 分子标记对其进行遗传多样性分析。【结果】供试 96 份辣椒种质 材料中,免疫材料仅 1 份,高抗材料有 6 份,抗病材料有 24 份,感病和高感材料 分别有 53 份和 12 份,与田间 表现基本一致。遗传多样性分析结果显示,20 个 SSR 分子标记共检测出 79 个等位基因位点,每个标记检测到 的等位基因数为 2~9 个,平均等位基因数为 3.95 个;Shannon 信息指数在 0.2992~1.9893 之间,平均值为 0.9513, 表明所选用的 20 个 SSR 分子标记遗传多态性较高;Nei’s 遗传多样性指数在 0.1614~0.8440 之间,平均值为 0.5259, 表明材料间遗传多样性高。聚类分析结果显示,在遗传距离 0.37 处可以将供试材料分为 3 个大类群,分别包含 3、14、79 份材料,另外还有 8 组材料间的遗传距离接近为 0。【结论】改良后的辣椒疫病灌根接种法适用于辣 椒疫病鉴定,其结果与田间表现基本一致,且更简便。筛选出的 20 个 SSR 分子标记遗传多态性较高,适用于辣 椒种质材料的遗传多样性分析。96 份辣椒种质材料来源丰富,但存在同质材料,在种质保存时可以适当舍弃部 分材料。     

结合农艺性状和SSR标记构建吉林省花生初级核心种质

以260份花生材料为试材,采用不同的遗传距离构建吉林省花生初级核心种质。在50%的取样比例下,采用数量性状参数均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率、变异系数变化率4个指标评价不同方法构建的初级核心种质的可行性和有效性。最终选出一种合适的方法构建花生初级核心种质,并利用等位变异数、有效等位变异数、Shannon-Weaver指数、Nei期望杂合度等SSR标记相关参数进行验证。研究结果表明:基于欧式距离,采用优先取样法结合最短距离法进行聚类分析,构建包含128个样品的花生核心种质。采用SSR标记参数进行验证,表明128份初级核心种质可以代表原种质80%的遗传信息,较好地代表了原种质的遗传多样性。     

基于表型性状构建传统菊花核心种质

【目的】探讨构建传统菊花品种核心种质的最优取样方法并构建核心种质,以便于传统菊花种质资源的收集与保存。【方法】以《中国菊花》专著中记载的2 249份传统菊花品种为材料,依据舌状花花色分为8组,采用逐步聚类法基于4种总体取样规模(5%、10%、15%、20%)和4种组内取样比例方法(简单比例、对数比例、平方根比例、多样性比例)构建了传统菊花备选核心种质16个,探讨最优的取样策略。筛选出最优取样策略后进一步比较2种组内取样方法(随机和聚类)的构建效果。对最优方法下建立的核心种质代表性进行检验,利用多个特征值（最小值、最大值、均值、标准差、变异系数、Shannon-Weaver遗传多样性指数）和评价参数（均值差异百分率（MD）、方差差异百分率（VD）、极差符合率（CR）、变异系数变化率（VR）和表型保留比例（RPR））综合地评价核心种质。【结果】传统菊花按照花色进行分组,各组品种呈现正态分布,能够确保取样的均匀性;对数比例法和多样性比例法都能够使每组的取样份数更加均衡,起到良好的修正作用,对数比例法下构建的核心种质各项参数值达到最大,是最优取样比例法;随着总体取样规模的增加,遗传多样性指数呈现先增大再减小的趋势,变异系数变化率不断减小,极差符合率和表型保留比例不断增大;当取样规模大于10%时,遗传多样性指数和变异系数变化率减小,而极差符合率和表型保留比例的升幅并不大,因此,构建传统菊花核心种质最适宜的总体取样规模为10%;聚类取样构建的备选核心种质各项参数值均大于随机取样构建的对应备选核心种质的参数值,以聚类取样方法构建的核心种质变异的丰富性和均匀程度更好。核心种质各特征值与原始种质表现一致,多个评价参数值表明核心种质的均度和丰度较好,充分体现了表型的遗传多样性。通过补充聚类丢失的“追抱”1个花抱性状和对花序高度、外层瓣长2个性状的完善,最终构建得到228个传统菊花品种的核心种质,占原始材料的10.14%。【结论】本研究基于2 249份传统菊花品种材料的15个表型性状,系统地比较了多种总体取样规模、组内取样比例方法、组内取样方法构建的备选核心种质后,确定了最佳的核心种质构建方法,并对核心种质的代表性进行了分析和验证,各特征值和评价参数表明本研究构建的核心种质是有效的,核心种质充分地代表了传统菊花原始种质的遗传多样性。     

基于SSR标记的楸树遗传多样性及核心种质构建

利用SSR标记对192个楸树种质资源进行遗传多样性和亲缘关系研究。试验筛选出13对引物对192份供试材料进行扩增,共获得89个等位基因位点,有效等位基因平均为3.795 9,Shannon’s多样性指数平均值为0.506 6;Nei’s遗传多样性平均值为0.667 7。用MEGA6.0软件对192份楸树材料进行遗传距离分析,通过聚类分析构建出供试材料楸树种质资源间的聚类图。利用SSR分子标记,采用多次聚类结合位点优先的取样策略,比较了样本数不同的4个核心样本群的等位基因数、有效等位基因数、Shannon’s指数和Nei’s遗传多样等参数,初步构建了192份楸树种质材料的46份核心种质。核心种质保留了初始种质23.96%的样品。     

桃(Prunus persica (L.) Batsch.)品种核心种质的构建与评价

为构建桃品种核心种质,通过对56份桃(Prunus persica(L.) Batsch.)初级核心种质的形态农艺性状数据(MOR)和SSR等位基因数据的分析,研究了不同聚类取样方法和完全随机取样方法下9种取样比例的遗传多样性指数、保留比例及各频率段等位基因的丢失比例。结果表明:聚类取样的方法优于完全随机取样,并以在80%的取样比例下MOR结合SSR数据聚类取样的效果最好,利用此方案构建的桃品种核心种质共包括45份材料,该核心种质的基因遗传多样性指数最高,保留了初级核心种质100%的形态农艺性状和96.6%的SSR等位基因,在出现频率低于0.05的等位基因中共丢失了2个等位变异,保留了出现频率在0.05~0.10的所有等位基因;利用6个数量性状对所构建的核心种质的代表性检测表明所构建的核心种质很好地代表558份桃原始种质的遗传变异。     

中国栽培大豆(Glycine max (L.) Merr.)微核心种质的群体结构与遗传多样性

【目的】评价中国栽培大豆微核心种质的群体结构和遗传多样性水平,为拓宽大豆遗传基础、发掘优异基因、改良大豆品种提供理论依据。【方法】利用大豆20个连锁群上的100个SSR位点,对来自全国28个省补充完善的248份栽培大豆微核心种质进行SSR遗传多样性及群体结构分析;采用PowerMarker Version 3.25软件统计等位变异数、平均等位变异数、多态性信息量(PIC值)及亚群特有等位变异数等参数;基于遗传距离建立了栽培大豆微核心种质的无根Neighbor-Joining树;用Structure2.2软件对微核心种质的群体结构进行评价。【结果】100个SSR位点在248份材料中共检测出等位变异1460个,每个位点变异范围为2—33个,平均为14.6个,每个位点PIC值变异范围为0.158—0.932,平均为0.743。基于模型的群体结构分析显示,依据LnP(D)无法判断最佳K值(群组数),但通过计算系数ΔK发现,K=3为微核心种质的最佳群体结构。结合种质的生态类型及品种类型分析发现,地理来源相同的种质具有聚在一起的倾向,但来源相同的种质也有分在不同组的情况。不同生态类型及品种类型间均存在较多的互补等位变异和特有等位变异。【结论】中国栽培大豆微核心种质具有丰富的遗传多样性,可以用来拓宽大豆品种遗传基础;不同生态类型及品种类型间存在较多的互补及特有等位变异,是种质创新及品种改良的物质基础;栽培大豆微核心种质存在明显的群体结构,为微核心种质在育种中的直接或间接利用提供了理论依据。     

ICRISAT花生微核心种质资源SSR标记遗传多样性分析

【目的】评价ICRISAT花生微核心种质资源的遗传多样性水平,揭示ICRISAT花生微核心种质资源遗传多样性,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用ICRISAT花生微核心种质资源提供必要信息。【方法】采用27对花生SSR引物,对ICRISAT微核心花生种质168份材料(来自世界五大洲42个国家)进行遗传多样性分析;利用NTSYS-pcV2.0软件进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图。【结果】27对SSR引物共扩增出115条多态性条带,每对引物平均扩增出4.2930个等位变异,其中有效等位变异数2.7931,有效等位变异所占比重为65.49%;PM137、16C6、14H6、8D9和7G02等引物最为有效,其Shannon’s信息指数均在1.5以上,等位变异数5个以上,有效变异数3.7个以上。在多粒型群体中,来源于南美洲和印度种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在珍珠豆型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在普通型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲、美国和非洲种质资源的遗传多样性较高。来自南美洲的花生种质资源具有较高的遗传多样性,与花生起源于南美洲的结论一致。PCA分析,发现栽培种花生种质资源由4个差异明显的基因源构成,"hypogaea"包括普通型种质资源,"vulgaris"包括珍珠豆型种质资源,"fastigiata1"包括多粒型种质资源,"fastigiata2"包括多粒型种质资源。植物学分类单位间的Nei78遗传距离介于16.336—23.607cM,UPGMA聚类方法将花生属植物学分类单位聚成5个组群,"组群1"对应"hypogaea"基因源,"组群2"对应"vulgaris"基因源,"组群3"对应"fastigiata1"、"fastigiata2"基因源之和,"组群4"和"组群5"分别代表秘鲁型和赤道型基因源,聚类结果支持4个基因源的划分。【结论】ICRISAT花生微核心种质资源具有丰富的遗传多样性,不同来源的变种群间存在明显的遗传差异,并分化成4个基因源,研究结果部分支持栽培种花生传统的植物学分类体系。为拓宽花生育成品种的遗传基础,应充分发掘ICRISAT微核心种质各基因源的遗传潜力。     

基于农艺性状鹰嘴豆抗旱核心种质库构建

[目的]运用多年田间试验及种质遗传多样性分析筛选出100份抗旱性表现优异种质为参试材料,结合田间抗旱鉴定构建鹰嘴豆抗旱核心资源库,为鹰嘴豆抗旱种质利用提供基础材料.[方法]比较随机取样、位点优先取样、偏离度取样策略及取样比例,采用均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率以及变异系数变化率评价各核心子集农艺性状的变异保...