藏系绵羊遗传多样性的研究进展

系统地总结了藏系绵羊在表型和地域、染色体核型和带型、生化同功酶、线粒体DNA和基因组DNA的RAPD分析等不同层次的遗传多样性研究的概况,说明了藏系绵羊的遗传多样性研究目前仍处于比较低的水平上,因此有必要对藏系绵羊的遗传多样性进行更深入的研究,尤其加强DNA分子水平上的研究。     

明恢系列籼粳交品系遗传多样性研究

水稻种质资源遗传多样性不仅表现在表型性状上的差别,也表现在DNA水平上的差异。分子标记是检测种质资源遗传多样性的有效工具。本研究选用39份不同类型的籼粳交品系和17份籼、粳稻亲本为材料,利用表型和SSR     

小麦种质资源的遗传多样性研究方法

分别从形态标记、细胞学标记、生化标记和DNA分子水平等不同方面综述了小麦遗传多样性的研究方法,并总结了每种研究方法的优缺点.重点阐述了DNA分子水平的遗传多样性研究方法.     

玉米遗传多样性研究方法初探

从形态学、细胞学和分子3种水平上概述了遗传多样性在玉米方面的研究,总结了形态标记、染色体带型标记、同工酶标记以及DNA分子标记在玉米遗传多样性研究上的应用。为了更好地揭示遗传多样性,多种标记方法应该有选择地结合起来,以便为玉米育种工作提供参考和依据。     

鮸鱼的遗传多样性现状及保护策略

利用染色体核型分析和RAPD分子标记对鮸鱼野生群体和养殖群体的遗传多样性和种质资源现状进行研究。结果显示,2个群体的染色体核型没有明显差异;选取9条10 bp随机引物,在2个群体中共检测出93个RAPD位点,其中多态位点63个,占总位点的67.74%;野生群体的多态位点比例为60.00%,高于养殖群体的52.81%;群体内遗传相似度为养殖群体（0.861 7）>野生群体（0.814 9）;鮸鱼总基因多样性指数为0.677 4,群体内基因多样性指数为0.607 5,群体间的遗传分化系数为0.103 2,表明鮸鱼大部分遗传变异存在于种群内,只有10.32%的变异来自群体间,群体间也产生了一定的分化。在此基础上提出鮸鱼遗传多样性的保护策略。     

珍稀濒危植物遗传多样性研究方法及影响因素

遗传多样性是生物多样性的基础.深入了解珍稀濒危植物遗传多样性水平及其影响因素,对其保护及可持续利用具有十分重要的意义.近年来,随着标记技术的快速发展,珍稀濒危植物遗传多样性研究的发展得到极大的推进.概述了研究珍稀濒危植物的常用标记方法,包含形态标记、染色体标记、生化标记及DNA分子标记.同时,归纳了影响珍稀濒危植物遗传多样性的影响因素.     

遗传标记在植物种质资源研究中的应用

遗传标记作为识别遗传物质的标识,是检测植物种质资源遗传多样性的有效工具,其在个体、细胞和分子水平上有形态标记、细胞标记、生化标记和分子标记四种形式。本文综述了四种遗传标记技术的优缺点及其在植物种质资源研究中的应用,并对发展趋势进行展望。     

基于淀粉合成基因TRAP标记的甘薯种质资源遗传多样性分析

为探究淀粉合成相关基因在甘薯种质资源中的遗传多样性,通过对锚定引物的筛选构建了基于淀粉合成基因的TRAP分子标记技术,并对59份不同作用类型的甘薯种质资源进行遗传多样性分析。TRAP分子标记筛选结果表明:SAI/me2、AGPase/em4和β-Amylase/me2这3对引物组合在分子标记中存在较为丰富的多态性片段,结果重复性好,可作为TRAP分子标记;其中,AGPase/em4分子标记的区分能力最强,能将59份甘薯资源进行较好的区分。甘薯种质资源遗传多样性分析结果表明:不同类型的甘薯种质资源之间无明显的遗传群体区分。研究表明,甘薯基因组为六倍体起源,其淀粉合成相关基因存在多基因遗传作用,在不同甘薯种质资源之间存在一定的遗传差异,因而可以开发成有效的分子标记。     

DNA分子标记及其在谷子遗传育种中的应用

分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种较为理想的遗传标记技术。分子标记技术自20世纪80年代产生以来,在水稻、玉米和小麦等作物上已得到广泛应用。自1997年以来,分子标记在谷子方面的研究也取得了明显进展。笔者在介绍分子标记的类型及特点基础之上,对其在谷子上的研究情况进行了综述,并对将来的发展方向做了分析和展望。     

分子标记在作物遗传育种中的应用

分子标记可用于构建遗传连锁图,分析控制数量性状的遗传位点数目、数量性状基因座在染色体上的分布以及每个基因座对性状的效应和整体效应,研究杂种优势的遗传机制。分子标记与育种结合,可能以较高精度和速度鉴定,转移和整合目的基因,也可用于以对数量性状的操作。同时也为作物种质资源的保护、发掘和利用,作物种属起源、进化和亲缘关系的研究提供了有效手段。     

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。     

谷子种质资源遗传多样性研究

利用谷子基因组序列开发出SSR引物205对,其中171对可以稳定扩增出目的条带,149对有多态性。利用30个多态性SSR标记对41份谷子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出291个等位变异,平均每个位点9.7个。谷子地方品种基因多样性指数平均为0.7907,育成品种基因多样性指数平均为0.7571。对41个谷子品种进行聚类,在遗传相似系数为0.164时聚为6组,与生态型基本一致。     

96份糜子种质的遗传多样性分析

以96份糜子种质资源为试材,对其9个农艺性状的遗传多样性进行了分析。结果表明：糜子种质资源遗传变异丰富,其中,主茎粗变异系数最大（35.54％） ,其次是单株粒重（26.36％）和单株穗重（25.15％）;除主茎节数外,其他农艺性状的遗传多样性指数均＞0.8。基于农艺性状的聚类分析和主成分分析结果显示,96份糜子种质分为4大组群;主要农艺性状可归纳为株高、主穗长、单株粒重、单株穗重、千粒重5个主成分,累计贡献率为89.417％。该结果可为糜子育种时选配亲本提供参考依据。     

基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱构建

【目的】构建一张基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱。【方法】以谷子高146A和K103杂交自交F2分离群体为作图群体,以分布于谷子9条染色体上的81个SSR标记为主要参考标记,采用来自谷子、水稻、珍珠粟和高羊茅的SSR、STS、SNP、SV和ACGM标记共1 733个,在亲本间筛选多态性标记,并进一步在F2群体间进行验证,利用MAPMAKER VERSION 3.0软件进行连锁分析,采用MapDraw V2软件绘制遗传连锁图谱。【结果】构建了一张包含192个不同类型分子标记的谷子遗传图谱,新定位标记33个,其中32个来自谷子,另1个来自珍珠粟。遗传图谱包含9个连锁群,覆盖基因组全长2 082.5 cM,连锁群长度介于119.5-475.2 cM,平均长度231.39 cM,标记间平均距离10.85 cM,每个连锁群上的标记数介于10-37个。部分连锁群上标记存在偏分离现象,在定位的192个标记中,共有36个标记发生偏分离,占图谱总标记的18.75%,其中,在LG2、LG6和LG7上分别聚集分布了10、15和7个偏分离标记,出现了偏分离热点区域,而在LG1、LG4、LG5和LG8上仅有零星分布,LG3和LG9上则没有偏分离标记。对来自不同作物的分子标记在谷子上的可转移性分析发现,来自谷子的1 235个PCR标记中有205个标记在双亲及其F2群体间有多态性,多态率为16.60%,而来自珍珠粟、高羊茅和水稻的498个PCR标记,在该群体上仅发现1个多态性标记。【结论】利用不同物种中的分子标记构建了一张覆盖基因组长度为2 082.5 cM的谷子遗传连锁图谱,其分子标记主要来自于谷子。     

不同生态区谷子种质资源表型比较分析

为明确不同生态区谷子种质资源的表型，从春播特早熟区、春播中熟区、春播晚熟区引进435个谷子品种，在赤峰地区进行表型鉴定及比较分析。结果表明，3个生态区谷子品种的生育期、农艺性状、产量性状差异显著。春播特早熟区谷子品种生育期平均值为（98.35±13.00）d，分蘖多、植株矮、主茎粗、旗叶短、主穗小、穗粒重、出谷率高、产量中等，表型性状遗传多样性整体较低；春播中熟区谷子品种生育期平均值为（11307±8.63）d，分蘖少、植株高、穗下节长、主茎细、旗叶短、主穗大、穗粒重、出谷率高、产量较低，产量性状遗传多样性整体较高；春播晚熟区谷子品种生育期平均值为（125.80±6.76） d；穗下节短、主茎粗、旗叶长、主穗大、穗粒轻、出谷率低、产量较高，农艺性状遗传多样性整体较高。利用标准化处理后的16个表型进行聚类分析，可将参试品种划分为4大类群，类群Ⅰ品种中熟、生物量大、出谷率和产量较高，类群Ⅱ品种晚熟、生物量小、出谷率和产量较低，类群Ⅲ品种早熟、生物量小、产量较高，类群Ⅳ品种中晚熟、生物量大、产量较高。     

不同生态区谷子种质资源表型比较分析

为明确不同生态区谷子种质资源的表型,从春播特早熟区、春播中熟区、春播晚熟区引进435个谷子品种,在赤峰地区进行表型鉴定及比较分析。结果表明,3个生态区谷子品种的生育期、农艺性状、产量性状差异显著。春播特早熟区谷子品种生育期平均值为（98.35±13.00）d,分蘖多、植株矮、主茎粗、旗叶短、主穗小、穗粒重、出谷率高、产量中等,表型性状遗传多样性整体较低;春播中熟区谷子品种生育期平均值为（11307±8.63）d,分蘖少、植株高、穗下节长、主茎细、旗叶短、主穗大、穗粒重、出谷率高、产量较低,产量性状遗传多样性整体较高;春播晚熟区谷子品种生育期平均值为（125.80±6.76） d;穗下节短、主茎粗、旗叶长、主穗大、穗粒轻、出谷率低、产量较高,农艺性状遗传多样性整体较高。利用标准化处理后的16个表型进行聚类分析,可将参试品种划分为4大类群,类群Ⅰ品种中熟、生物量大、出谷率和产量较高,类群Ⅱ品种晚熟、生物量小、出谷率和产量较低,类群Ⅲ品种早熟、生物量小、产量较高,类群Ⅳ品种中晚熟、生物量大、产量较高。     

利用荧光SSR分析中国糜子的遗传多样性和群体遗传结构

【目的】利用荧光SSR研究中国糜子的遗传多样性与群体遗传结构,为糜子品种改良、种质创新和资源利用提供依据。【方法】用不同地理来源且表型差异较大的6份糜子材料对SSR引物进行筛选,通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳获得条带清晰、稳定性好、多态性高的糜子SSR引物,对筛选出的引物5′末端进行6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光标记,利用基因分析仪检测不同等位变异的扩增片段大小,并以此来分析131份糜子材料的遗传多样性和群体结构。【结果】从202对SSR引物中共筛选出22对扩增稳定、多态性好的SSR引物,能同时适用于传统变性PAGE胶电泳和荧光SSR标记-全自动分析检测技术。22对SSR引物共检测出128个主要等位变异,平均每个位点5.82个;基因多样性指数变化范围为0.3572—0.8132,平均0.6284;多态性信息含量为0.2934—0.8150,平均0.5874;Shannon多样性指数为0.5427—1.7681,平均1.2062。不同生态区糜子种质间遗传距离的变化范围为0.0764—0.7251,平均0.3121,遗传一致度的变化范围为0.4843—0.9265,平均0.7465。其中,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传距离最小,遗传一致度最高,亲缘关系较近。UPGMA聚类分析显示,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的材料聚为一类,个体间聚类,东北春糜子区的育成品种和农家种聚类结果一致,黄土高原春夏糜子区的育成品种在多个组群中都有出现。通过绘制K与△K的关系图,K=4时,△K最大,据此将131份糜子材料划分为4个类群,类群Ⅰ代表北方春糜子区;类群Ⅱ主要来自东北春糜子区;类群Ⅲ主要是北方春糜子区,群组Ⅳ主要是黄土高原春夏糜子区。各群体中大部分品种亲缘关系单一,少数品种含有其他组群的遗传成分。基于遗传距离的聚类分析与群体遗传结构分析结果基本一致,表明糜子的遗传差异与地理来源相关。【结论】北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传多样性比较丰富,东北春糜子区的育成品种主要以农家种为遗传背景选育而来,黄土高原春夏糜子区在育种过程中引种资源广泛,与其他生态区存在基因交流。     

基于谷子种质资源表型性状构建骨干种质库

为高效发掘和利用谷子种质资源,以调查收集的1 237份谷子资源的19个数量和质量性状数据为依据,按地理生态区和穗形分组,采用UPGMA聚类分析和类内随机取样方法,筛选谷子骨干种质;通过极差、表型保留比例等对谷子骨干种质的代表性进行评价;主成分分析和直方图对谷子骨干种质进行确认。结果表明,构建的骨干种质118份,占全部种质的9.9%,包括国外品种20份(17.09%)、农家品种56份(47.86%)、野生品种5份(4.28%)、育成品种36份(30.77%),符合取样比例范围。显著性分析结果表明,谷子骨干种质与全部种质之间表型性状、变异系数、Shannon-Weaver多样性指数的差异均不显著(P>0.05),且骨干种质保留了全部种质的分布范围、表型保留比例;相关性分析表明,骨干种质和全部种质的叶面积与草重、单株穗重、单株穗粒重均表现为极显著正相关,二者具有一致的遗传结构和分布频率。综上,本研究构建的谷子骨干种质能代表全部种质的遗传变异和群体结构,减小了全部种质中的遗传群体,可用于谷子资源评价和新品种培育。     

利用SSR分子标记研究国内外黍稷地方品种和野生资源的遗传多样性

【目的】从分子水平研究国内外黍稷种质资源的遗传多样性差异,为黍稷种质资源的研究、保护和利用提供依据。【方法】用不同地理来源且性状差异显著的6份黍稷种质资源对来自高通量测序技术开发的黍稷基因组SSR引物进行筛选,从而获得条带清晰,稳定性好的63对SSR黍稷基因组引物,利用这63对SSR多态性引物对来自国内外的192份黍稷地方品种和野生种质进行遗传多样性分析。统计各试材在同一引物中的条带情况,并以此来分析试材的遗传多样性与所在群体间的亲缘关系。【结果】63对SSR引物共检测出161个等位变异位点,平均每个SSR位点2.56个;平均Shannon-Weaver指数(I)为0.6275,平均基因多样度(Nei)为0.3874,平均PIC值为0.4855。10个不同地理来源群体间表现出显著的遗传多样性差异,各群体的有效等位变异变化范围较窄,最小的是南方群体,为1.2407±0.4315;最大的是内蒙古高原群体,为1.8846±0.4892。国内群体Shannon-Weaver指数为内蒙古高原东北地区黄土高原西北地区南方地区,而国外Shannon-Weaver指数排序依次为前苏联欧洲蒙古印度美国。从Nei’s基因杂合度分析,观察杂合度(Ho)最小的是印度群体,为0.2372±0.2962,最大的是内蒙古高原群体,为0.3966±0.3250。期望杂合度(He)最小的是美国群体,为0.3114±0.2203;最大的是内蒙古高原群体,为0.4622±0.1862。从国外种、国内栽培种和国内野生种3个大群体来看,野生种质资源有效等位基因数(1.9285±0.5101)、Shannon-Weaver指数(0.6948±0.2852)、Nei基因多样性指数(0.4373±0.1773)远大于国外种和国内栽培种。而对国内外两大群体而言,国内资源的有效等位基因数(1.8145±0.4519)、Shannon-Weaver指数(0.6657±0.2413)和Nei基因多样性指数(0.412±0.1574)均大于国外资源(1.6862±0.4527、0.5897±0.2469、0.3652±0.1655)。UPGMA聚类分析结果显示,10个地理群聚为三大类,内蒙古高原地区、黄土高原地区、东北地区、西北地区、蒙古地区聚为一类,前苏联、美国、印度、欧洲地区聚为一类,南方地区单独聚为一类。其中,来自东北黑龙江齐齐哈尔的泰来小野糜(34号)在截距0.37处被独立分为一支,来自甘肃的野黍子(19号)在截距0.34处被分为独立个体,表明这两个材料与其他材料遗传差异较大。但从整体遗传多样性上来看192份材料国内外群体遗传分化不明显,群体间的亲缘关系较近,且不同群体间材料存在着互相渗透。【结论】内蒙地区、东北地区、黄土高原地区种质资源遗传多样性最丰富,是遗传关系最为复杂的地区,进一步印证了中国是黍稷起源的中心。     

基于SSR标记的黍稷种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

【目的】利用SSR标记,分析黍稷种质资源（野生材料和地方品种）的遗传多样性水平,揭示不同来源黍稷种质资源的亲缘关系和遗传群体结构差异,为黍稷起源进化研究奠定基础。【方法】用6份地理差异显著的黍稷种质资源对137对小宗作物课题组开发的具有多态性的SSR引物进行初步筛选,最终筛选103对条带清晰、扩增良好且多态性稳定的SSR引物,利用这103对多态性SSR标记对146份黍稷材料进行PCR扩增,通过遗传参数、聚类、遗传结构等分析,评估不同个体间及不同群体间的遗传多样性,探讨遗传结构差异。【结果】103对SSR标记共检测出308个等位基因（Na）,平均值为2.99,平均Shannon-Weaver指数（I）为0.8478,平均期望杂合度为0.3642,平均多态性信息含量指数（PIC）为0.5544。103对SSR标记的分布区间为0-1、1-2、2-3、3-4和4-5,分辨率范围为0.334-4.002,77.67%的标记分布于区间1-4,具有适度分辨力。国内资源的观测等位基因数（2.9126）、多样性指数（0.8302）、期望杂合度（0.5023）、多态性信息含量指数（0.5278）均高于国外资源,遗传多样性更丰富。12个群体的遗传距离的变化范围为0.0783-0.5762,均值为0.2938;遗传一致度变化范围为0.5620-0.9247,均值为0.75,遗传相似性与地理分布具有一定相关性,地理分布越近,遗传距离越小,遗传一致度越高。聚类分析在遗传距离为0.15处可以把12个群体分为4个组群,其中南美洲和山西资源各自独立分为一支,与其他资源亲缘关系较远。个体间聚类中,国内外资源划分非常显著,在遗传距离为0.63处,146份黍稷资源可分为3大组群,组群Ⅰ和组群Ⅱ为国外资源,组群Ⅲ为国内资源。组群Ⅱ在遗传距离为0.39处又分为3个亚群,组群Ⅲ在遗传距离为0.45处分为5个亚群,其中亚洲与欧洲资源、中国河北与中国山西、中国内蒙古资源的遗传关系较近。遗传结构分析结果显示国内外群体间存在明显的遗传分化,其中5个组群（组群2、组群5、组群6、组群7和组群9）为国内野生资源特有基因型,分布较为分散;2个组群（组群1和组群4）为国外资源特有基因型,分布较为集中。中国宁夏、南美洲资源的群体结构趋向单一化,中国河北、中国黑龙江、亚洲资源的群体结构趋向多元化。UPGMA聚类结果与遗传结构分析结果一致,且不同地区黍稷资源群体间遗传关系远近均与其地理分布相关。【结论】野生资源的遗传多样性高于国外资源,其中中国河北群体的遗传多样性最丰富,中国河北可能是黍稷的起源中心。