基于SSR分子标记技术的长豇豆种子纯度快速鉴定技术

当前生产上应用的长豇豆品种众多,且商业品种间的遗传相似性愈来愈高,种子质量纠纷时有发生。本研究以44份核心长豇豆种质为试材,利用普通豇豆DNA序列信息,通过生物信息学方法自主设计开发适用于长豇豆研究的SSR引物,从中筛选出10对诊断性引物,在此基础上建立基于SSR分子标记技术的长豇豆种子纯度快速检测方法,可满足长豇豆种子产业化的需要。     

玉米SSR引物在高梁中通用性分析

利用204对玉米SSR引物对4份血缘不同的高粱进行了分析,探讨其在高粱基因组中的通用性.结果表明,有75%的玉米SSR引物在高粱中有效扩增,但不同玉米染色体SSR引物的可通用率存在差异.多态性分析发现,有效扩增的引物中有37.3%能够在4份高粱种质资源中检测到多态性.说明玉米SSR引物在高粱中具有较高的通用性.     

3种分子标记分析罗非鱼选育群体 的多态性效率比较

应用RAPD、AFLP、SSR等3种分子标记,对吉富品系尼罗罗非鱼选育群体的多态性进行了分析.在40条RAPD引物、19对SSR引物、64对AFLP引物中,具有多态性、重复性好的引物分别为17条、19对和8对,扩增出多态性条带数分别为35、92、181条.结果表明,RAPD、AFLP、SSR多态性条带比例分别为20.35％、79.64％和58.77％,平均每个(对)多态性引物可以扩增出多态性片段数目分别为2.06、4.84和22.63.说明SSR和AFLP是研究吉富罗非鱼选育群体更为有效的分子标记.     

山核桃SSR标记的初步开发

基于山核桃Carya cathayensis脂肪代谢相关cDNA文库的部分测序结果,发现43条cDNA序列具有简单重复序列(SSR)碱基重复特点,用Primer Premier 5设计了34对表达序列标签-简单重复序列(EST-SSR)引物;建立了适用于山核桃的SSR分析体系,并用设计的SSR引物对对天然群体山核桃40个样品进行了初步的应用性试验.结果表明:34对引物中有4对无扩增产物,3对引物的扩增产物超过了设计范围,27对引物在供试的40个山核桃材料中有较清晰且稳定的目标扩增产物,其中有18对引物的扩增产生了22个多态性位点,占总扩增位点数的47.8％.将SSR标记分析结果与山核桃已有的显性标记分析结果进行比较,发现SSR标记多态性位点的比例较高,且能够区分显性纯合位点及显性杂合位点.结论:设计开发山核桃的EST-SSR标记是可行有效的.     

基于RNA-seq数据的栽培种花生SSR位点鉴定和标记开发

【目的】鉴定花生RNA-seq数据中的SSR位点,明确转录组中SSR位点的分布和结构特点,开发与花生基因相关联的SSR标记,为花生重要功能基因的挖掘、等位变异研究和分子标记辅助育种奠定基础。【方法】根据栽培种花生全生育期中22种不同类型的组织RNA-Seq数据,使用MISA软件分析SSR位点分布及特征,采用Primer 3设计基因关联的SSR引物,并利用电子PCR软件对引物的质量进行检测,随机合成38对引物,进行多态性检测。【结果】从52 280条转录本中共鉴定19 143个SSR位点,分布于14 084条转录本,发生频率为26.94%。重复单元类型为单核苷酸—五核苷酸,以单核苷酸和三核苷酸为重复单元的SSR位点数最多,分别占位点总数的39.24%和38.40%。各重复单元优势基序类型分别为A/T、AG/CT、AAG/CTT、AAAG/CTTT和AACAC/GTGTT,占所在重复单元中的比例分别为97.62%、72.01%、30.96%、24.59%和16.67%。重复单元的重复次数为5—47次,单个SSR位点的长度的分布范围为10—47 bp,基序长度主要集中在10—14 bp;复合SSR位点的长度范围为21—249 bp,以31—40 bp为主。鉴定的SSR位点中共有13 477个SSR位点可以进行引物设计,其中5 020条转录本序列对应到特定的基因,共包含5 859个可进行引物设计的SSR位点,这些SSR位点在A基因组和B基因组共20条染色体上不均匀分布,其中B03染色体上SSR位点最多,为484个。对特定基因SSR引物进行电子PCR检测,在A.duranensis、A.ipaensis、A.hypogaea基因组中有效扩增位点分别为4 468、4 929和10 188个,有效引物数分别为3 968（67.74%）、4 232（72.25%）和5 174（88.33%）对,在A. hypogaea基因组中,SSR引物扩增位点主要以2个位点为主,其中,有1 477对引物单位点扩增。根据SSR引物扩增位点在栽培种花生基因组中的位置信息绘制了SSR位点的物理图谱。在38对SSR引物中,共有35对（92.1%）SSR引物可以扩增出清晰的条带,其中,有11对（28.9%）SSR引物在2个品种间扩增出差异条带。【结论】鉴定了13 477个可进行标记开发的SSR位点,开发、检测了5 859个基因相关SSR标记,在栽培种花生基因组中具有较高的扩增效率,并构建了基因相关SSR位点的物理图谱。     

利用SSR分子标记分析番茄的遗传多样性

简单重复序列(SSR)是进行遗传多样性研究的一种有效分子标记。选用来自国内外的番茄材料共36份,利用番茄的SSR引物进行扩增,采用聚类分析方法对供试材料进行了遗传多样性分析。从400对SSR引物中筛选到24对多态性高、扩增稳定、重复性好的引物,利用NTSYS软件进行聚类分析结果显示,36份材料被聚成7大类。     

辣椒疫霉EST-SSRs标记的发掘

通过对GenBank上发布的55 848条辣椒疫霉EST的鉴定,在328条EST中发现331个SSR.在筛选的EST序列中SSR平均密度为每23.7 kb含有1个SSR.在鉴定的SSR中,三核苷酸重复基元的SSR类型最多,占鉴定总数的59.5%;其次为二核苷酸乖复基元的SSR类型,为39.3%;四核苷酸重复基元的SSR类型最少,为1.2%.设计40对SSR引物对5个辣椒疫霉菌株基因组DNA进行PCR扩增,有27对引物扩增出SSR特征条带,其中有18对引物在5个辣椒疫霉菌株间扩增出多态性条带25条.基于SSR标记进行聚类分析,可将5个检测大豆疫霉菌菌株划分为3类.该研究是辣椒疫霉的SSR标记开发的首次报道,为辣椒疫霉的遗传变异和分子作图等分析提供了一种有效的分子标记系统.     

基于RNA-seq数据的栽培种花生SSR位点鉴定和标记开发

【目的】鉴定花生RNA-seq数据中的SSR位点,明确转录组中SSR位点的分布和结构特点,开发与花生基因相关联的SSR标记,为花生重要功能基因的挖掘、等位变异研究和分子标记辅助育种奠定基础。【方法】根据栽培种花生全生育期中22种不同类型的组织RNA-Seq数据,使用MISA软件分析SSR位点分布及特征,采用Primer3设计基因关联的SSR引物,并利用电子PCR软件对引物的质量进行检测,随机合成38对引物,进行多态性检测。【结果】从52 280条转录本中共鉴定19 143个SSR位点,分布于14 084条转录本,发生频率为26.94%。重复单元类型为单核苷酸—五核苷酸,以单核苷酸和三核苷酸为重复单元的SSR位点数最多,分别占位点总数的39.24%和38.40%。各重复单元优势基序类型分别为A/T、AG/CT、AAG/CTT、AAAG/CTTT和AACAC/GTGTT,占所在重复单元中的比例分别为97.62%、72.01%、30.96%、24.59%和16.67%。重复单元的重复次数为5—47次,单个SSR位点的长度的分布范围为10—47 bp,基序长度主要集中在10—14 bp;复合SSR位点的长度范围为21—249 bp,以31—40 bp为主。鉴定的SSR位点中共有13 477个SSR位点可以进行引物设计,其中5 020条转录本序列对应到特定的基因,共包含5 859个可进行引物设计的SSR位点,这些SSR位点在A基因组和B基因组共20条染色体上不均匀分布,其中B03染色体上SSR位点最多,为484个。对特定基因SSR引物进行电子PCR检测,在A.duranensis、A.ipaensis、A.hypogaea基因组中有效扩增位点分别为4 468、4 929和10 188个,有效引物数分别为3 968(67.74%)、4 232(72.25%)和5 174(88.33%)对,在A. hypogaea基因组中,SSR引物扩增位点主要以2个位点为主,其中,有1 477对引物单位点扩增。根据SSR引物扩增位点在栽培种花生基因组中的位置信息绘制了SSR位点的物理图谱。在38对SSR引物中,共有35对(92.1%)SSR引物可以扩增出清晰的条带,其中,有11对(28.9%)SSR引物在2个品种间扩增出差异条带。【结论】鉴定了13 477个可进行标记开发的SSR位点,开发、检测了5 859个基因相关SSR标记,在栽培种花生基因组中具有较高的扩增效率,并构建了基因相关SSR位点的物理图谱。     

6个水稻杂交组合与其亲本的SSR标记多态性及其应用

选用分布于水稻12条染色体上的40对SSR引物对6个杂交水稻组合及其亲本的幼苗进行了SSR等位基因多态性分析.结果表明,位点RM224能够鉴别所有试验品种的F1及其亲本;Ⅱ优084和丰两优1号的F1及其双亲各有3对SSR引物可以区分;两优培九F1及其双亲有4对SSR引物可以区分.用位点RM224的引物对1份人为掺杂的两优培九F1样品进行了鉴定,试验结果与样本混合比例结果一致.     

高粱SSR标记的筛选及PCR反应程序的优化

以BJ-299、Tx622B、W456、忻粱52和Roma 5个高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]品种的基因组DNA为模板进行PCR扩增以筛选SSR分子标记引物.设计不同的退火温度和扩增程序,对250对SSR引物进行筛选和反应程序的优化.结果表明,250对SSR引物中有223对引物扩增成功,大部分引物的退火温度为55～57℃,共筛选出125对在耐盐碱品种BJ-299与盐碱敏感品种Tx622B间表现出多态性的SSR引物.     

不同年份采收的豇豆种子的RAPD研究

ＲＡＰＤ是一种建立在ＰＣＲ基础之上的新的分子标记技术，利用ＲＡＰＤ技术对不同年份采收的豇豆种子进行了研究从豇豆干种子中直接提取的基因组ＤＮＡ可以用于ＲＡＰＤ分析在２０种１０ｂｐ随机引物中筛选出Ｓ２０７和Ｓ２０８２种引物，并获得了豇豆基因组ＤＮＡ的指纹图谱筛选出的２种引物均只在１９９７年采收的豇豆种子的基因组ＤＮＡ上扩增出１条ＤＮＡ带研究结果表明，不同年份采收的豇豆种子在遗传性上相当一致，而豇豆种子的基因组ＤＮＡ在贮藏过程中会受到损伤     

绿豆高密度分子遗传图谱的构建

【目的】在前期研究的基础上,进一步利用绿豆基因组SSR、EST-SSR、STS和普通菜豆基因组SSR等标记构建绿豆遗传连锁图谱,为绿豆重要性状相关基因的定位、克隆及分子标记辅助选育新品种等研究搭建技术平台。【方法】利用澳大利亚引进的Berken（高感豆象绿豆栽培种）× ACC41（高抗豆象绿豆野生种）及其重组自交系（recombinant inbreed line,RIL）群体,对6 686对引物进行PCR扩增及多态性筛选,包括6 100对绿豆基因组SSR、149对EST-SSR、13对STS和424对普通菜豆基因组SSR引物,将亲本间多态性引物,进一步分析重组自交系群体。结合前期研究的分子标记数据,利用Mapmarker/Exp 3.0软件构建遗传图谱,并设置LOD≥3.0,最大图距50.00 cM。用Joinmap 4.0软件进行图谱整合。【结果】用2个亲本共筛选了6 686对SSR引物,共有3 691对引物有稳定的扩增产物,得到有多态的引物有588对。其中,通过磁珠富集法开发的绿豆SSR引物6 100对,有效扩增3 459对,有效扩增率56.7%,得到多态性引物559对;通过转录组测序开发的绿豆MGCP引物149对,有效扩增126对,有效扩增率84.6%,得到多态性引物21对;通过磁珠富集法开发的菜豆SSR引物424对,有效扩增97对,有效扩增率22.9%,得到多态性引物6对;绿豆STS引物13对,有效扩增9对,有效扩增率69.2%,得到多态性引物2对。表明不同来源和种类的SSR引物在RIL群体亲本中的有效扩增率有明显差别,绿豆EST-SSR引物（84.6%）最高,绿豆STS引物（69.2%）和SSR引物（55.7%）次之,菜豆SSR引物（22.9%）最低。获得一张含有585个标记（499个SSR标记、74个RFLP标记、9个STS标记和3个RAPD标记）的绿豆遗传图谱,图谱总长732.9 cM,包括11个连锁群,每个标记间的平均距离为1.25 cM,平均长度为66.63 cM。每个连锁群长度为45.2-112.8 cM,每条染色体上面的标记数为35-92个,平均53.18个。标记位点数最多的连锁群LG1含92个标记,长度为112.8 cM;标记位点数最少的连锁群LG11仅含有35个标记,长度为48.7 cM。对图谱的585个标记位点进行χ2测验,在P＜0.05和P＜0.01条件下,分别有79个和151个标记表现为偏分离,占总标记位点数的39.3%。【结论】构建了一张目前国内外发表的标记数最多、密度最高的绿豆遗传连锁图谱。     

小豆SSR分子标记遗传连锁图谱构建

【目的】以小豆SSR为锚定标记,将公开发表的豇豆SSR、普通菜豆SSR和EST-SSR标记定位整合到小豆遗传连锁群中,构建中国小豆遗传图谱,为小豆基因定位、图位克隆和分子标记辅助选择育种提供更多可用的分子标记。【方法】用1 473对SSR和EST-SSR引物进行PCR扩增,包括906对豇豆SSR、123对普通菜豆和196对小豆SSR引物及248对普通菜豆EST-SSR引物,筛选亲本间多态性标记,验证栽培小豆HB801×AG109及GM892×AG110的F2分离群体。【结果】整合和构建了含有145个SSR和EST-SSR标记小豆遗传连锁图谱,包括59个小豆SSR标记,新增63个豇豆SSR、9个普通菜豆SSR、14个普通菜豆EST-SSR标记和1个茎色标记。紫茎色性状被定位在第9连锁群,离CEDG022和cbess058标记的遗传距离分别为0.9 cM和0.1 cM。图谱全长823 cM,覆盖11个连锁群,每个标记间平均距离为5.64 cM。每个连锁群长度为49.1—125.6 cM,平均长度74.82 cM;每条染色体上的标记数7—26个,平均13.27个。【结论】率先把小豆近缘物种分子标记引入小豆,加密了小豆SSR分子标记遗传连锁图谱。     

蔓生和矮生长豇豆器官生长相关与生产力研究

以曼生和矮生长豇豆,研究其干物质积累和分配、地上器官与地下器官、营养器官与生殖器官及生殖器官与同化器官的生长相关等。结果表明,两类长豇豆生育过程中植株和各器官干物质不断增加,均呈Ｓ型趋势变化。蔓生长豇豆比矮生长豇豆的干物质积累量高,蔓生长豇豆中白荚品种比青荚品种高。生育过程中根系分配的干物质越来越少,地下器官与地下器官的比例逐渐升高;随着干物质分配的中心由茎叶逐渐转移至花荚,生殖器官与营养器官的比     

根茬腐解液对不同豇豆品种胚根蔗糖代谢和抗氧化酶活性的影响

利用根茬腐解液处理模拟研究自毒作用对耐自毒能力不同的2个豇豆品种胚根蔗糖代谢和抗氧化酶活性的影响。结果表明:与不耐自毒品种相比,耐自毒品种在自毒作用下具有相对较高的发芽率、液泡转化酶(VIN)、细胞质转化酶(CIN)和蔗糖合成酶(SUS)活性,以及较高的蔗糖、己糖含量和己糖/蔗糖比值;同时,耐自毒品种胚根在自毒作用下还具有相对较高的过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性和较低的丙二醛(MDA)含量。表明胚根蔗糖代谢以及CAT和SOD可能在豇豆耐自毒作用中发挥着重要作用。     

芦笋ISSR引物筛选及遗传多样性分析

采用ISSR技术对26份芦笋品种进行遗传多样性分析。以芦笋基因组DNA为模板,筛选出18条适用于芦笋的ISSR引物,并确定了它们的最佳退火温度。用这18条引物对收集自5个国家的26份芦笋品种进行ISSR分析,共获得扩增位点145个,其中多态性位点111个,多态性位点比例为76.6%。采用NTSYS2.10e软件进行相似系数分析,构建聚类树状图。在相似系数0.78处划线,可将样品划分为5个类群。     

缺磷胁迫对长豇豆幼苗乙烯产生量的影响

【目的】探讨乙烯在长豇豆幼苗耐缺磷胁迫中的作用。【方法】选用3个耐缺磷程度不同的长豇豆品种芦花白（耐缺磷）、香港青（中间类型）、二芦白（不耐缺磷），采用水培方式，设置供磷（＋P）和缺磷（－P）2个处理，研究其幼苗各部分在缺磷胁迫下乙烯产生量的变化。【结果】缺磷胁迫下长豇豆幼苗根系乙烯产生量升高，升幅芦花白>香港青>二芦白；老茎叶乙烯产生量升高，升幅二芦白>香港青>芦花白；最嫩完全展开叶乙烯产生量也升高，其中升幅芦花白>二芦白>香港青；嫩茎叶乙烯产生量有变化，但幅度较小。【结论】缺磷胁迫下长豇豆幼苗根系和老茎叶乙烯产生量升高可能导致植物根系和茎形态结构的变化，增强植物获取磷的能力和根系清除活性氧的能力，增强了植株对水分和养分的吸收运输能力，从而增强适应缺磷胁迫的能力。     

不同类型小豆种质SSR标记遗传多样性及性状关联分析

 【目的】研究野生、半野生、栽培型小豆的遗传多样性,进一步阐明小豆的起源进化与传播,提高小豆种质的利用效率。【方法】从69对小豆和黑吉豆SSR引物中,筛选出11对多态性好的SSR标记,并结合植株形态性状特征鉴定,对558份来自中国、日本、韩国、不丹、缅甸的野生、半野生和栽培小豆种质资源进行遗传多样性分析和性状关联分析。【结果】共检测到86个等位变异,平均每个位点等位变异数为7.82个,变幅6—10个。野生、半野生、栽培型小豆都有其特征带,栽培小豆的特征带绝大多数来源于中国;野生小豆的特征带仅出现在中国西南、不丹和日本南部地区的种质中。遗传离散度是野生型＞半野生型＞栽培型,半野生型小豆更接近野生型小豆。聚类分析把558个小豆种质分为5大类,归类有较明显的地理相关性和遗传类型的趋同性。日本栽培小豆与韩国和日本野生及半野生小豆亲缘关系近,中国西南野生小豆与东南亚野生材料遗传关系近,与江苏地方品种遗传关系较近。关联分析表明,位于小豆第7连锁群的黑吉豆BG111标记分别解释野生和半野生小豆的主茎节数、茎粗、顶蔓、主茎分枝数性状的49%、44%、31%和18%;栽培小豆中,第1连锁群的黑吉豆BG48、第5连锁群的BG20和第9连锁群的小豆AZ24标记分别解释生育期、株高和单荚粒数、主茎分枝数性状的9%、7%、5%和6%。【结论】野生小豆遗传多样性丰富、变异背景广泛;中国栽培小豆起源于中国,具有丰富的遗传变异。黑吉豆BG111标记与野生和半野生小豆的茎粗、顶蔓、主茎分枝数、主茎节数性状相关联;黑吉豆BG48和BG20、小豆AZ24标记分别与栽培小豆的生育期、株高和单荚粒数、主茎分枝数相关联。     

不同长豇豆品种对豇豆荚螟种群数量影响的研究

研究通过３ａ的田间试验,分别对长豇豆４０个品种中豇豆荚螟花朵和豆荚上幼虫种群数量作了分析,揭示了不同豇豆品种的要和豆荚上的幼虫数量存在着显著差异。试验用的长豇豆４０个品种中,新青豆角的花朵上和豆荚上幼虫数量都比其它品种的少,只有在１９８８年试验中,粤夏２号的虫数量比新青豆角的少但差异不显著。研究结果显示,在对相同长豇豆品种花朵上幼虫数量（ｘ）与豆荚上幼虫数量（ｙ）呈现正相关关系。