ICRISAT花生微核心种质农艺性状和黄曲霉抗性关联分析

以国际半干旱热带地区作物研究所(ICRISAT)花生微核心种质146份资源为品种,鉴定农艺性状和黄曲霉抗性,用26对SSR引物检测多态性位点,在分析连锁不平衡、群体结构和Kinship的基础上进行关联分析。连锁不平衡的分布显示R²平均值为0.185,表明26对SSR引物扩增的120个位点之间具有较低的连锁不平衡程度。群体结构分析结果将146份花生品种分为2个亚群,分别对应疏枝亚种和密枝亚种,与植物学分类和遗传分化分析的结果基本一致。关联分析表明,共有39个位点与10个农艺性状(株高、总分枝数、第一分枝数、小叶宽、结果分枝数、百果重、出仁率、单株生产力、种子长、种子宽)相关联,表型变异解释率为1.50%~20.34%,16个SSR位点与黄曲霉侵染病情指数、黄曲霉产毒量相关联,表型变异解释率为5.23%~17.19%,与农艺性状、黄曲霉抗性同时相关联的SSR位点有13个。关联位点的等位变异效应分析表明,10个农艺性状和2个黄曲霉抗性性状共有63个增效等位变异和47个减效等位变异,并发掘了ICG6022等携有优良等位变异的载体品种。     

中国黄淮和南方夏大豆（Glycine max L.）SSR标记的遗传多样性及分化研究

以黄淮和南方两种类型共288份夏大豆为实验材料,用60个SSR位点进行多个遗传多样性指标的分析,旨在明确黄淮夏大豆（HHS）和南方夏大豆（SS）品种资源的遗传分化,为夏大豆品种资源的利用提供依据。结果表明,在夏大豆中共检测到808个等位变异,每个SSR位点等位变异变化于2～38个,平均13.47个,其中HHS的等位变异数（725个     

应用SSR标记对小豆种质资源的遗传多样性分析

利用24对SSR引物对158份栽培小豆及18份野生小豆资源进行遗传多样性分析。结果表明,栽培小豆的遗传变异水平显著低于野生小豆,其中18对引物在栽培小豆中能检测到多态性,平均等位变异数为3.0个,21对引物在野生小豆中能检测到多态性,平均等位变异数为2.6个。栽培小豆种质间平均遗传相似性系数为0.724,野生小豆间为0.605。基于类平均法的聚类分析可以将栽培小豆和野生小豆区分开,这与主坐标分析的结果基本吻合。不同来源的栽培小豆群体间也有一定的遗传分化。SSR分析不仅验证了小豆品种间的遗传背景与其系谱来源相吻合,而且揭示了同名种质天津红小豆之间的遗传差异。本研究为我国小豆种质资源育种及SSR标记在小豆多样性分析、基因标记、品种鉴定等工作提供了信息。     

三个栽培种中天然彩色棉的遗传多样性及关联分析

本研究利用主要农艺性状和SSR标记分析了137份陆地棉、13份海岛棉以及27份亚洲棉等不同纤维色泽的种质资源。170对SSR引物共检测到1036个等位基因变异。其中有多态性的等位基因923个,平均每个SSR位点有5.43个等位变异,变化范围为1~10。位点多态性信息量(PIC)的变化范围为0.56~0.93,PIC在0.85以上的多态性SSR位点为122个。结果表明,实验材料存在着丰富的遗传多样性。在群体结构分析基础上,使用TASSEL软件中的混合线性模型(MLM),在陆地棉中得到与11个性状相关联的SSR标记23个;在海岛棉群体得到与5个性状关联的17个标记;在亚洲棉中检测到与8个性状关联的15个标记位点。在三个栽培种中与纤维色泽度相关的标记位点一共有6个,分别是CIR51-4、BNL1421-2、BNL2656-2、DPL570-2、GH268-6和TMB131-1,表型变异解释率从3.12%到18.97%。三个栽培种中天然彩色棉种质具有丰富的遗传多样性,为棉花的种间、种内杂交育种以及拓宽棉花新品种的遗传背景提供了物质基础和理论依据。     

大豆育成品种农艺性状QTL与SSR标记的关联分析

利用85个SSR标记,对大豆育成品种群体(190份代表性材料)的基因组进行扫描,在检测群体结构基础上搜索连锁不平衡位点,并采用TASSEL软件的GLM方法对11个大豆农艺性状QTL进行关联分析。结果表明：(1) 在公共图谱上共线性或非共线性的SSR位点组合均广泛存在连锁不平衡(LD),但不平衡程度D′>0.5的组合数只占总位点组合的1.71%,共线位点D′值随遗传距离衰减较快;(2) SSR数据遗传结构分析表明,育成品种群体由7个亚群体组成,矫正后全群体共有45个位点累计136个位点(次)与11个大豆农艺性状QTL关联,其中22个位点(次)与家系连锁定位的QTL区间相重,有43个位点(次) 2年重复出现;(3) 一些标记同时与2个或多个性状关联,可能是性状相关或一因多效的遗传基础;(4) 育成品种群体关联位点与地方品种群体和野生群体只有少数相同,群体间育种性状的遗传结构有相当大差异;(5) 发掘出农艺性状优异等位变异及其载体品种,包括增效最大的产量等位变异Satt347-300 (+932 kg hm^-2,中豆26),生物量等位变异Satt365-294(+3 123 kg hm^-2,黄毛豆),蛋白质含量等位变异Be475343-198 (+0.41%,淮豆4号),脂肪含量等位变异Satt150-273 (+2.32%,科丰15)等。在此基础上作了设计育种的探讨。     

3个大豆品种及其骨干亲本的亲缘关系和指纹图谱分析

为了研究江苏淮北地区大豆推广品种及其骨干亲本的亲缘关系和指纹图谱,以3个淮豆系列品种及其8份骨干亲本品种为试验材料,利用CTAB法提取基因组DNA,采用SSR分子标记对11份大豆品种进行亲缘关系和指纹图谱分析。结果显示：利用筛选出的46对SSR引物在11个大豆品种中共检测出125个等位变异,每对引物可检测到2~5个等位变异。使用非加权类平均法进行聚类分析,大部分供试材料间的遗传变异较小,遗传相似系数为0.5781~0.9609。SSR标记遗传距离为0.0391~0.4219,平均0.2773。从上述引物中选取5个核心引物构建的指纹图谱能够鉴别3个淮豆系列品种。上述结果不仅用于品种鉴定及其知识产权保护,还为有效选配亲本拓宽遗传基础提供了理论基础和技术支持。     

国外种质对中国大豆育成品种遗传贡献的分子证据

用SSR标记对32份中国大豆品种与40份国外引进大豆育成品种祖先亲本的遗传多样性进行分析,以明确引进国外大豆种质对中国大豆育种的遗传贡献。结果表明,在22个SSR位点共检测到170个等位变异,中国大豆和引进国外大豆平均等位变异数分别为6.0和6.9个,遗传多样性指数都为0.71,国外品种中检测到48个特有等位变异,而中国大豆中仅检测到22个,且共有等位变异在中外大豆中的分布频率差异较大。聚类分析也发现中国育成品种与国外引进大豆存在较大差异。遗传组成分析发现,Amsoy和十胜长叶2个国外种质的引入使5个中国大豆育成品种增加了23个国外种质特有等位变异;其在育成品种中的保留比例为29.13%,但不同遗传背景中保留的等位变异不同,说明国外种质在中国大豆育种中起着重要作用,而且仍有很多特有等位变异没有被利用,可以继续作为亲本在中国大豆改良中发挥作用。     

黑龙江部分大豆品种分子ID的构建

以黑龙江13个育种单位6个积温带的83份大豆品种为材料, 选择分布在大豆基因组19个连锁群的43对SSR引物进行检测, 共检测出等位变异157个, 每个引物检测到的等位变异数变化范围为2~7个, 平均为3.65个。将聚丙烯酰胺凝胶电泳得到的谱带统计结果根据等位变异的片段大小数字化, 用自行编制的ID Analysis 1.0软件进行数据分析。结果表明, 仅需9对引物(Satt100、Sat_218、Satt514、Satt551、Satt380、Satt193、Satt191、Satt442、Sat_084)可将83份参试大豆品种完全区分开。构建了一套黑龙江省大豆品种的分子ID。     

我国黄淮和南方主要大豆育成品种家族产量和品质优异等位变异在系谱中遗传的研究

以往研究育成品种间的遗传关系只能通过系谱追踪进行一般性分析, 分子标记的发掘则提供了在位点及其等位变异基础上分析育成品种间遗传关系的手段。本研究在黄淮和南方190份大豆育成品种的85个SSR标记与农艺性状关联分析基础上, 将其中163份品种按系谱祖先归为58-161、徐豆1号、齐黄1号、南农493-1、南农1138-2五个家族, 对产量和品质性状进行优异等位变异在系谱中传承情况的分析。所涉及的最佳位点, 产量9个、百粒重3个、蛋白质含量2个、脂肪含量4个, 总解释率分别为91%、36%、13%和31%。每位点考查2个最优等位变异, 家族系谱祖先具有各自的优异等位变异, 随着育种轮次的增加在后育成品种中有丢失; 在系谱祖先基础上新品种衍生过程中吸纳其他亲本, 5个家族趋向共有大部分优异等位变异, 但频率分布不同。5个家族的品种所含有产量最多优异等位变异数未达饱和, 9个位点中最高含7个优异等位变异, 平均每个品种2.23个, 产量有进一步改良潜力。供试条件下高产品种平均产量是低产的2.36倍, 平均优异等位变异数是低产的4.17倍, 高、低产品种优异等位变异构成差异明显, 但高产品种间优异等位变异构成并不相同。也有的品种高产而优异等位变异数并不多, 有的品种优异等位变异较多但产量并不高。大豆育种不断从不同亲本中累积目标性状优异等位变异, 同时有些也在丢失, 应重视保存过时品种的优异等位变异, 以备后用。     

陆地棉SSR标记遗传多样性及其与农艺性状的关联分析

分析陆地棉栽培种遗传多样性,通过关联分析寻找与棉花农艺性状相关联的分子标记,为分子标记辅助选择育种和提高棉花育种效率奠定基础。本文采用74个Simple sequence repeat(SSR)标记对172份陆地棉栽培种的基因组变异进行扫描,使用NTSYS-pc 2.20进行聚类,分析该群体遗传多样性;利用Structure 2.3.4软件分析群体结构,在此基础上结合田间表型数据,采用Tassel 2.1的一般线性模型(General linear model,GLM)进行关联分析,定位与农艺性状相关的QTLs。74个标记共检测到148个多态性位点,涉及246个等位变异,变异范围2~7个,平均等位变异数为3.32;引物的多态性信息含量(PIC)为0.0281~0.3733,平均值为0.2370;遗传相似系数变异在0.2816~1,平均值为0.5369,平均遗传相似系数为0.5369,表明我国陆地棉遗传基础狭窄,尽管国外及西北内陆棉区部分材料具有较丰富的遗传变异。聚类分析将该群体划分为12个亚群,不同棉区的材料交叉分布,且聚类结果基本与系谱吻合。群体结构分析却将172份供试材料划分为3个亚群;通过关联分析,发现30个位点与铃重、衣分、黄萎病抗性显著相关(P0.05),各位点对表型变异贡献率为2.24%~5.27%。     

中国野生大豆遗传多样性中心

本文采用群体遗传学方法, 研究分析了6172份中国野生大豆资源的数量、 遗传多样性指数（Shannon指数）、 12个性状的综合变异系数及其地理分布。 结果表明： ① 42～47°N×122～127°E的东北中南部野生大豆资源分布极广、 遗传多样性丰富、 综合变异系数高; ② 34～35°N×113～115°E、 38～39°N×113～115°E和34～35°     

微卫星序列的长度多态性及在大豆研究中的应用

微卫星序列广泛存在于真核生物基因组中,不同的物种中微卫星序列的含量以及占优势的微卫星序列类型各不相同。微卫星序列在复制过程中易于发生长度突变,在进化过程中,微卫星序列的长度变化维持在一定的范围内。由于微卫星标记多态性高、重复性好,操作简单,因此在大豆遗传多样性、大豆遗传图谱构建、大豆QTL以及分子标记辅助育种研究等领域中都有着重要的应用价值。     

120份大豆种质资源遗传多样性和亲缘关系分析

采用覆盖20条染色体的68对多态性引物在120个大豆品种（系）[包括67个中国大豆品种（系）和53个引自美国的品种（系）]进行遗传多样性及亲缘关系分析。结果表明,120份大豆材料具有丰富的遗传多样性（N_a=1.9852,N_e=1.4343,H=0.2776,I=0.4361）;中国大豆比美国引进大豆遗传多样性水平高;7个群体遗传多样性由高到低为,黄淮海地区组>引种资源组>热带亚热带地区组>长江流域地区组>北方春大豆组>西南山区组>鲜食大豆组;7个群体间总遗传多样度（H_t）为0.2807,群体内遗传多样度（H_s）为0.2361,群体间遗传分化系数（G_st）为0.1589,基因流（N_m）为2.6468,群体间存在中低度遗传分化,遗传变异主要存在于群体内部,群体间N_m较丰富;以群体和单个品种（系）为单位进行UPGMA聚类的结果基本一致,部分材料相互交错。大豆种质遗传多样性与地理来源具有一定相关性的同时,不同地区间存在丰富的基因交流;黄淮海地区、西南山区、热带亚热带地区和长江流域地区的大豆材料遗传距离较近;引进大豆、北方春大豆和鲜食大豆与其他群体遗传距离较远,可作为拓宽中国栽培大豆遗传背景的物质遗传基础。     

山东省不同年代栽培大豆SSR标记遗传多样性分析

从分子水平探讨山东省大豆种质资源遗传多样性,为山东大豆今后的大豆育种和遗传改良奠定基础;对山东省36份不同年代材料进行SSR标记,计算遗传相似系数,并对供试品种进行UPGMA聚类分析;20对SSR引物共扩增出138个等位变异,平均每对引物扩增出6.9个等位变异.遗传相似系数的变化范围为0.66～0.97,总体平均值为0.78;相似系数大,品种间遗传差异较小.利用SSR标记的数据结果,对供试品种进行聚类分析,东解1号单独聚为一类,其他品种聚成2个类群,聚类结果表明其多样性与地理来源及系谱关系相关联,但从年代上并没有很好的划分.对山东大豆的多样性分析也有必要采取多种方法对其进行综合有效的鉴定.     

不同种植方式大豆根际土壤细菌多样性分析

利用Illumina MiSeq第二代高通量测序平台, 对黑龙江省不同地区轮作及连作大豆根际土壤细菌16S rDNA基因组测序, 初步分析在不同种植方式下受大豆胞囊线虫侵染的大豆根际土壤细菌群落结构的变化。从6个土壤样本中共获得25 419个OTUs, 鉴定到细菌的47个门, 147个纲, 709个属。变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门是供试土壤细菌的优势菌门, 占所有细菌群落总数90%以上。连作4年总OTUs及丰富度最高, 连作20年最低。不同轮作方式土壤细菌丰富度差异不显著(P > 0.05), 短期连作与长期连作细菌丰富度及多样性差异显著(P < 0.05)。不同轮作方式下放线菌门相对丰度低于连作方式, 芽单胞菌门和拟杆菌门相对丰度高于同地区连作方式。土壤功能细菌根瘤菌(Bradyrhizobium)、链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌属(Bacillus)、溶杆菌属(Lysobacter)、土微菌属(Pedomicrobium)的相对丰度在不同年限连作下高于轮作。长期连作土壤优势细菌丰度与轮作土壤相似性更高。     

黑龙江省大豆遗传结构及遗传多样性分析

利用22个表型性状和60个微卫星(simple sequence repeat, SSR)位点对黑龙江省140份代表性种质(78份地方品种和62份育成品种)进行分析, 根据UPGMA (unweighted pair group method with arithmetic mean)和Model-base对SSR数据进行遗传结构划分。结果表明, 参试品种可分为2大类群, 第II类群的各项多样性指标均高于第I类群, 2个类群遗传距离为0.2427;PCO结果显示这2个类群分布在不同区域, 这与地理来源和育成年代密切有关。依据品种类型分为育成品种和地方品种两组, 后者的各项多样性指标均高于前者, 两组间的遗传距离为0.1131。依据表型数据的PCO分析表明, 分布区域与品种类型有关, 与SSR结构分类的结果吻合度低, 两组品种主要在3个主成分的6个表型性状上有所不同。它们不是2个相对独立的遗传群体, 根据分子标记和表型分类各有特点;建议在种质遗传多样性研究中将分子数据和表型数据结合起来。     

中国大豆育成品种10个重要家族的遗传相似性和特异性

以我国10个大豆育成品种重要家族的179个品种为材料,选用161个均匀分布于大豆基因组的SSR分子标记,采用PowerMarker Ver. 3.25软件分析参试材料的遗传多样性、相似性与特异性。结果表明,161个位点上共检测到1697个等位变异,单位点变幅为5~24个,平均10.5个;多态信息含量在0.549~0.947间,平均0.832;群体具有丰富的遗传变异。聚类分析表明,179个品种可归为6大类11小类,同一家族的品种有聚为一类的趋势。品种间亲本系数和遗传相似系数显著相关(r = 0.67);山东寿张县无名地方品种(A295)、即墨油豆(A133)、滑县大绿豆(A122)和铜山天鹅蛋(A231) 4个家族亲本系数和相似系数均较小,遗传基础较宽广;矮脚早(A291)、上海六月白(A201)、奉贤穗稻黄(A084)和51-83 (A002) 4个家族亲本系数和相似系数较大,遗传基础较狭窄,这与选择育种品种较多有关;东北白眉(A019)家族与其他家族间的亲本系数和遗传相似系数均最小。家族间特异性分析表明,东北白眉(A019)家族和其他9个家族地理距离较远,存在较多互补、特有、特缺等位变异;而III区和II区地理位置较近,种质交流较多,两区家族间特有、特缺等位点数较少,其中A002、A231和A122三个家族无特有等位变异,A084、A201、A034和A231四个家族无特缺等位变异。本研究结果对拓宽大豆育成品种遗传基础具有指导意义。     

黑龙江省主栽大豆品种遗传多样性和群体结构分析

利用187对SSR标记对近25年（1992-2017）在黑龙江省栽培的202个大豆品种进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明,从试验材料的基因组DNA中扩增出多态性位点808个,平均每对引物扩增出多态性位点4.42个;多态性位点最多的引物是satt703和satt311,均为10个;等位变异频率最高的引物是satt417和satt575,等位变异频率均为99.5%。供试品种间的遗传相似系数为0.283~0.930,平均值为0.519。同一个育种单位育成的部分品种具有较高的遗传相似性。群体结构、主坐标分析和NJ聚类将202个品种划分的结果是一致的,均为3个类群。类群中的部分材料血缘不是独立的,而是相互渗透的。     

抗草甘膦转基因大豆对根际土壤细菌多样性的影响

采用DGGE-cloning测序技术研究抗草甘膦转基因大豆在生长期内对根际土壤细菌多样性的影响。结果分析表明,不同生长期内抗草甘膦转基因大豆与非转基因大豆根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱谱形相似,仅在出苗期和鼓粒期出现两条差异带,分别属于芽单胞菌门（Uncultured Gemmatimonadetes bacterium clone,缺失）和壁厚菌门（Uncultured Firmicutes bacterium clone GASP-KC3W1_H04,增加）;不同生长期内抗草甘膦转基因大豆与非转基因大豆根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱的多样性指数和均匀度指数无显著差异。因此,抗草甘膦转基因大豆对土壤细菌多样性无显著影响。     

1983-2010年北京市大豆育成品种的亲缘关系分析

追溯北京市1983—2010年90个大豆品种的系谱信息,计算其亲本间及品种组合间亲缘系数(coefficient of parentage,COP)并据此聚类,旨在探讨北京市育成大豆品种的遗传多样性特点。结果表明,19个品种的父母本间存在亲缘关系,占品种总数的21.11%;90个品种间共组成4005个组合,其中63.62%存在亲缘关系,COP平均值为0.031,表明大部分品种亲缘关系相对较远。随着时间的推移,品种间亲缘系数呈下降趋势,但从2005年至2010年亲缘系数值增大。除12个品种各自独为一类外,其余78个品种被聚成10类,从中可见不同年代的育种特征和品种的演化过程;中品661等9份种质对北京市大豆品种贡献较大,是骨干亲本。北京市品种总体的遗传背景丰富,但随年代推移,遗传多样性有逐渐降低趋势。