基于ISSR分子标记技术的蓝花楹遗传多样性和亲缘关系分析

利用ISSR分子标记技术对来自不同省份的19个种源共21份蓝花楹种质资源进行遗传多样性分析,探讨其亲缘关系.从33条ISSR引物中筛选出10条引物组合得到53个清晰的电泳条带,其中多态性条带44条,多态性百分率为83.02％,平均每条引物扩增出5.3个条带.21份蓝花楹种质观察等位基因数(Na)平均为1.83,有效等位基因总数(Ne)平均为1.45,Nei's基因多样性指数(H)平均为0.27,Shannon's信息指数(I)平均为0.40.ISSR分子标记聚类分析研究表明,21份蓝花楹种质资源可聚为两大类群,且具有丰富的遗传多样性,其亲缘关系与栽培区地理来源相关性不强.本研究较准确地进行了各蓝花楹种质资源的分子鉴别,可为蓝花楹的良种选育提供理论依据.     

应用ISSR分子标记分析裸大麦的遗传多样性

为研究裸大麦的遗传多样性,利用筛选得到的16条ISSR引物对收集的国内外102份裸大麦材料和1份皮大麦材料进行了遗传多样性分析,并分析了裸大麦地理分布与遗传多样性的关系。结果表明,16条ISSR引物共扩增出133条条带,大小在100~2000bp。不同引物扩增的条带数在3?15条,平均每条引物扩增出8.31条,多态性条带为113条,多态性的平均百分率为85.1%,103份材料的遗传相似系数(GS)在0.2817~6,提示裸大麦的遗传多样性较高。利用NTsys 2.1软件进行聚类分析,103份材料分为四大类,第一大类只分布在中国青海,第二大类分布在亚洲、欧洲、北美洲和非洲,第三大类分布在亚洲、北美洲和南美洲,第四大类仅分布在亚洲和北美洲,表明亚洲,尤其中国地区具有较高的遗传多样性。裸大麦的遗传多样性与其地理来源的相关性,为进一步研究裸大麦尤其是青稞起源提供了参考。     

中国豌豆地方品种SSR标记遗传多样性分析

利用21对豌豆多态性SSR引物, 对来自全国春、秋播区19省区市的1 221份豌豆地方品种进行遗传多样性分析, 共扩增出104条多态性带, 每对引物平均扩增出4.95个等位变异, 其中有效等位变异占62.52%。省份间SSR等位变异分布均匀, 但是省份间有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)差异明显, 省籍资源群间遗传多样性差异显著。遗传多样性以内蒙古资源群最高, 甘肃、四川、云南和西藏等资源群其次, 辽宁资源群最低。PCA三维空间聚类图揭示, 我国豌豆地方品种资源分化成3个基因库, 基因库I主要由春播区的内蒙古、陕西资源构成, 基因库II主要由秋播区最北端的河南资源构成, 基因库III主要由除上述省份之外的其他省区市的资源构成。UPGMA聚类分析表明, 不同省份资源群间的遗传距离变化范围为5.159~27.586, 中国豌豆地方资源据此聚类成2个组群8个亚组群, 与3个基因库的聚类结果相呼应。聚类结果显示, 我国豌豆地方品种资源群间遗传距离与其来源地生态环境相关联。     

基于ISSR标记分析豌豆农家品种遗传多样性

为掌握内蒙古部分地区种植的农家豌豆品种的亲缘关系,本研究通过ISSR分子标记技术,对来自内蒙古自治区部分地区及甘肃省张掖市的29份豌豆农家品种的遗传多样性进行分析。结果显示,从19个ISSR引物中筛选出多态性明显、条带清晰、反应稳定的引物共7个。29份DNA材料共扩增出118条条带,其中116条为多态性条带,平均每个引物扩增出的条带数为16.9条,多态性比率为98.31%。Shannon多样性指数平均为0.505 9,每个位点的有效等位基因数为1.569 6,品种间遗传相似系数变幅为0.370 4～0.928 6,表明本研究的29个豌豆农家品种具有丰富的遗传多样性。利用UPGMA聚类分析,以遗传相似系数0.69为界限,将29份材料划分为5类,聚类结果与豌豆种群地域性分布规律关联性较高,表明ISSR分子标记技术的遗传多样性分析能够将地理来源相近的居群进行聚类划分,其研究结果可运用于豌豆种质资源保护及育种工作中。     

枸杞ISSR-PCR反应体系优化与遗传多样性研究

为建立枸杞ISSR-PCR反应体系,通过单因子优化试验和L16(45)正交试验设计对相关参数进行了优化,其最优体系为20μL含Mg2+2.0 mmol/L、dNTPs 0.25 mmol/L、引物0.6μmol/L、Taq DNA聚合酶0.75 U、模板DNA 60 ng。对优化体系进行了稳定性检测,并从100条ISSR引物中筛选出12条,对7份枸杞资源进行了PCR扩增。实验结果表明,12条ISSR引物对7份枸杞种质资源共扩增出132个条带,其中多态性条带共123条,比率为93.2%;7份枸杞资源遗传距离分布在2.57~8.39,其中长辣椒与黑枸杞遗传关系最远;平均有效等位基因数为1.715 6,平均Nei's多样性指数为0.403 9,平均Shannon's指数为0.588 8。ISSR标记可用于枸杞遗传多样性研究。     

基于ISSR标记的印度南瓜种质资源遗传多样性分析

利用ISSR标记分析了36份印度南瓜种质资源,旨在阐明其遗传多样性和亲缘关系,为遗传和育种的利用提供理论依据。结果表明,筛选出的8条ISSR引物共扩增出63条带,平均每条引物扩增出7.88条,其中共有60条多态性条带,多态性比例为93.38%;36份印度南瓜材料的遗传相似系数在0.22~0.60,在相似系数0.36处,可将36份印度南瓜种质资源分为四大类,印度南瓜遗传变异与地理分布没有明显的相关性。     

基于ISSR标记的割手密种质资源遗传多样性分析

割手密(Saccharum spontaneum L.)是甘蔗栽培品种的原始亲本之一,当前仍是甘蔗遗传改良的重要种质资源,为了对割手密的遗传多样性进行鉴定,本研究运用ISSR分子标记的方法,测定了24份割手密的遗传多样性,结果表明:14个ISSR引物共扩增出227条带,其中多态性条带为224条,多态性百分率为98.67%;24份材料的Nei指数(h)介于0.27~0.94,遗传相似系数集中在0.3~0.5之间;基于UPGMA聚类分析,在遗传距离0.70处,可以将24个材料分成4个类群;说明割手密有着相对丰富的遗传多样性,能够广泛用于甘蔗的遗传育种改良。     

新疆薰衣草种质资源遗传多样性的ISSR分析

本研究应用ISSR标记对19份薰衣草种质的遗传多样性进行分析。结果显示:从100条引物中筛选出9条多态性明显的引物,19份材料DNA共扩增出94条谱带,其中多态性谱带40条,多态性比率为42.6%,平均每个引物扩增条带数为10.4条;9条ISSR引物可将所有样品完全分开,当遗传相似阈值为0.69时,可将样品分为3个类群:第Ⅰ类群13个品种(系)可分为2个亚类,第Ⅱ类群5个品种(系)可分为2个亚类,第Ⅲ类群1个品种(系)。样品间的遗传相似性系数为0.325~0.975(平均0.737)。群体的有效等位基因数、基因多样度、Shannon信息指数分别为1.454 0、0.280 5和0.435 4。研究结果表明,19个新疆薰衣草种质资源遗传多样性水平处于较高。     

斑茅野生种质资源遗传多样性的ISSR分析

斑茅具有抗病、抗虫、抗逆等有利基因,是甘蔗遗传改良的重要种质资源,为了对斑茅的遗传多样性进行鉴定,本研究运用ISSR分子标记的方法对24份斑茅无性系材料的遗传多样性进行鉴定,结果表明:14个ISSR引物共扩增出210条带,其中多态性条带为201条,多态性百分率为95.71%;24份材料的Nei指数(h)介于0.30~0.79,遗传相似系数集中在0.3~0.5之间;基于UPGMA聚类分析,在遗传距离0.77处,可以将24个材料分成5个类群,在24份材料中找到44条特异带;说明斑茅有着相对丰富的遗传多样性,能够广泛用于甘蔗的遗传育种改良。     

裸燕麦品质资源AFLP标记遗传多样性分析

用20对AFLP引物组合对281份栽培裸燕麦(Avena nuda)进行遗传多样性分析,共得到1 137条带,其中260条为多态性带,引物的平均多态性百分率为22.96%,平均多样性信息指数(PIC)为0.0326。以地理来源分组,不同来源的组群Simpson指数在1.235~1.495之间,Shannon指数范围为0.1558~0.4437,组群内变异贡献率为83.45%,组群间变异占16.55%。组群大小与多态性位点数、组群内变异贡献率、Simpson指数及Shannon指数显著相关。内蒙古和山西资源多样性丰富,东北地区资源独特,西部地区资源遗传结构单一,东欧组群与内蒙古组群遗传关系最近。国内组群的遗传多样性水平高于国外组群。地方品种与育成品种相比,组群内变异贡献率较高。建议在遗传多样性丰富地区进一步收集裸燕麦资源,并加强对材料少、代表性较差的地区,如西北和西南地区的裸燕麦地方品种的收集,以丰富我国的裸燕麦基因源。     

蚕豆异交率相关因素研究及应用进展

蚕豆是常异花授粉作物,异交率一般为20%~30%,最高可达84%。媒介昆虫、气候条件、地理因素、种植密度、品种基因型、花序的小花数量及小花结构特点、田间环境等都对异交率产生影响,媒介昆虫是异交发生的主要途径。异交会导致种质一致性的丧失,给资源的保存利用、品种繁育和应用基础研究等带来一定阻碍,但同时异交又是群体遗传多样性保障和杂种优势利用的重要条件。本文从异交率、异交媒介、异交影响因素及异交率的应用研究4个方面总结蚕豆异交率研究和应用情况,并对今后研究方向进行展望。     

Breeding and genomics status in faba bean (Vicia faba)

Faba bean is an important legume crop because of its high‐yield potential and nutrition‐dense grains. There have been significant achievements in faba bean improvement in the last four decades, which led to the doubling of the global yield average. This study reviews the genetic diversity, the breeding methodologies, major achievement on biotic and abiotic traits, and the recent molecular approaches. The high genetic diversity among faba bean accessions has been useful for increasing yield potential of the crop. Substantial increase in yield potential can be gained through the development of cultivars in open pollinated conditions. In the past, many faba bean varieties that are tolerant to abiotic and biotic stresses were released worldwide. The average yield gains varied from 1.65% per year in Syria to 4.17% per year in Ethiopia. The recent advances in molecular technologies will be used to develop more coherent genetic maps, which would also facilitate assembling and ordering genomic scaffolds in a future genome‐sequencing effort and molecular‐breeding approach.     

国内外蚕豆核心种质SSR遗传多样性对比及微核心种质构建

运用24对SSR引物, 对国内外1075份初级地理蚕豆核心种质的遗传多样性分析显示, 等位变异数、有效等位变异数及Shannon’s信息指数分别为8.54、2.26和1.02;对全部参试资源进行聚类分析, 没有发现明显的群体结构, 表明初级地理核心种质的代表性较好, 遗传背景较广泛。之后采用每个类内随机抽样的方法构建含有129份国内资源和63份国外资源的蚕豆微核心种质, 等位基因变异数、有效等位变异数和Shannon’s信息指数的保留比例分别为87.32%, 101.26%, 101.82%;经t检验得出微核心种质与全部参试资源群体间遗传多样性差异不显著, 表明构建的微核心种质的遗传多样性可以代表初级地理蚕豆核心种质。     

应用RAMP分子标记分析小豆栽培型种质资源遗传多样性

利用42对引物组合，对93份小豆栽培型种质资源的基因组DNA进行了RAMP分析，得到308条扩增谱带，其中297条（96.43%）具有多态性，每对引物组合可扩增出3～17条多态性谱带，平均7.1条，总遗传多样性指数或平均期望杂合度（Ht）达0.693，表明小豆栽培型种质资源内存在较丰富的遗传多样性；小豆种质间遗传距离变异幅度为0.066～0.494，平均值为0.281，表明来源于不同生态区的小豆栽培型种质间的亲缘关系较近；利用RAMP扩增谱带数据进行聚类分析，可将93份小豆栽培型种质材料中的91份区分开，并划分为5个类群；其RAMP分子标记表现出明显的生育特性和生长习性趋同性，及一定的地域相关性。     

利用SSR标记评价普通菜豆种质遗传多样性

利用36对SSR引物对332份国内普通菜豆、16份国外普通菜豆和29份野生菜豆的遗传多样性进行了分析,等位变异数和多样性指数的计算结果显示,3种生态型普通菜豆遗传多样性由大到小的顺序为国内普通菜豆、野生菜豆和国外普通菜豆;我国贵州、云南、黑龙江等省普通菜豆的遗传多样性较为丰富。基于SSR数据,对377份普通菜豆种质资     

华北寒旱区作物轮作的生产效应

To understand mechanisms of crop adaptability to various previous crop croppings, evaluate crop performance on the croppings, and identify suitable crop combinations for rotation of major crops in the cold and arid region of Northern China. A five-year field experiment was conducted using five crops from 2015 to 2019, including potato (Solanum tuberosum), faba bean (Vicia faba), forage maize (Zea mays), oat (Avena sativa), and beet (Beta vulgarwas). Yields of potato, oat, and beet in rotation were 1.30-1.68, 1.28-1.48, and 1.25-1.48 times of those in continuous cropping of single crops, respectively. Yield of faba bean on beet cropping was 10.58% lower than that of continuous faba bean while yield of forage maize on oat or beet stubble was 9.10%-15.42% lower than that of continuous forage maize. The LERr of 10 crop combinations was 1.09-1.68, indicating positive effects of rotation. Combinations of oat → potato, beet → potato, forage maize → potato and faba bean → potato had higher LERr, indicating faba bean and forage maize might be more durable of continuous cropping. In terms of productivity, suitable crop combinations for rotation in the area were oat → potato, beet → potato, forage maize → potato, faba bean → potato and oat → beet.     

中国小麦作物遗传多样性研究进展

为了了解中国地区小麦种质资源的遗传特点和遗传差异,从而探明影响种质资源遗传多样性的因素,并拓宽现有种质资源的遗传基础。本研究归纳了遗传多样性的涵义和研究意义,从形态学方面、细胞学方面、生化水平方面、分子生物学方面总结了小麦作物遗传多样性的研究与进展,分析了研究小麦遗传多样性不同方法的优缺点。指出了小麦作物遗传多样性研究中存在的问题,提出多种分子标记和其他方法相结合得出的结果更可靠的建议。     

不同基因型蚕豆的蛋白质含量差异分析

蚕豆是青海重要的商品作物之一,随着青海蚕豆蛋白产业发展,对高蛋白蚕豆的需求增长比较快,研究不同基因型蚕豆在不同生态区的蚕豆蛋白质含量的差异,有利于按不同基因型蚕豆优势区域进行合理布局,保障青海蚕豆的有效供给和需求。采用紫外分光光度法分析结果表明：同一生态区同一类型大粒组不同基因型蚕豆的蛋白质含量差异不显著,而小粒组不同基因型蚕豆之间FE3、FE5、FE2和尕大豆与FE6、马牙的蛋白质含量差异极显著,但小粒蚕豆较大粒蚕豆的蛋白质含量高18.49％,不同生态区蚕豆蛋白质含量在品种间、环境间和品种与环境的交互效应差异极显著,蚕豆蛋白质含量随着海拔升高而降低,呈近似线性下降趋势。     

Density enhancement of a faba bean genetic linkage map (Vicia faba) based on simple sequence repeats markers

Genetic mapping for faba bean lags far behind other major crops. Density enhancement of the faba bean genetic linkage map was carried out by screening 5,325 genomic SSR primers and 2033 expressed sequence tag (EST)‐SSR primers on the parental cultivars '91825' and 'K1563'. Two hundred and fifteen genomic SSR and 133 EST‐SSR primer pairs that detected polymorphisms in the parents were used to screen 129 F₂ individuals. This study added 337 more SSR markers and extended the previous linkage map by 2928.45 cM to a total of 4516.75 cM. The number of SSR markers in the linkage groups varied from 12 to 136 while the length of each linkage group ranged from 129.35 to 1180.21 cM. The average distance between adjacent loci in the enhanced genetic linkage map was 9.71 cM, which is 2.79 cM shorter than the first linkage map of faba bean. The density‐enhanced genetic map of faba bean will be useful for marker‐assisted selection and breeding in this important legume crop.     

Physiological and Molecular Characterization of Faba bean (Vicia faba L.) Genotypes for Adaptation to Drought Stress

Faba bean (Vicia faba L.) is one of the most important and drought sensitive grain legumes. Drought stress is thus one of major constraints in global faba bean production. In this study, twenty local and exotic faba bean genotypes were characterized on physiological and molecular basis. Seeds of faba bean genotypes (six per pot) were sown in poly venyl chloride pots. After seedling emergence, soil moisture was maintained at 100%, 50% and 25% of field capacity designated as well watered, moderate drought and severe drought, respectively. Drought stress significantly influenced the leaf area, leaf temperature, stomatal conductance, relative leaf water contents, grain yield and water‐use efficiency. Faba bean genotypes also differed for the leaf area, leaf temperature, relative leaf water contents, grain yield and water‐use efficiency. Faba bean genotypes Kamline and L.4 were better equipped to curtail water loss, maintain tissue water status, produce stable grain yield and had better water‐use efficiency under mild and severe drought stress, and may be used in breeding programmes. Amplified fragment length polymorphism markers showed high potential in detecting polymorphism and estimating genetic diversity among faba bean genotypes. Unweighted pair group method with arithmetic mean cluster analysis of the genotypes illustrated considerable association between molecular diversity, genetic background and geographic origin. In crux, high polymorphic rate and polymorphism information content values, together with the low genetic similarity observed among tested genotypes suggests a high level of heterogeneity, which may be used in breeding programmes to assemble different drought tolerance mechanisms in one genotype.