利用RAPD标记研究燕麦属不同种的遗传差异

利用RAPD标记对我国8个燕麦种共21份材料的遗传差异及类群划分进行了研究。22个多态性引物在21个基因型间共扩增出114条带，其中97条带具有多态性，占85．1％。用这些条带计算了不同基因型间的遗传距离，发现各种间的遗传距离(0．053～0．510)普遍大于不同种内的遗传距离(0．022～0．087)。聚类结果显示，21份材料可划归为5大类群8个亚群，并与传统的分类结果基本一致。由此表明，用RAPD标记对燕麦进行遗传关系和分类研究是可行的。     

基于SNP芯片划分CIMMYT和广西玉米自交系杂种优势群

CIMMYT玉米自交系在广西具有较好的适应性，目前利用CIMMYT和广西玉米自交系杂交已成功选育出许多适合广西种植的玉米新品种。为了解CIMMYT和广西玉米自交系间的杂种优势关系，本研究以20份CIMMYT自交系和169份广西自交系为供试材料，以5份中国骨干自交系和4份广西骨干自交系作为参照系，利用10K玉米SNP芯片进行全基因组扫描，开展遗传相似性、系统进化树和主成分分析，划分参试材料的杂种优势群。研究结果表明，189份玉米自交系绝大多数杂合率均小于10%，纯合度较高。CIMMYT自交系相互间遗传相似性较高，与广西玉米自交系间遗传相似度较低。进化树和主成分分析将189份自交系分为PB群、SPT群、‘桂单162-0810’母本群、‘桂单162’父本群、‘桂单0810’父本群和其他类群，其中大部分CIMMYT玉米自交系属于SPT群，大部分广西玉米自交系属于‘桂单162-0810’母本群、‘桂单0810’父本群和其他类群。可见，CIMMYT与广西玉米自交系间遗传差异较大，大多属于不同杂种优势群，两类自交系进行杂交能够较大概率获得优良玉米品种。     

应用SRAP标记鉴定油菜杂交种真实性研究初探

应用SRAP(Sequence Related Amplified Polymorphism)标记,通过对6份待检测杂交油菜种子样品(油研50杂交种)和4份杂交油菜对照样品(油研9号、油研10号、油研11号和油研50)进行遗传多态性分析,计算出10份样品间的遗传相似性系数并绘制聚类分析图.以相似性系数的大小来鉴定6份待测样品的品种真实性.本研究为种子管理部门针对油菜种子执法提供了一种鉴定杂交种真实性的快速方法.结果表明:对10份样品进行SRAP引物组合筛选,在分析的80对引物组合中找到多态性引物组合39对,检测到多态性位点101个.经聚类分析表明,6份待鉴样品和对照样品油研50被聚为—类,它们之间的相似性系数在0.92～0.96之间,均大于0.9,而油研9号、油研10号、油研11号被聚为其它3类,它们与油研50之间相似性系数在0.37～0.48之间,均小于0.9.因此本研究认为,以相似性系数0.9为阈值是—种鉴定油菜杂交种真实性的可行办法.     

春播早熟区高粱杂种优势群及杂种优势模式分析

杂种优势群的划分对于拓宽亲本间遗传基础、提高育种效率,培育突破性新品种具有重要的指导作用。本研究利用全基因组重测序技术对55份春播早熟区40余年生产中主推杂交种亲本系进行全基因组扫描,分析其群体结构,估算遗传距离,划分杂种优势群,分析主推杂交种的杂种优势模式。结果表明,利用全基因组5×测序,过滤到1,304,623个高质量SNP标记用于群体结构分析和杂种优势类群划分。55份高粱亲本系平均遗传距离为0.704,变幅0.627～0.927。多态信息含量(polymorphism information content, PIC)平均为0.2935,变幅为0.1～0.5。群体结构和主成分分析将55份亲本系划分为4个杂种优势群:都拉群(Durra, D群)、卡佛尔/都拉群(Kafir/Durra, KD群)、俄罗斯/卡佛尔群(Russia/Kafir,RK群)、中国高粱群(Kaoliang,K群)。25个主推杂交种中76%的杂交种杂种优势模式为Kafir/Durra×Kaoliang模式,主推高粱杂交种的不育系主要来源于引自国外的Kafir和Durra群,恢复系多来源于我国自产的Kaolian...     

中国西部芥菜型油菜遗传多样性研究

利用23对SRAP引物、11对AFLP引物和10对SSR引物对我国西部地区的芥菜型油菜及其近缘种108份材料进行了遗传多样性分析, 共检测到313个等位变异, 3种标记的每对引物平均分别可检测到6.8、12.5和1.9个等位变异。包括白菜型和芸芥在内的108份品种间遗传相似系数在0.378~0.936之间, 103份芥菜型油菜品种间遗传相似系数在0.545~0.936之间。聚类分析结果表明, 在相似系数0.558处, 5个参照品种白菜型油菜、小白菜以及芸芥首先被聚出芥菜型油菜之外; 在相似系数0.70处, 103份芥菜型油菜可分为云贵陕南冬播(A)、关中冬播(B)、新疆I (C)、新疆II (D)和西部春播(E)五个类群, 其中A、B基本为冬播品种, C、D、E为春播品种。A类群品种间遗传差异最大, B类群其次。陕西和新疆的品种均分别被聚到3个类群, 表现出更广泛的遗传多样性。春播类型绝大部分被聚到E类群, E类群可分为3个亚类, 其中陕北及其邻近一带春播黄芥为一类, 形成一个独立的遗传群体, 群内遗传多样性较高; 西藏的10个品种为一类, 相似系数高达0.83以上, 表现出西藏品种遗传系统的独立和遗传基础的单一; 澳大利亚2个品种单独为一类, 与我国的春播品种关系较近。由此说明, 地理和生态条件是影响芥菜型油菜类群的主要因素, 我国的冬播品种间的遗传多样性高于春播品种, 陕西和新疆的芥菜型油菜遗传多样性较高。     

杂交水稻骨干恢复系的遗传多样性分析

选取均匀分布在水稻12条染色体上的120对SSR引物,对19份杂交水稻骨干恢复系进行遗传多样性分析.结果表明,在所分析的120个位点中,多态性位点为69个,多态性位点百分率(P)为57.5%,每1个位点平均等位基凶数(A)为4.84个,变幅为2～12个,平均多态性信息含量指数(PIC)为0.617.通过聚类,19个杂交水稻骨干恢复系可以划分到两个类群中,Ⅱ类恢复系材料间遗传距离较近,大多为恢复系明恢63的衍生系,初步表明在现有的骨干恢复系中,恢复系遗传基础相对比较狭窄.     

基于SNP芯片的油菜核心种质遗传多样性分析

为揭示湖南省油菜种质资源库中核心种质的遗传多样性,本研究利用油菜组60K基因芯片对266份甘蓝型油菜品系及其10份近缘种品系10份进行全基因组SNP位点分析,原始数据通过Visual Basic软件筛选,利用Powermarker软件计算SNP位点PIC值和供试材料的遗传距离、聚类分析。结果表明：根据SNP标记缺失率和染色体分布均匀度共筛选到24 593个SNP位点,平均每条染色体分布1 294个多态性位点,位点的Nei’s基因多样性指数(H)、主要等位基因频率(MAF)和多态性信息含量(PIC)平均值分别为0.401、0.688 3、0.316;276份供试材料间遗传距离在0.000 1～0.477之间,平均为0.329 6,Kinship值为0的占71.49%;供试材料可分成5个大类,其中最大类(含有250份种质)又可分为9个亚类,供试材料的类群分布与种质类型、地理来源一致。研究结果表明供试育种亲本种质遗传多样性丰富,可更客观反映供试材料的亲缘关系,为种质资源的育种利用提供理论依据。     

西南山地丘陵生态区主要玉米自交系SSR遗传多态性及其与杂种优势的关系

选用遍布玉米全基因组的SSR引物，检测西南山地丘陵生态区主要玉米自交系的遗传多态性，以此估算自交系间DNA分子遗传距离并进行聚类分析，将119个自交系划分为14个类群，与自交系的亲缘关系具有较好的一致性。西南山地丘陵生态区的地方种质资源中，蕴藏着丰富的遗传变异，不能将其简单地划入任何杂交优势群。再从不同及相同类群中选取相互间遗传距离呈梯状分布，全国大面积推广杂交种的9个亲本自交系，组配成36个完全双列杂交组合，测定杂交种籽粒产量及其一般配合力和特殊配合力。简单相关、多元回归和通径分析表明，虽然杂交种的平均单株籽粒产量及其特殊配合力，与亲本自交系间分子遗传距离相关不显著，但亲本自交系间分子遗传距离通过父本自交系一般配合力对平均单株籽粒产量的间接作用较大，平均单株籽粒产量与母本自交系一般配合力、父本自交系一般配合力和双亲自交系间分子遗传距离的多元回归关系达极显著水平，可以此预测杂交种75％的产量变异。     

新疆自育陆地棉品种SSR遗传多样性分析

利用SSR标记对94份新疆自育陆地棉品种的基因组进行分析,研究新疆陆地棉品种的遗传多样性。结果: 从分布于棉花全基因组的206对SSR标记中筛选出54对具有稳定多态性的引物, 共检测出153个多态性位点, 每对引物的等位变异为2~6个,平均为2.93个;基因型多样性(H′)变幅为0.0439–0.7149,平均为0.4491;引物多态信息含量(PIC)为0.0430–0.6640,平均为0.3831。表明SSR标记在品种间可以反映较丰富的遗传多样性信息。94份品种间成对遗传相似系数变幅为0.3846~0.9835, 71.9%的品种相似系数在0.601~0.800内,反映出新疆陆地棉品种间的遗传相似性相对较高。根据UPGMA 聚类分析,在阈值为0.63时,将94份品种划分为2个类群,说明新疆陆地棉品种间遗传关系相对简单,品种的遗传基础相对狭窄,品种遗传组分差异较小,总体上遗传多样性不够丰富;分子聚类结果与品种本身遗传系谱背景和演变趋势吻合度较高,符合品种的真实特性。研究证明,自育品种在分子水平上差异不大,需要努力拓宽品种选育的遗传基础。     

甘蓝型油菜胞质雄性不育系22A的遗传研究

甘蓝型双低油菜CMS22A是河南省农科院棉油所利用384A中的雄性不育源、采用单株成对连续回交的方法育成的新型双低油菜细胞质雄性不育系。其突出表现为雄性不育彻底且遗传稳定,配合力高,抗病抗倒,品质优良。对CMS22A育性遗传规律研究表明,该不育系属典型的败药型雄性不育系,其雄性不育的遗传受不育细胞质(S)和一对隐性核不育主效基因(rr)的共同控制,属孢子体不育,基因型为S(rr)。     

依赖性派生玉米品种DNA指纹鉴定标准研究

模仿育种是一快速、高效、针对性强的(改良)育种方法,但是根据最新国际保护公约规定,所育品种属于依赖性派生品种,侵害了原品种权人的权利。改良品种与原品种的遗传差异多大才算是依赖性派生品种,目前国内外没有标准。以BA为母本,以H28、昌7-29、502、P138、齐319、连87、吉853、京2101、京343、京832为父本组配了10对同母异父玉米杂交组合,研究了杂交组合两两之间的遗传差异。结果表明:遗传差异在20%以下的组合,父本之间具有明确的血缘关系;遗传差异在20%~30%的组合,父本之间有40%具有血缘关系,没有血缘关系的占60%;遗传差异在30%以上的组合,父本之间全部没有血缘关系。无论两父本之间是姊妹系,还是其中一个父本是用另一个父本回交2次改良而成,用它们组配的杂交组合之间的遗传差异都在10%以上。通过回交3次改良的组合,与原组合之间的遗传差异在10%以下。因此,将遗传差异小于10%作为判断是否是依赖性派生品种的DNA指纹鉴定标准。     

利用DNA指纹技术进行玉米亲子鉴定方法研究

利用DNA指纹分析技术 ,分析了同母异父 5个杂交组合分别与其父母本之间的遗传距离 ,结果发现 ,每个杂交组合与其相应的父本之间的遗传距离最小 ,所有组合完全一一对应。因此 ,可以通过计算遗传距离来进行玉米亲子鉴定 ,只需计算出玉米杂交种与所有可能父本自交系之间的遗传距离 ,与其遗传距离最小的自交系就是该杂交种的真正父本。     

Genetic interrelationships among medium to late maturing tropical maize inbred lines using selected SSR markers

Understanding the genetic relationships among breeding lines is fundamental in crop improvement programs. The objectives of this study were to apply selected polymorphic single sequence repeat (SSR) DNA markers and cluster medium to late maturing tropical elite maize inbred lines for effective hybrid breeding. Twenty elite inbred lines were genotyped with 20 SSR markers. The analysis detected a total of 108 alleles. The unweighted pair group method with arithmetic mean allocated the inbred lines into five clusters consistent with the known pedigrees. The tested inbred lines that were adapted to mid-altitude, sub-humid agro-ecologies were classified in different clusters, except for a few discrepancies. The greatest genetic distance was identified between the clusters of lines CML-202 and Gibe-1-91-1-1-1-1. The analysis determined the genetic grouping present in the source population, which will assist in effective utilization of the lines in tropical hybrid maize breeding programs to exploit heterosis.     

19个玉米自交系的数量性状和AFLPs的遗传差异比较研究

以3个新近选育和16个生产上常用骨干系总计19个玉米自交系为材料，比较它们在数量性状和AFLPs上的遗传差异。结果表明，表型数量性状与AFLPs数据的两种聚类结果都与自交系系谱有较好的一致性，且AFLP的吻合程度较高，两种聚类结果都一致把19个自交系所组配的生产推广优势组合的双亲分在不同的组或亚组；其中新选系中的21-ES、A318与其他骨干系在数量性状与AFLPs上有较大差异，被单独聚为一类；各自交系间的数量性状和AFLPs的遗传距离与其F1的中亲优势值呈正相关。     

杂交水稻产量及农艺性状杂种优势分析

为探讨杂种优势与双亲值、双亲一般配合力（GCA）、组合特殊配合力（SCA）、双亲遗传距离的关系,利用10个不育系和10个恢复系,按不完全双列杂交配制100个组合,对杂交水稻产量及农艺性状的杂种优势进行了分析,探索杂种优势的预测方法。结果表明：杂种一代的超亲优势和对照优势主要体现在穗长、每穗总粒数、每穗实粒数几个性状上,其具有正向超亲优势组合的比例分别达到61.0%、66.0%和53.0%,具有正向对照优势的比例分别为62.0%、78.0%和79.0%,结实率性状具有正向对照优势的比例也达到58.0%。杂种优势与父母本值、父母本平均值、高亲值、低亲值及父母本差值都有较为密切的关系,超亲优势与高亲值在8个性状上都极显著相关;对照优势与母本值、父母本平均值、高亲值都呈显著或极显著正相关。杂种优势与SCA和亲本的GCA效应值密切相关,特别是对照优势与SCA和双亲的GCA都呈显著或极显著正相关,同时与父母本的GCA之差和之和都有较大的关系。杂种优势与遗传距离的关系比较复杂,当遗传距离在5~5.5范围内,双亲的距离越远,杂种优势越强。     

花期玉米(Zea mays)穗三叶叶形结构的遗传效应及配合力分析

为了剖析玉米叶形结构的遗传规律,进而拓宽优良株型自交系的遗传基础。本研究以12份不同叶形结构玉米自交系组配的32份F1杂交种为试材,在2个生态环境下,花期采用加性-显性-母体遗传模型(ADM)对其穗三叶叶长、叶宽、叶夹角、叶向值及叶面积进行遗传效应和配合力分析。结果表明:(1)玉米穗三叶叶长、叶宽及叶向值主要受基因的加性效应调控,其次是显性效应,同时还兼受加性×环境互作效应或母体×环境互作效应等遗传体系的调控,育种改良中宜在早代对其进行选择;叶夹角主要受基因的母体效应调控,其次是加性效应,另外还受加性×环境互作效应及母体×环境互作效应影响,育种中宜选择叶夹角较小的材料作为母本进行改良;叶面积只受基因的显性效应及显性×环境互作效应的调控,其应从较晚世代中进行遗传选择。(2)除父本叶长的一般配合力差异不显著外,父本其余性状的一般配合力和母本全部性状的一般配合力间差异均显著或极显著,且这5个叶形相关性状的全部特殊配合力间差异极显著。(3)从相应自交系各性状的一般配合力相对效应值分析发现,‘锋1999马’和‘锋1913硬’的综合性状表现优良,有利于组配出叶片大小适中及株型紧凑的优良耐密高产F1杂交组合。研究结果表明,玉米穗三叶5个叶形结构的遗传效应不尽相同,相应亲本5个叶形结构的一般配合和特殊配合力间存在明显差异,因此在玉米叶形结构遗传改良上应按照相应性状的遗传特征选择对应改良策略进行改良,并根据综合性状表现优良的亲本有目的地组配杂交组合,提高玉米理想株型育种效率。本研究为进一步剖析玉米叶形结构的遗传机理及玉米理想株型育种提供参考。     

普通玉米3个籽粒品质性状的配合力分析

以10个普通玉米自交系及其90个杂交组合在北京和山西2个地点的试验数据,分析了蛋白质、淀粉和油分含量的配合力效应。结果表明：(1) 各性状的一般配合力(GCA和特殊配合力(SCA) 均方极显著,且GCA均方大于SCA均方,说明它们在遗传上主要受加性基因效应的影响。(2) 杂交种的3个品质性状与亲本GCA平均值和SCA极显著正相关,但与亲本GCA均值间的相关性相对较强,其相关系数(r)分别为0.708**(蛋白质)、0.756**(淀粉)和0.772**(油分),表明提高亲本GCA对改良杂交种品质具有更大的作用。(3) 自交系BT1和E28的蛋白质含量GCA较高,掖478、昌7-2、掖107和48-2的淀粉含量GCA较高,E28、黄C和P138的油分含量GCA较高。     

甘蓝型双低油菜杂交种丰油10号纯度的SSR鉴定

品种纯度影响品种的一致性和稳定性,是品种鉴定的一项重要指标。为建立甘蓝型油菜杂交种丰油10号的SSR标记纯度鉴定方法,以丰油10号及其亲本为材料,利用SSR荧光标记与毛细管电泳相结合的方法,在128对SSR引物中筛选出2对可用于丰油10号纯度鉴定的引物。2对SSR引物对丰油10号的纯度鉴定结果为85.64%,与田间表型纯度鉴定的结果87.18%相比,纯度值非常接近,说明筛选的SSR标记可用于丰油10号杂交种纯度鉴定。     

中棉所12及其选系配制的4个杂交棉幼苗期基因差异表达

以与中棉所12及其2个选系为亲本组配的4个杂交棉中棉所28、中棉所29、湘杂棉2号和冀棉18苗期的根和顶端叶为研究材料,采用cDNA-AFLP技术分析苗期杂交棉与亲本的根和叶基因差异表达,并用QuantitativeReal-Time技术加以验证.结果表明:(1)在4个杂交组合中,中棉所12选系是营养生长杂种优势高值亲本;(2)杂交种和亲本间存在显著的基因表达差异,可分为杂交种上调、单亲显性、单亲沉默、杂交种下调4种表达型.4个杂交组合在三叶期根和叶中差异表达基因的4种类型比例趋势基本一致,单亲差异表达型(包括显性和沉默表达)在根和叶中所占比例较高,杂种下调表达型所占比例较低,反映出苗期单亲差异表达型在杂种优势形成中起主要作用;叶部差异表达基因数目和比例(29.20%～46.09%)比根(15.65%～22.49%)高的多,说明叶中基因差异表达可能比根中基因差异表达对杂种优势形成作用更大;(3)高值亲本中棉所12选系与杂交棉共同表达的基因多于低值亲本与杂交棉共同表达的基因,从分子水平上证明中棉所12选系在杂交棉冀棉18、中棉所29和中棉所28的苗期营养生长杂种优势产生中起优势亲本的作用;(4)4种杂交组合差异表达基因(包含叶和根)占总表达基因的27.00%～34.56%,分析差异表达基因类型和4个杂交组合的关系发现,超显性效应占3.30%～7.17%,超低亲效应占2.62%～4.14%,低亲效应占5.65%～13.03%,显性效应和加性效应是主要的杂种优势效应,占79.52%～83.79%.多种杂种优势效应的并存说明杂种优势可能是多基因共同作用产生多种效应的结果;(5)超亲优势组合中棉所28的超显性效应占7.17%,明显高于其他3个表现中亲优势组合,说明杂交种上调表达型可能对苗期杂种优势产生起重要作用.     

Genetic diversity of oilseed Brassica napus inbred lines based on sequence-related amplified polymorphism and its relation to hybrid performance

Significant heterosis for seed yield in oilseed rape has created interest in the development of hybrid cultivars. The DNA‐based marker protocol, sequence‐related amplified polymorphism (SRAP) was used to determine genetic diversity among oilseed rape maintainer and restorer lines. This measure was used in an attempt to establish an association between genetic distance and heterosis in hybrids for various agronomic traits. A total of 118 polymorphic loci were generated by 18 SRAP primer combinations. Based on the polymorphism generated by the markers, calculated similarity index values ranged from 0.46 to 0.97. Cluster analysis grouped 10 maintainer and 12 restorer lines into three groups, with the exception of two maintainer lines, PM5 and PM9, which fell outside these groups. The grouping of the lines was largely in agreement with the available pedigree data on their origin and agronomic performance. Analysis of variance among inbred lines and their resulting F₁ hybrids over two locations revealed significant differences for plant height, days to maturity and seed yield, but not for oil content. Substantial mid‐parent heterosis was observed only for seed yield, and ranged from 26% to 169%. All hybrids surpassed their respective inbred lines for this trait, except for a single cross combination of related lines. In general, crosses of lines located in different clusters yielded more than those from the same clusters. Regression analysis revealed a statistically significant relationship between the genetic distance of the parents and seed yield in their hybrid, and their derived mid‐parent and high‐parent heterosis. The correlation coefficient between genetic distance and yield (0.64) indicated a moderately strong relationship, so it is possible that some of the SRAP markers might be linked to quantitative trait loci for seed yield.