苏丹草转录组SSR分子标记开发及遗传多样性评价

苏丹草是一种高产优质的禾本科牧草,优质分子标记的缺乏成为苏丹草育种工作顺利开展的限制性因素。本研究基于高通量测序结果开发苏丹草EST-SSR标记,并对34份苏丹草和2份高丹草种质资源进行了遗传多样性分析,验证所开发的EST-SSR引物的可应用性。从苏丹草转录组的80686条序列中鉴定出17548个SSR位点分布在13574条序列中,分布频率为16.82%。一、二和三核苷酸重复分别占38.59%、19.18%和39.09%,SSR重复基元的重复次数分布在5~23次;开发的300对引物扩增成功率达73.67%,其中54对多态性引物在36份供试材料中共扩增出275条带,其中多态性条带有205条,多态位点百分率(PPB)为73.05%,多态信息含量(PIC)平均值为0.41,遗传距离的变化范围为0.3922~0.9020;聚类分析结果将36份供试材料分为3大类群,相同品种的材料大致聚为一类,材料间的聚类与地理来源呈一定的相关性。以上结果证明了利用苏丹草转录组数据开发SSR标记的可行性并揭示了供试材料间具有丰富的遗传多样性,为苏丹草及近源物种种质资源的多样性水平和变异分析以及分子标记辅助育种等研究提供依据。     

42份高粱与苏丹草及其2个杂交种DNA指纹图谱的构建

选用100个RAPD引物和95对SSR引物进行PCR扩增,旨在构建42份高粱和苏丹草品种资源及2份国审品种高粱-苏丹草杂交种的DNA指纹图谱。结果表明,从100个RAPD引物中筛选到9个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为64.06%,利用4个核心RAPD引物可以为每份品种构建1张特定的数字指纹,并通过其中1个引物F-01构建了1张能鉴别2个杂交种的RAPD指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草3号与其父本Sa。从95对SSR引物中筛选出多态性丰富的引物73对,多态性条带比率为86.06%,通过3对核心SSR引物就可以构建42份高粱和苏丹草的SSR数字指纹,同时利用其中1对SSR引物txp18,寻找到2个杂交种的互补带,从而构建了2个高粱-苏丹草杂交种的SSR指纹图谱,这张SSR指纹图谱不仅能鉴别皖草2号和3号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

42份高梁与苏丹草及其2个杂交种DNA指纹图谱的构建

选用100个RAPD引物和95对SSR引物进行PCR扩增,旨在构建42份高粱和苏丹草品种资源及2份国审品种高粱苏丹草杂交种的DNA指纹图谱。结果表明,从100个RAPD引物中筛选到9个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为64．06％,利用4个核心RAPD引物可以为每份品种构建1张特定的数字指纹,并通过其中1个引物F-01构建了1张能鉴别2个杂交种的RAPD指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草3号与其父本Sa。从95对SSR引物中筛选出多态性丰富的引物73对,多态性条带比率为86．06％,通过3对核心SSR引物就可以构建42份高梁和苏丹草的SSR数字指纹,同时利用其中1对SSR引物txp18,寻找到2个杂交种的互补带,从而构建了2个高粱-苏丹草杂交种的SSR指纹图谱,这张SSR指纹图谱不仅能鉴别皖草2号和3号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

高丹草新品系的SSR分析

对11份高丹草新品系(品种)进行了SSR多态性分析.用筛选出的9对SSR适宜引物对高丹草各材料基因组DNA进行PCR扩增,得到318个多态性位点,多态性位点比率达95.78％.引物Xtxp13及Xtxp67扩增的SSR指纹图谱差异明显,可作为11个高丹草新品系(品种)鉴别的分子依据.11份高丹草材料间的GD值变动在0.4286～0.7226之间,以GD值0.61为基准,可将11份材料分为3类:第一类包括SLCN01、SLCN02、SLCN03、SLCN09、SLCN10和蒙农青饲3号高丹草;第二类包括SLCN04、SLCN05、SLCN06、SLCN08;SLCN07单独为一类.     

４２份高粱与苏丹草及其２个杂交种犇犖犃指纹图谱的构建

选用１００个ＲＡＰＤ 引物和９５对ＳＳＲ 引物进行ＰＣＲ 扩增,旨在构建４２份高粱和苏丹草品种资源及２份国审品种高粱－苏丹草杂交种的ＤＮＡ 指纹图谱。结果表明,从１００个ＲＡＰＤ 引物中筛选到９个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为６４．０６％,利用４个核心ＲＡＰＤ 引物可以为每份品种构建１张特定的数字指纹,并通过其中１个引物Ｆ ０１构建了１张能鉴别２个杂交种的ＲＡＰＤ 指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草３ 号与其父本Ｓａ。从９５对ＳＳＲ 引物中筛选出多态性丰富的引物７３对,多态性条带比率为８６．０６％,通过３对核心ＳＳＲ 引物就可以构建４２份高粱和苏丹草的ＳＳＲ 数字指纹,同时利用其中１对ＳＳＲ 引物狋狓狆１８,寻找到２个杂交种的互补带,从而构建了２个高粱－苏丹草杂交种的ＳＳＲ 指纹图谱,这张ＳＳＲ 指纹图谱不仅能鉴别皖草２号和３号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

基于EST-SSR及SRAP标记构建苦荬菜品种(系)DNA指纹图谱

苦荬菜是优良的一年生菊科青饲牧草,为构建苦荬菜品种(系)DNA指纹图谱,筛选出24对EST-SSR引物、32对SRAP引物组合构建指纹图谱。24对EST-SSR多态性引物对收集的14份苦荬菜品种(系)共扩增出270个清晰条带,多态性条带223个, PIC均值0.834,基因多样性指数变幅为0.2464~0.4288,Shannon指数变幅为0.3597~0.6148,可区分品种3~14个;32对SRAP引物检测到多态性条带367个,PIC均值0.826,基因多样性指数变幅为0.2006~0.3898,Shannon指数为0.3167~0.5716,可区分品种2~12个。7个引物在9个品种(系)上能扩增出特征谱带,综合各项遗传多样性指标筛选出IpSSR102、IpSSR80、IpSSR91、Me10+Em5、Me9+Em17,共5个核心引物的40个多态性条带构建苦荬菜品种(系)DNA指纹图谱,每个品种(系)都有一个特异分子身份指纹编码。     

SRAP标记对8份假俭草材料的鉴定分析

应用SRAP分子标记技术对6个假俭草(Eremochloa ophiuroides)优良品系和2个引进品种进行扩增扫描,从分子的角度对8份材料进行鉴定。结果表明:31对SRAP引物在8份材料中扩增出576条清晰的谱条,其中多态性条带359个,多态性比率为62.33%,8份材料间的遗传相似系数变异范围为0.6962~0.8177,平均遗传相似系数为0.7388。31对SRAP引物中有1对引物Mel8Em17可以将所有材料区分开来,应用该引物的扩增谱带构建了参试材料的DNA指纹图谱,可将不同材料从DNA水平上加以区分。     

高梁11A与3种苏丹草杂交新品系的AFLP分析

利用AFLP分子标记技术,对4个高丹草新品系11A-黑壳苏丹草、11A-白壳苏丹草、11A-棕壳苏丹草、11A-黑壳苏丹章晚熟型与对照品种蒙农青饲1号、蒙农青饲2号、蒙农3号及乐食高丹草的遗传差异性进行比较分析.结果表明:用筛选出的24对适宜引物共扩增出3986个AFLP位点,其中多态性位点3546个,多态性位点比率高达88.96%;各供试材料的遗传距离(GD)变动在0.6905～0.8089之间,以GD值0.74为基准,8个材料聚为3类,第一类为蒙农青饲1号、蒙农青饲2号、蒙农3号、11A-黑壳苏丹草、11A-白壳苏丹草、11A-黑壳苏丹草晚熟型;第二类为乐食;第三类为11A-棕壳苏丹草.     

高丹草SSR引物设计及分子遗传框架图谱构建

利用高粱EST序列和BAC克隆,以Primer 5.0程序设计了10对高丹草SSR引物,结果发现有3对引物在皖草2号高丹草的亲本间表现多态性,其中2对来自BAC的引物可用于遗传连锁图谱构建.除以上10对SSR引物外,再选取已公布的245对高粱SSR引物,以180个皖草2号(TX623A×S722)的F2代单株作为构图群体,构建了一个包括4个连锁群、33个SSR标记的高丹草遗传图谱,图谱覆盖基因组长度458.5cM,平均图距13.8cM.     

低氢氰酸含量高丹草新品系及其亲本的 SSR 分析简

 为明确４个低氢氰酸含量的高丹草新品系ＳＬＣＮ １１、ＳＬＣＮ １２、ＳＬＣＮ １３、ＳＬＣＮ １４及其亲本散穗高粱、黑壳苏丹草、白壳苏丹草、红壳苏丹草和棕壳苏丹草在ＤＮＡ 水平上的差异程度,以育成登记的高丹草品种蒙农青饲３号为对照,对其进行了ＳＳＲ 分析。试验从２００个高粱ＳＳＲ 引物中筛选出多态性丰富、重复性好的１２对引物,利用这些引物对１０个材料进行ＰＣＲ 扩增共得到５０９个多态性位点,多态性百分率达８７．３０％。每对引物扩增的ＳＳＲ指纹图清晰、稳定,可作为鉴别４个高丹草新品系及其亲本的分子依据。１０个供试材料间的遗传距离（ＧＤ）变幅在０．３１６５～０．６６９２之间,平均为０．５３５９;以ＧＤ 值０．５０为基准,将１０个材料划分为５类：蒙农青饲３号、散穗高粱、ＬＣＮ-１１、ＳＬＣＮ-１２、ＳＬＣＮ-１３为一类;ＳＬＣＮ-１４、棕壳苏丹草为一类;白壳苏丹草、黑壳苏丹草、红壳苏丹草各单独为一类。该研究为下一步低氢氰酸含量高丹草新品种育成及登记利用奠定了基础。     

利用SSR标记分析高粱属种质资源的遗传多样性

本研究利用15对SSR 引物对161 份高粱属种质资源进行了遗传多样性分析。结果显示,15对引物共扩增出118条谱带,其中88条具有多态性,多态性比率(P)为75.21%;多态性信息含量(PIC值)变幅为0.612~0.806,平均为0.699。161份高粱属材料遗传相似性系数为0.636~0.977,平均基因多样性指数(H)为0.696,Shannon信息指数(I)为1.393。UPGMA聚类分析显示, 161 份高粱属材料在遗传相似系数(GS)为0.682处可分为3组;129份高粱和苏丹草材料在相似系数为0.671处可分为2组。表明SSR标记可以作为高粱属种间以及种内遗传分化分析的有力工具,被分析的高粱属种质材料具有较高的遗传多样性。     

高丹草卫星搭载材料优异种质筛选及SSR分析

为开展优异高丹草(Sorghum bicolor × Sorghum sudanense)种质资源创制,加速高丹草新品种的选育,对卫星搭载"标兵"高丹草材料进行连续4年的形态和农艺性状评价筛选,并进行SSR分子标记的遗传分析。结果表明:从SP₁到SP₄代大部分性状表现出增长趋势,高于对照,在SP₄代筛选的优良性状基本能保持稳定,最终筛选出了9个优良的高丹草株系,具有进一步培育新品种的潜力;试验从30对高粱SSR引物中筛选出10对引物对SP₁~SP₄代中不同变异类型材料进行SSR遗传分析,共扩增出203条带,其中185条为多态性条带,多态性比率为91.1%,表明卫星搭载诱变材料后代具有丰富的遗传多样性,且高粱SSR标记在高丹草中具有很好的通用性;另外聚类分析结果表明同一世代的相同变异类型能聚在一起,不同世代相同变异材料不能完全聚在一起,这可能与其数量性状具有较为复杂的遗传机制以及与其来自相同或相近株系的后代有关。本研究结果将为高丹草优异种质创制和育种提供理论参考。     

应用RAPD标记对高粱属两物种之间遗传差异的研究(简报)

本研究选用了32个栽培高粱品种、10个苏丹草品种及2个高粱近缘种进行了RAPD分析。结果表明,1)12对引物产生的68条DNA扩增片段中,52条(76.5%)具有多态性。2)高粱之间的相似系数从55%到95%;苏丹草之间的相似系数从52%到84%,因此选择的品种之间的多态性高,具有代表意义。高粱不育系和保持系之间的相似度很大,为89%以上,但通过RAPD标记能够将其区分。3)以0.66为阈值将44个品种分为10个类群。第1类群中全部为苏丹草;在2,3,4群中既有苏丹草也有高粱;5,6,7,8群中则全部为高粱。因此,使用RAPD分子标记进行聚类不能将高粱和苏丹草区分开来。     

土壤菲胁迫对高丹草幼苗生长和叶片叶绿素荧光特性的影响

通过研究土壤菲胁迫对高丹草（Sorghum bicolor×S.sudanense）幼苗生长及叶绿素荧光特性以及光能分配参数的影响,探讨了土壤菲胁迫下高丹草幼苗的光保护机制。结果表明：低于50mg·kg^-1的土壤菲浓度对高丹草幼苗生长及光合作用的抑制作用较小,当浓度大于50mg·kg^-1时,幼苗生长随着菲浓度的增加受到明显抑制,且对地下部的抑制作用大于地上部。幼苗叶片叶绿素含量随土壤菲浓度增加而降低,且叶绿素a相对于叶绿素b对土壤菲胁迫更敏感。土壤菲胁迫降低了PSⅡ反应中心活性和电子传递能力,导致其光能利用能力降低,特别是对高光强的利用能力下降。最大光化学效率（F_v/F_m）的变化幅度较小,即幼苗叶片未发生明显的光抑制现象。土壤菲胁迫明显改变了高丹草幼苗叶片PSⅡ反应中心光能分配参数,用于光化学反应的量子产额（Y_PSⅡ）降低,而依赖于类囊体膜两侧质子梯度叶黄素循环的量子产额（Y_NPQ）增加,即幼苗叶片启动了依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散机制来保护PSⅡ的正常生理功能,降低光合电子传递链上的压力,另外失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额（Y_NF）仅在土壤菲浓度达300mg·kg^-1时有小幅增加,说明土壤菲胁迫仅仅造成PSⅡ反应中心活性的降低,并未使PSⅡ反应中心大量失活。     

5个苏丹草品种酯酶同工酶比较研究

应用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对我国审定登记的5个苏丹草Sorghum sudanense品种进行了幼苗叶片和根酯酶同工酶研究.结果表明,5个品种幼苗叶片酯酶同工酶谱带较少,介于28～46条,宁农与乌拉特1号苏丹草谱带特征较相似,在Rf为0.84处酶带呈红褐色,而在该位点其他2个品种酶带呈棕色,奇台苏丹草该位点酶带缺失;新苏2号与盐池苏丹草无论谱带数量还是谱带颜色均很相似,很难区分;根酯酶同工酶谱带较多,介于35～49条,谱带特征为宁农、乌拉特1号一类,在Rf为0.84处酶带呈红褐色;新苏2号与盐池一类,在Rf为0.84处酶带棕褐色;而奇台苏丹草在Rf为0.84位点红褐色谱带消失呈特异性.利用酯酶同工酶电泳图谱能够快速而有效地区分5个苏丹草品种,为苏丹草种质资源保护和利用提供快速的鉴别方法.     

不同高丹草品种发芽期NaCl胁迫评价研究

采用水培法对高丹草及亲本进行发芽期耐盐性评价。结果表明:盐胁迫对种子发芽起到明显的抑制作用;标准差系数赋予权重法、5级评分法能够准确评价耐盐性;明确了胚芽长、胚根长、幼苗生物量、发芽率等可作为耐盐性测定指标;耐盐性强的亲本组配的杂交种耐盐性也较强;NaCl溶液耐盐性评价方法简单,结果准确;不同材料耐盐性强弱顺序为冀草1号、S2006、冀草2号、天农2号、冀草3号、S76、HB623B、HG5B、H239B;按不同种分析,高丹草耐盐性最强,苏丹草次之,保持系较差。     

金沙柚及其近缘种的SSR分子标记分析研究简报

应用SSR分子标记对8份江西不同来源的金沙柚及其近缘柚类品种的遗传多样性进行分析。从41对引物中筛选了26对引物，共检测到等位基因92个，平均每对引物扩增出3.54个等位基因，多态性为53.68%。每对引物可检测到的等位基因数目为2～8个不等。 NTSYS 软件分析，8份材料的相似性系数为0.729～0. 924。聚类分析结果显示材料可以被划分为金兰柚和沙田柚两个组。结果表明，金沙柚与其近缘柚类亲缘关系较近，但近缘种间存在一定的遗传变异。为金沙柚的种质保存、育种和生产提供了分子水平上的依据。