小桐子SRAP-PCR体系优化与M1代变异植株的分子鉴定

首次利用SRAP分子标记手段对筛选出的18株经化学试剂、60Co γ辐射和低能离子注入等诱变处理后的小桐子变异植株进行遗传多样性分析。结果显示,22对SRAP引物一共扩增到266条带,其中54条为多态性条带,多态性比例为20.3%;18株形态变异的小桐子植株,大部分不仅在外部形态上发生了变异,而且在DNA水平上也发生了基因突变。这为今后利用诱变技术培育高产优质抗逆性强的小桐子新品种奠定了实践和理论基础。     

大豆空间诱变突变体的RAPD分析

本研究应用RAPD技术在分子水平进行大豆空间诱变突变体的差异性分析,为大豆空间诱变育种提供理论基础。首次应用RAPD标记对大豆空间诱变的12个品系及4个原始对照种进行多态性分析。随机选用的70个RAPD引物对原始对照种及12个空间诱变品系进行扩增,共获得247条DNA谱带,其中多态性谱带39条,总多态性位点比率为15.8%,品系间多态性位比率在1.43%~10%之间,扩增片段长度在250-2100bp之间。因此,通过空间诱变能够在DNA水平上导致大豆遗传物质变异,并且RAPD是一种研究植物空间诱变材料的较有效的分子生物学方法。     

高能混合粒子场诱发的小麦矮杆突变体的SSR分析

为了研究高能混合粒子场(CR)和γ射线两种不同处理方法诱变小麦产生的具有相同表型的突变体之间的分子差异,选用随机分布于小麦21对染色体上的114对微卫星(SSR)引物,对CR和γ射线处理冬小麦品种ZY9和ZH7获得的矮杆突变体M3代进行SSR分析。结果表明,CR处理产生的矮杆突变体的多态性位点主要分布在染色体2A、2B、2D、3D和5A上,而γ射线处理产生的矮杆突变体的多态性位点主要分布在染色体2A、2B、2D、4A和5A上;与γ射线处理相比,CR处理较容易产生扩增条带的增加和扩增条带长度的差异,不易产生扩增条带的缺失。序列分析表明,CR处理产生的变异主要是碱基的置换和插入,其中碱基T为易发生突变的碱基。CR诱变能够在DNA水平上导致小麦遗传物质变异,其诱变机制不同于γ射线,是一种有效的诱发突变新途径。     

一串红新品种神州红的选育与SRAP鉴定

用一串红品种帝王自交系种子搭载"神舟4 号"宇宙飞船,进行空间诱变处理,诱变后代材料经多代选择,育成了新品种神州红,2008年12月通过浙江省非主要农作物品种委员会认定。与原品种帝王相比,神州红的开花期、单花序观赏期和成活率明显改善,但其他性状差异不显著。SRAP分析结果显示,在所用的33对SRAP引物组合中有17对呈现多态性,二者的遗传相似系数为0.945,说明空间诱变处理引起了一串红遗传物质的变异。本研究的结果证明,空间诱变对一串红是一种有效的育种途径,SRAP技术是分析空间诱变的有效方法。     

辐射三月李红肉迟熟突变体的ISSR分析

本研究通过60Co-γ辐射诱变,获得1个三月李红肉迟熟突变体,为了确定突变体的DNA变异情况,采用ISSR分子标记技术进行检测。从22条引物中筛选出14条多态性较好的引物对三月李、表型未发生显著变异的诱变材料及红肉迟熟突变体进行遗传差异分析。结果表明,共有8条ISSR引物可检测到三月李及其突变体在分子水平上的差异。因此,ISSR标记能较好地区分辐射诱变获得的李突变材料,可为李辐射诱变育种的早期鉴定提供参考。     

利用SRAP分子标记评价小麦三雌蕊近等基因系的遗传背景

普通小麦三雌蕊突变体(TP)具有明显的穗粒数优势,为评估该突变体在育种中的利用价值,进行了近等基因系培育。以三雌蕊突变体(TP)为供体,单雌蕊中国春、川麦28、绵阳29、内麦9号为轮回亲本,经7代回交和4代自交,初步培育出三雌蕊近等基因系CSTP、CM28TP、MY29TP和NM9TP。利用128对SRAP引物对培育的近等基因系及轮回亲本进行遗传分析,结果表明:(1)128对引物共扩增出978条谱带。其中有120对引物的扩增产物具有多态性,占所用引物的93.8%。这120对引物共扩增出638个差异谱带,占总谱带数的65.2%;(2)利用128对SRAP引物计算9个材料之间的遗传相似系数。其中中国春与CSTP的相似系数为0.9346,绵阳29与MY29TP的遗传相似系数为0.9070,川麦28与CM28TP的遗传相似系数为0.9397,内麦9号与NM9TP的遗传相似系数为0.8732;(3)通过聚类分析筛选出2对遗传相似性大于0.93的近等基因系,即CM28TP与川麦28、CSTP与中国春。     

低能离子的生物效应及在植物生物技术上的应用

中国研究者首先发现了低能离子注入的生物效应，它对植物体的诱变作用已经被大量的实验所证明，对于诱变的机理也开展了活跃的研究，同时离子注入育种也取得了很大的进展。结合本实验室的工作，就低能离子对植物体的诱变效应及其应用、诱变机理和DNA修饰等方面的进展进行综述和讨论。     

化学诱变剂EMS对胡麻种子的诱变效应

EMS诱变是创造突变体,创新种质和品种改良的有效手段。为探讨化学诱变剂EMS对胡麻种子的诱变效应,设置5个EMS浓度和4个处理时间对5个胡麻品种进行诱变处理。结果表明,EMS诱变处理对不同胡麻品种农艺性状的影响差异比较大,变异比较丰富。在不同胡麻品种间,EMS诱变对种子出苗期、成苗数的影响存在差异, 在不同籽粒颜色的品种间差异更显著。胡麻植株表型变异出现了黄化苗、畸形花、花瓣不展开、花瓣颜色变异株、分茎和分枝多,茎扁平、簇头、早熟、不育等类型,这些变异丰富了胡麻突变体库;通过EMS诱变产生的突变体,可为胡麻品种改良和种质创新提供优异资源。     

大豆“南农94-16”突变体库的构建及部分性状分析

本研究对"南农94-16"大豆种子用NaN3-60Coγ射线复合诱变以及EMS诱变来构建大豆突变体库。两种方式诱变大豆分别获得54份和66份叶、茎、花、种子、子叶等性状变异的突变体。用644对SSR标记分别对其中的14株耐涝突变体和1株叶色浅绿突变体进行了鉴定。结果表明,14株耐涝突变体,有2株与对照有超过100个标记的差异,其余植株分别有1到7个标记的差异;叶色浅绿突变体与对照有39个标记的差异,遗传分析表明该性状由细胞核单基因隐性遗传控制。这些突变体可以作为新的种质资源,构建的突变体库也有助于大豆功能基因组研究的开展。     

卫星搭载后玉米诱变系的SRAP分析

为探索空间诱变对玉米种子后代的影响,本研究用16对SRAP引物对玉米自交系＂968＂及其诱变系进行PCR检测,共检测到154个等位基因变异,每对引物检测出5～18个等位基因,平均为9.6个;94份材料间的遗传相似系数表明诱变系与对照间的遗传相似系数变化幅度为0.481～1.000,平均为0.903,其中诱变系37号与对...     

荆半夏遗传多样性的SRAP分析

利用SRAP技术对10种不同叶形荆半夏的遗传多样性及亲缘关系进行了分析。40对SRAP引物中有39对表现多态性,共获得632条多态性带,平均每个引物产生16.2个多态性条带。根据SRAP标记的结果,采用UPGMA法进行聚类分析,遗传相似系数为0.105～0.978,将10种不同叶形荆半夏划分为5类：聚类结果很明显地将三叶荆半夏和五叶荆半夏区分为两大类;三叶半夏大类中又可分为4个亚类：Ⅰ类：无缺刻的耳叶形荆半夏、尖叶形荆半夏、圆叶形荆半夏、叠叶形荆半夏、窄芍药形荆半夏和芍药形荆半夏;Ⅱ类：耳叶形荆半夏（缺刻）;Ⅲ类：宽狭叶形荆半夏;Ⅳ类：狭叶形荆半夏。该研究为半夏属植物的鉴定和遗传研究提供了新的DNA分子标记技术手段,并从分子水平上揭示荆半夏的遗传背景、亲缘关系。     

丹参遗传多样性的SRAP标记分析

相关序列扩增多态性(SRAP)是一种新发展起来的分子标记。试验通过建立优化的丹参SRAP反应体系,从88对引物组合中筛选得到36对多态性引物组合,对生长在四川中江、陕西商洛、山东临沂、安徽亳州和安徽凤阳5个丹参主产区的6个丹参种群进行了遗传多样性分析。结果表明:36对多态性引物组合共产生782条多态性条带,平均每个引物组合产生21.7条多态性条带,显示了较高的多态性。应用NTSYS软件聚类分析36对引物组合的扩增结果,供试材料分为两大类,Jaccard’s遗传相似系数在0.6774~0.8225之间,说明SRAP技术可有效地应用于丹参的遗传多样性及亲缘关系的研究。     

马铃薯遗传资源多样性的SRAP分析

采用SRAP分子标记，对44份马铃薯品种的遗传多样性进行了分析。结果显示, 随机抽取27对SRAP引物，对基因组DNA进行特异扩增，其中23对引物扩增出多态性条带，共获得104个多态性条带, 多态性引物比率达85.2%, 平均每对引物产生4.5个多态性条带，表明SRAP标记具有较高的多态性比率。44份种质资源的SRAP标记遗传距离为0.147-0.741。当遗传距离D=0.67时，将44份种质资源分为四大类群，包括一个复合类群和三个独立类群。其中复合类群可进一步分为7个亚群。从而在DNA水平上证明了所研究马铃薯种质资源具有丰富的遗传多样性。     

中国西南区扁穗牛鞭草种质遗传多样性的SRAP分析

本研究采用SRAP标记对主要来自中国西南地区（四川,重庆,贵州和云南）的43份扁穗牛鞭草种质资源的遗传多样性进行了分析。试验筛选出了11对引物组合对43份供试材料进行扩增,共获得153条带,其中多态性条带140条,多态性条带比率为91.50%,平均每对引物扩增出条带13.91,多态性条带12.73。实验数据结果表明,43份扁穗牛鞭草材料间的遗传相似系数（GS）为0.565～0.992,平均值为0.723,表现出了丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明,各供试材料间的聚类与其地理来源以及形态特征类型具有一定的相关性。同时,主成分分析结果能够直观的反映了各种质间的遗传关系。5个扁穗牛鞭草地理类群间的分子方差分析（AMOVA）揭示了供试的扁穗牛鞭草总遗传变异的85.99%存在于类群内,仅有14.01%的变异存在于类群之间,类群间的分化系数ΦST=0.140。本研究结果为扁穗牛鞭草种质的收集、利用及育种提供了理论依据。     

利用SRAP标记分析30份油茶种质资源的遗传多样性

本研究利用相关序列扩增多态性（SRAP）分子标记技术,选用分辨力强、多态性较高的7对引物组合对30份油茶种质资源的进行了遗传多样性分析。结果表明,7对引物共扩增出60条带,多态性条带为54条,多态性频率为90%。30份油茶种质资源间的遗传相似性变化范围为0.655-0.985,其中凤凰油茶2号和凤凰油茶3号遗传相似性最高,为0.985,红皮糙果茶和新兴红花油茶遗传相似性最低,为0.655。构建的聚类图表明,当遗传相似性为0.72时可将30份资源分为5大类,部分地理来源相同、遗传背景相似的资源能较好的聚类在一起,呈现出地理分布的特征,但其他资源均未按其地理区域分布特征或遗传背景相似特征进行聚类,说明油茶资源亲缘关系的复杂性。     

SSR和SRAP标记研究油菜杂交种骨干亲本的遗传多样性

用SSR和SRAP两种分子标记方法研究51份甘蓝型油菜杂交种亲本系的遗传多样性,并对两种分子标记研究结果进行比较。结果发现,在51份材料中,45对SSR引物共扩增出194条多态性条带,平均每对引物为4.3条,25对SRAP引物共扩增出197条多态性条带,平均每对引物为7.9条。UPGMA聚类分析表明,SSR和SRAP标记都可将51份亲本材料划分为五大类群,本所选育的玻里马细胞质雄性不育系（Polima CMS）的主要保持系和恢复系都聚在同一类群的不同亚群中。根据系谱资料分析发现,SRAP标记划分的类群与系谱资料更为接近,SRAP标记更适用于遗传关系较近材料的遗传多样性分析。SRAP标记揭示的亲本间遗传距离要大于SSR标记揭示的遗传距离。两种不同标记方法揭示出油菜亲本遗传多样性的差异主要是由不同的标记方法揭示的标记位点等位基因变异数不同造成的。     

硬叶兜兰SRAP-PCR体系建立及亲缘关系研究

采用CTAB法对硬叶兜兰叶片总DNA进行提取,通过正交实验设计,用SRAP正向引物me1（5＇-TGAGTCCAAACCGGATA-3＇）和反向引物em2（5＇-ACACACACACACACACT-3＇）对反应体系进行优化;并应用其进行种群遗传差异分析。结果表明：优化的20μL的PCR反应体系中DNA模板为90 ng,Taq DNA聚合酶1.6 U,dNTPs 0.30 mmol/L,MgCl22.0 mmol/L和引物各0.50μmol/L,经重复电泳验证适合进行硬叶兜兰的SRAP分析;利用该体系对7个不同种源的167份硬叶兜兰进行SRAP-PCR扩增,对筛选的10个引物扩增,共得到288条条带,其中多样性条带234条,多态位点百分率（PPB）为81.25%;种群的遗传距离值在0.065 9～0.191 6,UPGMA聚类结果显示供试种群在遗传相似度为0.863时,可以分为2支,即第一分支由马固、斗咀和杨柳井居群组成,第二支由古林箐、夹寒箐、小坝子和田坝居群组成。SRAP标记可较好地适用于硬叶兜兰种群遗传差异的鉴定。     

油茶长林系列优良无性系的SRAP分子鉴别及遗传分析

油茶(Camellia oleirera)良种鉴别是解决目前生产上种苗混乱的重要途径.采用SRAP方法,对油茶长林系列12个优良无性系进行分析.筛选出15对多态性高的引物,共扩增得到423个位点,多态性位点达到93.14%,品种特异性条带达50条,其中有13对引物能够独立鉴别所有供试材料.为了提高鉴别效率,选择多态性高的24个位点建立了所有供试材料的DNA指纹图谱,实现了供试材料的有效鉴别.遗传距离和聚类分析表明,长林系列无性系间存在很大的遗传差异,遗传距离的变化范围是0.5022～0.8163,取GD=0.35时,可将长林系列12个无性系分为3大类群.这为油茶良种选育提供了理论基础和依据.     

SRAP分子标记分析体系的建立及白簕资源亲缘关系分析

本实验对影响SRAP-PCR体系中的Mg2＋、dNTPs和引物浓度等因子进行了体系优化,建立了一套适合白簕SRAP检测的25μL反应体系：1.5mmol/LMg2＋,1.5mmol/LdNTPs,1μmol/L引物,10ng模板DNA,1.5UTaqDNA聚合酶;进一步以白梗簕菜为模板,利用优化的体系进行多态性标记引物组合分析,共筛选出17对引物;利用这些引物对7个白簕品种进行SRAP遗传多样性分析,共扩增出461条谱带。其中多态性谱带155条,多态性谱带比率为33.6%,白簕品种间的相似系数为0.7077~0.9474。经UPGMA聚类分析结果显示,所检测的7个白簕品种分为两大类,其中亲缘关系较近的青梗簕菜和细叶密刺簕菜聚成了一组;而其余的4个种,包括白梗簕菜、细叶小刺簕菜、紫柄簕菜、大叶大刺簕菜和红梗簕菜,聚成另一组。     

荔枝SRAP—PCR反应体系的优化

SRAP（sequence-related amplified polymorphism）是基于基因的内含子和外显子区域进行检测的新型分子标记技术,具有多态性高、重复性好、易测序、便于克隆目标片段等特点,在荔枝（Litchi chinensis Sonn）中还没有相关的研究报道。为了建立适合荔枝的SRAP反应体系,对反应体系中的DNA模板、Mg^2＋、dNTP、引物、砌DNA聚合酶诸因子的用量进行了探索,确立了适合荔枝的SRAP反应体系为：在20μL反应体系中,模板DNA为40ng,Mg^2＋浓度2．5mmol／L,dNTP0．3mmol／L,引物5mmol／L,TaqDNA聚合酶1．0U。扩增程序为：94℃预变性3min,反应前5个循环在94℃1min、35℃1min、72℃1 min的条件下运行;随后的35个循环退火温度提高到50℃;最后72℃延伸10min。利用该反应体系对荔枝10个不同品系进行SRAP反应,用5％的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,结果显示：不同品系间DNA谱带多态性丰富。证实该体系稳定可靠,可以用于荔枝的分子标记研究。