马铃薯种质遗传多样性分析的AFLP反应体系优化与引物筛选

本试验主要对AFLP反应体系进行优化,并用该体系筛选适用于马铃薯种质资源遗传多样性分析的引物。酶切连接、预扩增和选择性扩增体系的优化结果表明,建立的马铃薯AFLP反应体系为:模板DNA160ng,37℃酶切连接12h;预扩增体系中dNTP浓度为0.2mmol/L,TaqDNA聚合酶用量为1U;选择性扩增体系中预扩增产物稀释20倍,引物终浓度为2.5ng/μL。利用优化后的AFLP反应体系,以5个马铃薯品种为试材筛选选择性引物,可以从81对引物组合中选出16对条带丰富且多态性较高的引物组合。本研究为种质资源鉴定、马铃薯遗传多样性以及马铃薯抗病性研究等奠定了良好的基础。     

独脚金AFLP反应体系的优化及引物筛选

为了构建一套适合中国独脚金种质资源的AFLP反应体系,本研究以独脚金幼嫩茎叶为材料,对影响AFLP反应体系的酶切连接反应、预扩增和选择性扩增过程中的一些关键因素进行优化,并利用优化的反应体系对AFLP引物进行筛选。结果表明,最佳的酶切反应体系为DNA模板200 ng,MseⅠ/EcoRⅠ用量3 U,总体积20μL,37℃酶切反应时间3 h,72℃灭活20 min;最佳连接反应体系为T4连接酶5 U,16℃连接过夜;最佳预扩增反应体系为dNTP浓度0.2 mmol/L,Taq DNA聚合酶浓度2 U,总体积25μL;选择性扩增的反应体系为d NTP浓度0.2 mmol/L,Taq DNA聚合酶浓度1 U,预扩增产物稀释5～10倍,总体积10μL。采用优化的AFLP反应体系,对来自3个不同来源地的独脚金样本进行选择性扩增,100对引物组合均能扩增出清晰、丰富的条带,且在参试样本中均能表现出一定的扩增多态性。本研究筛选出的引物组合可用于后续独脚金种质资源遗传多样性的研究,为独脚金遗传多样性研究、种质资源保存和鉴定提供一定的参考。     

药用菊花SSR-PCR反应体系优化及引物筛选

为进一步开发利用药用菊花种质资源和开展分子标记辅助选择育种,本研究利用L25(56)正交设计对影响药用菊花SSR-PCR反应的模板DNA、Mg2+、d NTPs、Taq酶、引物等5个因素进行优化,并对SSR引物进行筛选。结果建立了药用菊花SSR-PCR最佳反应体系(20μL):模板DNA 60 ng,正、反向引物0.25μmol/L,d NTPs 0.3 mmol/L,Mg2+3.0 mmol/L,Taq酶1.5 U。运用优化后的反应体系,从136对引物中成功筛选出了扩增条带清晰、多态性丰富的SSR引物57对,大多数条带大小集中在100~500 bp,不同引物扩增的条带数为5~15条。优化的SSR-PCR反应体系在多个药用菊花品种遗传多样性研究中得到了验证,获得了稳定性、重复性良好和多态性丰富的扩增图谱。该体系的建立可为今后利用SSR标记对药用菊花种质鉴定、遗传多样性分析、系统发育研究、遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助育种等研究提供了依据。     

羊耳蒜遗传多样性研究中AFLP反应体系的建立与初步应用

为研究羊耳蒜种质资源遗传多样性,建立并初步应用羊耳蒜AFLP反应体系。以羊耳蒜幼嫩叶片为材料,采用常规SDS法提取基因组DNA,通过优化AFLP反应体系中的几个关键因素,建立适合羊耳蒜的AFLP银染反应体系,并利用筛选出的引物组合对羊耳蒜的遗传多样性进行初步研究。经EcoRⅠ和MseⅠ酶组合37℃酶切3 h后可将500 ng基因组DNA完全切开;酶切产物和接头经16℃连接过夜后,用带有1个选择性碱基的预扩引物和带有3个选择性碱基的选扩引物分别进行扩增,扩增产物经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染,能够得到清晰的扩增图谱。3对引物组合对8个羊耳蒜种群共185个体的扩增共得到221条条带,其中多态性条带195条,多态性条带百分率为88.24%。本研究结果表明建立的AFLP反应体系可用于羊耳蒜种质资源遗传多样性研究。     

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。     

穿心莲MSAP反应体系的优化及引物筛选

为建立穿心莲甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitivity amplification polymorphism,MSAP)反应体系,本研究以穿心莲叶片为材料,提取总基因组DNA,采用L25(55)正交试验对穿心莲MSAP的预扩增和选择性扩增的相关参数进行了优化,并对MSAP引物进行了筛选,以期建立穿心莲MSAP最佳反应体系。优化后的体系具有稳定的图谱,清晰丰富的条带。运用优化后的体系,在穿心莲MSAP的80对引物中筛选出8对有效引物。筛选出的引物组合特异性良好,能够用于后续穿心莲甲基化的相关研究。为其他药用植物MSAP分析提供参考。     

苦瓜ISSR-PCR反应体系的建立与优化

为建立适合于苦瓜的ISSR反应体系,为后续苦瓜的遗传多样性分析和亲缘关系鉴定奠定基础,本研究以"609"苦瓜品种作为模板DNA,试验采用单因素试验设计对影响反应体系的DNA模板、引物、d NTP和Taq酶的含量进行优化,并对单因素结果进行L9(33)正交试验设计。研究结果表明,苦瓜ISSR:20μL最佳反应体系为:2μL的10×Buffer(含Mg2+),30 ng模板DNA,0.25 mmol/L的d NTP,0.5μmol/L的引物,1.25 U的Taq DNA聚合酶。在此基础上,对优化引物的退火温度,确定最适宜的退火温度。验证优化的最佳反应体系,选用引物cw39132对48个苦瓜品种进行所确立扩增体系的验证,结果显示扩增产物条带清晰明亮、多态性丰富,且特异性强和重复性好,表明本研究所确定的反应体系适用于苦瓜的ISSR分子标记。     

苹果MSAP技术体系的优化及其应用

为建立适合苹果的MSAP(Methylation Sensitive Amplification Polymorphism)反应体系,以‘嘎啦’为材料对MSAP技术中的关键因素进行优化筛选,并用于苹果叶片和愈伤组织的甲基化模式分析。经过不同因素水平摸索,结果表明：600 ng基因组DNA用EcoRⅠ,HapⅡ或MspⅠ各10 U,37℃保温12 h,即可酶切完全。最佳预扩增体系为：酶连产物1 μL、上下游引物各3 μL、2×PCR mastermix 10 μL（Taq酶1 U、dNTPs 5 mM、Mg2+ 30 mM）和ddH2O 3 μL。20 μL选择性扩增体系中,含有60倍稀释的模板DNA 2 μL、上下游引物各3 μL、2×PCR mastermix 10 μL（Taq酶1 U、dNTPs 5 mM、Mg2+ 30 mM）和ddH2O 2 μL。在该体系下选用2对引物对苹果叶片和愈伤组织进行甲基化模式分析,获得了清晰、重复性好的银染指纹图谱。平均每对引物可获得特异性条带12条,共获得特异性条带91条,表明该体系可用于苹果不同发育阶段DNA甲基化模式分析。     

红毛丹SRAP反应体系优化及多态性标记筛选

为建立成熟可靠的红毛丹SRAP-PCR扩增检测技术体系,本研究首先采用单因素实验设计,对反应体系中的DNA模板、Mg2+、d NTPs、Taq DNA聚合酶和引物浓度等5个主要影响因素,设置不同的水平梯度,筛选出适宜的因子范围;在此基础上,进一步采用L16(45)正交设计,建立了红毛丹SRAP-PCR最佳反应体系:20μL体系中包含DNA模板20 ng、d NTPs 0.25 mmol/L、引物0.6μmol/L、r Taq酶1.0 U、Mg2+2.5 mmol/L。并利用优化的反应体系,从116对SRAP引物组合中筛选出37对扩增条带清晰、产物多态性较好的引物。本研究建立的SRAP-PCR体系及筛选的引物,将为红毛丹从分子水平进行种质资源遗传多样性分析、品种指纹图谱构建等研究提供基础。     

96份中、日春兰资源遗传多样性的ISSR分析

为了探讨中、日春兰优良种质资源的生物遗传多样性,本研究通过L9(34)正交试验,确立ISSR-PCR最佳扩增反应体系,筛选ISSR引物对4个类群96份中、日春兰种质材料进行标记扩增。结果表明:本试验筛选出的ISSR-PCR最佳扩增反应体系中主要影响因子的浓度为:Mg2+浓度2 mmol/L,引物浓度0.4μmol/L,Taq聚合酶用量1.5 U/20μL,d NTPs浓度0.2μmol/L;筛选出的13条引物在93份材料中扩增出126个条带,每条引物平均扩增条带数为9.69,多态性比例(PPB)为100%,种群总等位基因数(Na)为2.000 0,有效等位基因数(Ne)为1.304 5,Nei’s基因多样性(He)为0.203 3,Shannon’s信息多样性指数(Ⅰ)为0.334 0,种群水平上的遗传多样性较高;在类群水平上PPB平均值为82.94%,Na平均值为1.829 4,Ne平均值为1.301 1,He平均值为0.193 8,Ⅰ平均值为0.311 9;类群间的遗传分化系数(Gst)为0.052 1,基因流水平(Nm)为9.089 6,类群间的基因交流程度很高,类群间的变异低于类群内的变异;各类群的遗传多样性水平由高到低依次为Ⅰ类群(中国春兰正格花品种)>Ⅲ类群(中国春兰杂交种)>Ⅱ类群(中国春兰蝶花品种)>Ⅳ类群(日本春兰品种),4个春兰类群两两之间的遗传相似性系数(GS)范围为0.966 1~0.995 1,总体上遗传距离较小。UPGMA聚类分析结果显示,ISSR分子标记能很好的鉴定表型性状相似的春兰原生种和杂交种,在遗传相似系数为0.82时,Ⅱ类(中国春兰蝶花品种)品种和Ⅳ类(日本春兰品种)品种能分组聚类,Ⅰ类(中国春兰正格花品种)品种和Ⅲ类(中国春兰杂交种)种质混合在一起。春兰是中国的传统特色花卉,春兰优良品种的产业化开发潜力大,中、日春兰种质资源的遗传多样性研究对春兰种质的保护、利用和创新有重要的意义。     

叶用莴苣TRAP 反应体系的建立

以叶用莴苣为试材,采用正交设计和单因素试验2种方法研究叶用莴苣TRAP反应体系中Mg^2＋、Taq DNA聚合酶、dNTPs、引物等4个因素的浓度变化对扩增结果的影响,建立最佳反应体系。结果表明：TRAP-PCR反应最优体系是在20μL反应体系中含DNA模板60～100 ng、10×PCR buffer（Mg^2＋free）2μL、Mg^2＋终浓度2.0 mmol/L、Taq DNA聚合酶含量1.0 U、dNTPs终浓度0.2 mmol/L、引物终浓度0.75μmol/L。该体系对叶用莴苣种质的扩增结果稳定,条带清晰度高且多态性丰富,可用于对叶用莴苣种质资源的遗传多样性分析和亲缘关系鉴定。     

新疆野生欧洲李ISSR-PCR反应体系的建立与优化

为建立适合新疆野生欧洲李的ISSR-PCR反应体系,本研究以野生欧洲李为供试材料,采用L₁₆(4⁵)正交试验设计和单因素试验设计相结合的方法,对影响野生欧洲李ISSR-PCR反应体系的5个因素(DNA模板,Taq酶,dNTPs,引物,Mg²⁺)进行筛选与优化,对16条引物的退火温度进行筛选。结果表明,Taq酶对PCR扩增反应的影响最大,野生欧洲李ISSR-PCR最佳反应体系为:总体积20μL,5 U Taq酶0.10μL,10 mmol/L引物1.00μL,2.5 mmol/L dNTPs 1.50μL,10×Buffer(含Mg²⁺)2.00μL,50 ng/μL DNA模板1.00μL,双蒸水14.40μL。建立的ISSR-PCR反应体系经过22份野生欧洲李样品验证,表明反应体系稳定可靠,可用于后续遗传多样性研究,为野生欧洲李种质资源的保护和利用提供理论参考。     

铁皮石斛SCoT-PCR反应体系的建立及其初步应用

为建立铁皮石斛的SCoT-PCR反应体系,本研究以8个不同增殖代的铁皮石斛组培苗为试验材料,采用正交试验设计,对影响PCR反应体系的2×Taq Master Mix混合液、引物、模板DNA的浓度进行优化,建立了铁皮石斛SCoT-PCR的最佳反应体系,筛选引物,并对1～8代的组培苗进行遗传稳定性鉴定。结果表明:铁皮石斛的SCoT-PCR最佳反应体系(20μL)包含2×Taq Master Mix 10μL、引物0.50μmol/L、模板DNA 40 ng;从60条引物中筛选出19条扩增结果稳定、条带清晰的SCoT引物;所有引物在8个增殖代的16份供试材料中均能扩增出清晰、丰富而稳定的条带,但是所得条带的数量和大小一致,均没有多态性,即16份材料没有发生遗传变异。反应体系的建立可为铁皮石斛种质资源鉴定和遗传多样性研究提供参考,也为其他药用植物组培苗遗传稳定研究提供理论和方法借鉴。     

珍稀濒危植物距瓣尾囊草(Urophysa rockii Ulbr)SCoT-PCR分析体系的建立与优化

为研究距瓣尾囊草种质资源遗传背景和系统进化提供理论依据和技术支持,本研究利用L16(45)正交设计,研究Mg~(2+)等5个因素对PCR扩增结果的影响。研究结果表明,在距瓣尾囊草SCo T-PCR的最优反应体系(20μL)中,Mg~(2+)、d NTPs、Taq DNA聚合酶、引物以及模板DNA等5个因素的最优浓度分别是2.188 mmol/L、0.113 mmol/L、1.0 U、0.625μmol/L和30 ng。在此基础之上,从18条引物中初步筛选出12条扩增结果稳定、条带清晰的SCo T引物。建立了距瓣尾囊草SCo T-PCR反应体系,经过18条引物和13份种质资源的验证,证明体系稳定性好、可靠性高,能满足距瓣尾囊草分子水平上的研究。     

海南油茶SCoT反应体系建立与多态性引物筛选

SCoT-PCR是一种单引物扩增分子标记。为了将SCoT分子标记应用于海南油茶的分子鉴定和遗传多样性评价中,本研究采用单因素试验和正交试验结合方法,分析模板DNA、dNTPs、Taq DNA聚合酶及引物4种因素对海南油茶SCoT-PCR扩增结果的影响,构建海南油茶SCoT-PCR体系,并筛选多态性引物。单因素试验结果表明：DNA浓度对海南油茶扩增效率影响不大,高浓度dNTPs利于扩增产物,而Taq酶和引物扩增高效率偏于中浓度。正交试验结果表明：各因素对海南油茶SCoT-PCR扩增影响大小依次为引物>Taq DNA聚合酶>dNTPs>模板DNA;总体系为20μL时,最佳反应体系中模板DNA用量为30 ng,dNTPs浓度为0.30 mmol/L,引物浓度为0.60μmol/L,Taq DNA聚合酶用量为1.00 U。利用构建的SCoT-pcr体系对80条SCoT单引物进行筛选,最终筛选出16条SCoT条带清晰的多态性引物,多态性比率平均值达到76.25%。本试验结果可为海南油茶的遗传多样性分析和种质资源鉴定等研究提供参考数据。     

油菜黑胫病菌 ISSR-PCR 反应体系优化

通过正交试验设计,对油菜黑胫病菌ISSR-PCR 反应体系的各影响因素进行研究,即从 Taq 酶、Mg2＋、dNTPs、引物以及模板浓度5因素4水平进行优化,筛选并建立了适合油菜黑胫病菌ISSR分子标记的最佳反应体系,即在25μL反应体系中包含Taq DNA酶1 U,Mg2＋2．0 mmol/L,dNTPs 0．2 mmol/L,引物0．6μmol/L,模板40 ng以及2．5μL 10×Buffer。并以扩增条带丰富、清晰、稳定性强为原则,从所查找的110条引物中筛选出24条适于油菜黑胫病菌ISSR-PCR扩增的引物,同时对各引物的最佳退火温度进行了筛选确定,经对20株病原菌的稳定性检测,证实该优化体系可用于研究该病原菌的遗传多样性。     

10种绣线菊DNA的提取及RAPD反应体系的优化

旨在筛选出绣线菊属 RAPD 反应的最佳体系,为绣线菊属植物种质资源遗传多样性和亲缘关系的研究奠定基础.试验以 10 种绣线菊属植物为材料,采用改良 CTAB 法进行冬芽和嫩叶的总 DNA 提取并对影响 RAPD 扩增效果的因素进行优化.通过单因素优化筛选出最佳的 20μl 反应体系10×Taq buffer 2μl,Taq 酶 1.0U,0.15mmol/L dNTP,DNA 2ng/μl,引物 0.21μ mol/L,Mg2 2.0mmol/L;反应程序94℃预变性 4min,然后进行 40 个循环94℃变性 45s,37℃退火 1min,72℃延伸 1min.最后72℃延伸5min,4℃终止反应.结果发现,采用改良 CTAB 法所提取绣线菊冬芽的 DNA 达到 RAPD 反应的要求.筛选体系扩增出清晰稳定的多态性条带,可用于对绣线菊属遗传育种方面的研究.     

贵州桃种质资源ISSR标记体系建立及遗传多样性分析

采用正交设计方法,针对影响贵州桃ISSR-PCR反应的引物浓度、模板DNA、Master Mix及退火温度等因素进行优化,建立了适于贵州桃ISSR-PCR标记的反应体系。20μL反应体系含有Master Mix 10.0μL、引物浓度0.375μmol/L、DNA模板40 ng、退火温度为52℃。利用该体系对71份贵州桃资源进行分析,扩增条带清晰,扩增产物在175~2 300 bp之间。12条ISSR引物共扩增112条带,其中多态性条带79条,多态性比率为70.54%。供试材料的Nei's遗传多样性指数(H)为0.211 1±0.184 4,Shannon's信息指数(I)为0.325 1±0.260 8。聚类分析显示71份贵州桃资源遗传相似系数变幅为0.669 6~0.919 6,在相似系数0.80水平处可将供试材料分为8个类群,表明贵州桃资源具有较为丰富的遗传多样性。     

藓类植物遗传多样性的SRAP分析

为藓类植物分子系统学研究提供基础,本研究利用正交设计法建立藓类植物SRAP反应体系,并对8种藓类植物的遗传多样性进行研究。结果表明:在20μL SRAP-PCR反应体系中,最佳扩增条件为Taq DNA聚合酶2.0 U、Mg~(2+)浓度1.5 mmol/L、dNTP浓度0.3 mmol/L、DNA模板量50 ng、正反引物0.5μmol/L;15对引物扩增出145个条带,其中有73个多态性条带,多态比率为50.34%,平均每对引物有4.87个多态性位点,每对引物多态性信息量(PIC)为0.51~0.67,平均为0.59;有效等位基因数(Ne)、Shannon信息指数(I)和Nei's遗传相似系数(H)分别为1.602 3、0.540 1和0.357 1;聚类分析结果显示,在遗传相似系数为0.675 5处,将8种藓类植物分为2大类;在0.710 0处,第一大类分为2个亚类。研究表明,同属的藓类植物物种之间遗传差异较小;藓类植物遗传多样性受生境的影响。所建立的藓类植物SRAP反应体系稳定可靠、重复性好,条带清晰且多态性好,可为展开藓类植物遗传多样性及亲缘关系、有效基因资源的挖掘研究提供有效参考。     

郁金香SSR-PCR反应体系的建立与优化

为建立郁金香SSR-PCR反应体系,本研究以36个荷兰引进的郁金香栽培品种和5个产于中国新疆的野生种为试验材料,采用单因素试验和L_(16)(4~5)正交设计相结合的方法,对影响郁金香SSR-PCR反应的Mg~(2+)浓度、dNTPs浓度、引物浓度、模板DNA、Taq酶用量进行优化,建立最佳的SSR-PCR反应体系,并利用3对引物在41份郁金香材料中验证反应体系的稳定性。结果表明:在20μL的PCR反应体系中,10×PCR Buffer (Mg~(2+)free) 2μL、Mg~(2+)2.0 mmol/L、dNTPs 0.75 mmol/L、引物2.0μmol/L、模板DNA 10 ng、Taq酶0.15 U为最优体系;通过正交试验确定5个因子对SSR-PCR体系的影响程度为:模板DNATaq酶引物Mg~(2+)d NTPs。筛选出的3对引物在41份郁金香材料中均可扩增出目的条带,表明该体系的稳定性好。本研究建立SSR-PCR反应体系,为郁金香SSR标记的开发以及遗传多样性分析、品种指纹图谱构建、种质资源鉴定等方面提供了帮助。