基于分子和表型性状的大豆骨干品种遗传多样性分析

绥农14是集优质、高产、抗病、广适应性于一身的大豆优良品种,对绥农14系谱亲本进行分子和表型的遗传基础解析,为有目的地选择杂交亲本拓宽遗传基础提供理论指导.利用包含有生长性状、产量性状、品质性状、抗逆性状、固氮性状在内的50个表型性状和550个微卫星位点对绥农14系谱亲本进行分析.550个SSR位点共检测出等位变异1 494个,平均每个SSR位点的等位变异为2.716 4,平均PIC值为0.445 0,其中30个多态性高的位点可作为评价大豆种质资源遗传多样性的重要位点;连锁群CI的多态性位点比例最高为0.961 5,连锁群A2的保守片断最多为11个,构建绥农14系谱亲本的指纹图谱最少需2个位点.50个表型性状共检测到等位变异255个,每个位点的平均等位变异为5.1个,平均PIC值为0.683 2,主成分分析结果表明,6个主成分的累积贡献率在80.1％以上,分析每个主成分的组成发现,产量性状、生长性状,品质性状、抗逆性状、固氮性状在分析大豆种质资源遗传多样性时均具有重要的作用,进行每一类性状的主成分分析,选出重要性状作为大豆综合性状考察的主要指标.基于SSR的UPGMA聚类结果与基于农艺数据的UPGMA聚类结果的相关系数仅为0.393 0,2种聚类方法都只能在一定程度上揭示品种间的亲缘关系,因此,在进行种质资源遗传多样性研究时应将分子数据分析与表型性状解析相结合.     

四川省2005-2006年区试小麦品种(系)的SSR遗传多样性

为明确四川近年来普通小麦的遗传差异情况,本研究采用微卫星分子标记(SSR)对四川省2005～2006年参加区试的66个小麦品系进行了遗传多样性研究,用18对扩增谱带稳定的SSR引物,共检测到106个等位位点,每对引物等位位点数为2～13个,平均5.89个.SSR引物的PIC介于0.22～0.91之间,平均多态性信息0.498.聚类分析表明,品种间遗传相似系数(GS)变异范围为0.390～0.834,平均值为0.608,品种间遗传相似性变幅较大,表明这次小麦区试品种(系)间存在着不同程度的遗传多样性差异.根据品种间遗传相似系数聚类,66份材料被聚成五类.     

82份玉米自交系遗传多样性分析

对种质资源进行遗传关系的研究和遗传多样性评价是玉米育种研究的重要内容,采用形态标记和SSR分子标记2种方法对82份玉米自交系进行了遗传多样性分析。结果表明：用15个表型性状计算它们的欧式遗传距离,其平均遗传距离为50.57,变异范围为9.05~146.23,说明供试自交系遗传多样性丰富,以遗传距离38.06为界,将供试自交系分为6类,其聚类结果与其系谱来源的吻合程度较差;利用筛选出来的63对扩增条带清晰、多态性明显的SSR引物,在供试自交系中共检测出等位基因变异601个,每对引物检测到4~24个等位基因,平均为9.5个,每个位点多态性信息量(PIC值)变幅为0.4546~0.9169,平均为0.7529,遗传相似系数为0.5441~0.9334,平均为0.6673,以遗传相似系数0.6735为界,将82份自交系分为七大类,属于五大常见类群的自交系占84.1%,其中Reid群占32．9%,PB群占23.2%,Lancaster群占13.4%,塘四平头群占7.3%,旅大红骨群占7.3%,其他2个类群分别占11．0%和4.9%,其聚类结果与其系谱来源的吻合程度较高。     

亚洲不同生态区水稻群体遗传多样性与特异性分析

研究不同生态区水稻群体的遗传多样性及其遗传结构分化、群体特异性及其相互关系,为水稻起源及亲本遴选提供遗传基础。本研究利用119对SSR标记对太湖、黑龙江省和越南的440种水稻品种进行分析。结果在三个不同生态区中的太湖流域水稻中检测到783个等位基因,平均多态信息含量（PIC）为0.49;在黑龙江水稻中检测到296个等位基因,平均多态信息含量（PIC）为0.21;在越南水稻中共检测到374个等位基因,平均多态信息含量（PIC）为0.28,这表明越南水稻和黑龙江水稻的多样性低于太湖水稻。特缺等位变异数最多的是黑龙江亚群（132）,最少的是太湖亚群（4）;特有等位变异数最多的是太湖亚群（284）,最少的是黑龙江亚群（25）。从亚群间补充等位变异数来看：其补充等位变异数最多的是太湖亚群对黑龙江亚群的补充（447）,最少的是黑龙江亚群对太湖亚群的补充（29）。利用Structure2.2软件将三个地区的440个品种分为7类血缘,发现每个血缘都不是独立的而是相互渗透的。     

粳稻栽培品种中淀粉合成相关基因的等位变异及群体结构分析

为了明确粳稻栽培品种中淀粉合成相关基因的等位变异及群体结构和亲缘关系状况,以国内外181份粳稻栽培品种为试验材料,利用34个淀粉合成相关基因的分子标记进行遗传多样性分析,并结合185个SSR/Indel标记分析其群体结构及亲缘关系。34个淀粉合成相关基因分子标记共检测到74个等位基因,变幅为2～4个,平均每个标记检测到的等位基因数为2. 176个,基因多样性指数变幅为0. 011～0. 494,平均0. 148;多态信息含量(PIC)变幅为0. 011～0. 399,平均0. 128,中度多态位点(0. 25 PIC 0. 50)有6个,无高度多态位点(PIC 0. 50),表明粳稻中淀粉合成相关基因的遗传多样性不够丰富。群体结构分析及基于Nei's遗传距离的UPGMA聚类分析表明,供试材料分为3个亚群(POP1～POP3)和1个混合群(Mixed),地理位置相近的品种大都聚于同一亚群中。可为水稻食味品质性状的遗传改良提供依据,为后续淀粉合成相关基因与淀粉品质性状的关联分析奠定基础。     

四川省常用玉米自交系SSR遗传多样性分析

利用SSR标记研究了33个玉米自交系的遗传变异,初步进行了杂种优势群划分,从85对SSR引物中筛选出72对扩增产物具有稳定多态性的引物。72对引物在供试材料中共检测出289个等位基因变异,每对引物检测等位基因2～7个,平均4．01个,每个位点的多态性信息量(PIC)变化于0．277～0．792之间,平均为0．599。33个自交系之间的遗传相似系数变化范围为0．5866—0．9247,平均为0．7056。UPGMA聚类分析结果表明,33个供试自交系划分为4大类,其中第1类又分为6个亚类,分类结果与系谱来源基本一致,而且类间平均遗传相似系数均小于类内平均遗传相似系数,表明分类是合理的;同时生产上主要推广杂交种的亲本大多来自不同的大类或亚类;研究表明SSR标记可以进行玉米自交系遗传多样性分析,并用于杂种优势群的划分。本研究还筛选出14对不仅带型稳定、重复性好,而且PIC值较高的引物组成核心引物,可以对供试材料进行初步分析,并认为选用大约50对以上扩增产物稳定、多态性高的引物,对供试材料进行分析就可获得较可靠的划类结果。     

中国东北大豆育成品种遗传多样性和群体遗传结构分析

1923—2005年中国育成1 300个大豆品种, 其中东北育成682个品种。选用大豆基因组64个SSR标记分析东北169份大豆育成品种的遗传变异, 探讨东北大豆育成品种群体遗传多样性及分时期亚群间、分省亚群间的遗传多样性和互补性, 及该地区育成品种群体的遗传结构。结果表明, 东北大豆育成品种遗传多样性丰富, 分时期亚群随着时间推移旧的等位变异在消失而新的等位变异不断增加, 新增加的多于消失的旧等位变异。分省亚群(黑龙江、吉林、辽宁)间都存在较多互补等位变异数, 最多的在黑龙江与辽宁亚群间。分时期亚群间、分省亚群间分别拥有各自特有或特缺的等位变异。东北大豆育成品种分省亚群、分时期亚群分类与SSR标记遗传距离聚类间有显著相关, 省份分群、时期分群都有其相应的遗传基础。东北大豆育成品种可能源自两个血缘群体, 分别占I、II类群的绝大部分, 和III、IV类群中较大比例; 黑龙江品种兼有两方面血缘, 吉林、辽宁品种则侧重在同一种血缘, 前者遗传基础较后两者广; 东北各分时期亚群均有2种血缘。研究结果启示在新品种选育中应加强东北3省间大豆育成品种种质的交流、增加优异基因相互渗透, 从而拓宽大豆品种的遗传基础。     

山东省不同年代栽培大豆SSR标记遗传多样性分析

从分子水平探讨山东省大豆种质资源遗传多样性,为山东大豆今后的大豆育种和遗传改良奠定基础;对山东省36份不同年代材料进行SSR标记,计算遗传相似系数,并对供试品种进行UPGMA聚类分析;20对SSR引物共扩增出138个等位变异,平均每对引物扩增出6.9个等位变异.遗传相似系数的变化范围为0.66～0.97,总体平均值为0.78;相似系数大,品种间遗传差异较小.利用SSR标记的数据结果,对供试品种进行聚类分析,东解1号单独聚为一类,其他品种聚成2个类群,聚类结果表明其多样性与地理来源及系谱关系相关联,但从年代上并没有很好的划分.对山东大豆的多样性分析也有必要采取多种方法对其进行综合有效的鉴定.     

国外种质对中国大豆育成品种遗传贡献的分子证据

用SSR标记对32份中国大豆品种与40份国外引进大豆育成品种祖先亲本的遗传多样性进行分析,以明确引进国外大豆种质对中国大豆育种的遗传贡献。结果表明,在22个SSR位点共检测到170个等位变异,中国大豆和引进国外大豆平均等位变异数分别为6.0和6.9个,遗传多样性指数都为0.71,国外品种中检测到48个特有等位变异,而中国大豆中仅检测到22个,且共有等位变异在中外大豆中的分布频率差异较大。聚类分析也发现中国育成品种与国外引进大豆存在较大差异。遗传组成分析发现,Amsoy和十胜长叶2个国外种质的引入使5个中国大豆育成品种增加了23个国外种质特有等位变异;其在育成品种中的保留比例为29.13%,但不同遗传背景中保留的等位变异不同,说明国外种质在中国大豆育种中起着重要作用,而且仍有很多特有等位变异没有被利用,可以继续作为亲本在中国大豆改良中发挥作用。     

陇东地区冬小麦遗传多样性及群体结构分析

冬小麦是陇东地区最重要的粮食作物,为了解陇东地区冬小麦遗传多样性及群体结构,选取105对引物对56份陇东地区冬小麦品种进行SSR遗传多样性和群体结构分析,对电泳结果进行统计发现有85对SSR引物表现出多态性。试验发现:有多态性的85对引物总计检测到243个等位变异,变异范围在2~6之间,均值为2.86个每个标记,多样性平均值为0.438 5,多态信息含量(PIC)介于0.035 7~0.746 2之间,平均值为0.382 4,每个标记遗传多样性组成中获得有效性的平均值为93.8%,Shannon指数变幅为0.092 2~1.562 2;遗传相似性指数(GS)变幅在0.509 6~0.760 6,平均值为0.641 4,GS值为0.619 0处可将56份材料分为5个类群,群体遗传结构分析将56份材料划分为2个亚群,每个亚群包含29、27份材料。结果表明陇东地区冬小麦遗传背景相对丰富,可为今后育种工作提供丰富的亲本资源,同时也需引进更多亲缘关系较远的其他品种进而拓展陇东地区小麦品种的选育工作。     

陆地棉SSR标记遗传多样性及其与农艺性状的关联分析

分析陆地棉栽培种遗传多样性,通过关联分析寻找与棉花农艺性状相关联的分子标记,为分子标记辅助选择育种和提高棉花育种效率奠定基础。本文采用74个Simple sequence repeat(SSR)标记对172份陆地棉栽培种的基因组变异进行扫描,使用NTSYS-pc 2.20进行聚类,分析该群体遗传多样性;利用Structure 2.3.4软件分析群体结构,在此基础上结合田间表型数据,采用Tassel 2.1的一般线性模型(General linear model,GLM)进行关联分析,定位与农艺性状相关的QTLs。74个标记共检测到148个多态性位点,涉及246个等位变异,变异范围2~7个,平均等位变异数为3.32;引物的多态性信息含量(PIC)为0.0281~0.3733,平均值为0.2370;遗传相似系数变异在0.2816~1,平均值为0.5369,平均遗传相似系数为0.5369,表明我国陆地棉遗传基础狭窄,尽管国外及西北内陆棉区部分材料具有较丰富的遗传变异。聚类分析将该群体划分为12个亚群,不同棉区的材料交叉分布,且聚类结果基本与系谱吻合。群体结构分析却将172份供试材料划分为3个亚群;通过关联分析,发现30个位点与铃重、衣分、黄萎病抗性显著相关(P0.05),各位点对表型变异贡献率为2.24%~5.27%。     

基于产量相关性状SSR分子标记的大豆杂种优势群划分

利用杂种优势可显著提高大豆单产,但亲本的创制及杂交组合的配制缺乏有效的理论指导,导致杂交种组配工作存在盲目性,强优势大豆杂交种的产出周期较长。针对上述问题,以中国东北部和国外的43份亲本为材料,利用经过筛选的14个大豆产量性状相关SSR分子标记进行遗传多样性分析和杂种优势类群划分。结果发现,所用SSR标记共扩增出31个等位变异位点,平均每个标记检测到2.2143个等位变异位点,变幅为2.0000~4.0000;主效基因频率为0.4419~0.9302,平均为0.6817;基因遗传多样性指数为0.1298~0.6101,平均为0.4043;多态性信息含量为0.1214~0.5272,平均为0.3280。根据遗传距离将43份亲本材料划分为2个类群;25个杂交种的35份亲本材料分属于2个类群;且27个杂交种的39份亲本材料为国内和国外材料之间配制的杂交组合,反映出中国东北与国外材料之间存在较强的杂种优势。对本研究所用的杂交种亲本间遗传距离分析发现,遗传距离在0.4~0.6时杂种优势利用效率较高。上述结果为优异亲本的选育方向和强优势杂交种亲本的合理组配提供参考。     

利用SSR标记对吉林省杂草稻遗传多样性的研究

对吉林省主栽稻区杂草稻进行收集整理,初步研究其植物学特性,同时利用48对分布均匀、扩增清晰有多态性的SSR标记对40份杂草稻材料的进行遗传多样性分析和类群划分。结果表明,吉林省杂草稻主要农艺性状变异较大,48对SSR标记累计扩增到231个等位位点,平均每个标记4.81个等位位点。多态性信息含量值平均(PIC)为0.473 6,PIC值变异范围在0.117 1~0.753 5之间,基因多样性平均值为0.522 3,基因多样性值变异范围在0.212 1~0.808 0之间。对其类群划分结果表明在吉林省收集到的40份杂草稻材料都被划分到粳稻类群中,与籼稻和南方杂草稻遗传关系较远,证明了吉林省杂草稻可能起源与于本地栽培稻。     

大麦遗传多样性及连锁不平衡分析

为了合理评价引进种质资源,为大麦基因发掘及育种组合配置提供依据,选用分布于全基因组的64个SSR标记,对221份大麦材料进行了基因型分析。共检测到192个等位变异,变幅为2~7个;基因频率变异范围为0.0090~0.9729,平均0.3333;全部位点的基因多样性变化范围在0.0528~0.7807,平均0.4813;多态性信息含量(PIC)变异范围在0.0514~0.7464,平均0.4113。供试材料间遗传相似系数变幅为0.4844~0.9792,平均0.7023。221份材料被划分成两大群7个亚群,国内地方品种与1份北京品种为一大群,国内育种品种与所有国外引进品种为另一群。遗传结构分析与聚类结果基本一致,两大类群间的遗传距离为0.3358,且第二大群多样性比第一大群丰富。2016个SSR位点成对组合中,不论共线性组合还是非共线性组合,都存在一定程度的连锁不平衡(LD)。D′统计概率(P<0.01)支持的LD成对位点830个,占全部位点组合的41.2%,D′平均值为0.4,整体LD水平较高。栽培品种的LD水平高于地方品种,且现代遗传改良的目标性状集中于2H、4H、6H和7H染色体。     

寒地水稻种质资源遗传多样性分析

水稻是重要的粮食作物之一,寒地稻作区是中国重要的粮食基地。种质资源的遗传多样性是寒地水稻育种亲本选育的前提和基础。本研究利用分布于水稻12条染色体上的50对SSR引物对192份寒地水稻种质资源进行遗传多样性检测。结果显示:共检测到217个等位位点,等位位点数目平均值为4.34,供试的SSR标记中被检测到的等位位点数目变幅在2～10个之间;各位点检测到的主要等位基因频率平均值为0.568 7,变幅在0.229 1～0.986 8之间;位点间基因多样性平均值为0.532 1,变幅为0.026 1～0.849 0;观测杂合率平均值为0.009 9,变幅为0～0.396 7,其中41个位点为纯合;多态信息含量平均值为0.482 9,变幅为0.025 8～0.831 0,供试寒地水稻种质遗传多样性较低。基于Nei's遗传距离将192份寒地水稻种质资源进行聚类分析,将供试种质分为20个类群。本研究分析了寒地水稻种质资源的遗传多样性,为寒地水稻遗传育种的亲本选择提供了参考依据。     

大豆杂种产量相关的位点及等位变异分析

选用来源于中国黄淮和美国的熟期组II~IV的8个大豆品种, 按Griffing方法II设计, 配成28个双列杂交组合, 包括8个亲本共计36份材料。选用300个SSR标记, 对8个大豆亲本进行全基因组扫描, 利用基于回归的单标记分析法, 对大豆杂种产量和分子标记进行相关性分析, 估计等位变异的效应和位点的基因型值, 剖析杂种组合的等位变异。结果表明, 300个SSR标记中有38个与杂种产量显著相关, 分布于17个连锁群上, 其中D1a和M等连锁群上较多, 有8个位于连锁定位的QTL区段内(±5 cM)。单个位点可分别解释杂种产量表型变异的11.95%~30.20%。杂种的位点构成中包括有增效显性杂合位点、增效加性纯合位点、减效加性纯合位点和减效显性杂合位点4部分, 其相对重要性依次递减。从38个显著相关的SSR标记位点中, 遴选出Satt449、Satt233和Satt631等9个优异标记基因位点, Satt449~A311、Satt233~A217和Satt631~A152等9个优异等位变异, 以及Satt449~A291/311、Satt233~A202/207和Satt631~A152/180等9个优异杂合基因型位点。这些结果为理解杂种优势的遗传构成和大豆杂种产量聚合育种提供了依据。     

大豆抗胞囊线虫4号生理小种新品系SSR标记分析

培育抗病品种是大豆胞囊线虫(Soybean Cyst Nematode, SCN)病经济、有效的防治方法。利用130个SSR标记对26份抗SCN 4号生理小种(SCN 4)新品系和15份感病品系进行基因型分析, 旨在明确抗病品系与SCN 4抗性相关联的SSR标记, 提出抗性基因分子标记鉴定方法, 以提高抗病品系在育种中的利用效率。研究表明, Hartwig与晋品系亲本具有不同的SCN 4抗病基因, 其遗传相似系数为0.362。与抗性显著关联的22个SSR位点分布在11个连锁群(LG), 推测LG D1b上分布的SSR标记附近存在1个新的SCN 4抗病基因; 而Satt684、Sat_230、Sat_222、Satt615和Satt231位点, 来自亲本Hartwig等位基因与抗病相关联, 而来自晋品系的等位基因与感病相关联, 在Sat_400、Satt329和Satt557等其他17个SSR位点, 来自Hartwig等位基因与感病相关联, 来自晋品系亲本的等位基因与抗病相关联。利用非连锁不平衡SSR标记Satt684和Sat_400可对供试品系进行有效的抗性辅助选择。     

供试品种的遗传多样性与籼型水稻优良恢复系回交导入改良

选取53个SSR标记,分析了55份参试水稻种质的遗传多样性和亲缘关系,以期为选配组合与改良亲本提供参考.本试验共检测到267个等位变异,平均每个位点等位变异数为5.04个,变化范围为4～7个;53个SSR标记的多样性指数(PIC)平均为0.624,变化范围是0.287～0.786.55份不同材料大体上可分为籼稻和粳稻两大类,各品种间遗传距离在0.588～0.996之间.明恢86与53份供体亲本间的相似性系数为0.655～0.850,蜀恢527与53份供体亲本间的相似性系数为0.640～0.873.试验结果表明检测SSR多态性是研究水稻品种之间遗传差异的高效、准确的手段之一,为高代回交导入群体的有利基因发掘和利用提供了有益的参考.     

1950年以来山东省主推小麦品种的遗传多样性演变

利用24对SSR引物对62个山东省1950年以来大面积推广小麦品种遗传多样性的演变情况进行了分析。结果表明24对引物均有较好的多态性,共扩增到100个等位变异片段(等位基因),平均每个标记获得4.167个等位基因,多态性信息量(PIC)值平均为0.527,变幅0.200～0.723,基因多样性指数变幅0.225～0.761,平均0.582。三个基因组的位点多态性存在明显差异,平均等位变异丰富度D>B>A,基因多样性指数和多态性信息指数B、D基因组接近,并明显高于A基因组。山东省小麦品种平均遗传丰富度、遗传多样性指数和平均遗传距离均以50年代较高(分别为3.042,0.531和0.596),然后缓慢下降,1980年代回升到顶峰(分别为3.250,0.560和0.616),然后迅速下降。62个品种遗传相似系数变幅为0.580～0.940,平均为0.723。按非加权类平均法(UPGMA)、在遗传相似系数0.719处将不同品种聚类成7类,基本与山东省不同时期育种骨干亲本及其衍生品种一致,说明山东省近60年来小麦育种与全国一样,围绕骨干亲本展开。由于特有种质资源的创造和应用,山东省小麦品种遗传多样性高于全国和其他麦区,尤其是1980年代,但之后迅速下降,必须引起足够重视。     

基于SSR标记的饲草高粱种质资源遗传多样性分析

为了研究饲草高粱品种之间的遗传关系,本研究利用109对SSR引物对48个饲草高粱种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,109对SSR引物在3%琼脂糖凝胶上共检测出300个等位变异,平均每个位点检测到3.08个等位变异。平均多肽信息量为0.605 6,多态性信息指数变幅为0.268 0~0.901 2。通过聚类分析将48个高粱品种分为2个类群。分类结果和已知系谱的亲源关系多数吻合,说明供试的饲草高粱种质资源具有较为丰富的遗传多样性。本研究旨在对饲草高粱种质资源的有效利用提供帮助和参考。