陕西汉中地区主栽水稻品种的SSR多态性分析

掌握陕西省汉中地区主栽水稻品种的遗传多样性,了解其遗传背景,明确各品种间的亲缘关系。从水稻12条染色体上的30个SSR标记中筛选出14对有效引物,对陕西省汉中地区20个主要种植的水稻品种的遗传多样性进行分析。结果共检测到69个等位基因,平均每个标记检测到5个等位基因,每个SSR位点的遗传多态性信息含量在0.27~0.74之间,平均值为0.48。聚类分析表明,20个水稻品种的遗传相似系数集中在0.55~0.94之间,遗传相似度较高,亲缘关系较近。笔者认为,SSR标记所作的品种聚类分析与系谱法趋势一致,汉中地区水稻种质资源遗传基础相近是其水稻产量和品质难以突破的原因之一。     

常规粳稻品种遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建

构建常规粳稻品种指纹图谱、分析遗传多样性和筛选特异性标记可以为水稻品种的亲本选配、品种鉴定和分类评价提供理论依据。本研究以长江中下游稻区和东北稻区的粳稻品种为试验材料,利用分布于12条染色体上的SSR标记进行扩增,通过8%聚丙烯酰胺凝胶电泳进行标记筛选;分别利用POPGENE 1.32软件和NTSYS 2.10e软件进行遗传多样性和遗传相似性分析并采用UPGMA法聚类,PIC-CAL计算多态信息含量PIC。结果从400个SSR标记中筛选到190个多态性标记,对67个粳稻品种进行了遗传多样性分析;观测等位基因数的变化范围为2～6,平均值2.794 7;Shannon's指数的变化范围为0.077 8～1.391 6,平均值0.520 9;Nei's基因多样性指数变化范围为0.029 4～0.707 1,平均值为0.294 2。多样性分析结果显示,长江中下游稻区粳稻品种与东北粳稻品种间、浙江粳稻品种与江苏粳稻品种间有一定的差异,但总体上观测等位基因、Shannon's指数和Nei's基因多样性指数值较低。遗传相似性分析结果显示,变化范围为0.531 6～0.957 9,可区分开长江中下游稻区粳稻品种和东北粳稻品种。利用筛选出的24个多态性标记用于构建指纹图谱和26个特异性标记用于品种判别。67个品种间多样性较丰富,但各地区种植的水稻品种遗传相似性较近。指纹图谱的构建和特异性标记的筛选,为亲本选配、品种权保护、稻米品质的监督与管理提供帮助。     

黑龙江省粳稻种质资源遗传结构分析

选用分布于水稻12条染色体上多态性好的44对SSR引物,对黑龙江省近年主栽品种和其他省份粳稻及国外粳稻品种共96份材料进行遗传多样性和群体结构分析,旨在了解黑龙江省水稻品种遗传结构和亲缘关系。结果表明,44对SSR引物共检测到141个等位基因,每个位点1~5个,平均3.2个;遗传相似系数(GS)变化范围为0.46~0.97,平均0.77;试验中第1,2,4,6号染色体SSR位点多态性高,而第12条染色体SSR位点多态性低;利用SSR标记分析数据和STRUCTURE2.2软件分析,全部供试品种可划分为7个亚群,分别命名为POP1,POP2,POPS,POP4,POPS, POPE和POP7;STRUCTURE模型群体结构分析与Nei’s遗传距离构建邻位相连聚类图分析结果基本一致。     

中国西双版纳水稻老品种在育性恢复基因Rf-1位点的遗传多样性

云南西双版纳素有"物种基因库"的美称,是稻种资源的多样性中心区和优异种质富集区之一.本研究利用8个位于Rf-1位点的PCR分子标记对53份西双版纳地方籼稻、粳稻和光壳稻种质资源的遗传多样性和遗传分化进行了分析,共检测到15种多态性扩增片段.Shannon's信息指数和Nei'S遗传多样性指数分析表明西双版纳水稻地方品种在Rf-1位点具有较高的遗传多样性,这些遗传变异主要来自于不同品种之间的遗传差异.分析表明西双版纳籼稻的遗传多样性要显著高于粳稻和光壳稻.结果还表明籼稻与粳稻和光壳稻之间的分化要显著大于粳稻与光壳稻之间的分化,光壳稻与粳稻的亲缘关系更近.这一结果可能表明水稻Rf-1位点的遗传分化与水稻的籼粳分化紧密相关,还暗示水稻Rf-1位点遗传分化可能是与籼粳分化同时进行的.     

黑龙江省水稻品种的遗传多样性

为了研究黑龙江省当前水稻品种的遗传基础及其亲缘关系,利用农业行业标准《水稻品种鉴定技术规程SSR标记法(NY/T 1433—2014)》中公布的47对SSR标记,对来自黑龙江省不同积温区的231份水稻品种进行遗传多样性分析。结果显示：47对SSR标记在231份水稻中共检测到136个等位基因,每个位点等位基因变幅为2~5个,平均2.92个;基因多样性变幅为0.11~0.79,平均0.56;多态性信息量(PIC)变化范围为0.11~0.76,平均0.49;标记指数(MI)的变化范围在3.18~18.39,平均6.52。聚类分析将231份水稻分为3类7群,聚类结果与主成分分析结果一致。综上所述,黑龙江省水稻品种遗传多样性不够丰富（平均PIC值为0.49）,同一积温区品种间亲缘关系较近。育种中注意南北部品种的杂交,以便拓宽遗传背景,培育出绿色优质高产新品种。     

基于SNPs标记的部分栽培稻品种遗传结构分析

利用分布于水稻12条染色体上的190个SNPs位点,对97个水稻品种进行了遗传多样性和遗传结构分析。结果表明,190个SNPs位点中有92个具有多态性,多态性比率为48.42%。品种间的遗传相似系数(GS)变化范围在0.34～1.00之间,平均GS为0.87。贝叶斯聚类和UPGMA法聚类的结果相似,均将供试材料分成籼、粳2个亚种,且品种间的亲缘关系与地理来源关系不大。通过SNPs标记的遗传多样性分析结果表明,供试材料在亚种内的亲缘关系较近、遗传基础狭窄,部分供试品种具有相似的遗传背景。     

用SSR标记分析1949—2005年华南地区常规籼稻主栽品种遗传多样性及变化趋势

利用均匀分布于水稻基因组的300个SSR标记对95个华南地区不同年代常规籼稻主栽品种进行分析,研究该地区常规稻品种的遗传多样性及其变化趋势。检测到236个SSR标记有多态性,共获得776个等位基因,每个位点等位基因2~12个,平均3.29个,共有206个位点的等位基因数介于2~4个,占全部多态性位点的87.3%。多态性标记位点的PIC值平均为0.42,变化范围为0.041~0.790。不同染色体的位点多态性差异显著,其中第10染色体的位点平均等位基因数最多,PIC值最高,而第5染色体的位点平均等位基因数最少,PIC值最低;6个年代中,50~70年代育成品种包含等位基因数呈显著的上升趋势,70年代达最高值2.83,随后逐渐下降。分子方差分析(AMOVA)结果显示不同年代间遗传变异仅占总体变异的3.77%,但仍达极显著水平(P0.001)。不同年代育成品种的遗传距离(GD)呈下降趋势。聚类分析结果显示,在遗传相似系数(GS)为0.685处可将品种区分为5大类,表明华南地区各时期的常规稻品种遗传改良都是围绕少数骨干亲本进行的。试验结果显示,华南地区籼稻品种的遗传多样性狭窄且随年代而变化,70年代以后呈下降趋势,在今后的育种中应扩大亲本选材范围、拓宽育种亲本的遗传基础以提高育成品种的遗传多样性。     

东北地区水稻区试新品种的DNA指纹图谱构建及遗传多样性分析

构建DNA指纹图谱对新品种登记注册、种子质量鉴定、品种权益保护、遗传资源评价等具有重要的意义.本研究从500对SSR引物中筛选出10对核心引物,用于构建东北地区近两年区域试验品种的DNA指纹图谱.遗传多样性分析结果显示,在100对多态性位点上只检测到300个等位基因,平均每个位点的等位基因数是仅为3个,平均PIC值为0.3753,平均Shannon-Weiner多样性指数为0.6445,明显低于国内其它稻区水平.因此,认为东北地区当前的种质资源遗传多样性相对狭窄.     

黑龙江省香稻资源遗传多样性分析

为了解黑龙江省香稻种质资源遗传特征,扩展黑龙江水稻品质育种亲本选择的遗传背景,本研究以42份黑龙江省香稻种质资源为材料,使用分布于水稻全部12条染色体上,在种质资源中具有多态性的50对SSR分子标记进行遗传多样性研究。结果共检测出204个等位位点;主要等位基因频率变幅为0.333 3～0.928 6,平均值为0.611 0;位点间基因多样性变幅为0.134 9～0.785 7,平均值为0.517 1;多态信息含量的变幅为0.130 0～0.757 2,平均值为0.464 9;说明黑龙江寒地香稻的遗传基础狭窄,遗传多样性不够丰富。聚类分析结果表明,黑龙江省香稻资源分为3个类群,其中大部分的第一积温区香稻资源和大部分的第二积温区香稻资源各自聚为一类,说明香稻资源具有明显的区域特征,且各自类群中亲缘关系较近。本研究分析了黑龙江省香稻资源的遗传多样性,为寒地香稻种质资源利用和寒地香稻育种中的亲本选择提供依据,并提出香稻育种中间材料构建和早期鉴定的指导性建议。     

中国大豆主产区不同年代大面积种植品种的遗传多样性分析

利用与大豆产量、品质、抗逆性、适应性等重要性状相关的125对SSR标记对中国大豆主产区东北和黄淮海地区自20世纪40年代以来大面积种植的89个大豆品种进行遗传多样性分析。结果表明,自北向南大面积种植品种SSR标记的多态性呈逐渐升高的趋势,黑龙江北部、黑龙江中南部、吉林辽宁地区和黄淮海地区大面积种植品种标记的多态性信息含量(PIC)依次为0.414、0.469、0.522和0.562。除黑龙江北部以外,其余3个地区20世纪80年代以来大面积种植品种的多态性信息含量均比80年代以前种植的品种高。根据Nei和Li提出的遗传相似系数对供试品种进行聚类分析,发现除黄淮海北部地区的冀豆12外,东北和黄淮海地区大面积种植品种各自聚成一类,而在东北地区品种中,吉林辽宁和黑龙江地区的品种归属不同亚类,表明同一区域内大面积种植品种的同质化现象相当明显。     

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。     

中国水稻白叶枯病原菌群体的遗传结构

用Rep-PCR和RFLP两种方法分析了143个水稻白叶枯病Xanthomonas oryzae pv.oryzae菌系。这些菌系采集于长江流域,华南,华北和东北的20个省市的96个点。Rap-PCR是利用一些基于细菌的短的重复单位引物(ERIC,BOX和REP)及来自稻白叶枯病原菌的可动重复单位(IS1112和IS1113)引物的DNA扩增特性。在RFLP分析中,以无毒基因家族中的一个成员avrXa10为探针。Rep-PCR分析呈显较高的单元型多样性(H=0.75)。在4个水稻生长地区中,Rep-PCR分析的结果是:华南稻区的遗传多样性最高(H=0.96),随后为长江流域(H=0.93),东北(H=0.77),华北(H=0.69)。根据3个分簇生物统计的共有指纹型,143个菌系被构成3簇。在各簇中都有来自不同水稻产区的菌系,表明菌系的分簇不受地理区域的影响。     

Identification of two types of differentiation in cultivated rice (Oryza sativa L.) detected by polymorphism of isozymes and hybrid sterility

Magnitudes of genetic variation within each of major varietal groups of cultivated rice were surveyed in terms of isozyme polymorphism and allelic differentiation of hybrid sterility loci, both of which are considered to have litt le selective value. Allelic differences for 20 isozyme loci were examined in a total of 337 accessions, including Indica and Japonica rices. Aus cultivars from India, Javanica cultivars and both landraces and cultivars from China. Eleven out of the 20 isozyme loci were polymorphic. The Aus cultivars contained more alleles per locus than others. The hybrid sterilities in the crosses among Chinese cultivars, Indica and Japonica cultivars were mainly controlled by locus S-5, whereas the hybrid sterilities of Aus cultivars, when they were crossed to Indica, Japonica or Javanica cultivars, were found to be controlled by allelic interaction at hybrid sterility loci S-5, S-7, S-9 and S-15. Also in terms of the number of alleles at S-5 and S-7, Aus cultivars contained more alleles than others. While the Aus group showed an extreme diversity for both hybrid sterility alleles and isozymes, modern cultivars from the south of YangZi River in China were classified into Indica type and those from the north were into Japonica, which were almost the same as those in Japan. On the basis of the measured polymorphism the Indica-Japonica differentiation was explained by founder effects, i.e., through selection and distribution of two original sources each with a unique set of markers. Contrastingly, the continuous and pronounced diversity in the Aus group was attributed to the absence of such a process. The intermediate groups in Yunnan province and Tai-hu Lake region of China are considered to be isolated from such founder effects, retaining an intermediate diversity in terms of isozymes and hybrid sterility genes. Since hybrid sterility hampers the exchange of genes between cultivars of different groups, the understanding of its genetic basis will be important in rice breeding, particularly in hybrid rice breeding. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

中国小麦品种穗发芽抗性差异的研究

利用收获时种子发芽率和面粉降落值法，于2000—2002年2个小麦种植年度，研究了黄淮、北部、长江中下游、西南冬麦区和东北春麦区1950年以来的781个主要推广品种和新品系的穗发芽抗性。结果表明，小麦穗发芽抗性测定值在年度间极显著或显著正相关，不同年代小麦品种的穗发芽抗性差异较大。1990年以来育成品种的穗发芽抗性与20世纪80年代相近，但明显弱于50、60以及70年代。黄淮、西南和春小麦3个麦区种子发芽率低于2%的高抗品种数分别占各自麦区供试总数的1.7%、4.5%和5.7%，而长江中下游和北部2个冬麦区的种子发芽率都在10%以上；东北春麦区品种的抗性较强，种子发芽率平均为11.2%。利用等电聚焦电泳从发芽率和降落值均偏低的品种中鉴定出异源2号、蜀万24、蜀万761、陕160、孟县4号、京411、京9428、鉴26、燕大1817、农大45、衡水6404、晋麦5号、8号、鄂麦14和克辉等15个携带迟熟α-淀粉酶基因的品种，分布在5个不同麦区。对这些品种及其亲本进行SSR分子标记分析，发现有些与其亲缘关系密切的品种，却不携带迟熟α-淀粉酶基因。上述结果说明，该基因在我国五大小麦产区均有分布，但具该基因的品种数量少，占供试品种数的1.9%，通过育种程序容易选择出不携带该基因的小麦品种。     

云南栽培稻生态型矿质元素含量的多样性

用ICP-AES测定了新平县相同生态条件下种植653份云南稻资源糙米8种矿质元素含量，并按丁颖的栽培稻生态型对其遗传多样性进行了研究。结果表明，云南水稻改良品种糙米P、Fe和Zn含量比地方稻种分别下降10.53%、14.76%和35.16%，但改良品种特别是粳稻Ca含量比地方种高, 8种矿质元素以Ca的多样性指数最大；糙米P、Ca、Mg、Fe、Zu、Cu和Mn平均含量以粳稻的Mg、Fe和Zn，水稻的P、K和Mg，陆稻的Fe和Zn，糯稻的K和Fe，早稻的Mg和Fe相对较高。8种矿质元素平均遗传多样性指数依次为粳>籼,陆>水,粘>糯,早中稻>晚稻和地方种>改良种,且P>K>Mn>Mg>Cu>Zn>Fe>Ca；其变异系数依次为Fe>Ca>Cu>Zn>Mn>K>Mg >P。     

“十五”大豆创新种质和1968—1995年间育成品种的SSR遗传结构及遗传多样性分析

对22份“十五”攻关培育的创新种质和22份大豆育成品种进行了24个SSR标记的分析比较,目的是在分子水平上阐明创新种质的遗传结构特点,为拓宽我国大豆育成品种遗传基础及亲本选择提供理论依据。本研究在24个SSR位点共发现231个等位变异,其中15.8%（36个等位变异）为创新种质所特有,特别是在与大豆胞囊线虫紧密连锁的Satt309位点上验证了一个我国独有的等位变异。结合UPGMA和Model-based聚类结果,将创新种质和育成品种分为4组,第Ⅰ组由13份来自东北和山西的创新种质组成;第Ⅱ组由8份来自东北的育成品种组成;第Ⅲ组由8份来自黄淮海和南方的大豆种质组成,其中创新种质和育成品种各为4份;第Ⅳ组由4份育成品种组成,分别来自吉林、黑龙江、河南和山西。遗传多样性分析结果表明,利用国外种质和野生大豆创造的创新种质丰富了东北地区育成品种的遗传多样性。因此,应加强利用国外种质、我国栽培大豆地方品种和野生大豆等优异资源,在创造优异大豆新种质的同时,拓宽我国大豆的遗传基础。     

中国大豆育成品种10个重要家族的遗传相似性和特异性

以我国10个大豆育成品种重要家族的179个品种为材料,选用161个均匀分布于大豆基因组的SSR分子标记,采用PowerMarker Ver. 3.25软件分析参试材料的遗传多样性、相似性与特异性。结果表明,161个位点上共检测到1697个等位变异,单位点变幅为5~24个,平均10.5个;多态信息含量在0.549~0.947间,平均0.832;群体具有丰富的遗传变异。聚类分析表明,179个品种可归为6大类11小类,同一家族的品种有聚为一类的趋势。品种间亲本系数和遗传相似系数显著相关(r = 0.67);山东寿张县无名地方品种(A295)、即墨油豆(A133)、滑县大绿豆(A122)和铜山天鹅蛋(A231) 4个家族亲本系数和相似系数均较小,遗传基础较宽广;矮脚早(A291)、上海六月白(A201)、奉贤穗稻黄(A084)和51-83 (A002) 4个家族亲本系数和相似系数较大,遗传基础较狭窄,这与选择育种品种较多有关;东北白眉(A019)家族与其他家族间的亲本系数和遗传相似系数均最小。家族间特异性分析表明,东北白眉(A019)家族和其他9个家族地理距离较远,存在较多互补、特有、特缺等位变异;而III区和II区地理位置较近,种质交流较多,两区家族间特有、特缺等位点数较少,其中A002、A231和A122三个家族无特有等位变异,A084、A201、A034和A231四个家族无特缺等位变异。本研究结果对拓宽大豆育成品种遗传基础具有指导意义。     

Morphological and genetic diversity analysis of rice accessions (Oryza sativa L.) differing in iron toxicity tolerance

A major emphasis in breeding for iron toxicity tolerance in rice is to identify differences that are associated with resistance and harness them for genetic improvement. In this study, thirty accessions, including IRRI gene bank accessions, two varieties from Brazil, 8 cultivars from West Africa and 10 cultivars from Uganda were analyzed for sensitivity to iron toxicity, and genetic diversity using morphological and SSR markers. Two genotypes, IR61612-313-16-2-2-1 and Suakoko 8 showed significantly high resistance with an average score of ≤ 3.5 on 1–9 scale. The SRR markers were highly informative and showed mean polymorphism information content (pic) of 0.68. The PIC values revealed that RM10793, RM3412, RM333, RM562, RM13628, RM310, RM5749, and RM154 could be the best markers for genetic diversity estimation of these rice cultivars. Diversity at the gene level showed an average of 4.61 alleles ranging from 2 to 12 per locus. Mean gene diversity (H) value for all SSR loci for the 30 genotypes evaluated was 0.69 but was decreased to 0.53 when analysis was performed on Ugandan accessions. The low genetic diversity found among the Ugandan accessions is the evidence of a narrow genetic base, and such a scenario has a potential vulnerability for resistance break down. A low correlation was detected between the observed molecular and morphological datasets. This means that a combination of morphological traits and SSR analysis would be required when assessing genetic variation under iron toxic conditions, and could be a practical strategy for breeders when planning crosses. A distinction between the resistant and susceptible accessions in both phenotyping and SSR datasets suggests the presence of unique alleles that could be harnessed for improvement of rice against iron toxicity.     

籼粳稻杂交对中国东北粳稻品质的影响

从系谱分析,中国东北粳稻改良品种大多是籼粳稻杂交育成的,以生产上推广的中国东北粳稻与日本粳稻为试材,利用籼粳特异性InDel与SSILP标记分析籼稻血缘相对含量,以程氏指数法比较形态分化差异,同时测定10项主要稻米品质性状,分析籼稻血缘、形态分化与品质性状的关系。结果表明,中国东北粳稻在保持粳型遗传背景的同时引入了较多的籼型血缘,籼型位点频率平均为4.71%,显著高于日本粳稻的0.30%。中国东北粳稻12条染色体籼型位点频率差异很大,第5、第6、第10和第11染色体超过5%,最高的第5染色体达到9.83%,最低的第7染色体只有0.59%。籼型位点频率为辽宁(6.17%)>吉林(3.92%)>黑龙江(3.44%),辽宁显著高于吉林和黑龙江,而吉林与黑龙江差异不显著。程氏指数法分别将中国东北粳稻和日本粳稻判别为偏粳类型和粳型,穗颈维管束性状也有明显差异。日本粳稻碾磨品质明显优于中国东北粳稻。程氏指数与碾磨品质呈极显著正相关。籼型位点频率与碾磨品质和食味值呈极显著或显著的负相关,与垩白粒率呈极显著正相关,黑龙江品种垩白粒率和垩白度低是中国东北粳稻垩白性状总体低于日本粳稻的主要原因。