基于ISSR技术的白木香奇楠种质遗传多样性分析

本研究采用ISSR分子标记技术分析白木香奇楠种质的遗传多样性和亲缘关系。以4种常见的奇楠种质的16个居群为试验材料,普通白木香为对照,利用筛选出的10条ISSR引物进行PCR扩增,利用PopGene 32软件对不同居群的ISSR标记结果进行多态性分析,通过NTsys 2.1软件的UPGMA方法聚类并构建亲缘关系树。研究结果显示:(1) 10条ISSR引物共扩增出93条DNA条带,其中多态性条带77条,多态性程度达82.8%;(2)奇楠种质居群内的多态性位点百分率(PPB)、有效等位基因数(Ne)和Shannon's指数(I)等均显著低于普通白木香;奇楠居群间遗传分化系数(Gst)为0.815 4,居群间每代个体的基因流系数(Nm)为0.113 2;(3)除种质T41外,其他奇楠种质不同居群间的遗传一致性高、遗传距离小,在聚类图上各自聚为一支。白木香奇楠种质在物种水平上具有较高的遗传多样性,而在居群水平上的遗传多样性水平偏低,遗传变异较少。居群间(种质间)存在较大的遗传变异,且居群间基因流动性水平低。从特异性、一致性和稳定性来看,A11、R21和B31更符合林木新品种审定的要求。本研究的开展为白木香奇楠品种的引种栽培及良种选育提供了一定的分子生物学依据。     

基于DNA条形码技术的海南龙血树和剑叶龙血树分子鉴定

海南龙血树(Dracaena cambodiana)和剑叶龙血树(Dracaena cochinchinensis)是传统名贵中药血竭在中国的重要基源植物,但其在苗期至成株期之间难以用传统分类学进行鉴定,而DNA条形码技术为这一科学问题的解决提供了可能。本研究利用已经通过形态学鉴定的海南龙血树和剑叶龙血树叶片开发了两种龙血树的DNA条形码,发现ITS2具有较大的变异度,可与来自叶绿体的trnL-trnF作为鉴定的分子标记,并基于变异最大范围构建了分子标记的示意图。为探究龙血树的分子生态学上的进化地位,基于两种龙血树的ITS2序列与其同源的41个物种的ITS2序列构建了分子进化树,发现龙血树属植物与龙舌兰科、百合科组成分支的亲缘关系近于含有天门冬科的分支,此结果为海南龙血树和剑叶龙血树的种质资源鉴定提供了分子标记,并为龙血树属在百合纲确切分类地位的确定提供了理论和技术支持。     

新疆扁桃种质资源ITS序列分析及系统发育研究

本研究旨在为新疆扁桃种质资源的分子鉴定和遗传多样性研究提供依据。以24份扁桃种质为材料,提取DNA后对ITS序列进行PCR扩增及测序,测序结果与序列KC862380(Prunus lusitanica var.)比对,获得ITS1、5.8S与ITS2序列。利用相关生物信息学软件对ITS1与ITS2序列分别计算变异位点和简约信息位点等,构建UPGMA系统发育树。结果显示,ITS1与ITS2序列对位后长度分别为230 bp和277 bp,含丰富的变异位点和简约信息位点。基于ITS1序列的UPGMA树的遗传距离在0.00~0.01之间,‘鹰嘴’、‘矮丰’及‘石子’各自成一支。基于ITS2序列的UPGMA树其遗传距离在0.000~0.006之间,‘鹰嘴’与‘石子’聚为一支。研究表明,5.8S rDNA序列保守性极强,ITS1序列的变异信息大于ITS2序列,并且其碱基的缺失和替换多于ITS2序列,可能是导致系统发育树结果存在差异的原因。     

黔产党参属和金钱豹属植物分子鉴定研究

探究适宜党参属和金钱豹属药用植物分子鉴定的DNA条形码候选序列。对11个物种53份样品的psbAtrnH、rbcL、matK及ITS 2序列进行PCR扩增、测序和Barcoding gap分析,比较各序列的扩增和测序效率,种内和种间变异,并采用BLAST 1和Nearest Distance方法评价不同序列的鉴定能力。结果显示,PCR扩增率均达100%,测序率除了matK外,其余的均为100%。种间变异ITS 2最大,其余依次是matK、psbA-trnH及rbcL。种内变异matK最大,其余依次是rbcL、ITS 2和psbA-trnH。Barcoding gap图表明,4条序列种内和种间遗传变异重叠比例大,无明显的Barcoding gap。BLAST 1鉴定结果表明,rbcL鉴定率最高,其余依次是matK、ITS 2和psbA-trnH;Nearest Distance显示,rbcL和ITS 2鉴定率最高,达到100%,psbA-trnH最低,为60.3%。rbcL和ITS 2可用于党参属和金钱豹属药用植物及相关药材的分子鉴定条形码,matK可作为候选条形码。     

利用SSR分子标记鉴定玉米杂交种‘吉祥1号’纯度

纯度是种子质量的重要指标。‘吉祥1号’玉米杂交种是在甘肃省选育并大面积栽培的主推玉米品种。为鉴定该品种的纯度,本研究开展了‘吉祥1号’纯度鉴定SSR标记方法研究。通过比较快速提取法和改良CTAB法2种DNA提取方法在SSR分子标记纯度鉴定中的应用,结果表明:2种方法提取的DNA均适用于SSR分子标记纯度检测,但快速提取法具有简单、快速的特点,更适用于分子标记纯度鉴定。从20对SSR引物中筛选出2个标记bnlg2291k4和bnlg2305k4,用于‘吉祥1号’品种的纯度鉴定,2个标记均能明显的区分亲本和杂交种。在‘吉祥1号’杂交种中人为混入双亲,采用本研究确定的方法可准确鉴定出混入的自交系。     

基于nrDNA-ITS序列的10种枸杞属植物亲缘关系研究

以10种枸杞属植物为材料,利用nrDNA-ITS序列,探讨其遗传多样性及亲缘关系。采用改进CTAB法提取枸杞叶片基因组DNA,利用合成的ITS4和ITS5为引物对其DNA中的nrDNA-ITS区进行扩增、对目的片段测序,并对测序结果进行聚类分析。测序结果表明,10种枸杞属植物ITS的长度为582~656 bp,保守位点(C)560个,变异位点(V)95个,其中简约信息位点(Pi)70个,单核苷酸变异位点(S) 25个;5.8S序列的长度均为154 bp,保守位点(C)136个,变异位点(V)18个,其中简约信息位点(Pi)12个,单核苷酸变异位点(S)6个。10条序列聚类图明显地分为2大类5个小组,‘0901’与‘蒙杞1号’处于同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞3号’和‘宁杞7号’为同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞5号’和青海诺木洪黑果枸杞单独为一分支,与其他几个枸杞品种的亲缘关系最远。10条枸杞属植物的ITS序列已上传至NCBI,登录号为KJ189761~KJ189770。本研究测序和分析了10种枸杞属植物的ITS序列,聚类结果表明了它们之间的亲缘关系与差异,为枸杞遗传多样性和系统发育研究奠定了基础。     

稗属植物DNA条形码研究

为评估DNA条形码在稗属植物鉴定中的有效性,选取核DNA条形码序列ITS和ETS及叶绿体DNA条形码序列psbA、trnL-F和matK作为候选序列进行了分析。本研究对无芒稗、稗、长芒稗和细叶旱稗4种稗属植物的不同DNA条形码序列进行了扩增、测序,并分析了不同候选条形码序列的特征。结果显示,matK序列变异位点占比最高(3.6%),ETS序列最低(1.7%);psbA序列种间变异最大,matK序列种内变异最大;邻接树分析显示,条形码序列ITS、ETS、psbA、trnL-F和matK均可以区分出长芒稗,支持率均大于80%;此外,ITS序列将无芒稗和稗聚于同一支,可以区分出细叶旱稗。因此,建议ITS作为鉴别稗属植物潜在的DNA条形码序列。     

基于ITS 2序列的肉苁蓉种子DNA条形码鉴定研究

本研究基于ITS 2序列，对肉苁蓉和管花肉苁蓉的种子进行鉴定研究，旨在建立肉苁蓉种子的DNA条形码鉴定方法。通过提取种子的基因组DNA,经PCR扩增和双向测序，获得ITS 2序列。应用MEGA-X软件进行序列比对，计算K 2 P遗传距离，构建系统发育树。结果表明，所有种子样本均可以成功提取DNA和扩增ITS 2序列，种子的DNA分子量为10 000 bp左右，扩增产物为500 bp左右。肉苁蓉种子的ITS 2序列长度为414～472 bp, GC含量为54.41%～55.07%;管花肉苁蓉种子的ITS 2序列长度为399～489 bp, GC含量为54.18%～55.14%。肉苁蓉种子和管花肉苁蓉种子的ITS 2序列共有61个差异位点，种内最大遗传距离小于种间最小遗传距离，二者在系统发育树中分别聚为一支。ITS 2序列可以作为肉苁蓉种子的DNA条形码鉴定序列。     

基于ITS2序列鉴定扁桃种质资源

本研究旨在为扁桃种质资源鉴定提供分子生物学依据,为今后我国扁桃种质资源的开发、保护及利用提供科学依据。以新疆10份扁桃种质为研究材料,提取总DNA,利用通用引物对ITS序列进行PCR扩增及测序。测序结果与获得的序列KC862380进行比对,得到ITS2序列。对10个样品的ITS2序列进行G+C含量统计,多重序列比对后计算变异位点与简约信息位点,并构建UPGMA系统进化树。运用最邻近能量参数的自由能最小原理对其RNA的二级结构进行在线预测。结果表明,ITS2序列对位后长度为277 bp,包括14个变异位点和2个简约信息位点,在第84位存在碱基缺失。构建基于ITS2序列的UPGMA系统进化树中,遗传距离为0.000~0.008,‘纸皮’、‘公巴旦’与‘小双’3个种质各自为一支。‘公巴旦’与‘小双’的ITS2序列二级结构与其他种质差异较大,‘双果’的ITS2序列二级结构虽然与大部分种质存在差异,但都在螺旋结构V上存在一个5'-CGCAAG-3'的凸环结构,在聚类图中与‘阿曼尼沙’和‘鹰嘴’构成姐妹群。本试验发现,利用ITS2序列聚类,扁桃种质能被分成多类。不同扁桃种质的ITS2二级结构存在差异,其中‘公巴旦’与‘小双’的ITS2序列二级结构的螺旋区域在大小和数量以及位置上存在较大物种差异。结合UPGMA系统进化树发现,‘公巴旦’与‘小双’同其他种质的遗传距离最远,这与其二级结构有着密切的联系。     

白木香基因组DNA提取与ISSR反应体系的优化

白木香为瑞香科沉香属植物,是我国特有的珍贵药用植物,也是国产沉香药材唯一资源植物,现已濒临灭绝,被载入《中国植物红皮书》。采用改良CTAB法提取白木香DNA较传统方法简单高效。通过琼脂糖凝胶电泳和OD260/OD280比值测定,所得基因组DNA纯度高,可作为ISSR等以PCR为基础的DNA多态性标记。本实验还通过优化影响白木香ISSR-PCR的主要参数,确立了适用于白木香的ISSR反应体系和扩增条件。结果表明在20µL反应体中,模板DNA、引物、Mg2+、dNTP和Taq DNA聚合酶五种主要成分的最适浓度分别为25ng、0.8µmol/L、2.5mmol/L、0.2mmo1/L、1.0U,扩增出足量产物至少需要35个循环。     

枣树多倍体种质资源的发掘及其SSR鉴定

为了发现枣树的多倍体种质,从而为枣树多倍体育种提供材料,本研究利用流式细胞仪对河北沧县国家枣树良种基地的580份种质资源进行DNA含量检测,并对检测到的多倍体进行SSR分析,鉴定出5份三倍体种质资源,包括‘赞皇大枣’和‘京林一号枣’,和新发现的‘山西特大个’、‘衡水扁枝’和‘针葫芦枣’,其余均为二倍体,表明枣树种内基于染色体较低的多样性水平。随后,采用24对SSR引物对检出的三倍体种质进行分析,结果表明:不同的种质分别有3~9个SSR位点检测出3个不同的等位基因,该结果进一步证实了流式细胞仪的鉴定结果。本研究将流式细胞仪用于枣树倍性的大规模鉴定实验,结合SSR分子标记,能快速、高效地鉴定出枣树的染色体倍性。     

中药材白及分子鉴定研究进展

白及(Bletilla striata)的干燥块茎是一味传统的中药，具有较高的药用价值。由于其价格逐步走高，市场上充斥着各种白及混伪品。相对于传统的形态、理化、显微鉴定，分子鉴定较为快速、准确、客观。分子鉴定方法根据生物间的分子特征差异进行鉴定，不受自然环境、生长发育阶段等外部因素影响。本研究综述了分子标记、DNA条形码策略在白及鉴定上的应用：分子标记可鉴定白及及其近源物种，主要涉及ISSR、SCAR、SSR、SNP等标记；采用ITS2序列结合二级结构分析、ITS+ycf1序列可以鉴定白及属内及其他混伪品。本综述旨在为白及分子鉴定方法的深入研究提供有价值的参考和借鉴。     

‘福春1号’大白菜一代杂种纯度的SRAP鉴定

‘福春1号’大白菜是福州市蔬菜科学研究所选育的晚抽薹春白菜新品种。为鉴定该品种的纯度,利用80对SRAP引物组合对‘福春1号’及其亲本混合池DNA模板进行扩增,筛选出杂交种具有亲本互补特征带的引物组合,并利用该组合对田间栽培的‘福春1号’大白菜幼苗进行纯度检测。本研究最终筛选出引物组合M2+E4,其对杂交种扩增产生亲本互补的特征带,可将亲本和杂交种有效区分。利用这对SRAP引物组合对102株‘福春1号’大白菜幼苗进行纯度检测,检测纯度为94.12%。SRAP标记鉴定结果与田间调查结果基本一致。SRAP分子标记技术可用于‘福春1号’大白菜的纯度鉴定。     

砧用南瓜‘黄诚根2号’杂交种的SSR鉴定

为快速高效地鉴定砧用南瓜‘黄诚根2号’杂交种的真实性,提高种子质量,本研究运用SSR分子标记技术对砧用南瓜‘黄诚根2号’杂交种进行分子鉴定。数据显示,在39对供选SSR引物中,筛选出1对NG32引物在父本‘XR’扩增出123 bp的条带;母本‘S4236’扩增出89 bp的条带,与‘黄诚根2号’杂交种中扩增出两条带的序列相符。‘黄诚根2号’杂交种和其双亲之间表现为稳定的共显性,杂交种带型为亲本的互补带型,适于鉴定砧用南瓜‘黄诚根2号’杂交种的纯度,并为其生产应用提供了一定的理论参考依据。     

不同地区多花黄精的ITS序列分析及近缘种聚类分析

为建立快速鉴定多花黄精的方法及确定其亲缘关系,本研究采用DNA条形码分析的方法,通过对28个多花黄精材料的核糖体DNA内转录间隔区(ITS)片段进行扩增获得ITS序列,进行多重比对,并构建多花黄精及近缘种的系统发育分析树。结果表明:本研究共获得两种多花黄精ITS的单倍型,仅发生一个位点的突变,说明多花黄精种内保守性高,遗传稳定,并可作为多花黄精DNA条形码物种鉴定的对照序列;另外,其与穇属(Eleusine)中穇子(Eleusine coracana)物种亲缘关系最近。本研究为快速鉴定多花黄精提供了新方法,并为多花黄精的后续研究提供了依据。     

ITS序列在苦荞麦种质资源鉴定中的应用

为了更精确有效地鉴定苦荞麦种质资源,根据ITS序列通用引物,以苦荞麦基因组DNA为模板通过PCR方法扩增出ITS(internal translation spacer)序列,在克隆测序的基础上对荞麦属5个栽培苦荞麦中进行分子鉴定与亲缘关系分析。结果表明：（1）5个供试材料ITS序列的变异小,序列长度在584~590 bp之间,G+C含量高,为67.5%~68.5%。（2）通过聚类方法分析发现‘建德苦荞麦’和‘红花苦荞麦’聚为一支,‘西荞2号’和‘西荞3号’聚为一支。     

基于SSR标记的5个西瓜新品种纯度鉴定及特异性分析的研究

为建立西瓜杂交种品种纯度的快速、准确、高效鉴定体系,利用SSR分子标记,对5个西瓜新品种纯度进行鉴定,并构建亲本的分子指纹图谱。以上海市农业科学院育成的5个西瓜新品种‘申选958’、‘双色冰淇淋’、‘黄晶’、‘圣女红2号’与‘圣女红3号’及其亲本的种子为试材,采用CTAB法从发芽种子的根尖中提取DNA。根据杂交种带型双亲互补的原则,利用SSR标记进行杂交种纯度及特异性鉴定研究。从28对SSR核心引物中筛选出5对特异性引物(引物BVWS00106、BVWS00209、BVWS0036、BVWS01734、BVWS00826),鉴定到这5个新品种的杂交种纯度均达到98%,并与各品种的大田植物学形态特征鉴定结果相比较,符合率高达98%以上。分析比较各亲本材料的SSR引物的多态性表现,构建了9份亲本材料的DNA指纹图谱。研究为西瓜杂交品种纯度快速检测和品种权保护提供了理论依据与技术支撑。     

基于SRAP标记和ITS序列分析西番莲属种质资源遗传多样性

本研究基于SRAP标记和ITS序列对11份西番莲种质进行遗传多样性分析。结果表明,SRAP标记分析时从70对引物组合中筛选出9对重复性好,条带清晰的引物组合,共扩增出110个条带,平均每组引物可扩增12.22个条带,多态性条带占84.93%;UPGAM聚类可以将11个西番莲样品分为5个类群,第一类:‘哥伦比亚热情果’,‘巨无霸’;第二类:‘黄金果’,‘台农1号’,‘满天星’和‘天王星’;第三类:‘蓝香’和‘瑞香’;第四类:‘玛格丽特’;第五类:‘龙珠果’。ITS序列分析时,11个西番莲样品ITS序列长度为667 bp,变异位点为162个,单倍型10个,单倍型多样性0.982,核苷酸多样性0.071。采用NJ法对11个样品构建系统进化树可分为4大支,‘哥伦比亚热情果’,‘巨无霸’为一支;‘蓝香’,‘瑞香’和‘玛格丽特’为一支;‘金霸’,‘黄金果’,‘台农1号’,‘满天星’和‘天王星’为一支。通过两种方法分析均能很好地将11个西番莲样品区分开来,结果基本一致,且与其属种相吻合,说明SRAP标记和ITS序列对西番莲进行分类是可行的。因此,西番莲遗传多样性能更好地开发和利用种质资源,为西番莲育种与品种鉴定提供科学依据。     

白菜类蔬菜种子纯度SSR分子标记鉴定

种子纯度是种子质量的核心指标,是保障优良品种增产的关键因素。为了鉴定白菜种子纯度,本研究利用72对SSR分子标记检测种子纯度并结合田间植株形态观察,鉴定了5个白菜类优势品种的种子纯度,分别是‘珍绿6号’‘、津夏3号’‘、津研快绿1号’‘、速俊228’‘、速俊316’。结果表明,从72对SSR引物中筛选出5对具有多态性的引物,能够将父母本与杂交种区分开。试验中SSR分子鉴定结果虽略低于田间形态学鉴定结果,但利用统计学进行显著性分析,发现两者间无显著性差异。说明SSR分子标记可以用于白菜种子纯度的鉴定并通过本研究建立了一套准确、有效的品种纯度鉴定体系。     

利用ISSR分子标记方法鉴定风信子杂种后代

园艺风信子品种染色体倍性变异丰富,染色体倍性高的品种杂交更易获得杂种后代,致使其杂种后代真实性鉴定较为困难。本研究利用3条引物对风信子3个杂交组合(‘Ostara’בFondant’,‘Sky Jacket’בFondant’,‘White Pearl’בBlue Jacket’)的杂种后代进行ISSR分子标记研究,以鉴定各杂交组合杂种后代的真实性。结果表明:‘Ostara’בFondant’组合中12个杂种后代为真实杂种,真实杂种率为92%;‘Sky Jacket’בFondant’杂种后代中7个为真实杂种,真实杂种率为41%;‘White Pearl’בBlue Jacket’14个杂种后代均鉴定为真实杂种,真实杂种率为100%。研究结果显示ISSR分子标记方法可以用于风信子杂种后代真实性的鉴定,将为开展风信子品种间大量杂种后代的快速鉴定和早期选择提供理论依据和实践方法。