不同国家和地区海岛棉SSR遗传多样性分析

本研究利用60对SSR引物对9个国家的299份海岛棉材料进行遗传多样性分析。试验显示,60对SSR引物在299份海岛棉材料中共检测出209个等位基因,其中多态性等位基因185个,占88.5%;Ne值在1.020~3.940之间,平均为2.220;H′值在0.056~1.385之间,平均为1.109;PIC变幅为0.020~0.746,平均0.505。利用NYSTS-pc2.20软件,采用类平均法(UPGMA)进行聚类分析,299份海岛棉种质间SSR相似系数变幅为0.206~1,平均相似系数0.756。在阈值0.69处294份海岛棉分为两类,第I类进一步可分为6个亚类,其余5份材料与其它种质遗传距离较远被单独归为一类。试验所得表明:不同海岛棉种质,大多根据来源地和品系聚为一类,且相似系数的变化幅度较大;阿根廷地区海岛棉遗传多样性最为丰富,而来自其它地区的海岛棉材料遗传距离较为狭窄。这些成果为研究海岛棉在全球的传播驯化及中国海岛棉的育种工作提供参考。     

四个国家海岛棉品种资源的亲缘关系和遗传多态性研究

以海岛棉标准系3-79为对照,陆地棉标准系TM-1为参考对照,用SSR引物对来自前苏联、中国、美国和埃及等4个海岛棉主要生产国(地区)的20份海岛棉种质资源的基因组DNA进行SSR分析,研究不同海岛棉生产国的海岛棉品种资源的遗传亲缘关系和遗传多样性。108对SSR引物共获得了175条多态性谱带,平均每个引物扩增出1.62条多态性谱带。供试海岛棉品种之间的遗传相似系数为0.66～0.94,平均值为0.81。根据UPGMA聚类分析,以遗传相似系数阀值为0.77,可将20份栽培棉花种质材料分为4大类:第一类均为前苏联品种,第二类均为中国品种,第三类以美国品种为主,第四类以埃及品种为主。遗传多样性分析结果表明,前苏联海岛棉品种资源的遗传多样性最为丰富,而埃及的海岛棉品种资源遗传距离最狭窄,我国的海岛棉品种资源的遗传多样性居中。本研究表明,供试材料遗传背景与其产地背景有一定关联性,SSR标记能较好地揭示供试棉花品种之间的遗传差异和亲缘关系。     

83份早熟抗虫棉种质资源的SSR标记聚类分析

早熟棉遗传多样性研究是早熟棉遗传改良的基础,对培育早熟棉新品种有重要意义。为了进一步改善现有早熟棉品种的早熟性,为早熟棉育种的亲本组配提供依据,利用35对SSR分子标记,对来自不同地区的83份早熟抗虫棉种质进行遗传多样性分析。结果表明,筛选出的22对多态性引物共扩增出30条多态性条带。NTSYS-pc2.11的遗传多样性分析表明,83份材料的相似系数变化为0.73~0.98,当遗传相似系数为0.73时,将83份棉花早熟材料分为两大类。第Ⅰ类群包含59个材料,第Ⅱ类群包含24个材料。表明我国早熟棉遗传基础比较狭窄,今后育种中要选用亲缘关系较远的材料作为杂交亲本,创制新的早熟棉种质资源。     

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。     

SRAP和SSR标记对马铃薯遗传多样性的差异分析

掌握宁夏地区主要马铃薯品种的遗传多样性,了解其遗传背景,明确各品种间的亲缘关系为马铃薯育种提供理论依据。利用SSR和SRAP 2种分子标记对47份马铃薯种质材料进行遗传多样性分析,并对2种分子标记结果进行比较。12对多态性SRAP标记共检测到180个多态性位点,平均每对引物检测到15个多态性位点,每个SRAP位点的PIC值为0.2~0.43,平均值为0.34;47份马铃薯种质资源遗传相似性系数为0.57~0.83。15对多态性SSR标记检测到80条多态性位点,平均每对引物检测到 5.3个多态性位点,每个SSR位点的PIC值为0.37~0.72,平均值为0.51;马铃薯种质材料遗传相似性系数为0.60~0.97。根据系谱资料分析发现,SRAP标记更适用于遗传关系较近材料的遗传多样性分析。宁夏地区主要的马铃薯品种遗传相似度较低,亲缘关系较远。     

黑龙江省主栽大豆品种遗传多样性和群体结构分析

利用187对SSR标记对近25年（1992-2017）在黑龙江省栽培的202个大豆品种进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明,从试验材料的基因组DNA中扩增出多态性位点808个,平均每对引物扩增出多态性位点4.42个;多态性位点最多的引物是satt703和satt311,均为10个;等位变异频率最高的引物是satt417和satt575,等位变异频率均为99.5%。供试品种间的遗传相似系数为0.283~0.930,平均值为0.519。同一个育种单位育成的部分品种具有较高的遗传相似性。群体结构、主坐标分析和NJ聚类将202个品种划分的结果是一致的,均为3个类群。类群中的部分材料血缘不是独立的,而是相互渗透的。     

基于SNP标记揭示我国小麦品种(系)的遗传多样性

为了解我国主要小麦品种(系)的遗传多样性,为亲本组配提供参考,利用90KSNP芯片技术对国内为主的240个小麦品种(系)进行全基因组扫描,分析其遗传多样性和遗传基础。结果表明,多态性SNP位点在B基因组最多, D基因组最最少,尤其4D上最少;在全基因组范围内PIC平均值为0.26。参试品种间平均遗传相似系数为0.656,变幅为0.133～0.998,且87.05%品种间遗传相似系数在0.60～0.78之间;国内西南麦区和长江中下游麦区小麦品种(系)间的平均相似系数较高,分别为0.718和0.712,国外品种(系)间的相似系数最低,为0.552。聚类分析将参试品种(系)划分为7个类群,大部分类群含有来自不同区域育成品种(系),主成分分析显示各区域育成的品种(系)相互交集,表明我国各省市间种质资源交流较为频繁,但部分单位育成的品种(系)遗传基础不够丰富,部分品种(系)间遗传相似性较高,在育种中亟待引入新的种质,拓宽遗传基础。     

河北省和中棉所育成陆地棉品种的遗传多样性分析

分别选取河北省历年育成的 1 9个陆地棉品种 ,中国农业科学院棉花研究所自 2 0世纪 70年代末到 90年代中期选育的品种中的 1 6个陆地棉品种 ,利用 RAPD分子标记研究各自育成品种的遗传多样性。 41个带型清晰、重复性好的多态性引物用于 RAPD分析 ,河北省育成的 1 9个品种得到 6 6个多态性位点 ,而中棉所育成的 1 6个品种扩增到 6 4个多态性位点。分析采用 Jaccard' s相似系数 ,使用 NTSYS- pc1 .80数据分析软件 ,非加权组平均法 (UPGMA)聚类。成对相似系数比较表明 ,中棉所在 2 0世纪 70年代末到 90年代中期育成的品种的遗传多样性水平高于河北省育成的品种。河北省育成的 1 9个品种的遗传基础很狭窄 ,斯字棉和岱字棉是河北省棉花两个最重要的基础种质 ,其中的 1 5个品种在聚类图上可以被分为两类 ,分别属于岱字棉和斯字棉系统。中棉所育成的 1 6个品种在聚类图上可被划分为三个类群。     

新疆自育陆地棉品种SSR遗传多样性分析

利用SSR标记对94份新疆自育陆地棉品种的基因组进行分析,研究新疆陆地棉品种的遗传多样性。结果: 从分布于棉花全基因组的206对SSR标记中筛选出54对具有稳定多态性的引物, 共检测出153个多态性位点, 每对引物的等位变异为2~6个,平均为2.93个;基因型多样性(H′)变幅为0.0439–0.7149,平均为0.4491;引物多态信息含量(PIC)为0.0430–0.6640,平均为0.3831。表明SSR标记在品种间可以反映较丰富的遗传多样性信息。94份品种间成对遗传相似系数变幅为0.3846~0.9835, 71.9%的品种相似系数在0.601~0.800内,反映出新疆陆地棉品种间的遗传相似性相对较高。根据UPGMA 聚类分析,在阈值为0.63时,将94份品种划分为2个类群,说明新疆陆地棉品种间遗传关系相对简单,品种的遗传基础相对狭窄,品种遗传组分差异较小,总体上遗传多样性不够丰富;分子聚类结果与品种本身遗传系谱背景和演变趋势吻合度较高,符合品种的真实特性。研究证明,自育品种在分子水平上差异不大,需要努力拓宽品种选育的遗传基础。     

20个芍药切花品种遗传多样性的AFLP分析

为了探索不同芍药切花品种之间的亲缘关系特征,利用荧光标记AFLP分子标记技术,采用9 对PstI /MseI 引物组合对20 个芍药切花品种进行了DNA遗传多样性分析。结果表明：9 对引物均显示多态性,共产生谱带733 条,其中多态性条带699 条,多态性位点平均为95.36%,Nei 基因多样性指数为1.4163~1.5552,平均1.4740;Shannon 信息指数为0.4197~0.4929,平均0.4490。经UPGMA聚类分析后,20 份芍药品种的Dice 相似系数0.458~0.741,在相似系数0.52 处,可将供试的20 个切花芍药品种分为5类。研究认为,药芍品种间的遗传差异较大,具有丰富的遗传多样性,为芍药品种分类及亲缘关系分析提供参考依据。     

首批海岛棉基因组来源的微卫星标记的分离、评价和定位

海岛棉(Gossypium barbadense)是世界上最重要的栽培棉种之一。海岛棉纤维品质优良,是优质棉的重要产源。为了研究海岛棉的遗传多样性,为海岛棉育种提供参考依据,从海岛棉遗传标准系中分离基因组来源的微卫星标记用于海岛棉遗传评价。采用两种方法分离微卫星标记,一是用ISSR (inter simple sequence repeat) 引物扩增Pima3-79,克隆测序后从中开发微卫星标记;二是利用简并引物扩增Pima3-79,克隆测序后从中开发微卫星标记。共挑选1 447个克隆,筛选出239个独立克隆。测序后得到214个单一序列,其中包含微卫星并可用于引物设计的序列70个,获得86对引物。86对引物用于扩增56个海岛棉材料和4个陆地棉材料,16对引物没有扩增,43对引物在所有材料中没有多态性;27对引物在海岛棉和陆地棉之间有多态性,19对引物在海岛棉中表现多态性。利用Jaccard相似系数和UPGMA方法进行聚类分析可以明显区分陆地棉和海岛棉,并且将海岛棉分为4类。14对引物在BC₁群体中表现多态性,产生14个位点。9个位点整合到BC₁连锁图的7个染色体上,4个位于A亚基因组,5个位于D亚基因组。海岛棉微卫星标记扩展了棉花微卫星标记,有助于海岛棉遗传多样性的研究,有利于棉花遗传图谱的进一步丰富。     

不同来源棉花种质资源遗传多样性的ISSR分析

 采取ISSR分子标记对48份棉花种质资源的遗传多样性进行分析,从60条ISSR引物中筛选出11条引物,这11条引物共扩增出92个条带,平均每条引物扩增出8.36个条带;其中多态性带77个条带,多态率达83.70％。UPGMA聚类分析显示,48份材料的相似性系数（GS）变化范围在0.27～0.93之间。聚类将48个种质资源划分为 4个大类(GS=0.55),湛江野生棉、廉江野生棉与其它品种在遗传上有很大差别,属于较原始类型,归为一类;长绒棉与陆地棉品种存在明显的遗传差异也单独归为一类;其它不同省份的陆地棉品种在遗传上有较高的相似性,归为其它类型。分析结果表明,ISSR具有丰富遗传多样性和稳定性, 是一种较好的遗传分子标记,适宜于棉花品种遗传多样性分析     

利用SSR分析四倍体棉种多态性

利用SSR标记对60份四倍体棉种材料进行遗传多样性分析,其中包括42份陆地棉野生种系。结果显示, 从1 050对SSR引物筛选出的95对SSR引物均能在60份材料间扩增出稳定明显的多态性条带,共检测出660个片段,其中多态性片段584个,占88.5%。每个位点的等位基因为2~12个,平均每对引物6.1个。UPGMA聚类分析显示, 42份材料的相似性系数(GS)在0.306~1.000之间,平均成对相似系数为0.493。95对引物的多态信息含量(PIC)的变幅为0.278~0.905,基因多样性(H¢)的变幅为0.451~2.451, 有效等位基因数(Ne)在1.385~10.490之间变动。SSR标记在陆地棉野生种系及四倍体棉种间均可反映丰富的遗传多样性信息,其中陆地棉与陆地棉野生种系中阔叶棉的亲缘关系最近,海岛棉和达尔文棉的亲缘关系非常相近,黄褐棉和毛棉相对较近,陆地棉与其他4个棉种的亲缘关系最远。     

新疆彩色棉23个品种指纹图谱的构建及遗传多样性分析

以新疆截止2012年审定的23份新彩棉品种为材料,利用SSR标记进行DNA指纹图谱的构建和遗传多样性分析。从5000对SSR引物中,挑选出多态性高、稳定性好、均匀分布在棉花26条染色体上的52对引物,在23份新彩棉品种中筛选出核心引物47对,SSR扩增检测到多态性基因型位点数共计162个,每个标记检测到的基因型位点数在2~7之间,平均为3.45个;引物多态信息量(PIC)值介于0.4537~0.8686之间,平均值为0.7096。结果显示:在23份新彩棉品种中,14份品种采用特异或特征引物可以一次性区分开,其余9份品种需要采用引物组合来实现区别该品种与其他品种。最少选用18对特异引物及组合引物就可以完全区分开新彩棉1~23号品种。利用18对SSR标记构建了新彩棉1号至23号品种的指纹图谱。利用NTSYS-pcV2.10软件聚类分析表明:23个新彩棉品种遗传相似系数变化范围是0.3781~0.9298,平均为0.5511,表明新彩棉品种之间存在着丰富的遗传多样性。     

东南亚茄子种质资源ISSR遗传多样性分析

为探讨东南亚和中国华南地区茄子育种资源的遗传差异,研究采用ISSR分子标记对来自泰国和马来西亚的10份茄子材料及中国和南美的8份材料进行遗传多样性分析。结果表明,17条ISSR引物共扩增出433条谱带,其中多态性条带390条,平均多态率为92%。17条引物在18份材料中的平均观测等位基因数、平均有效等位基因数、平均Nei’s基因多样度和平均香农信息指数分别为1.8971、1.4778、0.2850、0.4336,18份材料间的遗传相似系数GS在0.55~0.81之间。运用NTSYSpc2.10软件的UPGMA方法进行聚类分析,结果表明在遗传相似系数0.67时18份材料可分为2个类群,其中来自于东南亚的10份材料在第1类群,来自于南美的3份材料在第2类群。研究结果表明,东南亚茄子材料与中国和南美茄子材料间遗传多样性丰富,可为茄子种质资源的进一步研究和利用提供理论依据。     

适于海岛棉指纹图谱构建的SNP核心位点筛选与评价

海岛棉具有纤维品质好、抗病性强等优异性状,不仅为纺织工业提供优质棉纤维原料,也是陆地棉相关性状改良的重要供体材料。然而,与陆地棉相比,开展海岛棉的遗传多样性和基因分型研究相对较少。本研究基于CottonSNP80K芯片对282份不同来源的海岛棉品种/材料进行基因组SNP分型研究,以选择高效鉴别海岛棉材料的核心位点组合。按照检出率大于95%、具多态性、最小等位频率(MAF)大于0.01、杂合率小于0.05、无冗余位点等条件筛选,获得2594个高质量SNP位点。对上述位点设置不同数目梯度筛选,确定最优核心位点数。随着位点个数的增多,位点组合对海岛棉材料的识别率逐渐增加。当位点数为200时,识别率为89%;位点数提高到1500时,识别率可达99%。进一步增加位点数,识别率无显著变化。利用中选的1500个SNP位点检测供试材料,其平均MAF值0.14,平均杂合率0.007,平均多态信息含量0.21。SNP位点的聚丙烯凝胶电泳验证表明,SNP-PCR与芯片分型结果一致性达98.3%。本研究提供了适于海岛棉指纹图谱构建、含1500位点的一套核心SNP位点组合,可用于海岛棉遗传多样性分析和品种身份鉴定。     

Mining Elite Sea-Island Cotton Germplasm Based on Phenotyping and SSR Markers

[Objective] An elite germplasm resource of sea-island cotton with outstanding traits was mined in order to accelerate the breeding process of new varieties. [Method] The core collections of sea-island cotton germplasm consisted of 178 accessions were used as experimental materials in this study. Analyses of variability and diversity were performed through detecting phenotypic data of six main breeding-targeted traits, including boll weight, boll number per plant, lint percentage, fiber length, fiber strength, and micronaire. The elite germplasm of sea-island cotton was selected according to 10% optimal sampling strategy based on the phenotypic value of each trait. The 120 pairs of polymorphic simple sequence repeat (SSR) primers were used to analyze the polymorphism of 178 accessions of the core collections. Then, we conducted the population structure and clustering analysis based on the genotyping results. According to the results of cluster analysis, the primary elite germplasm was further selected, and the final elite germplasm of sea-island cotton was identified. [Result] The results showed that there was a high variability and abundant genetic diversity in the 6 studied traits. In 178 accessions of sea-island cotton, 262 alleles were detected by 120 pairs of SSR primers, with an average of 2.18 loci. The average polymorphism information content (PIC) was 0.067 8-0.630 0, with an average of 0.296 0, showing moderate polymorphism. The cluster analysis showed that the core collection of sea-island cotton was divided into six groups. twenty-three elite germplasm resources of sea-island cotton were identified based on phenotypic value and cluster analysis of SSR markers. [Conclusion] The germplasm of sea-island cotton can be analyzed and evaluated based on the phenotyping and SSR markers, and then the elite germplasm of sea-island cotton can be identified. These results provided the material basis for the genetic breeding of sea-island cotton, as well as the important reference and basis for the mining and identification of crop elite germplasm.     

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%。     

DNA Fingerprint Construction and Genetic Diversity Analysis Based on SSR Markers for Upland Cotton in Xinjiang

[Objective] The aim of this study was to construct a DNA fingerprinting database of 120 upland cotton cultivars from Xinjiang and to analyze their genetic diversity based on SSR markers. [Methods] Seventy-eight evenly distributed SSR primer pairs with high polymorphism and good repeatability were successfully screened out from 586 candidates to construct the fingerprinting database. [Result] A total of 392 alleles from 120 varieties were screened using 78 pairs of core primers, 324 of which were polymorphic loci with a polymorphism rate of 82.7%. Seventeen cultivars had specific genotypes determined using 24 primer pairs and 120 upland cotton cultivars could be identified by only 12 primer combinations. Cluster analysis indicated that genetic similarity coefficient for the 120 upland cotton cultivars ranged from 0.50 to 0.96, with an average of 0.73, indicating that upland cotton resources possess high genetic similarity and have an accordingly narrow genetic basis. [Conclusion] The primer combination method is one of the most effective methods for constructing DNA fingerprinting. The 120 upland cotton varieties were divided into three types with the genetic similarity coefficient matrix; these groups were strongly consistent with their pedigrees.