利用关联分析发掘小麦自然群体旗叶叶绿素含量的优异等位变异

为揭示小麦自然群体干旱胁迫条件下旗叶叶绿素含量的变化, 筛选相关标记的优异等位变异, 以262份小麦种质资源组成的自然群体为材料, 分别种植在北京的2个试验地点, 均设雨养和灌溉处理, 于开花期和灌浆期检测旗叶叶绿素含量。以分布于21条染色体的169个SSR标记检测所有材料的基因型, 利用STRUCTURE 2.3.2软件分析群体结构, 用TASSEL软件的MLM (mixed linear model)方法对小麦自然群体的旗叶叶绿素含量进行关联分析。在此基础上, 将携带某等位变异的所有材料表型均值与携带无效等位基因(null allele)材料表型均值比较, 估计等位变异的表型效应, 鉴别优异等位变异。共检测到2048个等位变异, 每位点2~37个等位变异, 平均12个。每位点的标记多态性信息量(PIC)为0.008~0.936, 平均0.628。在22个标记位点共检测出40个(次)与旗叶叶绿素含量极显著的关联, 其中11个标记位点有2次以上的关联, Xwmc419-1B和Xgwm501-2B分别有3次关联。在Xcfa2123-7A、Xgwm232- 1D和Xgwm429-2B位点分别检测到效应值大于4.0的等位变异。     

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%。     

贵州省部分大豆种质资源SSR遗传多样性分析

利用微卫星分子标记(SSR)对来自贵州省32个县(市)的115份大豆地方种质资源的遗传多样性进行了研究.结果表明,参试的115份大豆种质在8个位点共检测到56个等位变异,等位变异数在5～9个之间,平均每个位点的等位变异数为7个.聚类分析表明,115份大豆种质资源间的遗传距离变异范围为0.07～0.58,可将其分为11个类型,并发现其中5个材料与其它种质有明显差异.通过本研究为进一步开展贵州省大豆种质资源的遗传多样性研究提供了参考.     

黄淮麦区小麦品种(系)产量性状与分子标记的关联分析

为了获得与小麦产量性状关联的分子标记,筛选相关标记的等位变异,以128份黄淮麦区小麦品种(系)为材料,在4个环境下鉴定产量性状,并选用在小麦全基因组21条染色体上的64个SSR标记、27个EST-SSR标记和47个功能标记检测所有材料的基因型。91个SSR和EST-SSR标记共检测到315个等位变异,单个引物检测到2~7个等位变异,平均3.5个;47个功能标记共检测到107个等位变异,单个引物检测到2~5个等位变异,平均2.3个。关联分析表明,49个位点与4个环境的产量性状及其均值显著关联(P≤0.005),其中38个位点在2个或以上环境或均值下被重复验证,16个位点与2个或以上性状相关联。对相对稳定的等位变异作进一步分析,发掘了一批与产量性状相关的优异等位变异,如降低株高的等位变异Ax2*-null和UMN19*-A362,增加穗长的等位变异barc21-A220,增加可育小穗数的等位变异gpw2111-A156,增加总小穗数的等位变异swes65-A120,增加穗数的等位变异VRN-A1*-A1068,增加穗粒数的等位变异cfd5-A215和增加千粒重的等位变异wmc626-A170。研究结果对利用分子标记辅助选择进行小麦产量性状的遗传改良具有一定的指导意义。     

新疆早熟陆地棉种质资源遗传多样性及纤维品质性状SSR关联分析

【目的】探究新疆早熟陆地棉种质资源遗传多样性,发掘特异种质资源和与纤维品质相关的优异等位变异。【方法】以219份新疆早熟陆地棉种质资源为材料,在3个环境下对此群体的15个农艺性状进行鉴定,用128对简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR)引物对该群体进行基因型鉴定,使用NTsys-pc2.1进行遗传多样性分析,用Structure 2.3.1和Tassel 5.0对此群体纤维品质性状进行关联分析,依据表型效应值挖掘携带优异等位变异的典型材料。【结果】128对标记在219份资源材料群体中共扩增出244个位点,平均每个标记扩增出1.91个位点;多态信息含量范围为0.13～0.86,平均为0.63;此群体材料间遗传相似性系数分布范围为0.42～0.99,平均为0.61,遗传相似系数在0.5～0.7的占90.19%。通过关联分析检测到11个与纤维品质性状显著关联的标记(P0.01),发掘出7个携带特异等位变异的典型材料。【结论】219份新疆早熟陆地棉种质资源遗传多样性低,基于SSR关联分析发掘了一些与纤维品质性状相关的优异等位变异及典型材料。     

大豆育成品种农艺性状QTL与SSR标记的关联分析

利用85个SSR标记,对大豆育成品种群体(190份代表性材料)的基因组进行扫描,在检测群体结构基础上搜索连锁不平衡位点,并采用TASSEL软件的GLM方法对11个大豆农艺性状QTL进行关联分析。结果表明：(1) 在公共图谱上共线性或非共线性的SSR位点组合均广泛存在连锁不平衡(LD),但不平衡程度D′>0.5的组合数只占总位点组合的1.71%,共线位点D′值随遗传距离衰减较快;(2) SSR数据遗传结构分析表明,育成品种群体由7个亚群体组成,矫正后全群体共有45个位点累计136个位点(次)与11个大豆农艺性状QTL关联,其中22个位点(次)与家系连锁定位的QTL区间相重,有43个位点(次) 2年重复出现;(3) 一些标记同时与2个或多个性状关联,可能是性状相关或一因多效的遗传基础;(4) 育成品种群体关联位点与地方品种群体和野生群体只有少数相同,群体间育种性状的遗传结构有相当大差异;(5) 发掘出农艺性状优异等位变异及其载体品种,包括增效最大的产量等位变异Satt347-300 (+932 kg hm^-2,中豆26),生物量等位变异Satt365-294(+3 123 kg hm^-2,黄毛豆),蛋白质含量等位变异Be475343-198 (+0.41%,淮豆4号),脂肪含量等位变异Satt150-273 (+2.32%,科丰15)等。在此基础上作了设计育种的探讨。     

普通菜豆根系相关性状的关联分析

幼苗期根系发育对作物的生长发育具有重要作用。利用生长袋纸培系统对324份普通菜豆种质的主根长、根干重、根体积、根表面积等9个根系相关性状进行表型鉴定,并结合覆盖全基因组、有多态性的116对SSR标记,利用MLM（Q+K）模型进行表型和标记的关联分析。表型分析表明,324份材料的9个根系相关性状表型变异丰富,平均变异系数的变动范围是10.09%~37.03%;基因型分析表明,116个多态性SSR标记共检测到919个等位变异位点,每个标记的平均基因多样性指数为0.59,多态性信息含量（PIC）平均值为0.54,显示这些标记具有较高的基因多样性;群体结构分析表明,供试材料分为两个亚群,与普通菜豆起源于两个基因库对应;关联分析结果显示,以P<0.01作为显著条件,共检测到48个显著标记位点,其中有10个位点同时与2个以上性状相关联,有5个位点与前人研究结果一致。研究结果为进一步理解普通菜豆根系的遗传机理提供了理论参考,也为分子标记辅助选择改良普通菜豆根系奠定了基础。     

SSR标记与陆地棉田间黄萎病抗性的关联分析

通过关联分析挖掘与陆地棉黄萎病抗性关联的分子标记,为陆地棉抗黄萎病性状的分子检测及标记辅助选择育种提供有益参考。选用在棉花基因组上均匀分布多态性较好的237个SSR标记对214份陆地棉材料的基因组变异进行了扫描,并使用Power Marker v3. 25分析群体的遗传多样性,Structure 2. 2分析群体结构,在此基础上结合3年黄萎病抗性鉴定数据,采用Tassel 2. 1中的GLM(Q)方法挖掘与黄萎病抗性相关的QTLs。结果表明,不同陆地棉材料黄萎病发病情况差异显著; 237个标记共检测到280个多态性位点,共计695个等位变异,变异范围2～6个,平均等位变异数2. 479 0;按照基因型数据可将该群体划分为2个亚群;通过关联分析,在不同年份中发掘与黄萎病抗性显著关联(P 0. 01)的SSR位点27个,其中有2个位点(BNL3442和BNL1064)在3年均被重复检测到,表型变异解释率最高分别为12. 10%和8. 02%。这些在不同年份中稳定存在的SSR标记位点有可能与抗病基因紧密连锁,有望用于棉花黄萎病抗性材料筛选和抗病基因挖掘。     

江淮地区夏大豆新品系SSR和PAV分子标记多样性分析

大豆新品系已成为杂交育种中最主要亲本类型,本研究对系谱明确、适合江淮地区种植的296份大豆新品系进行SSR和PAV标记分析,以揭示其遗传关系,促进其育种利用。结果 93个SSR标记共检测到417个等位变异,平均每个位点等位变异数为4.48,变幅为2~15,PIC值为0.46;227对PAV标记每个位点平均等位变异数为2.10,变幅2~4,PIC值为0.22;基于SSR标记所计算的多样性指标数值均高于PAV标记所得。根据核心亲本划分的4个亚群间分子标记遗传多样性值相近,但都存在一些特有和特缺等位变异。基于SSR和PAV标记遗传距离的聚类分析分别可将供试材料分为12和10类,其中4个大类均可与4个核心亲本亚群对应,还发现一些系谱相同/相近的品系被聚在不同类群。两类分子标记都可用于揭示供试材料的遗传背景,利用所有320个标记可将296份新品系分为8类。     

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。     

用SSR标记分析‘赞皇大枣’遗传变异

研究旨在从分子水平揭示‘赞皇大枣’的遗传变异,以期为‘赞皇大枣’新品种选育提供有效的理论基础。利用SSR标记对395份‘赞皇大枣’样品进行PCR扩增,扩增产物经毛细管电泳技术检测,通过分析样品的指纹图谱数据,来评价样品间的遗传关系。16对SSR标记共扩增出51个等位基因,每个位点的等位基因数从2~9不等,平均每位点3.2个。产物片段大小范围为104~304 bp。稀有等位基因为16个,多态位点百分率为75%。395份样品中共得到28种两两相异的‘赞皇大枣’指纹图谱数据,即28种不同的基因型。对28种基因型进行聚类分析的结果表明,它们的遗传相似系数在0.7500~0.9804之间,平均值为0.9047。在遗传相似系数0.90处这些基因型被划分为5个类群。结果表明,‘赞皇大枣’群体内存在较丰富的的遗传变异,还有较大的选育出新品种的潜力。     

Genetic diversity among pearl millet maintainers using microsatellite markers

Genetic diversity among 70 maintainers and two pollinators of sub-Saharan and Indian origin was studied for simple sequence repeat (SSR) loci using 34 primer pairs. A total of 213 alleles were detected with an average of 6.26 alleles per locus. Polymorphic information content (PIC) ranged from 0.05 to 0.96 with a mean of 0.58 for the SSR loci. Mean PIC across the linkage groups and number of alleles in dinucleotide motifs varied significantly. The lowest PIC (0.239) for linkage group 6 indicated comparatively conserved nature of this linkage group. Genetic similarity estimates ranged from 0.05 to 0.73 with an average value of 0.29. This indicated sufficient diversity among the maintainer and pollinator lines. The 72 lines fell in five clusters, and the clustering pattern corroborated with their pedigree and characteristic traits. Pollinator ICMR 356 was more diverse from the maintainer lines analysed, and can be a potential parent for pearl millet hybrid development.     

黄淮海地区主要冬小麦品种的EST-SSR遗传多样性分析

本研究利用21对小麦EST-SSR引物对23份黄淮海地区新育成冬小麦品种及其亲本(近似品种)的遗传多样性进行了分析比较。在23份新育成品种中共检测到61个位点,每个位点的等位基因个数在2～8之间,平均2.90;基因多样性指数在0.08～0.79之间,平均为0.38。23份新育成品种的遗传距离在0.12～0.69之间,平均为0.40。在23份亲本品种中,共检测到63个位点,每个位点的等位基因个数在2～7之间,平均3.00;基因多样性指数在0.08～0.79之间,平均为0.44;23份亲本品种的遗传距离在0.09～0.81之间,平均为0.46。新育成品种遗传多样性低于其亲本品种。     

Allozyme diversity of Russian wildrye accessions

Analysis of genetic diversity among plant accessions plays an important role in developing strategies for plant breeding and the conservation of genetic resources. Therefore, we sought to estimate the extent of genetic diversity present among and within 29 Russian wildrye accessions, which were collected from widespread geographic sites. We assessed the genetic diversity of eight enzymes found in 29 Russian wildrye accessions using vertical polyacrylamide gel electrophoresis. The genetic diversity of each accession was estimated from standard genetic parameters that included (1) the number of polymorphic loci; (2) the average number of alleles per locus; (3) the observed and expected heterozygosity. The eight enzymes were encoded by 13 putative loci and 46 alleles. Allozyme analyses revealed a large number of polymorphic loci among the 29 accessions and some of the accessions carry rare alleles and trace their origin to sites in Xinjiang, China, where Russian wildrye is indigenous. The accessions with rare alleles require additional evaluation to determine whether they possess unique phenotypic traits which would be useful in applied plant breeding.     

Molecular diversity and population structure of the Ethiopian lentil (<Emphasis Type="Italic">Lens Culinaris</Emphasis> Medikus) genotype assessment using SSR markers

Knowledge of genetic diversity in germplasm is essential for formulating effective germplasm collection, conservation, utilization strategies in and crop improvement programs. It also provides an opportunity to take corrective steps infusing new genes to avoid risks associated with a narrow genetic bases. Genetic diversity analysis of 119 lentil genotypes of including 83 germplasm and 36 exotic genotypes from International Center for Agricultural Research in the Dry Areas was studied using 27 primers of simple sequence repeat (SSR) marker. Molecular analysis of variance showed variations of 82% within and 18% of the among population variance was explained. Degree of polymorphism observed among the populations was 100%. A total 122 alleles were detected, with 2 to 7 alleles per locus, with a mean of 4.52 alleles per locus. The estimated gene diversity value for 27 loci was 0.64. The average Shannon’s information index value of 1.19 was obtained showed the existence of high genetic variation within the genotypes. The genetic similarity indices ranged from 0.21 to 1.00. The SSR markers showed an average polymorphic information content (PIC) value of 0.58. Cluster analysis grouped the genotypes into five major clusters as distinct genetic populations. Diversity analyses revealed the existence of a high level of genetic variation among genotypes. This molecular diversity information provides a basis for future germplasm collection, utilization, and conservation strategies in gene banks and introducing exotic germplasm to widen the genetic base of the current lentil breeding population.     

利用SSR分子标记划分杂交籼稻亲本群的研究

杂种优势群和杂种优势利用模式可以为植物的杂种优势利用提供重要信息。与玉米相比,水稻杂种优势群的研究相对薄弱。本研究利用72对SSR引物对我国47个杂交籼稻骨干亲本进行了类群划分。共检测出328个等位基因变异,每对引物检测等位基因2~13个,平均4.56个;引物的多态性信息量（PIC）范围为0.120~0.878,平均值为0.567。材料之间的遗传相似系数(GS)范围在0.633~0.928,平均为0.741。用类平均法（un-weighted pair-group method using an arithmetic average）将亲本材料划分为保持系群、温敏核雄性不育系群、恢复系群,其中保持系群和恢复系群又各分为3个亚群,分群结果基本符合系谱信息。并结合杂交水稻生产实践提出了7种杂种优势组合配组模式。分子标记是一种划分杂交籼稻亲本群的有效途径,本研究结果对杂交籼稻的亲本选配具有一定指导意义。     

High level of natural variation in a groundnut (Arachis hypogaea L.) germplasm collection assayed by selected informative SSR markers

The ability to identify genetic variation is indispensable for effective management and use of genetic resources in crop breeding. Genetic variation among 189 groundnut ( Arachis hypogaea L.) accessions comprising landraces, cultivars, a mutant, advanced breeding lines and others (unknown genetic background) representing 29 countries and 10 geographical regions was assessed at 25 microsatellite or simple sequence repeat loci. A high number of alleles (265) were detected in the range of 3 (Ah1TC6G09) to 20 (Ah1TC11H06) with an average of 10.6 alleles per locus. The polymorphism information content value at these loci varied from 0.38 (Ah1TC6G09) to 0.88 (Ah1TC11H06) with an average of 0.70. A total of 59 unique alleles and 127 rare alleles were detected at almost all the loci assayed. Cluster analysis grouped 189 accessions into four clusters. In general, genotypes of South America and South Asia showed high level of diversity. Extraordinary level of natural genetic variation reported here provides opportunities to the groundnut community to make better decisions and define suitable strategies for harnessing the genetic variation in groundnut breeding.     

Analysis of the molecular diversity of Kenyan sorghum germplasm using microsatellites

The aim of this study was to estimate the extent of the genetic diversity present in sorghum germplasm grown in Kenya using simple sequence repeat markers. A total of 139 accessions were genotyped using 11 microsatellite markers or simple sequence repeats (SSRs) and the genetic diversity was estimated. The markers showed a wide range of differences in quality index from 0.005 to 0.39. The average Polymorphic Information Content value observed was 0.6241 indicating a high level of diversity. The gene diversity index ranged between 0.2419 and 0.9313 with a mean of 0.6627 per locus. A total of 105 alleles were observed with an average of 10.4 alleles per locus. The average heterozygosity level per locus was low at 0.1717. The variability within accessions among the populations was 74.85% and within individual accessions was 18.67%. The results showed that genetic diversity within Kenyan sorghum germplasm accessions is higher than that between the different populations. It is implied that such genetic diversity can be exploited as such or in hybridization programs to improve sorghum varieties currently grown by subsistence farmers in Kenya.     

新疆加工番茄品种遗传多样性的SSR分析

选用已筛选出带型稳定的44对SSR引物,对新疆主栽以及美国引进的加工番茄品种进行遗传多样性分析,结果表明：在24个品种间共扩增了283个等位基因,每对引物的等位基因数变化范围在2~17之间,平均为4.422个;有效等位基因为189.638,平均为4.310;每个SSR位点的多态性信息量变化范围为0.140~0.915,平均为0.662;基因型多样性变化范围为0.325~2.620,平均值为1.438;24个品种间的遗传相似系数变幅为0.715~0.924,平均值为0.820,且95%的供试品种其遗传相似系数在0.715~0.800之间,亲缘关系较近。以遗传相似系数为原始数据,按UPGMA方法将供试品种划分为4大类群,结合系谱分析结果表明,新疆的加工番茄品种遗传多样不够丰富,多数品种间的亲缘关系较近,欲进一步提高新疆加工番茄的产量及品质性状还需拓宽亲本选择范围,扩大遗传背景。     

上海地区水稻已知品种SSR指纹图谱库构建

用24对引物构建上海地区53份水稻品种的DNA指纹图谱,为当地水稻新品种保护、遗传资源评价及亲缘关系分析提供理论依据和技术支持。结果显示,实验中共检测出109条多态性片段,变幅2~9条,平均每对引物4.5417条多态性片段,有效等位基因数为70.8187,平均每个标记2.9508个;Shannon多样性指数(Ⅰ)平均值为1.1296,变幅0.4949~1.8402;多态性信息含量(PIC)平均值为0.5415,变幅0.2656~0.8001。用24个标记建立53份材料的DNA指纹图谱,这些字符串就构成了这53份材料的“身份证号码”,本实验中,各材料的分子身份证号码是唯一的;聚类分析表明,在遗传相似系数0.21处可以将53份材料分为2个类群,分别为粳稻组和籼稻组,但是组内遗传距离较近。由此可见,上海地区水稻品种的遗传多样性相对狭窄。