稻米蒸煮品质性状与分子标记关联研究

【目的】调查分析代表性水稻种质重要的品质性状和淀粉RVA谱变异,筛选与性状显著关联的分子标记,为稻米品质改良提供依据。【方法】以48份国内外水稻多样性种质为材料,进行稻米品质性状变异调查分析;利用快速淀粉粘滞测定仪(rapid visco analyzer)鉴定材料淀粉RVA谱。利用已报道的稻米淀粉合成相关基因等位标记及稻米籽粒相关QTL连锁分子标记对种质材料进行基因分型。利用GLM模型进行分子标记与品质性状的关联检测,并对显著关联标记进行逐步回归分析;评估等位基因及其组合对目标性状的表型影响效应,同时鉴别对应优异等位基因型及载体品种。【结果】供试材料在直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)和碱消值(ASV)等表现出广泛的表型变异和多样性,变异系数为26.5%—36.3%。RVA谱检测表明崩解值、消减值和回复值等在材料间具有明显差异,能较好地反映不同种质的淀粉糊化特性。相关分析表明,AC与冷胶黏度、消减值和回复值呈显著正相关,与最高黏度和崩解值呈显著负相关;GC同时与消减值和回复值呈显著负相关。利用154个多态性标记共检测到491个等位变异,基因多样性平均为0.447,多态信息含量(PIC)平均为0.390。性状-标记关联检测共获得22个与稻米品质性状显著关联的位点,单个关联标记位点解释的表型变异(R~2)范围为14.11%—75.62%。GBSSI是影响AC和GC的主效基因,分子标记Wx-G/T对AC和GC的表型变异解释率分别为61.44%和41.87%。SSIIa是影响ASV的主效基因,alk-GC/TT和SSIIa-F对ASV的表型变异解释率分别为75.62%和74.46%。利用显著关联标记构建AC、GC和ASV的回归模型方程,决定系数分别为85.30%、40.62%和80.38%。【结论】水稻淀粉RVA谱与AC、GC和ASV密切相关,利用RVA谱可更全面地评价稻米品质性状。利用稻米品质表型-分子标记关联,共鉴定出22个与品质性状显著关联的位点,其中5个位点同时与AC和GC关联。回归模型表明标记的组合可产生不同的表型效应。     

苦荞SRAP分子标记体系优化与遗传多样性分析

通过正交试验设计,比较苦荞序列相关多态性-聚合酶链式反应(Sequence related amplified polymorphism-polymerase chain reaction,SRAP-PCR)扩增反应体系的组合,选出最佳扩增体系用于苦荞SRAP分子标记进行遗传多样性分析。其中最佳SRAP-PCR反应扩增体系为Taq DNA聚合酶2 U、Mg2+1.5 mmol/L、DNA模板75ng、引物0.5μmol/L。从238对SRAP引物组合中筛选出20对多态性较高的引物组合,并对15个苦荞品种进行遗传多样性分析。结果表明:20对引物组合共扩增出128个位点,其多态性信息量(Polymorphism information content,PIC)值在0.66~0.95,每对引物组合扩增位点为7~13个,多态性比率平均值为81.6%,其中多态性信息量值为0.95的引物组合为me7em11、me9em4和me12em8。基于UPGMA法聚类(GS=0.78)可将15个苦荞品种划分为3大类,但这3类划分的品种没有明显的地域分布特征。     

棉花黄萎病抗性影响因子连锁的分子标记筛选

[目的]研究抗病性影响因子连锁的分子标记与抗黄萎病性状的一致性,筛选抗黄萎病基因,发掘其与棉花抗黄萎病性状的关系,进一步阐明棉花抗黄萎病遗传机制.[方法]研究使用37对抗黄萎病性影响因子设计的引物进行PCR扩增来探明抗病性基因在不同抗、感病棉花品种中的分布,以及与抗黄萎病性状的一致性.[结果]发现VM13、VM23、VM25、BNL0946、BNL1414、BNL1721、em6me2和em1me5这8对引物扩增出不同条带,分别来源于抗病相关蛋白的基因、基因组序列、mRNA序列、SSR和SRAP引物;其中,引物VM13、BNL1414、em6me2扩增条带与抗病品种一致率高于0.857,与感病品种一致率低于0.25.新疆自育品种较多出现的扩增条带,与新疆自育品种一致率介于0.364～0.727,平均值为0.515;与其它地区所育品种的一致率介于0.111 ～0.666,平均值为0.419.[结论]引物VM13、BNL1414、em6me2的扩增条带可以作为黄萎病抗性的分子标记鉴定指标.     

菊花品种表型性状与SRAP分子标记的关联分析

【目的】寻找与菊花重要园艺性状相关联的分子标记,为菊花复杂数量性状的研究以及分子标记辅助育种奠定遗传学基础。【方法】利用筛选出的19对SRAP引物组合对58个典型大菊品种进行多位点扫描分析。在对供试材料进行群体结构分析的基础上,利用TASSEL软件,对获得的分子标记与这些品种的18个重要表型性状进行关联分析。【结果】群体遗传结构分析将58个大菊品种划分为5个亚群结构：平瓣类、管瓣类、畸瓣类、桂瓣类和日本品种亚群;通过关联分析,发现有6个标记位点与5个性状关联(P＜0.01),其中与花部性状（花梗粗度、花瓣宽度、筒状小花数量）相关位点共5个,与茎部（茎粗度）相关位点1个,与叶部性状（叶厚度）相关位点1个,各位点对表型变异的解释率在0.0738-0.4791。【结论】利用SRAP标记可有效地对菊花进行群体结构的判断和划分。关联分析能够有效地找到与菊花表型性状关联的SRAP标记,用于分子标记辅助育种。     

基于淀粉合成基因TRAP标记的甘薯种质资源遗传多样性分析

为探究淀粉合成相关基因在甘薯种质资源中的遗传多样性,通过对锚定引物的筛选构建了基于淀粉合成基因的TRAP分子标记技术,并对59份不同作用类型的甘薯种质资源进行遗传多样性分析。TRAP分子标记筛选结果表明:SAI/me2、AGPase/em4和β-Amylase/me2这3对引物组合在分子标记中存在较为丰富的多态性片段,结果重复性好,可作为TRAP分子标记;其中,AGPase/em4分子标记的区分能力最强,能将59份甘薯资源进行较好的区分。甘薯种质资源遗传多样性分析结果表明:不同类型的甘薯种质资源之间无明显的遗传群体区分。研究表明,甘薯基因组为六倍体起源,其淀粉合成相关基因存在多基因遗传作用,在不同甘薯种质资源之间存在一定的遗传差异,因而可以开发成有效的分子标记。     

基因特异性分子标记在植物育种中的研究进展

基因特异性分子标记是基于基因序列中功能性单核苷酸多态性(SNP)或插入和缺失(InDels)位点开发而成,具有选择效率高、共显性、与目标基因共分离、不受遗传背景影响等优点,且与生物表型性状高度相关,在生物表型性状的鉴定中更突显出其准确性和直接性,可以准确地跟踪、定位不同遗传背景下的目标等位基因,是农作物分子标记辅助选择育种中理想的分子标记类型。对基因特异性分子标记的原理、开发及在植物育种的应用进行论述,并探讨了基因特异性分子标记的发展趋势,以期为分子标记辅助育种提供参考依据。     

番茄SRAP-PCR体系优化与品种分子鉴定

对番茄基因组DNA的SRAP-PCR体系中Mg2 、dNTPs和引物浓度进行了优化,结果表明反应体系中适宜浓度为Mg2 1.5～3.0 mmol·L-1,dNTPs 0.05～0.20 mmol·L-1,引物0.25 μmol·L-1;模板DNA为10～20 ng(10 μL反应体系).运用优化的体系,筛选获得3个合作906与其父母本多态性标记引物组合.利用15个引物组合对11个番茄主要品种以及1个近缘野生种进行种质鉴定的SRAP标记分析,10个多态性的引物组合共检测到55个多态性位点,平均每个引物可鉴别3.7个品种,双引物组合me8/em8-1与me6-1/em14-1可以区分所有供试材料.应用NTSYS-pc软件进行聚类分析(UPGMA),园艺性状相似的品种在较近的遗传距离聚类,表明SRAP可有效用于番茄品种资源鉴定与遗传多样性分析.     

油菜核不育系827AB育性基因的SRAP标记

为加速油菜不育基因转育、提高育种选择效率,利用SRAP结合集群分离分析法,对甘蓝型油菜827AB核不育两用系的可育和不育基因池进行标记分析.结果表明:88对SRAP引物只筛选到1个与827AB不育系育性相关基因的标记,即me2em10-510;该标记的F2群体单株验证准确率为98.28％.该目的标记me2em10-51...     

利用SSR、SRAP分子标记鉴定桃早熟芽变

以桃品种小白桃及其早熟芽变品种津柳早红为材料,利用SSR、SRAP分子标记技术,分别使用17对SSR引物、12条SRAP引物,对小白桃、津柳早红基因组DNA进行特异扩增,探讨桃成熟期芽变机制。结果表明,UDP96-008、CPPCT 022、BPPCT 028、UDP98-411、UDP96-99等5个SSR标记具有多态性,并将它们分别定位在1、2、3、6号染色体;SRAP标记中me1/em5、me2/em1、me2/em5、me3/em2、me3/em6、me5/em5、me5/em6、me6/em2具有多态性。SSR、SRAP标记可以用于桃成熟期芽变的鉴定。     

小麦品种(系)粉质仪参数和沉淀值的全基因组关联分析

本研究以134个小麦品种(系)为材料,测定其粉质仪参数和沉淀值,筛选出14个强筋、35个中强筋小麦品种。利用9 329个SNP标记进行标记与品质性状之间的关联分析,共检测到567个显著关联位点(P0.005)。其中148个标记(属于50个QTL)与品质性状存在稳定关联,单个标记的表型变异解释率范围是6.18%~24.12%;110个稳定关联标记被定位在除了4D、5B和7D之外的18条染色体上。本研究得到的关联位点对小麦品质性状的分子标记辅助育种和相关基因克隆具有一定价值。     

桃果皮茸毛性状IndelG标记基因分型与应用

为实现高效分子标记对育种资源的辅助选择,通过对现有的与桃果皮茸毛相关的5对分子标记进行对比研究,发现IndelG分子标记与桃有毛/无毛表型的符合率最高,为100%。根据IndelG分子标记条带类型,将107份桃种质资源果皮茸毛性状分为PP(941941)型、nn(197197)型和Pn(941197)型3种基因型,基因型与表型符合率为100%。IndelG分子标记应用于桃有毛/无毛性状杂交群体的子代鉴定,基因型的分离规律符合孟德尔遗传规律,基因型与其表型符合率为100%。     

苹果果实酸/低酸性状的SSR标记

【目的】通过表型分析筛选与苹果果实酸/低酸性状基因连锁的SSR分子标记,分析苹果果实可滴定酸的遗传规律,为苹果的早期选择和辅助育种提供依据。【方法】以"富士"×"粉红女士"杂交F1代的76株群体为试材,测定了成熟苹果果实的可滴定酸含量,采用BSA法和SSR技术筛选与酸/低酸性状基因连锁的分子标记,并在杂种后代中进行验证。【结果】76株杂交F1代群体可滴定酸含量为1.4~8.8 mg/g,从80对共显性遗传的SSR引物中筛选到与酸/低酸性状基因连锁的SSR标记Hi01e10,其遗传距离为10.014 cM,在杂交后代中的验证结果与可滴定酸含量在后代群体中的遗传规律基本吻合,进一步验证了该标记的可靠性。【结论】苹果果实酸/低酸性状是受主基因(Ma/ma)控制的,SSR标记Hi01e10可用于苹果的早期选择和辅助育种。     

番茄SRAP-PCR体系优化与品种分子鉴定

对番茄基因组DNA的SRAP-PCR体系中Mg2+、dNTPs和引物浓度进行了优化,结果表明反应体系中适宜浓度为Mg2+ 1.5～3.0 mmol·L-1,dNTPs 0.05～0.20 mmol·L-1,引物0.25 μmol·L-1;模板DNA为10～20 ng(10 μL反应体系).运用优化的体系,筛选获得3个合作906与其父母本多态性标记引物组合.利用15个引物组合对11个番茄主要品种以及1个近缘野生种进行种质鉴定的SRAP标记分析,10个多态性的引物组合共检测到55个多态性位点,平均每个引物可鉴别3.7个品种,双引物组合me8/em8-1与me6-1/em14-1可以区分所有供试材料.应用NTSYS-pc软件进行聚类分析(UPGMA),园艺性状相似的品种在较近的遗传距离聚类,表明SRAP可有效用于番茄品种资源鉴定与遗传多样性分析.     

桃肉色、果皮茸毛性状的SSR标记筛选

[目的]研究与桃果肉颜色和果皮茸毛性状相关的SSR标记,为桃早期分子标记辅助育种提供参考依据.[方法]以油蟠桃98-5-8与普通桃91-42-51杂交的F1分离群体74个单株为材料,对其果实白肉/黄肉、有毛/无毛两个性状进行SSR分子标记.[结果]在66对引物中,引物UDP96-005和pchgms3、UDP97-401和CPSCT030分别在白肉/黄肉单株、有毛/无毛单株及混合基因池间扩增出差异条带.表型性状与标记连锁结果表明,SSR标记UDP96-005（164 bp）与白肉性状连锁,遗传距离为4.06 cM; SSR标记CPSCT030（191 bp）与有毛性状连锁,遗传距离为8.2 cM.对20个桃栽培品种进行验证,UDP96-005标记对白、黄肉品种的检测符合率为85％,CPSCT030标记对有无茸毛品种的检测符合率为50％.[结论]筛选获得分别与桃白肉、有毛性状连锁的SSR标记UDP96-005与CPSCT030,可用于桃分子标记辅助育种,并为发掘与桃果肉颜色和茸毛性状相关基因奠定基础.     

利用SSR标记筛选水稻富γ-氨基丁酸后代材料

以高粱稻-1和宁农黑粳的杂交F_2代和F_4代为试验材料,在实验室前期已获得的稻米籽粒中控制γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)含量的3个数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)位点基础上,进一步利用简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)标记对其进行基因型检测,获得了不同基因组合类型,在此基础上利用高效液相色谱法,测定各基因组合类型籽粒中GABA含量,探讨GABA含量与其类型间的关系。结果表明,在F_2代和F_4代的所有组合类型中,代表高含量纯合基因组合类型(BBA组合)中GABA含量的检测结果均值最高,代表低含量纯合基因组合类型(AAB组合)中GABA含量的检测结果均值最低,其检测结果与基因型表现一致。显著性分析表明,GABA含量与不同基因组合类型之间存在极显著相关性。同时还表明,相比F_2代,F_4代的BBA组合中GABA的平均含量增高,AAB组合中GABA的平均含量降低,且变异程度均有降低,特别是低含量纯合基因组合类型材料的符合度从53%上升到75%,其结果表明,低含量纯合基因组合类型材料有趋于稳定的趋势。试验结果可应用于利用分子标记辅助选择富γ-氨基丁酸杂交后代材料的研究中。     

基于加性-显性效应的杂种表现分子标记预测模型

【目的】以甘蓝型油菜为研究材料,探索杂种表现分子标记预测模式。【方法】以6份甘蓝型油菜隐性核不育两型系、11份恢复系为亲本按NCⅡ设计配制成66个杂交组合。利用F1的9个性状的表型值对亲本材料的SSR和AFLP标记位点进行筛选,建立标记效应和标记型值估算体系,估算这些特异标记位点对性状表现的效应及杂种标记型值,进而分析杂种标记型值与杂种表现的相关性,应用逐步回归分析建立9个性状杂种表现的分子标记预测模型。【结果】114个SSR和205个AFLP标记位点中,在0.01显著水平下9个性状筛选到的特异性标记位点分别为39～85个;不同标记位点对性状表现的效应大小、方向及作用方式存在广泛差异;9个性状的杂种F1标记型值与性状表现间的相关性均达到极显著水平,相关系数为0.6824～0.8113。9个预测模型中分别包括了6～14个标记位点,可决系数R2为0.5191～0.6783,预测模型稳定性强,精确度较高。【结论】利用标记型值预测作物杂种表现是一种有效的新途径,可以利用较少的标记位点建立甘蓝型油菜杂种表现预测模型。     

畜禽全基因组选择

数量遗传学在经历了传统的数量遗传学后逐步发展产生了数量遗传学与分子遗传学、生物技术相结合的分子数量遗传学。应用分子标记定位影响重要经济性状的QTL已经取得了显著的成果。QTL一旦得到定位,确定了该位点对表型的贡献率,就可以利用位于QTL侧翼的标记直接进行标记辅助选择。然而应用于标记辅助选择的标记只捕获了构成表型的一部分变异,而无法检测到构成性状的所有变异,为了解决这个问题,其中的一个途径就是利用全基因组范围内的标记,进行标记与表型的全基因组关联分析,鉴定对性状有影响的遗传标记,然后将这些标记应用于选择,这就是全基因组选择。文章就家畜QTL定位和标记辅助选择进行了简要的概述,同时对家畜全基因组选择进行了重点综述。     

杜仲遗传作图群体的建立

通过对7个杜仲F1家系生长和叶片性状及总黄酮含量变异分析,结合亲本AFLP多态性检测,选出综合变异程度较高的杂交组合小叶×秦仲1号作为构建杜仲遗传连锁图谱的作图群体,为杜仲遗传连锁图谱构建和重要性状的分子标记研究奠定基础。     

新疆陆地棉遗传连锁图谱构建及叶绿素含量和光合速率的QTL定位

[目的]研究新疆陆地棉叶绿素含量和光合速率的QTL定位,为陆地棉高光效分子标记辅助选择育种提供理论指导.[方法]以高光效的陆地棉品系ZX1789和低光效陆地棉品系E563号组配衍生的(ZX1789×E563)F2和F2∶3家系为材料,应用复合区间作图法,对F2∶3家系的叶绿素含量、光合速率进行QTL定位.[结果]构建了包括9个连锁群、标记间平均距离14.7 cM、全长为587.3 cM的遗传连锁图谱,约占棉花基因组的11.6;.检测到1个与叶绿素含量相关的QTL,位于第19号染色体,可解释表型变异的21.25;,检测到2个与单叶光合速率相关的QTLs,分别位于第9、20号染色体,可解释表型变异的8.39;、14.52;.[结论]检测到与陆地棉叶绿素含量、光合速率性状相关的QTL标记位点,有利于新疆陆地棉高光效辅助选择育种,为进一步提高育种效率打下基础.     

杜仲杂交子代苗期表型性状的遗传分析

【目的】研究2年生杜仲杂交子代苗期表型性状的变异情况,以揭示杜仲重要性状的遗传参数。【方法】以10个杜仲优良品种（或无性系）为亲本,按照析因交配设计进行控制授粉,根据2年生杜仲杂种苗的苗期表型性状测定结果,估算苗高、地径、叶面积、叶长、叶宽、叶长宽比、叶脉数目和叶柄长度的遗传参数。【结果】杜仲杂交子代苗高、地径、叶面积、叶长等性状在各家系间和家系内存在极显著差异;一般配合力效应在同一亲本不同性状间及同一性状不同亲本间存在明显差异,母本“小叶”各性状的一般配合力效应相对较大;不同家系各个性状的特殊配合力差异显著,21号家系(“华仲2号×秦仲1号”)苗高和地径的特殊配合力效应值最大,1号家系(“小叶×秦仲1号”)叶面积和叶长的特殊配合力效应值最大;各性状的广义遗传力都较高,均在50%以上。【结论】杜仲杂交子代的苗期表型性状差异显著,可以进行家系间和家系内的初步选择,1号、2号、9号、21号和25号家系各性状的特殊配合力相对较高,可用于进一步杂交选育杜仲良种。