基于SRAP的西瓜种质资源遗传多样性评价

运用SRAP分子标记技术分析了80份西瓜种质资源的遗传多样性，28对不同的引物组合共扩增出308条谱带，其中多态性谱带68条。引物组合的多态性频率最低为9.1%，最高为45.5%，平均22.1%。基于全部材料的SRAP基因型数据评价品种间的遗传关系，80份西瓜种质的遗传相似系数变化范围在0.94～1.00之间，表明供试西瓜种质资源的遗传背景比较狭窄。利用NTSYS软件聚类分析，80份西瓜材料被划分为3个类群，类群间相似度较高。来源地不同的西瓜材料也被划分到一个类群，进一步说明供试材料遗传背景狭窄。西瓜育种要取得突破性进展，必须加强种质资源的引进与创新。     

杂交兰种质资源遗传多样性的SRAP分析

采用SRAP技术对24份杂交兰种质资源的遗传多样性进行分析。筛选出的11对引物组合共扩增出119条谱带,其中102条为多态带,多态性比率86.1%,平均每对引物组合产生9.3个多态性位点。各种质之间的相似系数变化范围为0.43~0.98,平均为0.67。UPGMA聚类分析表明:在遗传相似系数0.69处将24份供试材料划分为5个类群,较好地揭示了杂交兰种质间的遗传多样性与亲缘关系,可为杂交兰种质资源利用、杂交育种亲本选择及杂种后代鉴定提供科学依据。     

利用SRAP和SSR标记对汉中地区主要油菜品种的遗传多样性分析

【目的】掌握陕西省汉中地区主要推广油菜品种的遗传多样性,了解其遗传背景,明确各品种间的亲缘关系,为油菜育种提供理论依据。【方法】利用24对有多态性的SRAP标记和17对SSR标记,PCR扩增采用复性变温法,对34份陕西省汉中地区主要推广的油菜品种资源进行遗传多样性分析。【结果】2种不同的复性温度都取得了好的扩增条带,SRAP标记共检测到145个等位变异,平均每个标记检测到6个等位变异,每个SRAP位点的遗传多态性信息含量在0.19⁰.74之间,平均值为0.48。供试材料的遗传相似系数集中在0.560.74之间,平均值为0.48。供试材料的遗传相似系数集中在0.56⁰.94之间。SSR标记共检测到99个等位变异,平均每个标记检测到6个等位变异,每个SSR位点的遗传多态性信息含量在0.120.94之间。SSR标记共检测到99个等位变异,平均每个标记检测到6个等位变异,每个SSR位点的遗传多态性信息含量在0.12⁰.74之间,平均值为0.40,遗传相似系数集中在0.620.74之间,平均值为0.40,遗传相似系数集中在0.62⁰.91之间。【结论】SRAP标记的遗传多态性比SSR标记高,SRAP标记聚类更接近系谱分析。陕西省汉中地区主要推广的油菜品种遗传相似度较高,亲缘关系较近。     

SCOT分子标记在油菜遗传多样性研究中的应用

为探索SCOT标记在油菜遗传多样性研究中的应用,本利用36对有多态性的SCOT标记和在油菜多样性分析中广泛使用的30对SRAP标记,对65份陕南地区甘蓝型油菜高代材料进行遗传多样性分析。结果表明,SCOT标记平均每个标记检测到5个等位变异,每个SCOT位点的遗传多态性信息含量在0.28~0.81,平均值为0.57,供试材料的遗传相似系数集中在0.56~0.89。平均每个SRAP标记检测到4个等位基因,每个SRAP位点的遗传多态性信息含量在0.17~0.85,平均值为0.51。供试材料的遗传相似系数集中在0.50~0.88。本试验得出,SCOT标记的聚类结果和SRAP标记近似,SCOT标记的多态性高于SRAP标记,SCOT标记可以用于油菜遗传多样性的研究。     

枸杞品种SRAP分析

应用相关序列扩增多态性(SRAP)标记,对15个枸杞品种进行了遗传多样性分析。从36对引物组合中筛选8对引物组合用于PCR扩增,共获得39条谱带,多态性条带为37条,平均多态性百分率为94.8%,每对引物组合扩增出条带数3~9条不等,平均每对引物组合得到4.8条。15份材料之间遗传相似系数范围介于0.13~1.00之间,说明供试枸杞品种间存在丰富的遗传多样性。     

部分杧果种质资源遗传多样性的SRAP和ISSR分析

利用SRAP和ISSR分子标记,对20份杧果种质资源进行遗传亲缘关系分析,为杧果种质资源的鉴定和杂交育种亲本选配提供参考依据。结果显示,在SRAP分析中,从80对引物中选出12对引物组合共扩增出224条谱带,每对引物组合扩增谱带数在13~21条,平均为18.7条,其中多态性谱带为194条,平均多态性谱带为16.2条,多态性比率为86.61%,材料间相似遗传系数变化范围为0.54~0.94;在ISSR分析中,从100条引物中选出10条引物共扩增出179条谱带,每条引物扩增谱带数在11~20条,平均为17.9条,其中多态性谱带为153条,平均多态性谱带为15.3,多态性比率为85.35%,材料间相似遗传系数变化范围为0.58~0.90。SRAP和ISSR标记分别在相似系数0.624和0.665水平上,均可将20份杧果种质资源分成4大类群,SRAP和ISSR标记都能将供试材料完全区分开来,聚类结果具有很高的一致性,均适用于杧果材料的遗传多样性分析,可用于杧果遗传亲缘关系的研究。     

不同耐寒甘蔗品种的SRAP标记分析

采用100对SRAP引物对35个不同耐寒甘蔗品种进行了标记,并筛选出了72对多态性较好的SRAP引物进行了遗传多样性分析.结果表明72对引物共扩增出1241条谱带,平均每对引物扩增出17.2条谱带,其中多态性条带为89.36％.品种间的遗传相似系数在0.5773 ～0.7264之间,平均为0.6340.聚类分析表明,35份甘蔗品种可分为5个类群,聚类分析结果不能反映供试材料的地域特性;同时,耐寒性相对较好的品种分散于4个类群中,说明聚类分析并不能把耐寒性好的品种聚成一类;而两三个耐寒性较差的品种能够聚在一起,说明SRAP标记对耐寒性较差的品种的聚类起到较好的作用.SRAP标记在甘蔗耐寒性研究上起到一定的参考作用.     

利用SRAP标记分析春兰种质资源遗传多样性

利用SRAP分子标记对42份春兰品种及1份多花兰、1份春剑及3份杂交兰进行遗传多样性分析。筛选出的15对引物组合共扩增出185个位点,其中多态性位点184个,平均每对引物组合产生12.27个多态性位点。引物组合Me8-Em16的Nei’s基因多样性数H（0.3993）、shannon信息指数I值（0.5794）和有效等位基因数Ne（1.7280）都是最高值。47份材料的遗传相似系数变化范围为0.63~0.80,UPGMA 聚类分析表明,在遗传相似系数为0.662处,将47份材料划分成五大类群.本研究较好地揭示了47份材料亲缘关系的远近,为春兰各品种间的分类和杂交亲本的选择提供重要理论依据。     

贵州马铃薯栽培品种遗传多样性的SRAP分析

为辅助育种中合理选配亲本,减少育种的盲目性,加快遗传改良进程提供可靠依据,采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记对11份马铃薯栽培品种的遗传多样性进行分析,利用随机的40对SRAP引物对11份马铃薯品种的基因组DNA进行特异扩增。结果表明:20对引物扩增出55个多态性条带,多态性引物比达24%,平均每对引物产生2.9个多态性条带;11份马铃薯品种间的SRAP标记遗传相似系数为0.18～0.95,当遗传相似系数为0.53时,将11份品种分为2大类群,其中,第Ⅰ类群可进一步分为Ⅰ-A和Ⅰ-B 2个亚簇;聚类分析表明,参试马铃薯品种间的遗传多样性相对丰富,遗传差异较大。     

贵州马铃薯推广品种SSR分子标记及遗传多样性分析

为了鉴定马铃薯品种的亲缘关系,采用10对SSR分子标记引物,对19份贵州马铃薯生产品种进行SSR分子标记及遗传多样性分析。结果表明:10对SSR引物中5对获得60条清晰条带,其中49条为多态性条带,多态性比率为81.67%,平均每个引物的多态性条带数为9.80条。19份马铃薯品种的遗传相似性系数为0.43~1.00。经聚类分析,在遗传相似系数为0.56处全部参试材料聚在一起,在遗传相似系数为0.63处可明显聚为3个类群。第Ⅰ类群包括11份材料,第Ⅱ类群包括7份材料,第Ⅲ类群只有1个材料。在相似性系数0.65处,57.89%的参加品种聚在一起,表明参试品种的遗传背景较为狭窄。     

基于谷子测序开发的SSR标记多态性检测

利用谷子和狗尾草属其它种的24个材料,对474对基于谷子基因组测序结果设计的SSR引物进行了多态性鉴定。结果显示,有96对引物在各材料之间表现出了丰富的多态性,多态性率20.25%。本研究结果所筛选的谷子SSR标记丰富了狗尾草属遗传进行分析、种质资源研究、遗传图谱构建、目的基因定位及分子标记辅助选择可利用SSR标记的数量,同时也为谷子SSR标记核心数据库的建立奠定了基础。     

谷子种质资源遗传多样性研究

利用谷子基因组序列开发出SSR引物205对,其中171对可以稳定扩增出目的条带,149对有多态性。利用30个多态性SSR标记对41份谷子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出291个等位变异,平均每个位点9.7个。谷子地方品种基因多样性指数平均为0.7907,育成品种基因多样性指数平均为0.7571。对41个谷子品种进行聚类,在遗传相似系数为0.164时聚为6组,与生态型基本一致。     

70份毛葡萄种质资源遗传多样性的SSR分析

【目的】利用SSR标记进行毛葡萄遗传多样性的分析,阐明毛葡萄种质的亲缘关系,为有效利用野生毛葡萄种质及挖掘优良基因提供参考。【方法】利用筛选的多态性SSR引物对70份毛葡萄进行SSR扩增,评价不同种质遗传多样性,并分析亲缘关系。【结果】从40对SSR引物中筛选出16对多态性引物,共扩增出123 条带,每对引物可检测到等位位点数3-15个,多态率26.7%-100.0%。PopGene分析结果表明,毛葡萄种群Nei’s 基因多样性平均指数为0.4412,多样性信息平均指数为0.6308,具有较高的遗传多样性。Nei’s相似性系数分析结果表明,70份毛葡萄种质的遗传相似系数在0.60-0.89。UPGMA 聚类分析结果表明,在遗传相似系数0.61 处,70 份毛葡萄材料可分为3大类群：第一类包含两份毛葡萄材料,编号为70和91,均来自广西罗城县;第二类包含5份材料,编号为28、1、129、3和131,除131外,其余4份来自广西罗城县;其他63份归为第三类,其中50份为广西罗城县毛葡萄。【结论】广西罗城县毛葡萄具有丰富的遗传多样性,可为毛葡萄种质资源的利用和品种选育提供参考。     

高效液相色谱法测定谷子种质资源中维生素E的研究

谷子是富含维生素E的粮食作物,建立了应用高效液相色谱法（HPLC）测定谷子种质资源中维生素E的检测技术,并应用统计学原理对方法的精密度、准确度、再现性等进行了较全面的考察和评价。利用该方法对400份谷子种质资源进行了鉴定、评价,并筛选出一批高维生素E含量的种质资源。     

基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱构建

【目的】构建一张基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱。【方法】以谷子高146A和K103杂交自交F2分离群体为作图群体,以分布于谷子9条染色体上的81个SSR标记为主要参考标记,采用来自谷子、水稻、珍珠粟和高羊茅的SSR、STS、SNP、SV和ACGM标记共1 733个,在亲本间筛选多态性标记,并进一步在F2群体间进行验证,利用MAPMAKER VERSION 3.0软件进行连锁分析,采用MapDraw V2软件绘制遗传连锁图谱。【结果】构建了一张包含192个不同类型分子标记的谷子遗传图谱,新定位标记33个,其中32个来自谷子,另1个来自珍珠粟。遗传图谱包含9个连锁群,覆盖基因组全长2 082.5 cM,连锁群长度介于119.5-475.2 cM,平均长度231.39 cM,标记间平均距离10.85 cM,每个连锁群上的标记数介于10-37个。部分连锁群上标记存在偏分离现象,在定位的192个标记中,共有36个标记发生偏分离,占图谱总标记的18.75%,其中,在LG2、LG6和LG7上分别聚集分布了10、15和7个偏分离标记,出现了偏分离热点区域,而在LG1、LG4、LG5和LG8上仅有零星分布,LG3和LG9上则没有偏分离标记。对来自不同作物的分子标记在谷子上的可转移性分析发现,来自谷子的1 235个PCR标记中有205个标记在双亲及其F2群体间有多态性,多态率为16.60%,而来自珍珠粟、高羊茅和水稻的498个PCR标记,在该群体上仅发现1个多态性标记。【结论】利用不同物种中的分子标记构建了一张覆盖基因组长度为2 082.5 cM的谷子遗传连锁图谱,其分子标记主要来自于谷子。     

谷子育成品种的抗倒性评价

倒伏对谷子产量和品质以及机械化收获均有显著影响。为了筛选适宜机械化收获的谷子品种,以近几年通过国家鉴定、省级审定和参加国家区试的22个谷子育成品种为试材,利用倒伏系数评价了参试谷子品种的抗倒性;通过分析茎秆性状（株高、单茎鲜重、根量、茎秆抗折力、基部4节的长度、茎秆机械强度）与品种倒伏系数的相关关系,明确了影响谷子抗倒性的关键性状指标;并以抗倒性有显著差异的几个谷子品种为代表,探讨了这些关键性状指标如何影响谷子的抗倒伏能力。结果表明：济谷14、济谷16和冀谷31的倒伏系数均＜0.15,抗倒伏能力很强; M2173、济谷13、衡0950和济谷12的倒伏系数均＞0.29 ,抗倒伏能力较弱。本研究条件下,谷子株高和单茎鲜重与倒伏系数呈正相关,基部4节的长度与倒伏系数呈负相关,但关系程度均不密切;根量、茎秆抗折力和茎秆机械强度与谷子抗倒性有非常密切的关系。将抗倒性明显不同的7个谷子品种进行了3个关键性状指标的对比分析,结果发现,根量越大,茎秆抗折力越大,茎秆的机械强度越大,谷子品种的抗倒伏能力越强,越适合机械化收获。     

绿小米和白小米谷子籽粒叶绿素合成途径结构基因的表达分析

【目的】不同种类色素积累使小米呈现出不同的颜色性状。通过对比绿色小米和白色小米间的米色表型差异、不同色差指标值、叶绿素含量、籽粒内部超微结构和叶绿素合成途径结构基因的表达差异,找出导致绿色和白色小米颜色差异的关键酶基因,探索绿色小米米色形成的分子机制。【方法】利用色差仪对米色（L*、a*、b*）值进行测定;采用紫外分光光度计法分别对绿小米和白小米籽粒中叶绿素a、b及总叶绿素含量进行测定;通过透射电镜观察分析处于灌浆中期的小米籽粒内部淀粉体和质体小球的大小和数量;同时采用qRT-PCR方法对叶绿素合成途径上游和下游共18个结构基因在不同米色表型的3个品种中的表达模式进行了分析;并以谷子幼苗叶片DNA为模板,对不同米色品种谷子中SiCAO全长进行克隆及序列比对分析。【结果】大青谷和露米青谷脱壳后的小米颜色为绿色,牛毛白的小米颜色为白色,且色差仪检测结果显示绿色小米的绿度指标a*值低于白色小米;2个绿色小米籽粒中的Chla、Chlb和Chl含量均显著高于白色小米籽粒,且在白色小米籽粒中仅检测到0.006 mg·g^-1的Chlb;qRT-PCR结果显示,SiCAO在白米品种籽粒中几乎不表达,而其在2个绿小米品种籽粒中都有高峰度表达,SiCAO在不同米色品种中的极显著差异表达是它们呈现米色表型差异的主要原因;从3个品种中分别克隆出开放阅读框架为1 626 bp的SiCAO,它们分别在第171、184、195、286、318个氨基酸处存在差异;超微结构观察表明,谷子籽粒胚乳层主要由单粒淀粉体构成,绿小米较白小米中的淀粉体个体较大、着色深,且绿小米淀粉体周围充满了质体小球及圆球体,这种差异可能对籽粒中色素积累产生影响。【结论】SiCAO在绿米品种籽粒中的过量表达和在白米品种籽粒中的不表达是导致绿色和白色小米籽粒叶绿素含量差异,进而使得它们分别呈现绿色和白色表型的主要原因之一。     

谷瘟病菌生理小种鉴别及谷子标准品种体系的构建

【目的】谷瘟病是谷子生产中的重要病害,确定谷瘟病菌不同生理小种对谷子抗病资源鉴定、抗病品种培育和生产上不同抗病品种的合理配置有重要意义。构建谷瘟病小种鉴别的谷子品种体系,为鉴别不同谷瘟病生理小种奠定基础。【方法】用采集自不同谷子产区的10份谷瘟病菌对苗期谷子核心种质资源的60份代表品种进行接种鉴定,分别对不同菌株进行致病性和谷子品种抗、感敏感性判定,按照谷子谷瘟病0—9级法划分标准进行划分,将不同的抗性结果分别记录为高抗、抗病、中抗、感病和高感5个抗病水平,其中,高抗、抗病和中抗记作0,感病和高感记作1,将抗感性结果转化为0/1数据,用NTSYS软件构建进化树,根据品种的抗感性分类,选择最少的品种数量构建谷瘟病小种鉴定的标准品种体系。【结果】根据谷子资源对接种病菌的抗感反应差异,用NTSYS软件开展谷瘟病菌致病性聚类分析,以相似系数0.70为界,将10个谷瘟病菌株分为3类,将供试品种对10个谷瘟病菌株的抗感反应数据同样用NTSYS软件进行聚类分析,以相似系数0.65为界,将谷子品种资源划分为5类,并筛选出单皮粘、金屏谷子、锦谷5号、大毛毛谷、龙爪谷、假金苗和牛头谷等7个品种作为谷瘟病小种鉴别品种体系。同时筛选出黄棒头、齐头黄、单皮粘、白谷、维子那谷和郑谷4号等6个抗广谱菌株的品种,可以作为谷子抗病育种的抗性基因来源。【结论】建立了一套谷瘟病生理小种鉴别的品种体系,并为谷子抗谷瘟病育种筛选出多份广谱抗性基础材料。     

Associated Loci Detection and Elite Allelic Variations Analysis of Main Agronomic Traits in Foxtail Millet (Setaria italica L.) Based on SSR Markers

【Objective】Through the investigation of 10 major traits in foxtail millet at Ledong, Hainan province, Luoyang, Henan province, Jilin and Gongzhuling, Jilin province, totally four different geographical environments, association analysis between SSR markers and the ten traits was performed to obtain loci expressed in single environment or multiple environments, excavate elite allelic variations, explore the probable mechanism forming ecological adaptation and provide foundation for launching molecular-assistant selection breeding in foxtail millet.【Method】Based on the survey of ten traits (plant height, panicle length, number of leaves, panicle diameter, heading stage, spikelet number, grain number per branch, spike weight, grain weight per panicle and 1000-grain weight) from 102 foxtail millet varieties at Jilin and Gongzhuling, Jilin province, Luoyang, Henan province and Ledong, Hainan province for two consecutive years, correlation analysis of ten traits at each geographical environment was first performed by SPSS 19.0 software, then the 102 foxtail millet varieties were genotyped by 70 polymorphic SSR markers, and further genetic diversity and population genetic structure of these varieties were analyzed. Finally, linkage disequilibrium analysis among markers and association analysis between molecular markers and phenotypic traits were carried out by GLM and MLM models of TASSEL 5.0 software. 【Result】There existed significant or very significant positive correlations among most of the nine agronomic traits except 1000-grain weight across four geographical environments. Only significant or very significant positive correlations were found between 1000-grain weight and grain weight per panicle, plant height, panicle length, spike weight at Jilin, Gongzhuling and Luoyang, no significant correlations were found between 1000-grain weight and other nine traits at Ledong environment. Totally 397 alleles were detected in 70 pairs of SSR primers, giving average observed allele number, effective allele number, expected heterozygosity, Shannon index of 6, 2.24, 0.4637 and 0.7738 per marker respectively. Both genetic diversity analysis and population structure analysis divided 102 foxtail millet materials into 4 groups, and the varieties from Henan province scattered in each of the four groups, showing more abundant genetic diversity. Linkage disequilibrium analysis showed that no obvious LD structures were found among 70 SSR markers. Totally 10 associated markers were detected by GLM and MLM models, combined with allele effect analysis results, it could be determined that b115, MPGC13, b227, b194 and p56 were associated with spike weight, panicle length, number of leaves and heading stage at Jilin, Gongzhuling, sigms9034 and b125 were associated with panicle length and spikelet number at Luoyang, P18 and p59 were associated with spike weight at Ledong, p6 was associated with number of leaves and spikelet number at Jilin, Gongzhuling and Luoyang respectively. The average contribution rates of single marker to phenotypic variation ranged from 7.76% to 34.05%. Three alleles, sigms9034-168, P18-166 and p56-244, could increase panicle length and spike weight, shorten heading stage significantly, which would be used to improve panicle traits and shorten growth period by marker-assisted selection breeding.【Conclusion】Five marker loci (b115, MPGC13, b227, b194 and p56) were steadily detected at Jilin and Gongzhuling, two marker loci (sigms9034, b125), two marker loci (P18, p59) were steadily detected at Luoyang and Ledong respectively for two consecutive years. One marker locus (p6) was steadily detected at Jilin, Gongzhuling and Luoyang, three geographical environments for two consecutive years. Three elite alleles (sigms9034-168bp, P18-166bp, p56-244bp) that could be used to carry out marker-assisted selection for panicle traits and growth period were obtained.     

不同生态区谷子种质资源表型比较分析

为明确不同生态区谷子种质资源的表型，从春播特早熟区、春播中熟区、春播晚熟区引进435个谷子品种，在赤峰地区进行表型鉴定及比较分析。结果表明，3个生态区谷子品种的生育期、农艺性状、产量性状差异显著。春播特早熟区谷子品种生育期平均值为（98.35±13.00）d，分蘖多、植株矮、主茎粗、旗叶短、主穗小、穗粒重、出谷率高、产量中等，表型性状遗传多样性整体较低；春播中熟区谷子品种生育期平均值为（11307±8.63）d，分蘖少、植株高、穗下节长、主茎细、旗叶短、主穗大、穗粒重、出谷率高、产量较低，产量性状遗传多样性整体较高；春播晚熟区谷子品种生育期平均值为（125.80±6.76） d；穗下节短、主茎粗、旗叶长、主穗大、穗粒轻、出谷率低、产量较高，农艺性状遗传多样性整体较高。利用标准化处理后的16个表型进行聚类分析，可将参试品种划分为4大类群，类群Ⅰ品种中熟、生物量大、出谷率和产量较高，类群Ⅱ品种晚熟、生物量小、出谷率和产量较低，类群Ⅲ品种早熟、生物量小、产量较高，类群Ⅳ品种中晚熟、生物量大、产量较高。