中国西南地区甘薯主要育种亲本的遗传多样性及群体结构分析

【目的】探究中国西南地区主要甘薯育种亲本材料的遗传多样性和群体结构,为甘薯亲本材料的保存和利用、甘薯分子标记辅助选择提供参考依据。【方法】利用61个SSR分子标记、13个农艺性状和6个品质性状,对82份中国西南地区主要甘薯育种亲本材料进行遗传多样性分析。利用NTSYS-pc 2.10数据处理软件,分别根据SSR分子标记数据、品质性状、农艺性状计算82份亲本材料的Nei72遗传距离矩阵。利用Mega 6.06数据处理软件,计算82份材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的平均遗传距离。利用NTSYS-pc 2.10软件,对供试材料基于SSR标记、品质性状和农艺性状的遗传距离矩阵进行相关性分析。根据遗传距离矩阵,利用Mega6.06软件分别,对82份亲本材料进行基于品质性状的类平均法（unweighted pair group method with arithmetic mean,UPGMA）聚类分析、基于SSR分子标记的邻接法（Neighbor-Joining,NJ）聚类分析和基于农艺性状的类平均法（UPGMA）聚类分析。根据SSR分子标记数据,利用STRUCTURE 2.4对82份供试材料进行群体结构分析。【结果】61对SSR引物共检测出405条多态性谱带,其中,每对引物获得1-17条多态性谱带,平均每对引物检测出6.64条多态性谱带。82份亲本材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的Nei平均遗传距离分别为0.3499、0.2210和0.0270。基于SSR分子标记的邻接法（NJ）聚类分析将82份材料聚为7个类群。基于农艺性状、品质性状的类平均法（UPGMA）聚类分析均可将82份材料划分为一个较大的类群和三个较小的类群,但基于农艺性状和品质性状的聚类分析结果差异较大。基于SSR分子标记、品质性状和农艺性状的聚类分析均能将供试材料中来自不同地区的材料聚为同一类群,表明不同地理来源的供试材料间没有明显的遗传差异。遗传距离矩阵之间的相关性分析表明,基于SSR标记、品质和农艺性状的遗传距离矩阵间的相关性很小（r=0.0158）,品质性状与农艺性状间呈负相关（r=-0.0411）。群体结构分析表明,当K等于3时,ΔK说明82份材料可以划分为3个亚群。取得最大值,值其中53份（64.63%）供试材料的Q值大于或等于0.6,分属于3个亚群。29份材料（35.37%）划分为混合亚群。群体结构分析的亚群划分结果与SSR聚类分析结果有一定相似性。【结论】供试亲本材料基因组水平的遗传多样性较为丰富,品质性状有一定差异,农艺性状差异较小。单独利用某一种标记或性状对亲本材料进行衡量都不全面,建议结合分子标记和多种表型性状,进行深入的遗传多样性和群体结构分析。     

新疆优质陆地棉资源农艺经济性状关联分析及遗传构成

【目的】通过本研究旨在为新疆陆地棉分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】关联作图也称连锁不平衡(Linkage disequilibrium LD)作图,通过利用性状与标记之间的相关关系来检测并定位数量性状位点。本研究利用94个SSR标记,对64份优质陆地棉资源的基因组进行扫描。在对群体结构分析的基础上,利用TASSEL软件的GLM和MLM2种方法对16个农艺经济性状进行关联分析。【结果】(1)通过STRUCTURE群体结构分析发现这些优质陆地棉种质资源由3个亚群组成,并且这些亚群的划分与其来源地相关联,说明地理划分生态类群有其遗传基础。(2)利用NTSYS基于Nei's遗传距离聚类分析发现,64份陆地棉材料划分为3个亚群,与群体结构划分结果基本一致。【结论】对16个农艺经济性状进行两种模型的关联分析,检测到12个标记均在这两种模型中出现,其中BNL2448、BNL1404、CGR5108、JESPR158和CIR332这5个标记在2种模型中都检测到与叶枝数相关联。     

基于形态标记与SRAP标记的莱豆种质资源遗传多样性分析

【目的】探明莱豆种质资源遗传多样性和亲缘关系，为莱豆种质资源优良基因深度发掘和新品种选育提供科学依据。【方法】利用形态标记和SRAP分子标记两种方法对22份莱豆资源的26个数量性状和18个质量性状进行测定、分析。【结果】筛选出的28对SRAP引物扩增多态性条带158条，平均多态性比率为77.75%。两种标记方法聚类结果显示，根据莱豆荚果大小可以将22份莱豆资源分为三大类群体。其中，“上横山10-2-6”和“下横山10-3-3”亲缘关系较近，推测可能存在频繁的基因交流。【结论】22份莱豆资源遗传多样性丰富，形态标记和SRAP分子标记两种聚类方法基本支持根据荚果大小划分莱豆资源，为莱豆种质资源的创新利用奠定基础。     

七个不同来源金银花品种遗传多样性分析

【目的】根据金银花植物学性状,分析不同种质材料间的遗传多样性和亲缘关系,建立基于植物学性状、RAPD分子标记的遗传性状数据库,为金银花种质收集、鉴定、创新、合理利用和杂交育种中的亲本选配提供科学依据。【方法】以7个不同来源的金银花品种的植物学性状为基础,在形态标记聚类分析的基础上,进一步利用RAPD分子标记技术进行遗传多样性分析,比较不同聚类分析的结果。【结果】植物学性状聚类分析结果表明,供试金银花材料之间遗传距离较远,以遗传距离7.5cM为界,可将7份不同材料分为3个组,其中金花3号、巨花1号、九丰1号、金塔1号和鲁峰巨丰为一组,湘蕾金银花和华南忍冬各为一组,与各品种种属关系划分一致。RAPD聚类分析结果表明,以遗传距离14.0cM为界,可将7个不同金银花种质分为3大类：第Ⅰ类为湘蕾金银花与华南忍冬,第Ⅱ类为巨花1号与金塔1号,第Ⅲ类为九丰1号、鲁峰巨丰与金花3号。【结论】在DNA分子水平上对金银花种质资源遗传多样性的分析结果与传统形态学分析结果相似,形态标记与分子标记适用于金银花种质资源的遗传多样性分析。     

七个不同来源金银花品种遗传多样性分析

【目的】根据金银花植物学性状,分析不同种质材料间的遗传多样性和亲缘关系,建立基于植物学性状、RAPD分子标记的遗传性状数据库,为金银花种质收集、鉴定、创新、合理利用和杂交育种中的亲本选配提供科学依据。【方法】以7个不同来源的金银花品种的植物学性状为基础,在形态标记聚类分析的基础上,进一步利用RAPD分子标记技术进行遗传多样性分析,比较不同聚类分析的结果。【结果】植物学性状聚类分析结果表明,供试金银花材料之间遗传距离较远,以遗传距离7.5 cM为界,可将7份不同材料分为3个组,其中金花3号、巨花1号、九丰1号、金塔1号和鲁峰巨丰为一组,湘蕾金银花和华南忍冬各为一组,与各品种种属关系划分一致。RAPD聚类分析结果表明,以遗传距离14.0 cM为界,可将7个不同金银花种质分为3大类：第Ⅰ类为湘蕾金银花与华南忍冬,第Ⅱ类为巨花1号与金塔1号,第Ⅲ类为九丰1号、鲁峰巨丰与金花3号。【结论】在DNA分子水平上对金银花种质资源遗传多样性的分析结果与传统形态学分析结果相似,形态标记与分子标记适用于金银花种质资源的遗传多样性分析。     

41份黄椒种质资源表型及SRAP遗传多样性分析

【目的】对41份黄椒种质资源进行遗传多样性分析,为福建省筛选出抗性好、品质优的特色黄椒种质资源,也为后续优良黄椒品种选育的亲本选配提供参考。【方法】以41份黄椒种质为材料,对12个数量性状和10个描述性性状进行观测分析,并通过SRAP分子标记的扩增结果进行遗传多样性分析。基于表型测定数据和SRAP扩增结果进行聚类分析。【结果】12个数量性状的变异系数为14.20%~39.98%,平均为26.61%,其中,叶柄长、果长、单果重和单株果数的变异系数较大,均大于25.00%,说明这些性状存在丰富的变异,具有较好的遗传改良基础。10个描述性性状的多样性指数为0.1985~1.0791,平均为0.5061,以花青甙显色程度最高,以节间茸毛、生长势和植株形态的多样性指数较低。基于表型测定数据的聚类分析结果显示,可将41份黄椒种质材料分成四大类,第Ⅰ类群包括11份种质材料,第Ⅱ类群包括14份种质材料,第Ⅲ类群包括5份种质材料,第Ⅳ类群包括13份种质材料,整体来说,性状相似的种质资源聚为一类。利用14对SRAP引物组合共扩增出117条条带,其中有90条多态性条带,多态性比率达76.92%。基于SRAP分子标记的聚类分析结果显示,材料间相似系数变化范围在0.80~1.00之间,在遗传相似系数为0.85处,41份黄椒种质材料被分为六大类群,第Ⅰ和Ⅵ群组均仅含1份种质材料,第Ⅱ群组包括4份种质材料,第Ⅲ群组包括29份种质材料,第Ⅳ和Ⅴ群组均有3份种质材料,来源地相同的种质聚为一类。可见,基于SRAP分子标记的聚类结果比基于表型的聚类结果更倾向于亲缘关系的远近。【结论】黄椒种质资源具有丰富的遗传多样性。利用SRAP分子标记辅助黄椒新品种选育,筛选出亲缘关系较远的综合性状优良纯合材料,可有效解决辣椒育种中亲本选择效率低、育种进程慢等问题。     

广东黄心树种质表型与遗传多样性分析

【目的】研究广东地区黄心树（Machilus gamblei）种质资源表型与遗传多样性,为黄心树种质资源的保护、利用及新品种选育提供基础数据。【方法】选择广东地区具有代表性的黄心树种群,从广州王子山森林公园、从化石门森林公园、惠州南昆山风景区等5个样地取样,测定黄心树表型性状指标与RAPD分子标记分析DNA片段多态性,探究黄心树种质资源表型与遗传多样性参数在群体间、群体内的分布与特征。【结果】测定的黄心树15个表型性状指标中,有12个性状指标的变异系数（CV）低于其平均值,11个性状指标的遗传多样性指数（H'）高于其平均值,表明其表型性状变异程度小,但变异类型丰富。高引物解析强度（Rp）引物OPAA-16、OPBH-10和OPB-17可有效评估黄心树样本间的遗传多样性。基于表型性状对30份黄心树样本进行聚类分析,以遗传距离10为阈值,广州王子山森林公园、从化石门森林公园与汕头南澳岛旅游区的样本的表征亲缘关系较接近。基于RAPD分子标记对30份黄心树样本进行聚类分析,在遗传距离为15时,可将所有样本分为5个类群,惠州南昆山风景区、从化石门森林公园与广州王子山森林公园的样本遗传距离较近,汕头市南澳岛旅游区与深圳马峦山郊野公园的样本也表现出相似的遗传背景。对比广东地区黄心树表型性状与RAPD分子标记的聚类分析,发现二者类群中样本情况一致性较差。【结论】广东地区黄心树种质的表型与遗传在种群间和种群内部变异都较为丰富,其中惠州南昆山风景区黄心树种群的表型与遗传多样性最为丰富,树种遗传改良、资源开发利用等相关工作可于此处开展。     

引进大豆种质资源的适应性和遗传多样性分析

【目的】研究甘肃省引进大豆种质资源的遗传多样性,为大豆育种提供优异亲本。【方法】利用SPSS 17.0软件和R语言软件进行描述性统计、相关分析、主成分分析和聚类分析,对国内外引进的417份大豆种质资源进行适应性和遗传多样性分析。【结果】417份大豆种质资源中有363份在甘肃中部地区能够正常成熟,折合产量最高为3 901.65 kg/hm²,百粒重最高为 42.71 g。16个表型性状遗传多样性指数介于0.084 2~1.916 0,变异系数在18.17%~35.70%,除子叶色外,其余性状间均存在一定程度的相关性。将363份种质划分为8个类别,甘肃省大豆种质与我国华北和黄淮地区大豆种质相似系数比较接近。【结论】引进大豆种质资源遗传多样性丰富,筛选出26份特异种质资源。     

糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析

【目的】糜子生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高,了解糜子资源的遗传多样性和遗传结构,为今后糜子杂交育种、种质创新、挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。【方法】采用表型鉴定和SSR分子标记对糜子资源进行遗传多样性检测。利用模糊隶属函数法分析糜子种质的株高、主穗长、叶片长、叶片宽、主茎节数、主茎粗、单株穗重、单株粒重和千粒重9个表型性状的分布情况。利用DPS7.05软件进行表型性状的遗传多样性分析、相关性分析和主成分分析,综合评价糜子种质资源的优劣。利用CTAB法提取糜子嫩叶基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对不同地区的96份糜子种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,后经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染后显色。利用PowerMaker 3.25软件计算每对引物的等位基因数（A）、主要等位基因频率（M）、基因多样性指数（He）和多态性信息含量指数（PIC）,并进行N-J遗传距离的统计分析;利用Structure 2.3.1分析群体遗传结构。【结果】糜子表型遗传多样性分析表明：9个表型性状分布集中,且绝大部分呈极显著相关;单株粒重和单株穗重遗传变异最丰富,不同省份的资源在表型性状上表现出不同的遗传多样性,山西资源表型遗传多样性最丰富。采用主成分分析法和综合评价法表明,内糜1号的综合性状表现最差,宁糜15号的综合性状表现最好。采用19对SSR引物对96份糜子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出112个等位变异;每个位点的等位变异数为3-9个,平均5.9个;平均主要等位基因频率为0.7045;平均基因多样性指数为0.4097;平均多态性信息含量位点百分数为39.2%。不同地理来源糜子种质资源的遗传多样性分析表明,各省份间糜子资源的亲缘关系均较近;山西省资源的基因多样性指数及多态性信息含量百分数最高,分别为0.357和33.01%。基于模型的遗传结构分析和基于遗传距离的聚类分析将试验材料划分为3个类群,两种分类结果有一定相似性,皆与生态环境密切相关。【结论】糜子遗传变异较为丰富,遗传多样性高,尤其是山西糜子资源的遗传多样性最丰富;不同地理来源的糜子种质资源亲缘关系均较近,且其遗传多样性与生态环境密切相关。     

甘薯种质资源遗传多样性的ISSR分析

【目的】明确保存的甘薯种质资源的遗传背景,为甘薯杂交育种提供理论依据。【方法】应用ISSR分子标记技术,对34份甘薯种质资源进行了遗传多样性分析。【结果】15个ISSR引物在34份甘薯种质材料中共扩增出2 187条带,其中多态性带有1 099条,平均每个引物扩增出73.27条多态性带,多态性百分率为50.25%;聚类分析将34份甘薯种质材料划分为4大类。【结论】明确了具有代表性的甘薯种质材料的遗传背景,为今后甘薯杂交育种提供了初步理论依据。     

基于SSR荧光标记的79份桃种质遗传多样性分析

【目的】利用SSR荧光标记毛细管电泳技术对取自国家果树种质南京桃资源圃的79份种质进行基因分型和遗传多样性分析,筛选出多态性高的引物可用于桃品种间鉴定、亲缘关系分析,并用于分子标记辅助选种体系建立。【方法】对母本‘中油4号’进行从头测序,以物理距离1 Mb为单位在全基因组范围内开发SSR标记。以79个桃品种为材料进行PCR扩增,扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测后筛选目标条带清晰且多态性丰富的标记。对筛选出的标记进行5′端荧光修饰,PCR产物在ABI3730XL测序仪测序,实现对标记的复筛。利用Genemapper 4.0软件对测序结果进行统计,Data Formater 2.1软件将统计得到的bp数据转换成Power Marker v3.25软件所需要的数据格式。对筛选出的引物进行多态性分析,选择多态信息含量（PIC）大于0.45的荧光SSR引物作为79份种质材料的核心引物。以Nei’s为参数,利用NTSYSpc 2.1软件中的UPDM聚类方法分析品种间的遗传多样性。利用基于贝叶斯模型的Structure v2.3.4软件解析79份种质的居群遗传结构。【结果】基于79份种质,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳对覆盖全基因的SSR标记进行初筛,共筛选出207对多态性良好的引物;利用SSR荧光标记毛细管电泳技术对207对引物进行复筛,最终筛选出26对核心引物,利用其中5对核心引物可将79份品种完全区分开。26对SSR核心引物在79份桃种质中共扩增出174种多态性基因型,每对引物扩增出的基因型为4—13种,平均每对引物扩增出6.69个基因型,每对引物的多态信息含量PIC在0.45以上。基于207对SSR引物在79份种质中扩增出的位点信息,构建了79份种质的遗传关系图谱和居群遗传结构图。207对引物从遗传距离上将79份种质划分为7组,从居群结构上分为2组。79份品种遗传多样性较高,部分品种聚类结果与系谱图相符。【结论】构建了79份材料的聚类分析图和居群遗传结构图,在一定程度上揭示了79份材料的亲缘关系。由于桃复杂的遗传背景,不能依据单一特性对品种间亲缘关系进行判定。本研究筛选出的26对核心引物可用于全基因组范围内连锁性状的鉴定、桃种质资源鉴定、新品种鉴定及保护、分子标记辅助育种体系构建。     

利用荧光SSR分析中国糜子的遗传多样性和群体遗传结构

【目的】利用荧光SSR研究中国糜子的遗传多样性与群体遗传结构,为糜子品种改良、种质创新和资源利用提供依据。【方法】用不同地理来源且表型差异较大的6份糜子材料对SSR引物进行筛选,通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳获得条带清晰、稳定性好、多态性高的糜子SSR引物,对筛选出的引物5′末端进行6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光标记,利用基因分析仪检测不同等位变异的扩增片段大小,并以此来分析131份糜子材料的遗传多样性和群体结构。【结果】从202对SSR引物中共筛选出22对扩增稳定、多态性好的SSR引物,能同时适用于传统变性PAGE胶电泳和荧光SSR标记-全自动分析检测技术。22对SSR引物共检测出128个主要等位变异,平均每个位点5.82个;基因多样性指数变化范围为0.3572—0.8132,平均0.6284;多态性信息含量为0.2934—0.8150,平均0.5874;Shannon多样性指数为0.5427—1.7681,平均1.2062。不同生态区糜子种质间遗传距离的变化范围为0.0764—0.7251,平均0.3121,遗传一致度的变化范围为0.4843—0.9265,平均0.7465。其中,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传距离最小,遗传一致度最高,亲缘关系较近。UPGMA聚类分析显示,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的材料聚为一类,个体间聚类,东北春糜子区的育成品种和农家种聚类结果一致,黄土高原春夏糜子区的育成品种在多个组群中都有出现。通过绘制K与△K的关系图,K=4时,△K最大,据此将131份糜子材料划分为4个类群,类群Ⅰ代表北方春糜子区;类群Ⅱ主要来自东北春糜子区;类群Ⅲ主要是北方春糜子区,群组Ⅳ主要是黄土高原春夏糜子区。各群体中大部分品种亲缘关系单一,少数品种含有其他组群的遗传成分。基于遗传距离的聚类分析与群体遗传结构分析结果基本一致,表明糜子的遗传差异与地理来源相关。【结论】北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传多样性比较丰富,东北春糜子区的育成品种主要以农家种为遗传背景选育而来,黄土高原春夏糜子区在育种过程中引种资源广泛,与其他生态区存在基因交流。     

芝麻资源群体结构及含油量关联分析

【目的】推测芝麻资源群体材料的遗传变异、群体结构和分子亲缘关系,通过关联分析检测群体中影响含油量表型的位点,为芝麻高油育种及开展其它性状关联分析等提供科学依据。【方法】利用20对SSR引物、43对SRAP引物及16对AFLP引物,对来自芝麻核心品的216份芝麻资源进行遗传多样性分析、群体结构分析和含油量性状关联分析。【结果】共检测到338个等位变异,群体遗传多样性为0.2493、多态性信息含量为0.2090。群体结构分析将216份芝麻资源分为2个亚群（POP1和POP2）;其中,174份资源（80.56%）归属POP1亚群,42份资源（19.44%）归属POP2亚群。POP1亚群的遗传多样性（0.2180）、多态性信息指数（0.1840）等指标值都低于POP2亚群（分别为0.3190和0.2561）,表明POP2亚群内种质遗传变异更为丰富。AMOVA分析表明,亚群内的遗传变异（86.83%）极显著高于亚群间的遗传变异（13.17%）（P＜0.001）。关联分析重复检测出2年环境下与含油量性状极显著关联的分子标记8个（P＜0.01）。这8个标记的性状变异解释率变幅为0.0343（标记M20E16-8）-0.0587（标记SSR12-2),总的变异解释率为0.2846（2008年)和0.3801（2009年）。【结论】以216份来自中国芝麻核心品的资源构成自然群体,群体结构简单、遗传变异较为丰富,可以用于开展芝麻重要目标性状的关联作图。应用关联分析方法在2个年度环境下重复检出8个标记与含油量性状极显著关联（P＜0.01）,这些标记可能与含油量性状存在稳定、可靠相关联。     

世界蚕豆种质资源遗传多样性和相似性的ISSR分析

【目的】分析国内外蚕豆种质资源的遗传多样性,探索其遗传相似性和遗传结构,为世界蚕豆资源的综合评价和优良种质资源的发掘利用提供依据。【方法】利用ISSR标记技术,对来自世界35个国家的383份蚕豆资源的遗传相似性进行分析。【结果】筛选出的11条ISSR引物共扩增出229条条带,其中多态性条带212条(占93%)。不同地理来源蚕豆资源群的基因多样性指数在0.16—0.28,平均为0.22;遗传丰富度变化范围为104—193,平均为158.5。中国春播区蚕豆资源群遗传多样性最高(H=0.28,NA=193),最低的是美洲资源群体(H=0.16,NA=104)。非加权配对算术平均法(UPGMA)聚类结果表明,中国春播区和秋播区蚕豆资源明显不同;中国蚕豆资源群体与国外资源群间的遗传相似性较远,明显与国外资源相分离;北非和欧洲的蚕豆资源遗传相似性较近。亚洲、欧洲、非洲及中国的蚕豆资源群之间具有明显的地域分布规律。【结论】中国春播区蚕豆资源遗传变异丰富,遗传多样性较高;美洲蚕豆资源遗传基础相对狭窄。蚕豆资源群体遗传多样性差异和遗传相似性与其地理来源、生长习性和生态分布密切相关。     

大蒜种质资源农艺性状分析及综合评价

【目的】分析大蒜种质资源的农艺性状,并对大蒜种质资源进行初步鉴定及综合评价,以期全面了解大蒜种质资源特性,对今后开展大蒜种质资源遗传多样性分析、创新利用及新品种选育提供理论参考。【方法】对184份大蒜种质资源的株高、假茎直径、叶长、叶宽和单头鳞茎重等12个农艺性状进行调查,计算其变异系数,并进行相关分析、主成分分析和聚类分析。【结果】184份大蒜种质资源的12个农艺性状变异系数为14.072%~67.993%,其中,假茎直径、叶长、叶片数和鳞茎盘厚的变异系数均大于40.000%。相关分析结果显示,大蒜种质资源不同农艺性状间存在不同程度的相关性,其中鳞茎高、鳞茎横茎、鳞茎盘直径、鳞芽背宽和鳞芽高是影响蒜头产量的主要农艺性状。主成分分析结果显示,大蒜种质资源表型性状的绝大部分信息包含在前4个主成分因子,累计贡献率为76.226%,主要因子为鳞茎横径、株高、单头鳞茎重、鳞芽高、鳞茎高、鳞茎盘厚和叶片数。聚类分析结果显示,184份大蒜种质资源在欧氏距离20.00处可聚为七大类群,其中第Ⅳ和Ⅴ类群种质的综合表现较好,且大部分为贵州本地资源。通过计算184份大蒜种质资源农艺性状的综合得分,筛选出综合得分较高的21份种质,其中有20份种质来自贵州。【结论】184份大蒜种质资源遗传差异较大,其中贵州大蒜种质资源综合表现优异,是筛选优良大蒜种质资源的良好材料。     

基于SSR标记的中美紫花苜蓿品种遗传多样性研究

【目的】紫花苜蓿是世界上最重要的栽培牧草。传统的育种方式对其产量及品质的改良幅度多年来徘徊不前,已经远远不能满足生产需要。对于品种的改良,一方面依赖于所掌握资源的数量,另一方面则是对其农艺性状遗传基础的了解程度。本试验基于SSR分子标记,研究现有中美两国的紫花苜蓿品种遗传变异,分析两国紫花苜蓿种质资源的遗传多样性和群体结构,为利用全基因组关联分析发掘紫花苜蓿重要产量与品质性状显著关联的优异标记、等位位点提供基础,为分子育种提供信息,加快育种进程。【方法】利用覆盖紫花苜蓿全基因组的40对SSR分子标记（每条染色体上选取3-9对SSR标记）,采用基于测序的基因型鉴定技术对中美16个紫花苜蓿主栽品种的100个基因型个体（中国每个品种8个基因型个体,美国每个品种4个基因型个体）进行全基因组扫描分析。利用基于混合模型的Structure软件分析紫花苜蓿的群体结构。设定群体数K的估计值范围为1-6,将MCMC（Markov chain monte carlo） 开始时的不作数迭代(length of burn-in period） 设为10 000次,将不作数迭代后的MCMC设为100 000次,每个K值重复数为10次。采用了两种方法来确定最优的群体数K的值,结果由Structure Harvester和Distruct软件来展示。对Structure群体结构结果进一步用主成分分析和聚类分析进行验证。根据群体结构结果,对全体材料及不同群体进行遗传多样性分析。【结果】40对覆盖紫花苜蓿全基因组的SSR分子标记共检测到446个等位基因,每个位点等位基因范围为3-27个,平均每个位点等位基因数为11.2个;基因多样性的变异范围为0.542-0.908,平均值为0.742;多态信息含量的变异范围为0.493-0.901,平均值为0.707。这些参数显示了中美紫花苜蓿所包含的遗传多样性信息含量较高。其中,mtic238、mtic188、bf111、afctt1、bf641851、maa660456、aw361等位点上表现较高的遗传多样性,表明这些位点可以较好地反映中美紫花苜蓿品种的遗传多样性,适用于中美紫花苜蓿品种的遗传多样性检测。就不同染色体而言,第二条和第八条染色体上分布的SSR标记揭示的遗传多样性较高,而第一条相对较低。基于混合模型的方法对紫花苜蓿全体基因型进行群体结构分析,两种不同方法均显示确定最优的群体数K值为2,中美两国16个紫花苜蓿品种共100个基因型个体基本按照来源分为两个亚群体,群体间有少量混杂的情况发生。主成分分析和聚类分析与群体结构的分析结果相一致。中国紫花苜蓿品种多样性略高于美国,但差异不显著。【结论】中美两国紫花苜蓿材料蕴含了比较丰富的遗传变异,显示了较高水平的基因多样性。中美群体间的遗传多样性水平存在一定的差异,中国紫花苜蓿种质多样性水平略高于美国。群体结构不严格按照来源国家的划分而区分,这一现象与紫花苜蓿异花授粉与广泛的基因交流有着密切的关系。     

中国小麦地方品种大青芒遗传多样性研究

 【目的】研究长期种植于中国东北春麦区不同环境的小麦地方品种大青芒的遗传变异。【方法】采用14个形态和农艺性状、种子贮藏蛋白分析以及84对SSR分子标记技术，对不同种植地区的5份大青芒品种的遗传多样性进行了研究。【结果】供试材料间在形态和农艺性状上表现出极大的相似性，但在编码种子醇溶蛋白的Gli-1位点、编码高分子量麦谷蛋白亚基的Glu-B1位点，以及57.1%的SSR引物位点上存在较大的遗传变异。5份供试材料内共检测到异质性SSR引物位点27个，有4份材料（ZM4401，ZM4402，ZM4407和ZM4421）内的个体间在醇溶蛋白或HMW-GS组成上具有异质性。多态性SSR引物位点揭示的遗传差异分布具有基因组、部分同源群和染色体间的不均衡性。【结论】不同来源的大青芒地方品种在14个形态学性状及农艺性状上表现一致，但由于在不同地点多年种植等原因，导致了材料间和材料内在蛋白质和DNA水平上遗传变异的产生，建议对不同来源的同名地方品种在收集、保存、研究和利用时分别处理。     

中国栽培大豆(Glycine max (L.) Merr.)微核心种质的群体结构与遗传多样性

【目的】评价中国栽培大豆微核心种质的群体结构和遗传多样性水平,为拓宽大豆遗传基础、发掘优异基因、改良大豆品种提供理论依据。【方法】利用大豆20个连锁群上的100个SSR位点,对来自全国28个省补充完善的248份栽培大豆微核心种质进行SSR遗传多样性及群体结构分析;采用PowerMarker Version 3.25软件统计等位变异数、平均等位变异数、多态性信息量(PIC值)及亚群特有等位变异数等参数;基于遗传距离建立了栽培大豆微核心种质的无根Neighbor-Joining树;用Structure2.2软件对微核心种质的群体结构进行评价。【结果】100个SSR位点在248份材料中共检测出等位变异1460个,每个位点变异范围为2—33个,平均为14.6个,每个位点PIC值变异范围为0.158—0.932,平均为0.743。基于模型的群体结构分析显示,依据LnP(D)无法判断最佳K值(群组数),但通过计算系数ΔK发现,K=3为微核心种质的最佳群体结构。结合种质的生态类型及品种类型分析发现,地理来源相同的种质具有聚在一起的倾向,但来源相同的种质也有分在不同组的情况。不同生态类型及品种类型间均存在较多的互补等位变异和特有等位变异。【结论】中国栽培大豆微核心种质具有丰富的遗传多样性,可以用来拓宽大豆品种遗传基础;不同生态类型及品种类型间存在较多的互补及特有等位变异,是种质创新及品种改良的物质基础;栽培大豆微核心种质存在明显的群体结构,为微核心种质在育种中的直接或间接利用提供了理论依据。