采用InDel和SSR标记分析番茄品种基因组DNA多态性

番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组序列的出现为开发InDel标记提供了基础。本研究选用18个InDel和22个SSR标记对我国的59个和美国的23个鲜食番茄品种的基因组DNA多态性进行比较分析,以探讨InDel标记在分子育种中应用的可行性。结果表明:在82个品种中InDel标记比SSR标记的多态性低;InDel与SSR标记扩增到的条带数在我国的品种中差异显著,但在美国的品种中差异不显著;InDel标记扩增到的条带数在我国的品种和美国的品种间差异极显著。聚类分析发现我国育成的番茄品种间遗传差异非常小,而我国品种与国外品种间遗传差异较大。     

基于基因组数据库的杂草稻叶绿体分子标记开发

[目的]杂草稻的起源与演化是一个未澄清的热点问题,分子标记技术是最重要的研究手段之一。由于已经应用的分子标记数量有限,与栽培水稻缺乏特异性,因此探索新的分子标记仍然十分必要。[方法]使用网络基因组数据库中13份栽培水稻和野生稻叶绿体全基因组序列进行比对和分析,针对其中的高频变异区域设计标记引物,进而对60份杂草稻样品的标记区域测序并进行多态性验证。[结果]13份样品叶绿体全基因组中存在1020个单核苷酸多态性(SNP)位点,111个插入/缺失(InDel)位点,表现出丰富的遗传变异;选定其中3个高频变异区域,分别针对trnG-trnfM基因间区、psbM-trnC基因间区和trnT-trnL基因间区设计了3对引物,对60份杂草稻材料进行了检测,发现3个片段总长1966bp,共存在7个SNP位点,6个InDel位点,总变异序列长度为34bp,占序列总长的1.73%。系统发育树结果显示,60份杂草稻被划分为4个类群。另外,将网络数据库中的13份栽培水稻和野生稻数据进行分析,发现不同栽培稻和野生稻的籼粳类型分别被聚到杂草稻的相应类群中。[结论]所开发的3对叶绿体分子标记可以对上述杂草稻进行良好的分类,因此可以作为研究杂草稻遗传多样性及演化的分子标记。     

菜豆种子遗传变异的InDel分子标记分析

【目的】InDel(insertion/deletion,插人/缺失)在基因组上数量多、分布广。InDel标记是近年来发展的一种新型共显性分子标记,以PCR技术为基础,检测方便、经济有效,且准确性高、稳定性好。因此,InDel标记已经广泛应用于动植物的基因型鉴定、遗传多样性分析、基因定位以及功能标记开发等。但是,目前菜豆资源遗传变异的InDel分子标记研究尚知之甚少。【方法】利用已报道的菜豆InDel序列,合成InDel引物,通过普通PCR扩增,检测25份菜豆种质资源的InDel多态性位点,分析遗传多样性参数,进行UPGMA聚类分析,结合菜豆籽粒农艺性状评价,研究菜豆种子遗传变异特点。【结果】25份菜豆的种子表型差异明显,包括单粒长度、单粒宽度、单粒厚度、百粒质量等。种皮的颜色大致可划分为纯色和花色两个系列。纯色主要包括为黄色(7份)、黑色(5份)、白色(4份)和红色(1份);种皮花色的类型包括红色带黄斑(4份)、黄色带红斑(2份)、红色带白斑(1份)和黄色带白斑(1份)。12对InDel多态性引物在25份菜豆中,共探测到26个InDel位点,平均位点数是2.17个。引物的平均有效等位位点数为1.78个,多态信息含量PIC平均值是0.33,期望杂合度(He)平均值为0.42,观察杂合度(Ho)平均值为0.52,群体的遗传多样性指数I为0.63。UPGMA聚类分析表明,在遗传相似性系数为0.54时,25份菜豆资源可分为5个类群,聚类结果与其种皮颜色存在一定相关性。【结论】12个InDel标记检测出25份供试菜豆资源的中等遗传多样性水平,并揭示其种皮颜色的遗传分化特点。这将有助于菜豆遗传资源的评价、鉴定和保护利用等分子生物学研究。     

DNA分子标记在食用菌研究中的应用

DNA分子标记(DNA molecu1ar marker)是DNA水平遗传变异的直接反映。DNA分子标记的检测不受组织特异性、发育阶段等影响,并具有数量大、多态性高、遗传稳定等优势,因此已广泛地应用于种质资源研究、遗传图谱构建、目的基因的定位和克隆以及标记辅助育种等各个方面。本文综述了DNA分子标记及其在食用菌研究中的应用,为食用菌新品种选育提供理论参考。     

植物特异DNA序列应用研究进展

植物特异DNA序列是指在某些植物属、种、基因组或染色体上单独具有的特异存在的DNA序列。几乎所有的高等生物基因组中都有一些物种或基因组特异(有)的DNA序列。研究这些特定序列,对研究物种间在进化过程中的关系及现有物种间的亲缘关系、特异性状表达等方面有着重要的意义。简述了植物特异DNA序列的种类,总结了利用特异DNA序列作为与某一性状基因连锁的分子标记的应用情况,以及特异DNA序列在鉴定外源染色体的来源、某一染色体组或基因组、某一物种或属植物等方面的应用情况,提出了存在的问题与应用前景。     

基于BSA-Seq技术的甜瓜抗霜霉病InDel标记开发

目的 获得与甜瓜抗霜霉病基因连锁的分子标记或功能标记,用于甜瓜分子标记辅助选择育种。为进一步克隆甜瓜抗霜霉病主效基因奠定基础。方法 以野生高抗霜霉病资源DM-4和感病自交系DM-2为亲本,构建F₂代分离群体,利用BSA-seq对甜瓜抗霜霉基因进行QTL定位,开发InDel分子标记,并在双亲及其F₂群体单株进行筛选验证。结果 甜瓜抗霜霉病主效QTL位于第9号染色体。在候选区间开发了37个InDel分子标记,有9个PCR产物大小在抗、感双亲表现出差异,用F₂单株验证,结合田间表型鉴定结果,引物InDel 15和InDel 20准确率分别为95 %和98 %,引物InDel 15和InDel 20在抗病亲本中扩增产物大小分别为251和349 bp,在感病亲本中分别为231和324 bp。结论 引物InDel 15和InDel 20可以作为分子标记进行抗霜霉病辅助选育,加快了甜瓜抗霜霉病育种速度。     

分子标记技术及其在标记辅助选择中的最新应用

广义的分子标记(m o lecu larm arker)是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。蛋白质标记包括种子贮藏蛋白和同工酶(指由一个以上基因位点编码的酶的不同分子形式)及等位酶(指由同一基因位点的不同等位基因编码的酶的不同分子形式)。狭义的分子标记概念只是指DNA标记,而这个界定现在被广泛采纳。笔者就分子标记技术种类发展至今的延伸技术进行了系统的综述,并就该技术在作物中的应用进行了探讨与研究,研究结果表明:不同的分子标记技术在不同的作物中有不同的应用,使用者可根据不同的目的设计不同的分子标记,以达到辅助育种的目的。许多时候可与原先发展起来的生化标记、细胞学等标记进行相互印证,相得益彰。并提出了今后的应用前景与发展方向。     

与茎腐病抗性基因ZmCCT紧密连锁的分子标记的设计与应用

利用已经克隆的ZmCCT基因的核酸序列,在基因功能区设计新引物,鉴定到针对安徽丰大种业股份有限公司玉米骨干自交系0908的功能区序列差异,开发了基于PCR的新的插入/缺失(insert-deletion,InDel)标记,标记与基因功能紧密连锁.通过扩增、电泳检测和接种鉴定,结果表明,新开发的标记能有效地鉴别玉米茎腐病抗性,可用于分子标记辅助育种.     

南瓜叶黄素基因紧密连锁的InDel分子标记开发及应用

本研究旨在开发与中国南瓜(Cucurbita moschata Duch.)叶黄素含量的数量性状基因座(Quantitative trait locus, QTL)紧密连锁且实用性强的分子标记,以加速南瓜的育种进程。前期在F₂代群体中定位到与叶黄素含量紧密连锁的主效QTL位点qlut11-a,在其两侧翼分子标记R1＿38695和R2＿55819之间开发了8对InDel分子标记。通过对F₂代群体及部分高代(F₈代)重组自交系株系进行基因型和叶黄素表型分析,明确了InDel分子标记G005310和G005670可有效筛选高叶黄素含量和低叶黄素含量材料,并在近等基因系构建中证实了其能用于创制高叶黄素含量的南瓜种质,BC₅F₁果实中的最高叶黄素含量约是低叶黄素含量亲本果实含量的2.8倍,且占高叶黄素含量亲本果实的96%。本研究结果为加速南瓜高叶黄素含量种质育种进程提供了更实用的分子标记。     

糯玉米杂交种纯度InDel分子标记鉴定与田间鉴定的相关性分析

为发展更快捷、简便的新型分子标记技术并研究其在糯玉米杂交种纯度鉴定中的应用,对4个糯玉米杂交种进行了InDel共显性分子标记纯度分析,筛选出5对多态性好的引物,并与田间鉴定结果进行了相关性分析。结果显示,InDel标记鉴定结果与田间鉴定结果呈极显著正相关,相关系数达到0.998。因此,InDel标记鉴定可用于糯玉米杂交种纯度鉴定,且结果准确可靠。     

与稻瘟病抗性基因Pigm紧密连锁的分子标记的设计和应用

利用已克隆的Pigm基因的核酸序列在基因功能区设计新引物,鉴定到不育系材料FD1712的功能区序列差异,开发了基于PCR的新的插入/缺失(insert-deletion,InDel)标记,标记与基因功能紧密连锁.通过扩增和电泳检测,表明引物扩增稳定;通过稻瘟病菌的接种鉴定,表明新开发的标记能有效鉴别稻瘟病抗性,可用于分子标记辅助育种.     

基于HRM技术的大白菜InDel标记高效检测技术构建及其应用

高分辨率熔解曲线(high-resolution melting,HRM)分析技术是基于核酸小片段之间的GC含量差异而导致双链核酸解链温度差异的一门检测技术,更多地被用于特定类型的单碱基突变筛查,很少见用于插入/缺失突变的检测。本研究从前期鉴定的可以有效区分大白菜自交系He102与06-247的593对多态性InDel引物中筛选到271对特异性好、呈共显性分布的InDel引物,采用软件TMUtility_1.5预测了差异目标片段的熔解温度(Tm)值,发现63对标记的Tm差值满足HRM分型的灵敏度(差值绝对值≥0.2℃)要求,进一步采用梯度PCR技术对上述63对引物进行PCR扩增和HRM分型,从中鉴定出20对适宜进行HRM分型的InDel标记。构建了适宜LightScanner-96高分辨率熔解曲线分析仪分析的高效检测体系,并在大白菜种质基因型精准鉴定、杂交种纯度高效鉴定方面得到成功应用。本研究开发的适宜HRM分型的InDel标记还可以作为一种标记储备用于构建遗传连锁图谱和DNA指纹图谱、鉴定杂交种纯度和真实性、关联分析、分子标记辅助育种等。基于此构建的高通量检测方法也为其它动植物材料InDel标记的高通量检测和应用提供借鉴。     

徐州四种市售食用菌的分子鉴定

本文通过扩增食用菌的ITS序列对徐州市售双孢蘑菇、香菇、杏鲍菇和草菇的分类学地位进行了研究,将4种食用菌的ITS序列与Eztaxon数据库中真菌模式菌株数据进行比对,选取亲缘关系最近物种的ITS序列,采用Clustalx 1.8软件和MEGA5.0软件构建分子发育树。研究结果为双孢蘑菇、香菇、杏鲍菇和草菇的ITS序列长度分别为677bp、672bp、605bp和643bp;4种食用菌与亲缘关系最近物种构建的分子发育树表明,双孢蘑菇与模式菌株Agaricus bisporus(登录号:AJ133385)序列相似性为100%;香菇与模式菌株Lentinula edodes(登录号:JQ797414)序列相似性为100%;杏鲍菇与模式菌株Pleurotus ostreatus(登录号:AB733143)序列相似性为100%;草菇与模式菌株Volvariella volvacea(登录号:AY636049)序列相似性为99%。初步确定双孢蘑菇为蘑菇属的Agaricus bisporus;香菇为香菇属的Lentinula edodes;杏鲍菇为侧耳属的Pleurotus ostreatus;草菇为小包脚菇属的Volvariella volvacea。     

杜仲杂交子代优良单株分子标记辅助选择

在杜仲高密度遗传连锁图谱的构建和重要数量性状的数量性状基因座(QTLs)定位的研究基础上,利用已定位的分子标记对41株杂交子代优良单株进行检测,依据优良单株表型值与对应分子标记效应值或标记组合效应值之和的相关性分析结果,筛选出检测效率较高的分子标记或标记组合用于分子标记辅助选择。同时结合表型选择,选出不同目标性状表现良好的优良单株。筛选得到6个检测效率较高的分子标记或标记组合:与树高相关的分子标记(DZ200-350)、与地径相关的分子标记组合(em15me23-360和em12me11-300)、与产叶量相关的标记(em31me26-160)、与杜仲胶含量相关的标记(em49me3-150)、与绿原酸含量相关的标记(em10me28-170)和与芦丁含量相关的标记(em7me28-240);通过优良单株4~6年生表型性状不同年龄间的相关性分析结果,确定杜仲早期表型选择以植株达到6年生为宜;分子标记辅助选择与表型选择在不同性状中检测结果一致的优良单株均占55%以上,最高可达90%。分子标记辅助选择与表型选择在不同性状检测结果的较高一致性,间接验证建立的分子标记辅助选择体系的选择高效性。建立的分子标记辅助选择体系,对加速杜仲育种进程具有重要意义。     

基于 RAD-seq 的菜心 InDel 标记开发及应用

【目的】开发多态性丰富的的InDel分子标记,为菜心育种提供研究基础。【方法】以Chiifu-401-42的基因组序列为模板,利用4份菜心材料的RAD-seq重测序数据,在全基因组范围内鉴定InDel位点。利用生物信息学方法筛选4份菜心材料间具有潜在多态性的InDel位点,挑选分布于10条染色体的80个InDel位点设计引物,对55份菜心种质材料进行遗传多样评价。【结果】通过与参考基因组序列比对,在4份菜心材料的重测序数据中共鉴定出84 510个InDel位点,其中插入/缺失长度大于5 bp的3 609个InDel位点在4份菜心材料间具有潜在多态性。挑选80个InDel位点进行PCR扩增验证,58个（72.5%）在4份测序样品中具有多态性,在55份菜心种质材料中检测到133个等位位点,多态性信息含量（PIC）为0.263～0.618,平均值为0.443。基于InDel标记的检测结果可知,55份菜心种质的遗传相似系数在0.366～0.756,平均值为0.570;在遗传相似系数为0.564时55份菜心种质被分为4个类群,但各类群间的耐热性没有明显差异。【结论】本研究开发的InDel标记具有...     

小果甜柿果实转录组的SSR、SNP和InDel特征分析

【目的】对小果甜柿果实转录组中的SSR、SNP和InDel位点进行分析,为开发中国甜柿特异性分子标记、早期鉴定和遗传多样性分析奠定基础。【方法】以中国甜柿传统小果类型种质为材料,在果实发育的5个时期采样,抽提RNA,采用MISA和GATK3软件对小果甜柿果实转录组进行SSR、SNP和InDel位点特征分析。【结果】在小果甜柿果实转录组中共发现42 427个SSR位点,分布于26 928条unigenes上,发生频率为31.52%;在重复基元类型中,单碱基重复数量最多,六碱基重复最少,其中出现频率最高的基元为A/T,占总SSR数量的40.91%;各类型重复基元的重复次数集中在5～20次,SSR序列长度介于10～74 bp。共检测到1 070 614个SNP位点和167 924个InDel位点,其中SNP位点平均每kb出现11.46个,InDel位点平均0.556 kb出现1个,且均以含1个位点的unigenes数最多。【结论】小果甜柿转录组中SSR、SNP和InDel位点丰富,具有潜在较高的多态性,有助于后续中国甜柿特异性分子标记的开发。     

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。     

分子标记技术在农业上的应用

分子标记技术是以生物大分子多态性为基础的遗传标记技术.1980年RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphisms),即限制性片段长度多态性技术的问世,开创了直接应用遗传物质DNA的多态性进行遗传标记的新纪元.80年代中后期PCR(Polymerase Chain Reaction)技术的诞生和人类基因组计划(Human Genome Initiative)的推动,分子标记技术的研究和应用得到迅速发展.与经典的形态标记、细胞标记(染色体核型、带型)和生化标记(同工酶等)相比,分子标记具有无可比拟的优越性.它直接以DNA的形式表现,在植物、微生物的各个生长期、发育期均可检测,不受季节、环境限制,不存在表达与否的问题,而且数量多,多态性高,能提供完整的遗传信息.许多以前无法进行的研究,如环境因素的影响、数量性状的多重效应等,在分子标记技术的帮助下已经开展.现在,分子标记技术已广泛应用于生物基因组研究、生物遗传育种、起源进化、分类鉴定以及疾病诊断等方面,并成为现代分子遗传学和分子生物学研究与应用的主流.本文试图从介绍现目前常用的几种分子标记技术入手,分别阐述分子标记的基本原理及其在作物、食用菌、中药材和微生物等方面的应用.     

PRLR基因InDel检测及其与陕北白绒山羊生长性状的关联分析

[目的]探究催乳素受体(prolactin receptor, PRLR)基因InDel突变对绒山羊种群生长特性的影响。[方法]以陕北白绒山羊为研究对象,采用PCR扩增和测序技术法检测分析陕北白绒山羊PRLR基因的多态性,利用独立样本t检验和单因素方差法分析PRLR基因不同基因型与陕北白绒山羊生长性状之间的相关性。[结果]在所检测的1 176只陕北白绒山羊群体中,PRLR基因第2内含子存在1个16 bp InDel突变,形成了纯合插入型(II)、杂合型(ID)与纯合缺失型(DD)3种基因型;在育成羊群体中,该InDel突变与生长性状无显著关联(P>0.05),在成年羊群体中,InDel突变与管围性状显著相关(P<0.05);在育成羊和成年羊全部群体中,InDel突变仍与管围性状显著相关(P<0.05)。[结论]PRLR基因16 bp InDel突变可能会对陕北白绒山羊生长发育产生显著影响,该位点可作为陕北白绒山羊辅助育种的候选分子标记。     

真核生物重复序列的研究进展

真核生物核基因组内含有大量的DNA重复序列,在核基因组结构和功能研究中居于举足轻重的地位.本文主要介绍真核生物几类重要DNA重复序列的特点和用途,并对其在物种起源和进化、染色体分子指纹图谱绘制、分子标记辅助选择及染色体操作中的应用作了分析与介绍.