野生种质拓宽中国大豆遗传基础的SSR标记分析

【目的】鉴定和发掘野生大豆种质可利用的优异等位变异,为进一步有效地利用野生大豆资源开展大豆分子辅助育种工作提供参考信息。【方法】采用SSR标记技术对具有野生大豆血缘的大豆推广品种及其亲本进行遗传变异性分析。【结果】10个大豆育成品种分别遗传利用了野生大豆和栽培大豆亲本的19个和10个特有等位变异,并产生了其亲本不具有的18个新的等位变异;野生大豆的小粒、高硬脂酸含量、多荚以及抗胞囊线虫等优良性状基因较易被其育成的大豆品种选择利用。【结论】野生和栽培大豆的种间杂交并不单纯是遗传物质的简单组合,它可以通过基因的重组创造出新的优良基因型种质。因而利用野生大豆特有的等位变异创造新的基因型,扩大栽培大豆的遗传多样性,进而拓宽大豆的遗传基础是有效和可行的途径。     

野生大豆育成品种与其亲本间的SSR聚类分析

采用分布于大豆(Glycine max)全基因组的90对SSR引物,对来自全国在生产上大面积推广应用的具有野生大豆(Glycine soja)血缘的10个大豆育成品种及其17个亲本材料进行聚类和遗传距离分析。结果表明,当遗传相似系数为0.67时,所有供试材料被分成三类,即育成的大豆品种与其栽培大豆亲本聚为一类,野生大豆亲本在三类中均有分布;野生大豆亲本与栽培大豆亲本间的遗传距离0.177 6野生大豆亲本与育成大豆品种间的遗传距离0.149 0栽培大豆亲本与育成大豆品种间的遗传距离0.092 9。表明野生大豆与栽培大豆间有较大的遗传差异性,应用遗传基础不同及遗传差异性较大的野生大豆与栽培大豆之间进行杂交选择,进而拓宽大豆的遗传基础、丰富大豆遗传多样性是有效和可行的。     

野生大豆与栽培大豆杂交F1代ISSR多态性分析

[目的]探究野生大豆与栽培大豆之间遗传多态性的差异,以期为大豆杂交育种的亲本选配提供理论依据。[方法]用20对ISSR引物对野生大豆与栽培大豆及其10份杂种F_1材料进行遗传多样性分析,探讨野生大豆与栽培大豆之间的遗传关系。[结果]此次试验共扩增出167条带,其中121条为多态性带,多态率达72.45%;杂交F_1代材料与其母本中黄19及父本ZYD04350间的平均遗传相似系数分别为0.65和0.47。[结论]栽培大豆与野生大豆杂交F_1代材料间存在着丰富的变异,杂交F_1代从母本获得的遗传物质多于父本。     

野生大豆对中国大豆育成品种遗传贡献的分子印证

采用SSR标记鉴定野生大豆对10个大豆育成品种的遗传贡献.结果表明:野生大豆含有较多的特有等位变异,利用率为17.27%;回交能降低野生大豆特有等位变异利用率;野生大豆在16个位点上与粒重、荚粒数、高硬脂酸含量、抗胞囊线虫等有关的19个特有等位变异易被育成品种遗传利用;10个大豆育成品种在13个位点上产生了18个新的等位变异.利用野生大豆改良和创新大豆有较大空间.不同的杂交组合方式对育成品种的遗传贡献有明显差异.野生大豆的小粒、多荚、高硬脂酸含量以及抗胞囊线虫等优良性状基因易被育成品种选择利用.     

云南省小麦育成品种(系)遗传多样性分析

[目的]进一步挖掘云南省小麦育成品种(系)中的优异资源,进而为云南省的小麦育种实践提供一定的理论依据。[方法]采用91对SSR标记对云南省20世纪50年代以来育成的159个小麦品种(系)进行遗传多样性分析。[结果]①91对SSR引物扫描159个云南省小麦育成品种(系),共有360个等位变异被检测到,单个SSR标记检测到1～9个等位变异,平均每个SSR标记检测到3.96个等位变异;各位点的多态性信息指数最低为0,最高为0.8408,所有位点多态性信息指数平均值为0.4677;云南省80年代小麦育成品种(系)的多态性信息指数最高(0.461)。②基于Nei's遗传距离的UPGMA聚类可将云南省小麦品种(系)划分为14个类群,类群分类主要与选育年代、栽培类型及种植区域有关。③云南省小麦育成品种(系)的穗粒数和千粒重连锁标记的优异等位变异的频率随着其育成年代的推移而逐渐增长,但穗粒数性状相比千粒重性状改良效果更强。[结论]云南省小麦育成品种(系)遗传多样性较好,特别是20世纪80年代育成品种(系),且不同年代小麦育成品种(系)的穗粒数和千粒重的遗传背景具有不同程度的改良。     

中国大豆育成品种群体遗传结构分化和亚群特异性分析

 【目的】研究中国大豆育成品种总群体的遗传结构分化及其地理生态亚群和育成时期亚群的遗传多样性、特异性及其相互关系,为中国大豆育种主干亲本遴选提供遗传背景依据。【方法】从1923－2005年育成的1 300个品种中抽选378份中国大豆育成品种组成代表性样本,选用大豆核基因组64个SSR标记,采用Structure Version 2.2软件,进行群体遗传结构分析、亚群体分化分析和遗传多样性与遗传特异性分析。【结果】中国大豆育成品种群体由7类血缘组成,遗传上明显分化为不同的地理生态亚群和育成时期亚群,各有其不同的血缘构成特点;各地理生态亚群具有其特有、特缺和互补等位变异,体现了其遗传来源的相对生态特异性;随着品种育成时期的推进,不同时期有不同血缘的种质加入,各育成时期亚群具有其特有、特缺和互补等位变异,体现了育种发展的特点。中国大豆育成品种群体与中国地方品种群体、中国野生大豆群体相比,其遗传基础因源于有限祖先亲本数的瓶颈效应而相对狭窄;分省亚群中黑龙江、江苏亚群的等位变异数可以向其他亚群提供的补充等位变异数均依次最多,其亲本来源较宽、遗传基础较广。分时期亚群平均等位变异数随着时期的推移各亚群等位变异数增加,遗传多样性程度增高,近期育成品种的遗传基础宽于历史上前期育成的品种。【结论】研究结果证明中国大豆育成品种群体存在遗传结构上的地理生态分化和育成时期分化,因而各亚群具有相对遗传特异性,体现在血缘构成和特有、特缺及互补等位变异上,这构成了未来大豆育种中亚群间种质或基因交流的遗传基础。     

基于SSR标记的小粒大豆品种(系)遗传多样性分析

为了解东北地区小粒大豆品种(系)的遗传多样性特点,利用21对SSR引物对来自东北不同地区来源的44份小粒大豆品种(系)进行遗传多样性分析.结果表明,供试的44份东北地区小粒大豆品种(系)共检测到115个等位变异,平均每个位点等位变异数5.5个,等位变异数在3～11个之间,多态性信息含量指数(PIC)在0.309 1～0.8157之间,平均为0.629 7.利用6对高多态性的SSR引物构建了 44份小粒大豆品种(系)的指纹图谱,可以有效区分44份小粒大豆材料.44份小粒大豆品种(系)间的遗传相似系数变异范围为0.25～0.95,聚类分析结果表明44份小粒大豆材料可以分为5个类群,可以反映不同来源的小粒大豆品种(系)间的亲缘关系,可为小粒大豆遗传改良提供参考.     

我国早熟陆地棉品种遗传多样性分析

[目的]研究早熟陆地棉种质遗传多样性,为北疆早熟陆地棉育种提供理论依据.[方法]基于43个早熟陆地棉品种表型和基因型数据,利用PowerMarker V3.25软件,进行遗传多样性分析.[结果]长江流域环境下,新疆棉区与我国其他棉区育成的品种,在早熟性相关表型性状上差异不显著;西北内陆环境下,二者之间则差异显著.另外,174对具有稳定多态性的SSR引物用于分析43个品种的遗传多样性,共检测到486个等位变异位点,每对引物的等位变异为2～7个.等位基因变异的多态信息含量(PIC)在0.044～0.750 0.分子检测表明:新疆棉区育成的品种遗传基础较狭窄.利用PowerMarker V3.25软件计算的遗传距离进行聚类,43个参试品种以遗传背景、育成单位、地理来源等聚为8类.[结论]与其他棉区品种相比,新疆早熟棉区育成的品种,其早熟性相关性状遗传基础狭窄,表型性状的遗传多样性受环境影响较大.聚类图反映了不同系统品种之间的交叉以及早期和近代早熟陆地棉不同系统之间的融合现象.     

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。     

SSR分子标记分析东北花生主要育成品种的遗传多态性

为进一步了解东北地区主要育成品种的遗传多态性,本研究采用11对SSR引物对30份主要育成品种进行遗传多态性分析。结果显示,扩增出等位变异数29个,多态性信息含量PCI指数分布在0.391~0.879之间,平均值为0.726。30份东北花生主要育成品种相似系数分布在0.57~0.93之间。聚类分析显示,东北主要育种单位选育的花生品种分布在不同分支上,遗传多样性程度较高,研究结果不仅为下一步育种亲本选择提供依据,而且为东北花生育种研究方向提供重要的依据,对东北地区花生产业发展具有重要的作用。     

大豆蛋白含量多样性分析

[目的]探索大豆品种遗传性适应范围,选育出蛋白含量较高及品质较好的品种。[方法]以分布在全国的113个大豆栽培品种和20个野生品种为材料,用凯氏定氮法测定其蛋白含量,对大豆蛋白含量的多样性进行分析。[结果]野生大豆的蛋白含量为49%～54%,均为高蛋白大豆,而栽培大豆的蛋白含量为36%～51%,既有高蛋白品种,又有低蛋白品种。方差分析显示,大豆蛋白含量表现为极显著差异,具有明显的多态性。[结论]筛选出了高蛋白大豆,为大豆的品种鉴定、种质资源保护和开发利用提供了理论和技术依据。     

广西野生大豆种质资源SSR引物筛选

【目的】筛选出多态性丰富的分子标记引物,为进一步研究广西野生大豆种质资源遗传多样性提供参考。【方法】运用SSR分子标记技术,选择60对核心SSR引物,对22份不同时期收集的广西野生大豆种质资源进行多样性分析,以筛选多态性引物。【结果】60对核心引物的等位变异数为1.0～8.0个,平均为3.5个,有23个位点表现出良好的多态性、等位变异超过4个;不同连锁群上SSR位点等位变异有所不同,变化范围为1.67～5.00个,其中J连锁群等位变异最低,平均为1.67个;B2和H连锁群等位变异最高,平均为5.00个。【结论】筛选的23对多态性丰富的SSR引物适合用于广西野生大豆遗传多样性分析。     

The identification of presence/absence variants associated with the apparent differences of growth period structures between cultivated and wild soybeans

The cultivated soybean(Glycine max(L.) Merr.) was distinguished from its wild progenitor Glycine soja Sieb. Zucc.in growth period structure,by a shorter vegetative phase(V),a prolonged reproductive phase(R) and hence a larger R/V ratio.However,the genetic basis of the domestication of soybean from wild materials is unclear.Here,a panel of 123 cultivated and 97 wild accessions were genotyped using a set of 24 presence/absence variants(PAVs) while at the same time the materials were phenotyped with respect to flowering and maturity times at two trial sites located at very different latitudes.The major result of this study showed that variation at PAVs is informative for assessing patterns of genetic diversity in Glycine spp.The genotyping was largely consistent with the taxonomic status,although a few accessions were intermediate between the two major clades identified.Allelic diversity was much higher in the wild germplasm than in the cultivated materials.A significant domestication signal was detected at 11 of the PAVs at 0.01 level.In particular,this study has provided information for revealing the genetic basis of photoperiodism which was a prominent feature for the domestication of soybean.A significant marker-trait association with R/V ratio was detected at 14 of the PAVs,but stripping out population structure reduced this to three.These results will provide markers information for further finding of R/V related genes that can help to understand the domestication process and introgress novel genes in wild soybean to broaden the genetic base of modern soybean cultivars.     

SSR分子标记遗传距离预测大豆亲本杂种优势的研究

[目的]应用SSR分子标记技术分析大豆亲本的遗传距离,探索利用分子标记技术预测大豆亲本杂种优势的可能性。[方法]以选自国内外的大豆育成品种及其杂交种为材料,分别计算亲本间的遗传距离及亲本的杂种优势,并对特殊配合力及杂种优势的相关性进行了分析。[结果]根据相关性分析,虽然相关系数较小,但是亲本间遗传距离与其杂交种的中亲优势在株高、蛋白质性状上达到了0.01水平的极显著相关;亲本间的遗传距离与单株荚数、单株粒数、单株粒重、茎粗4个性状也达到了0.05水平的显著负相关。[结论]亲本间的遗传距离与部分性状达到了一定水平的相关,但利用SSR分子标记遗传距离预测大豆亲本间的杂种优势还需大量的工作。     

青海省栽培青稞SSR标记遗传多样性研究

[目的]分析我国青海省青稞SSR标记遗传多样性,为具有某些优异特性的青稞品种或资源筛选及青稞资源的保护奠定基础。[方法]利用SSR标记评估42份青海省栽培青稞的遗传多样性。[结果]42份青稞材料在7个SSR标记位点处表现出多态性,各位点扩增的等位基因数为1～6个,共鉴定出24个等位基因,每位点平均3.0个;根据SSR标记多态性可将42份青稞材料分为4组,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。[结论]该研究表明青海省栽培青稞具有丰富的遗传多样性,可为青稞育种亲本选择提供参考。     

野生大豆细胞质有益基因转移的遗传研究

利用野生大豆是拓宽栽培大豆遗传基础和提高栽培大豆生产力的重要途径之一。利用野生大豆×栽培大豆种间杂交后代再用栽培大豆进行广义回交,已经培育出具有野生大豆细胞质的高产、高蛋白、抗大豆花叶病毒的新品系,可作为大豆改良的亲本来源。通过对大豆优良品系及其亲本的DNA组成分析,明确了用栽培大豆与种间杂交后代回交应在早代进行,以便更多地保留野生大豆细胞核的遗传基础。比较了4对野生大豆×栽培大豆正反交组合后代的产量性状,明确指出用野生大豆作母本拓宽栽培大豆细胞质遗传基础不仅可行,而且没有难于克服的不利性状,并有利于提高产量。     

晋大62×诱处4号杂交后代群体遗传多样性分析

选用晋大62×诱处4号杂交亲本和后代群体为试验材料,通过微卫星(SSR)标记分析,利用SPSS软件对其进行了聚类分析,探讨了亲本及后代群体间的遗传特性和亲缘关系,研究了大豆群体的遗传多样性,为大豆杂交育种亲本的选配、杂交后代的筛选、种质创新及大豆遗传多样性研究提供了理论和实践依据。结果表明,以亲本的基因组DNA为模板,选用40对不同的引物进行电泳共筛选出23对位于多条染色体上的差异引物,其多态性比例为55.0%。通过聚类分析所有材料可聚类为以下几类:母本晋大62(CK1)和后代6~13号材料聚为第一大类,父本诱处4号(CK2)和后代25~31号材料聚为第二大类,而1~5、14~20聚为第一小类,21~24、32~35聚为第二小类,这两小类材料与亲本的亲缘关系较远。     

栽培五味子与野生五味子的品质评价

[目的]通过对栽培五味子与野生五味子的部分理化指标进行测定,对两者进行品质综合评价。[方法]采用HPLC法测定木脂素的含量,用费林氏试剂法测定总糖的含量,并用酸碱滴定法测定总酸的含量,以分光光度计法测定色价,并以高锰酸钾氧化法测定鞣质的含量,用紫外-可见光分光光度计法测定主要无机元素P的含量,并用原子吸收分光光度计法测定K、Fe、Zn和Cu的含量。[结果]栽培品种在总酸、总糖以及色价指标上明显高于野生品,而栽培品种和野生品中鞣质的含量没有太大的差异。4个栽培品种中1号质量最好,4号的质量较差。4个栽培品种五味子的五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素的含量均明显高于野生品,1号和3号五味子质量较好,而在粗蛋白和粗灰分的含量上,栽培品和野生品没有太大的区别。在栽培品和野生品中检测出7种人体必需氨基酸(色氨酸未检出),在野生品中未检测出半胱氨酸,其中1号样品氨基酸含量较高,而野生品含量最低。栽培品五味子在无机元素(Fe、Zn、Cu、P、K和Mg)的含量指标上均高于野生品。4个栽培品种中,Cu、P和K在1号中的含量最高,Fe和Mg在3号中的含量最高,Zn在4号中的含量最高。[结论]综合各种检测指标表明,栽培品五味子的品质优于野生五味子。     

中国大豆资源异黄酮含量及其组分的遗传变异和演化特征

【目的】中国拥有丰富的栽培大豆和野生大豆资源,研究不同生态区大豆种质异黄酮含量的遗传变异和演化特征为专用型品种的选育奠定基础。【方法】以来自中国各生态区的580份地方品种、106份育成品种、209份野生大豆组成的895份大豆种质为材料,88份国外品种为参照,采用快速高效液相色谱法测定12种大豆籽粒异黄酮,分析其遗传变异和演化特征。【结果】全国野生大豆、地方品种与育成品种大豆异黄酮总含量(TISF)及其组分均存在很大变异。TISF变幅分别为927.29—7932.94、259.38—7725.45和489.67—5968.90μg·g-1,平均分别为2994.51、3241.33和2704.83μg·g-1。从野生种到地方品种再到育成品种,长期人工育种使染料木苷类总含量(尤其是丙二酰基染料木苷)与黄豆苷类总含量(尤其是乙酰基黄豆苷和丙二酰基黄豆苷)增加,大豆苷类总含量(尤其是乙酰基大豆苷)却明显降低,从而导致育成品种平均TISF低于野生种。各生态区的野生和栽培种质的TISF及其组分均有大量变异。野生种TISF与种质来源地经、纬度无显著性相关,栽培种则由于各地人工进化的差异形成了与地理经、纬度均有极显著负相关(r=-0.264和-0.380)的特点。从983份材料中优选出ZYD3621(TISF7932.94μg·g-1)、N3188(TISF7725.45μg·g-1)、N20793(TGL5122.21μg·g-1)等一批高TISF与高组分特异种质可供异黄酮育种利用。【结论】中国从野生种到地方品种再到育成品种,异黄酮含量及其组分的演化特点为栽培大豆平均异黄酮总含量、染料木苷类与黄豆苷类总含量均高于野生种,大豆苷类总含量低于野生种。中国各生态区域内大豆异黄酮及其组分均有丰富变异,从中筛选出一批高含量、高组分种质可供异黄酮育种利用。