新疆大麦种质资源农艺性状和醇溶蛋白遗传多样性分析

为给新疆大麦种质资源的开发利用和今后新疆大麦高产优质新品种的选育提供依据,根据大麦的8个农艺性状表现,采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE) 对国内外50份大麦种质资源的农艺性状和醇溶蛋白的遗传多样性进行了分析评价.结果表明,供试大麦品种农艺性状的变异系数(CV;)取值范围在9.15;～41.68;,平均23.96;.多样性指数(H)介于1.400～2.039,平均1.810.各农艺性状的遗传多样性指数都较大,具有丰富的遗传多样性;对供试材料的农艺性状进行聚类分析,50份大麦材料在遗传距离(GD)3.28时可被聚为5大类.利用A-PAGE对50个供试大麦品种进行检测,共分离出21种相对迁移率不同的醇溶蛋白谱带,即参试品种具有21个醇溶蛋白等位变异位点.平均每个品种分离出0.42条多态性谱带,表明这些品种具有丰富的遗传变异;对供试材料的醇溶蛋白电泳结果进行聚类分析,50份大麦材料在遗传距离(GD)0.44处聚为6个大类.     

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。     

利用表型和SSR标记分析河南省玉米地方品种的遗传多样性

 【目的】分析河南省玉米地方品种的遗传多样性,为进一步改良利用提供合理方案。【方法】利用表型和SSR标记基因型,对88份有代表性的地方品种进行遗传多样性分析。【结果】这些地方品种农艺性状表现出较大差异,表型聚类将其划分为7个类群,大部分品种聚在一个类群内,但仍有部分品种独立成群。SSR分析表明,每对引物可以稳定检测到2～10个等位基因,40对SSR引物共检测到198个等位基因,平均每个位点4.95个等位基因,遗传相似系数为0.63～0.89。SSR标记聚类分析同样将此材料划分为7个类群,大部分品种仍主要集中在一个主群内。Mental测验结果表明,表型同基因型距离矩阵间存在极显著正相关(r=0.78,P=0.01)。【结论】河南省玉米地方品种来源较单一,遗传多样性较差,仅少部分品种较为独立,可有针对性地保存和改良利用。     

同名小麦地方品种形态农艺性状遗传多样性分析

采用形态农艺性状分析,对长期种植于陕西关中不同生态种植区的6个同名地方品种蚂蚱麦进行遗传变异分析,研究其遗传多样性。供试材料中不同来源的蚂蚱麦在28个形态及农艺性状上表现出较小的差异,但来自留坝的蚂蚱麦材料与其他5种材料相比表现出极大的差异。不同来源的地方品种蚂蚱麦在形态和农艺性状上表现的差异不大,但差异程度与地理位置有关。在不同地点多年种植等导致了材料间和材料内遗传变异的产生,建议对不同来源的同名地方品种在收集、保存、研究和利用的同时分别进行处理。     

大豆主要农艺性状的QTL分析

【目的】大豆的多数农艺性状均为重要的数量性状。对大豆的数量性状进行基因定具有重要的研究和应用价值。【方法】以美国半矮秆大豆品种Charleston为母本，东北农业大学高蛋白大豆品系东农594为父本及其F2:10代重组自交系的154个株系为实验材料。164个SSR引物经亲本筛选后用于群体扩增，并构建遗传图谱。对亲本间表现多态的12个农艺性状进行了调查及QTL分析。【结果】农艺性状包括品质性状（蛋白质含量、油分含量、蛋脂总量等）；产量性状（单株荚数、单株粒重、百粒重等）和其它农艺性状（株高、生育期、分枝数、主茎节数、平均叶长、平均叶宽等）。结果表明，12个农艺性状共检出68个QTLs。每个性状的QTLs检出个数从平均叶宽的3个到百粒重、株高等的8个，平均每个性状检测出5.8个。与国内外对应农艺性状QTL检测结果相比，多个性状的QTL位点均一致，说明QTL检测准确率较高，可以进一步用于分子辅助育种。【结论】获得了大豆12个重要农艺性状的68个主效QTLs。     

番茄SSR遗传多样性及其品质性状的关联分析

【目的】本文旨在分析番茄资源材料的亲缘关系及它们的遗传多样性,挖掘与番茄品质性状相关的分子标记。【方法】选用37对SSR多态性引物对30份番茄资源材料进行聚类分析,在此基础上采用Tassel3.0GLM方法进行标记位点与品质性状的关联分析。【结果】SSR结果显示,37对SSR引物共检测到102个等位变异位点,各种质遗传相似系数为0.61~0.97。关联分析结果表明与品种性状显著相关的位点有9个。供试材料之间有一定的遗传差异,但遗传背景较狭窄。【结论】利用SSR标记分析了30份番茄资源材料的遗传多样性,30份番茄资源材料在遗传相似系数0.71处被划分为4大类,并通过关联分析模型,找到了9个与总酸、成熟前果色、成熟果色、果面棱沟、番茄红素相关联的标记。     

6个玉米人工合成群体的育种潜势分析

 【目的】系统评价6个玉米人工合成群体的育种潜势，为进一步改良利用提供合理方案。【方法】采用群体性状表型鉴定、配合力测定以及SSR标记对群体进行综合分析。【结果】多数性状与季节互作不明显，群体间多数性状差异极显著。多数农艺、经济性状的GCA群体间存在显著或极显著差异，少数经济性状的SCA组合间存在显著或极显著差异。26对SSR引物在供试群体内共扩增出246个等位位点。多态性位点数、多态位点比例、基因杂合度以及遗传距离等分析表明，除群体P1外，各群体遗传重组比较充分，群体内具有较丰富的遗传变异，且群体间遗传距离大于群体内遗传距离。【结论】群体P4、P2和P7除自身遗传变异较为丰富外，主要经济性状GCA较高，优于对照高产组合出现次数较多，育种潜力较大。群体P1、P3和P5 经济性状GCA低，优于对照高产组合出现次数相对较少，需进行必要的改良。     

中国小麦地方品种的SSR遗传多样性分析

【目的】揭示我国主要麦区小麦地方品种的遗传多样性。【方法】选用分布于小麦各染色体臂上的42对SSR引物,对我国10个麦区81个小麦地方品种的遗传变异情况进行分析。【结果】共检测到316个等位变异,单个引物扩增的等位变异为1～17个,平均为7.5个。参试小麦地方品种的多态信息含量PIC值为0～0.90,平均为0.63。平均等位变异数A基因组D基因组B基因组,平均PIC值各基因组间差异不大。遗传多样性最丰富的麦区是黄淮冬麦区和西南冬麦区。聚类分析结果表明,来自同一生态区的全部材料没有完全聚在一起,但冬麦区和春麦区材料间差异较明显。【结论】我国小麦地方品种具有较高的遗传变异,不同麦区间遗传多样性差异较大。     

花椰菜转录组SSR位点分析及其分子标记开发

【目的】开发适合花椰菜的SSR分子标记，为花椰菜品种遗传关系鉴定、遗传图谱绘制等提供候选标记。【方法】以24份花椰菜材料为研究对象，通过MISA软件对其转录组SSR位点信息进行分析，设计SSR引物，对这些引物进行PCR扩增，开发高多态性花椰菜的SSR分子标记；利用差异条带对不同花椰菜材料的亲缘关系进行分析。【结果】从转录组数据中得到66 450条Unigene基因，包含10 715个SSR位点，发生频率为12.09%，平均分布距离为5.9 kb。SSR位点中优势类型为二核苷酸重复基序，出现频率占总SSR的51.16%；其次是三核苷酸，占总SSR的47.37%。重复序列基序共49种，其中出现频率较高的重复基序主要为AG/CT、GA/TC和AAG/CTT。有1 164个长度≥20 bp的SSR位点，获得具有潜在高多态性的SSR引物6 119对。随机设计的40对引物中有31对引物能进行有效扩增，其中有17对引物在24份花椰菜品种中表现出多态性。UPGMA分析显示，在遗传距离为0.625时，17对多态性引物可将24份花椰菜分为3类。【结论】开发的花椰菜SSR标记类型丰富，出现频率高，具有较高的可用性。     

山西省野生大豆资源遗传多样性分析

 【目的】明确山西省野生大豆的遗传多样性程度及其数量性状多样性的地理分布,为山西省野生大豆种质资源的利用和保护提供依据。【方法】以山西省已编目入库的544份野生大豆为材料,对其质量性状、数量性状及SSR标记进行遗传多样性分析。【结果】研究的8个质量性状,山西省半野生大豆的遗传多样性高于野生大豆;太原材料的遗传多样性高于山西省材料。4个数量性状的研究结果显示,野生大豆的变异程度高于半野生大豆,山西材料的变异程度高于太原材料;初步推断37～38°N、112～113°E经纬小区为山西省野生大豆数量性状的多样性中心。利用30对SSR引物分析了49份山西太原野生大豆材料,共检测到208个等位变异,每个SSR位点的等位变异范围为4～11个,平均为7个;引物的Shannon-weaver指数的分布范围为0.7451～2.1081,平均为1.5030;位点多态信息量（PIC）值的分布范围为0.3813～0.8575,平均为0.7007。【结论】表型和分子检测结果都表明,太原野生大豆材料的变异类型丰富、多样性程度较高。     

利用Target SSR-seq技术鉴定温州蜜柑芽变材料

【目的】柑橘芽极易发生变异,用形态学的方法鉴定这些芽变材料,易受环境、栽培条件等因素影响,而利用深度测序技术开展柑橘芽变材料鉴定,能够获得变异位点的基因型;同时,建立的技术体系也有利于柑橘资源的精准鉴定、种质资源的遗传多样性研究和植物性品种权保护。【方法】本研究通过靶位点SSR测序技术对柑橘芽变材料开展鉴定。首先利用柑橘全基因组序列扫描发掘SSR,采用多态性较高的SSR位点用于柑橘芽变材料的区分,进一步利用多路复用PCR扩增构建SSR靶位点文库,并通过MiSeq深度测序方法对2份温州蜜柑芽变材料的SSR靶位点进行测序验证。再利用开发的SSR标记对22份优质柑橘种质资源进行遗传多样性分析。【结果】利用GMATA软件在克里曼丁红橘（Citrus clementina Hort. ex. Tanaka）参考基因组和温州蜜柑（Citrus unshiu Macf.）基因组中分别获得69 101个和80 193个SSR,其中以AT/TA为主的2基序SSR最多,3基序中以AAT最多,通过序列比对发掘出变异热点区域的高多态性SSR用于温州蜜柑芽变材料的检测,4对SSR引物能对22份柑橘材料进行准确区分。77对SSR靶位点的深度测序一次性对多个SSR位点进行基因分型,能准确鉴定出2份温州蜜柑芽变材料的SSR基因型,以及SSR在基因组上的准确位置。结合SSR以及SNP基因型,能够对2份温州蜜柑芽变材料进行有效区分。【结论】本研究开发了用于柑橘芽变材料区分的高效SSR位点发掘方法,结合靶位点多路扩增和Target SSR-seq的深度测序实现了柑橘芽变材料的高效区分。     

中国不同地理来源旱稻地方品种的遗传相似性研究

【目的】通过对中国旱稻地方品种的遗传多样性检测,分析不同地理来源旱稻地方品种的遗传相似性和遗传差异,为旱稻地方品种在水稻遗传育种中的有效利用提供理论依据。【方法】利用39对SSR引物对来自中国17个省份或地区的158份旱稻地方品种以及20份巴西旱稻种质进行SSR标记多态性、遗传相似性和聚类分析。【结果】在中国旱稻地方品种中共检测到等位基因308个,每对引物等位基因数变异在2—21个,平均等位基因数为7.8974个,其中RM72、RM241、RM232和RM412的等位基因数较多,分别为21、17、16和15个。Nei’s基因多样性指数变异在0.0435—0.8989,平均基因多样性指数为0.6153,其中RM232、RM72和RM241的基因多样性指数较高,分别为0.8989、0.8914和0.8883。籼型旱稻地方品种的平均等位基因数和平均基因多样性指数分别为6.4359和0.6227,而粳型旱稻地方品种分别为6.9744和0.5087。籼型旱稻地方品种各省份或地区间遗传一致性变异在0.4007—0.8959,平均为0.7168,而粳型旱稻地方品种各省份或地区间遗传一致性变异在0.5803—0.9581,平均为0.7643。【结论】籼型旱稻地方品种的基因多样性显著高于粳型旱稻地方品种;各省份或地区间粳型旱稻地方品种的遗传一致性高于籼型旱稻地方品种;各省份或地区粳型旱稻地方品种间遗传相似性与地理位置密切相关,而籼型旱稻地方品种间遗传相似性与地理位置未见相关。     

桃单果重与6个物候期性状的遗传关联分析

【目的】关联分析作为传统连锁分析方法的有效补充,可以鉴定果树的数量性状位点（Quantitative Trait Loci, QTLs）。本研究通过关联分析定位桃单果重及6个物候期性状的QTLs,以研究性状间的遗传相关,为提高桃品质育种的效率奠定理论基础。【方法】以来源于中国6个生态群的104份桃地方品种为试材,利用分布于桃8条连锁群上的53对SSR（Simple Sequence Repeats）引物,用STRUCTURE 2.3.3和TASSEL 2.0.1软件分别对群体结构和全基因组SSR位点间的连锁不平衡（Linkage Disequilibrium, LD）状况进行分析。在结合单果重和6个物候期性状表型数据后进行关联分析,以定位各性状的QTLs。【结果】群体结构显示供试的104份桃地方品种基于数学模型可以分为5群;LD分析表明在53个SSR位点组成的1378个成对组合中,23个成对位点存在着显著LD且得到统计概率支持。虽然相关性分析表明单果重只与展叶期显著相关,但关联分析却显示单果重不仅与盛花期、展叶期、果实成熟期和落叶期均具有相同的关联位点;而且桃单果重的关联位点与不同连锁群上盛花期、果实发育期和落叶期的关联位点也存在显著的LD现象。对单果重具有最大增效表型效应的等位变异UDP96-013-206同时具有提前花期1.46 d、延迟果实成熟期13.77 d、延迟落叶期2.17 d的表型效应。【结论】本研究得到27个与桃单果重及6个物候期性状关联的QTLs,部分位点与前人定位的连锁群相同。关联分析表明单果重与盛花期、展叶期、果实成熟期、果实发育期和落叶期确实存在遗传相关,主要表现为这几个性状可能受到基因多效性调控或者受连锁群内及连锁群间存在连锁或关联关系的基因调控。     

新疆冬小麦地方品种与选育品种遗传性状比较分析

[目的]比较分析新疆冬小麦地方品种与选育品种遗传多样性差异.[方法]以新疆冬小麦117份地方品种和39份选育品种为试验材料进行13个农艺性状和2个品质性状的比较分析.[结果]地方品种在旗叶长、旗叶宽、株高、分蘖数、有效分蘖数、穗粒重、千粒重和蛋白质等8个性状的变异系数高于选育品种,而穗长、小穗着生密度、每穗小穗数、小穗粒数、穗粒数、穗粒重和千粒重等8个性状的变异系数均略低于选育品种,且地方品种的蛋白质含量和湿面筋含量都高于选育品种;15个性状间简单相关分析中,地方品种有24对性状相关极显著,选育品种仅有6对性状相关极显著.[结论]新疆地方冬小麦品种遗传多样性丰富,对于冬小麦育种改良具有参考利用价值.     

山西谷子核心资源群体结构及主要农艺性状关联分析

【目的】分析山西谷子地方品种遗传多样性和群体遗传结构,筛选与谷子农艺性状相关联的分子标记,为谷子杂交组合亲本选配及分子标记辅助育种提供依据。【方法】 利用96对SSR标记对595份山西谷子核心资源进行全基因组扫描,采用PowerMarker 3.25软件分析群体遗传多样性,利用STRUCTURE 2.3.4软件分析群体遗传结构,使用TASSEL 2.1软件中GLM（general linear model,Q）和MLM（mixed linear model,Q+K）2种方法,进行表型和标记关联分析。【结果】 96对SSR引物共扩增出828个等位变异,平均每对引物扩增到8.6个,变化范围为2—26;基因多样性指数变化范围为0.005—0.941,平均为0.610;多态信息量变化范围为0.005—0.938,平均为0.577;各位点杂合度变化范围为0—0.050,平均位点杂合度仅为0.016。群体结构分析将595份核心资源分为3个亚群。4 560个SSR位点成对组合中,共线性组合和非共线性组合之间都存在一定的连锁不平衡。D′统计概率（P<0.01）支持的LD成对位点1 955个,占全部位点组合的42.9%,D′平均值为0.23。通过GLM方法共检测到12个极显著性位点（P<0.01）,表型变异解释率为2.34%—13.94%,平均为6.33%,贡献率较高的等位变异位点是CAAS2050（R ²=13.94%）和B153（R ²=11.36%）;通过MLM方法共检测到9个极显著性位点（P<0.01）,表型变异解释率为2.80%—9.22%,平均为5.16%,贡献率较高的等位变异位点是P89（R ²=9.22%）和P3*（R ²=8.28%）;2种方法共同检测到的极显著性位点有7个。 【结论】 利用SSR标记分析了595份山西谷子核心资源的遗传多样性和群体遗传结构。2种关联分析模型中,GLM方法关联到12个标记与节数、株高、颈长、茎粗、穗长、穗粗、码数、码粒数、蛋白质含量9个性状相关;MLM方法关联到9个标记与节数、颈长、叶宽、茎粗、穗粗、码数、码粒数、千粒重8个性状相关。     

利用SSR标记探讨骨干亲本欧柔在衍生品种的遗传

 【目的】研究骨干亲本欧柔染色体片段在衍生后代的分布及所关联的性状,旨在揭示骨干亲本对后代品种的遗传贡献。【方法】对小麦骨干亲本欧柔及其衍生的23份在中国生产和育种中发挥重要作用的后代品种进行农艺性状调查和SSR扫描。【结果】在43个SSR位点欧柔特异等位变异在一代品种的传递频率高于理论比例0.38; 在41个位点欧柔特异等位变异在二代品种的传递频率高于理论比例0.18;在21个位点欧柔特异等位变异被持续选择（在2个子代的分布频率分别大于0.38和0.18）。SSR标记与农艺性状关联分析表明,在Xwmc710、Xbarc235和Xbarc252位点,欧柔等位变异类型在后代具有高的分布频率且与较高的穗粒数、产量相关。【结论】推测本研究发现的重要染色体区域及相关的优异性状在中国小麦品种改良中发挥了重要作用,是进一步研究的重点。     

陆地棉抗黄萎病性状与SSR标记的关联分析

【目的】对186份陆地棉种质资源的抗黄萎病性状进行关联分析,为抗黄萎病棉花育种材料的利用、分子标记辅助选择提供参考。【方法】采用分布于26条染色体上的140个SSR(Simple sequence repeat)标记,采用GLM(General line model)(P<0.001)模型和 MLM(Mixed linear model)(P<0.01)模型,检测186份陆地棉种质资源的基因型。【结果】(1)2个亚群一个含有96份种质资源,另一个含有90份种质资源;(2)平均每对引物的等位变异为2.54,平均值为0.76,引物多态性信息含量变化范围:0.50~0.99;(3)与棉花抗黄萎病性状相关的SSR位点22个中,能同时在两个以上环境出现的位点有2个,为NAU998和CGR5258,表型变异解释率分别为5.53%和12.07%。【结论】该群体结构,可以分为2个亚群,使用140对 SSR引物做分子标记,共检测出355个等位变异,存在于两个模型下且与棉花抗黄萎病性状相关的SSR位点有22个。     

应用ISSR分子标记和表型性状评价孔雀草自交系的遗传关系

 【目的】对亲本遗传距离的评估是保证F1代种子杂种优势的基础工作，本研究的目的是为科学的选择孔雀草杂交育种亲本奠定基础。【方法】对12份孔雀草自交系和4份孔雀草F1代及两份万寿菊材料分别用ISSR分子标记和形态学特征进行了遗传分析。【结果】用10个引物共得到145个位点，其中138个为多态性位点；对ISSR标记和10个表型性状分别进行分析的结果表明，当优先考虑花型和材料来源两个表型性状时，两种分类方法得到的结果基本一致。【结论】在孔雀草分类中以花型和材料来源为重要依据时，能够比较客观地反映其遗传基础上的差异。在孔雀草利用杂种优势育种中，选择花型差异大，来源不同的亲本，如孔雀草nana和孔雀草黄色小英雄，孔雀草nana Petite Gold和孔雀草21605，有可能得到性状优良的杂交后代。