基于 ddRADseq 的马铃薯品种遗传多样性分析

[目的]收集国内外马铃薯品种(系)资源,研究马铃薯种质群体结构和遗传多样性,开发SNP分子标记,为马铃薯品种鉴定、分子标记辅助选择育种奠定基础.[方法]提取马铃薯嫩芽基因组DNA,利用限制性内切酶MseI和SacI进行双酶切建库,质量检测合格后用Illumina HiSeq平台进行双末端测序,用BWA软件将测序数据与马铃薯参考基因组进行比对,采用GATK软件进行SNP和InDel变异位点检测,利用ANNOVAR软件进行变异注释,并基于上述变异信息对群体结构进行Structure分析、主成分分析(PCA)和遗传多样性分析.[结果]通过简化基因组测序共获得7.50×108条测序reads和2.04×1011个碱基,共检测到39038个变异位点,其中SNP位点36267个,InDel位点2771个;基于上述变异位点的Structure和PCA分析均将研究群体划分为两个亚群,群体系统发生分析表明,G2亚群中的个体聚类在一起,亲缘关系较近,但与其他个体相比G2亚群中的分枝距离中心较远,积累了更多的变异量;群体的平均多态性信息含量PIC=0.3107,期望杂合度He=0.3932,观测杂合度Ho=0.1852,群体自交系数Fis=0.553,表明马铃薯品种(系)间遗传多样性较低;开发了覆盖马铃薯12条染色体且包含120个SNP标记的SNP-Panel,并选取其中的60个标记在46个样品中进行了验证.[结论]研究结果为马铃薯遗传多样性研究、分子标记辅助选择育种、分子身份证开发、遗传图谱构建奠定了一定基础.     

宽体金线蛭基因组SSR序列特征分析及其分子标记开发

【目的】分析宽体金线蛭基因组SSR序列特征,并开发多态性SSR分子标记,为宽体金线蛭种质遗传多样性分析及良种选育等提供有效的分子标记。【方法】利用基因组de novo测序技术对宽体金线蛭基因组进行扫描,通过序列拼接得到基因组序列,利用Tandem Repeats Finder v4.09查找拼接序列SSR位点,分析SSR序列特征并使用PRIMER3 Input(version 2.3.7)设计引物,随机选择三碱基、四碱基和五碱基SSR分子标记引物50对对8份宽体金线蛭DNA样品进行PCR验证,并以多态性SSR分子标记分析宽体金线蛭江苏高邮群体遗传多样性。【结果】测序拼接共得到148803个scaffolds序列,scaffold序列长度181～564229 bp,平均1544 bp,总长度230 Mb,N50为5948 bp,GC含量36.94%。宽体金线蛭基因组中三碱基重复SSR位点最多,有136890个,占总SSR位点的68.43%;其次为四碱基重复,有33769个,占总SSR位点的16.88%;六碱基、五碱基、二碱基和单碱基重复分别有11813、7110、6546和3907个,占总SSR位点的5.91%、3.55%、3.27%和1.95%。基序为AAT/ATA/TAA/ATT/TTA/TAT的SSR位点数量最多,其次为ATG/TGA/GAT/TAC/ACT/CTA、AGT/GTA/TAG/TCA/CAT/ATC和AAC/ACA/CAA/TTG/TGT/GTT,其他基序位点数量较少。有11871个SSR位点设计出引物,占总SSR位点的5.93%;选择的50对引物中有18对引物在8份宽体金线蛭DNA样品中具有多态性;群体遗传多样性检测发现宽体金线蛭江苏高邮群体18个SSR位点的平均等位基因(Na)3.81个,观测杂合度(HO)为0.0000～0.6429,平均为0.3631,期望杂合度(He)0.0701～0.7792,平均为0.4869,群体遗传多样性水平低。【结论】采用高通量测序技术开发SSR分子标记效率高,且新开发的18个宽体金线蛭SSR分子标记多态性丰富,可用于宽体金线蛭资源保护和利用。     

基于SSR标记的藜麦种质资源遗传多样性分析与指纹图谱构建

为了分析藜麦种质资源的遗传基础和遗传多样性,为藜麦种质资源的保护与高效利用提供理论依据。本研究以收集到的48份国内外藜麦种质资源为材料,采用简单重复序列(SSR)标记的方法,分析了藜麦种质资源的遗传多样性并构建DNA指纹数据库。结果表明,共筛选出25对多态性SSR分子标记,所有标记共检测到134个等位变异,每对引物检测出3～13个等位变异;Nei’s基因多样性指数(H)为0.107 5～0.368 7,均值为0.242 4;Shannon信息指数(I)为0.204 3～0.551 6,均值为0.383 3;多态性信息含量(PIC)为0.378 8～0.852 2,均值为0.604 2。聚类分析结果表明,48份藜麦种质资源被分为4个组,相近地区或生态环境的种质资源多聚在一组;利用3对SSR引物组合,构建了48份藜麦资源数字指纹图谱。本研究结果表明48份藜麦种质资源遗传多样性丰富;所筛选的SSR标记用于藜麦种质资源遗传多样性分析及品种鉴定是可行的。     

等位酶技术在植物遗传多样性研究中的应用

概述等位酶的概念、等位酶分析的遗传学基础以及发展历史,简要介绍近年来等位酶技术在植物遗传多样性研究中的应用进展.等位酶分析技术作为一种稳定的基因组标记,可以对种群的遗传学结构作出估计,测量种群的遗传多样性以及各种群间的遗传距离,为植物遗传多样性及遗传育种等研究提供理论依据.因此,等位酶分析技术是研究天然居群遗传结构及种质资源遗传多样性的重要手段.     

分子标记种质资源鉴定和分子标记育种

 分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种新的较为理想的遗传标记形式，近年来发展非常迅速。本文就以下6个方面讨论了分子标记的最新进展及存在问题：（1）用于种质资源鉴定及植物育种的主要分子标记，如限制性片段长度多态性（RFLP）、随机扩增多态性DNA（RAPD）、简单重复序列DNA（SSR）、扩增片段长度多态性（AFLP）以及染色体原位杂交等；（2）分子标记遗传图谱；（3）分子标记在植物种质资源研究上的应用；（4）质量性状基因的分子标记；（5）数量性状基因位点（QTL）的分子标记；（6）分子标记育种目前存在问题。     

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Power Maker 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。     

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。     

基于SLAF-seq技术的白皮松SNP分子标记开发

  目的  在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。  方法  本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术（SLAF-seq）,在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。  结果  通过序列对比分析,共获得23 597 049个SLAF标签,其中具多态性的SLAF标签有370 659个,共开发得到1 291 290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率（MAF）大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346 840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰（JF）群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田（LT）群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山（MJS）群体中存在变异的SNP位点、1 466个仅在陕西午子山（WZS）群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山（BWS）群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346 840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。  结论  研究结果表明,利用SLAF-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。      

ISSR标记技术及其在果树遗传育种中的应用

简单重复序列间扩增(ISSR)是在简单重复序列(SSR)基础上发展起来的一种新技术.该技术以锚定的微卫星DNA为引物,对与锚定引物互补的间隔不太大的重复序列间DNA片断进行PCR扩增.ISSR标记具有较长的引物序列,退火温度高.表现出较好的稳定性,且结合位点丰富,可以检测到基因组中多个位点的差异,能够揭示出比限制性片段长度多态性(RFLP)、随机引物扩增多态DNA(RAPD)、SSR更多的多态性信息.对ISSR标记技术的原理、特点及其在果树种质鉴定、遗传多样性、居群遗传结构、进化与亲缘关系分析以及分子辅助育种等研究方面的应用进行了综述.     

广西乐业野生春兰iPBS遗传多样性分析与指纹图谱构建

【目的】分析广西乐业县野生春兰种质资源的遗传多样性，构建其DNA指纹图谱，为野生春兰种质资源的分类和鉴定提供科学依据。【方法】采用iPBS分子标记分析收集于广西乐业县81份野生春兰种质资源和4个春兰栽培品种的多态性位点比率(PPL)、多态性信息含量(PIC)、观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性(He)和Shannon信息指数(I)。从83条iPBS引物中筛选出扩增条带清晰、多态性高、重复性好的引物，对供试85份春兰种质的基因组DNA进行PCR扩增，统计凝胶电泳特征性谱带；采用POPGEN 1.32计算各野生春兰种质的遗传多样性指数，并基于其遗传相似系数进行UPGMA聚类；利用引物扩增条带多态性位点构建春兰种质数字指纹图谱。【结果】筛选出的6条引物扩增获得105条清晰谱带，其中，多态性条带95条，多态性比例为90.48%;85份春兰种质的平均PIC、平均Na、平均Ne、平均He和平均I分别为0.8050、1.7923、1.2204、0.2765和0.4590。供试春兰种质间的遗传相似性系数变辐为0.690～0.981,在相似系数0.704处，可将85份春...