云南糯玉米种质资源的研究与利用

云南省是糯玉米的起源中心和遗传多样性中心,糯玉米种质资源丰富,品种类型多样,分布广泛。全省16个地州(市)78个县(市)都分布有糯玉米地方品种,西双版纳傣族自治州勐海县至今仍种植有被公认为具有一系列原始性状的地方糯玉米品种四路糯。从糯玉米地方品种的生态型或多样性、支链淀粉含量变化、过氧化物同工酶带型特征、分子标记揭示的遗传多样性等方面,回顾了相关研究机构和研究者对云南省糯玉米种质资源的研究,分析了勐海四路糯玉米与缅甸糯玉米、锡金原始玉米的关系,以及糯玉米在发展云南高原特色农业中的作用和面临的主要问题。     

Waxy allele diversity in waxy maize landraces of Yunnan Province,China

Waxy maize is one of the main fresh-eating maize types, and a mutation of the waxy gene causes the waxy character of maize grains.  China is rich in waxy maize landraces, and Yunnan and its surrounding areas, are the place of origin and genetic diversity center of Chinese waxy maize.  The six known waxy alleles of Chinese waxy maize are wx-D7, wx-D10, wx-Cin4, wx-124, wx-Reina, and wx-Xuanwei.  The mutation sites of these alleles all occur in the coding region of the waxy gene, however, the mechanism by which the waxy characteristic is caused by the mutation in the regulatory region has only been reported rarely in maize.  In this study, 405 waxy maize landraces from Yunnan were used as materials to identify the insertion and deletion of a large sequence fragment in the upstream ~3.5 kb regulatory region of the waxy gene by molecular marker detection.  Three different waxy alleles were identifed in this study: wx-PIF/Harbinger, wx-hAT and wxElote2.  These three types of mutations all represented transposons inserted into the regulatory region of the waxy gene.  Wx-PIF/Harbinger was a 304-bp MITE class transposon insertion belonging to the PIF/Harbinger family, while wx-hAT was a 560-bp MITE class transposon insertion belonging to the hAT family, and wx-Elote2 was a 6 560-bp LTR-like transposon insertion.  In this study, the alleles were identifed for more than 70% of the waxy maize landraces in Yunnan, which provids a basis for the utilization of these waxy maize landraces.     

糯玉米自交系遗传多样性及其产量、农艺性状与SSR分子标记的关联研究

[目的]研究糯玉米自交系的遗传多样性,确定其亲缘关系远近,为糯玉米的新品种选育提供依据。[方法]以84个糯玉米自交系为试验材料,利用分布在玉米全基因组上的71个SSR标记对供试材料的遗传多样性进行分析,并对其产量及农艺性状与SSR标记进行了关联分析。[结果]150对SSR引物中有71对在糯玉米自交系中能扩增出多态性条带,共检测到342个等位基因,每对引物可检测到2～11个数目不等的等位基因,多态性信息量为0.249～0.876;糯玉米自交系间的遗传距离为0.02～0.32,均值为0.178,4个自交系可划分为8个组别;玉米10个连锁群上71个SSR位点的2 485个组合,都存在一定程度的连锁不平衡;共检测出21个SSR座位与10个产量、农艺性状显著相关。[结论]该试验阐明了所选糯玉米自交系的遗传多样性及相互间的亲缘关系,为有目的的组配糯玉米杂交种及其新品种选育提供了参考。     

糯玉米、优质蛋白玉米花培反应率的研究初报

用82-1培养基对14份糯玉米和10份优质蛋白玉米的花培反应率进行了离体培养研究。结果表明,14份糯玉米材料中有13份具有花培反应,占参试糯玉米材料的92.86%,其中反应率最高的是作登糯玉米(出愈率3.16%);10份优质蛋白玉米材料中有5份具有花培反应,占参试优质蛋白玉米材料的50.00%,其中反应率最高的是CML170(出愈率0.65%)。3份糯玉米材料即田东作登糯、都安良昌糯、天峨糯能产生正常绿苗,占参试糯玉米材料的21.43%,正常绿苗率分别为4.08%、9.09%、25.00%;1份优质蛋白玉米材料(CML170)产生正常绿苗,正常绿苗率占参试优质蛋白玉米材料的10.00%。试验结果还表明,糯玉米材料的出愈率以及绿苗率均比优质蛋白玉米材料高;糯玉米与优质蛋白玉米的花培反应同普通玉米一样存在基因型依赖性。     

微卫星标记对籼稻品种遗传多样性分析

从水稻全基因组12条染色体上的439对SSR引物中选取30对,对国内外的12个籼稻品种进行遗传多样性研究。结果显示,试验选取的30对SSR引物中有29对具有多态性,多态性位点百分率为96.7%。这些多态性引物在12个材料中共扩增出137条多态性条带,平均每对SSR引物可检测到2～8个等位基因,平均4.7/位点。等位基因有效数(Ae)变幅为1～5.539,平均为3.47。多样性指数中,香浓多样性指数(I)为0～0.819,平均0.651;而Nei基因多样性指数变幅为0～1.907,平均1.3。Nei遗传距离及系统聚类和带型分析结果表明,利用SSR标记可将12份材料分为2个类群,国内和国外两个群体。说明SSR标记在区分水稻品种的生态型及遗传多样性研究方面具有重要作用,进一步证实了SSR标记是研究水稻种质资源分类、地理分布、生态类型的有效手段     

12份糯玉米自交系的SSR标记多态性和分子分类研究

以贵州省旱粮研究所白育的12份糯玉米自交系为材料,用30个SSR标记检测其基因组DNA,以探究这些SSR标记住点的等位变异情况和自交系间的渊缘关系.结果共检测出95个等位基因变异,每对引物可检测到的等位基因不尽相同,范围在1～9个之间.平均为3.17个,显示了较高的多态性.通过聚类分析将上述自交系进行了分子分类,将12个糯玉米自交系分为3个类群,并且能将选自同一杂交组合的4个二环系QCL5034、QCL5036S、QCL5036B和QCL5037聚在同一类群中,表明聚类分析的结果基本上是正确的.研究结果可为糯玉米的遗传育种提供参考.     

白及种质资源遗传多样性分析

  目的  采用简单重复序列间扩增(ISSR)和相关序列扩增多态性(SRAP)等2种标记技术分析不同种源白及Bletilla striata样本的遗传多样性水平和遗传关系,为白及种质的鉴定、分类、保护和开发提供理论依据。  方法  从100个ISSR引物和238对SRAP引物组合中筛选出多态性高、扩增条带清晰、重复性好的引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,用Popgene 32.0计算来自浙江、云南、贵州和四川等省32个不同种源白及的遗传多样性参数和遗传距离,用NTSYS-pc 2.10e进行聚类分析。  结果  从100个ISSR引物中筛选出11个多态性较好的引物,共扩增出188个条带,平均每个引物扩增出17.09个条带,其中多态性位点174个,占总扩增片段的92.20%;从238对SRAP引物组合中筛选出11对多态性较好的引物组合,共扩增出216个条带,平均每个引物扩增出19.64个条带,其中多态性位点202个,占总扩增片段的93.52%。综合ISSR和SRAP的标记结果发现:四川白及种源的遗传多样性水平最高,贵州最低;非加权组平均法(UPGMA聚类)和主坐标分析(PCoA分析)结果显示:聚为一类的白及种源大多来自同一省份,云南省与四川省白及种源的遗传距离较近,浙江省和贵州省白及种源的遗传距离较近,说明遗传距离与地理距离存在一定的重合,但并不呈正相关。  结论  本研究所选白及种源间具有较高的遗传多样性,ISSR和SRAP标记技术均可有效揭示白及的遗传多样性和亲缘关系。图4表4参25     

贵州糯玉米地方品种的SSR遗传多样性分析

为糯玉米种质扩增改良提供依据,利用15对糯玉米核心引物,采用SSR标记技术,对贵州糯玉米品种种质资源的遗传多样性进行了分析。结果表明:15对核心引物在36份糯玉米材料中共检测出205个等位基因,平均每对引物检测出13.66个,每个位点的SSR多态信息量(PIC)平均为0.87;36个糯玉米品种间平均遗传相似性系数为0.64±0.072,变异系数为11.30%;聚类分析与主坐标分析结果一致,36份糯玉米材料共划分为3个类群。     

木荷种群遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术,对木荷种群的遗传多样性和遗传分化进行分析.用12个引物对9个木荷种群共180个个体的样品进行扩增,共测到245个位点,其中多态位点221个,多态位点百分率(P)为90.20%.9个种群的P平均为53.02%.木荷种水平的Shannon信息指数(Ⅰ)为0.4548,Nei指数(h)为0.3016.各种群Ⅰ平均为0.2914,h平均为0.1974.表明木荷物种以及种群水平均具有较高的遗传多样性.AMOVA分子差异分析表明木荷种群的遗传变异34.37%存在于种群间,65.63%存在于种群内,种群间的基因分化系数(Gst)为0.3454.木荷种群间的基因流(Nm)为0.9476.木荷9个种群间的遗传距离平均为0.1547.利用算术加权平均数法(UPGMA)对木荷9个种群进行聚类,结果可分为3大类群.     

Genetic Structure and Eco-Geographical Differentiation of Cultivated Keng Rice (Oryza sativa L. subsp. japonica) in China Revealed by Microsatellites

China is one of the largest centers of genetic diversity of Oryza sativa L. and is the original centers of Oryza sativa L. subspecies japonica. Using a genetically representative core collection of 1 442 rice landraces of japonica in China, the genetic structure, differentiation, and geographic diversity were analyzed. The model-based structure analysis on varieties within three ecotypes revealed 16 eco-geographical types, which are partially accorded with some of the ecological zones in China. The differentiation of eco-geographical types contributed to the local ecological adaption and physical isolation, and maybe could be used to develop the heterotic groups of japonica. To facilitate the identification of different ecotypes and eco-geographical types, we provided the SSR character alleles of each ecotype or geographical eco-group and a rapid discriminated method based on these character alleles. Lastly, investigation on genetic diversity, genetic differentiation indicated that southwest region of China, including south of Yunnan Province, northwest of Guangxi Zhuang Autonomous Region, and southwest of Guizhou Province, possessed the highest genetic diversity and all the necessary conditions as a center of genetic diversity and should be the center of genetic diversity of rice landraces of japonica in China.     

玉米地方品种Glb1基因克隆及其遗传多样性分析

【目的】了解我国西南地区不同玉米地方品种的遗传多样性,为合理利用这些玉米种质资源提供参考。【方法】以西南地区12份玉米地方品种为材料,对Glb1基因片段进行克隆、测序及序列比对,分析其遗传多样性。【结果】12份玉米材料Glb1基因序列长度为1138-1149 bp,其序列一致性为96.21%。12份材料Glb1基因序列间存在较多的变异位点,大于等于3 bp的插入/缺失有8个,主要位于第81-84、122-128、161-164、368-371、428-442、668-680、966-976和1003-1011 bp。不同玉米地方品种材料间的遗传相似系数为96.50%-100.00%,平均为98.58%。根据聚类分析结果可将12份材料分为五大类,且来源于同一地区的玉米材料趋向于聚为一类。【结论】Glb1基因具有较高的保守性,所选材料间Glb1基因序列存在一定的遗传多样性,利用Glb1基因序列可作为鉴定不同玉米地方品种的一种理想分子标记。     

苦荞种质资源AFLP标记遗传多样性分析

 【目的】从分子水平研究苦荞种质资源的遗传多样性,为综合评价苦荞种质资源提供依据。【方法】用筛选出的20对AFLP引物,对14个不同地理来源的165份苦荞种质进行遗传多样性分析。【结果】共扩增出938条清晰的条带,其中314（33.48%）条呈多态性,平均每对引物组合的条带数和多态性带数分别为46.9个和15.7个。不同地理来源苦荞种质的Shannon-Weaver多样性指数为0.1093～0.2661,四川资源群最高,青海、云南和甘肃/宁夏等资源群次之,湖南资源群最低。利用Popgen Ver.1.32软件,依不同地理来源苦荞资源群间Nei′s遗传一致度可聚类成5个组,聚类结果与苦荞地理分布相关。基于Structure 2.2软件分析,165份苦荞资源分为5大组群,并与Popgen Ver.1.32聚类结果呼应得较好,其中云南和四川资源的群体结构最复杂,最为多样化,分别被聚到了5个组群中。【结论】苦荞类群的亲缘关系以及遗传多样性与其地理分布有一定相关性。     

鄂西地区青蒿遗传多样性研究

利用RAPD和ISSR分子标记技术对11份鄂西野生青蒿种质进行了遗传多样性研究.结果表明,筛选出的8条RAPD和8条ISSR引物分别产生86条和102条扩增带,其中多态性条带分别为53条和62条,分别占总数的61.63%和60.78%.用POPGENE对两种标记方法的遗传多样性进行计算.有效等位基因数分别为1.355 2和1.370 7,基因多样性为0.2110和0.214 3,Shannon信息指数为0.318 8和0.321 6.以Nei氏遗传距离矩阵按UPGMA方法聚类分析RAPD和ISSR标记的遗传距离分别为0.035 5～0.411 3和0.142 3～0.401 1,平均值各为0.228 8和0.233 8,表明青蒿种质具有比较丰富的遗传变异,同时也说明,尽管Mantel相关性检测两种标记方法相关性较低(r=0.543 9,P0..05).但都可以有效地揭示青蒿种质的遗传多样性状况.     

利用RAPD标记研究中国芥菜型油菜遗传多样性

利用ＲＡＰＤ标记,对以我国西北和西南为主的６８个芥菜型油菜地方品种和４个加拿大引进品种（系）的遗传多样性进行了研究。通过３１个随机引物的ＲＡＰＤ分析,表明选用的７２个品种（系）间存在广泛的遗传变异,多态性位点比率达８５．３１％。经ＵＰＧＭＡ聚类分析将它们划分为６大类群,从聚类图可得如下结论：（１）地理差异和生态环境对遗传差异有重要影响,即来自同一省份的品种基本上聚在同一类群中。（２）我国冬播和春播     

油棕新品种遗传多样性的ISSR分析(摘要)(英文)

[目的]从DNA分子水平上对油棕新品种进行遗传多样性的分析,旨在为这些新选育油棕种质的开发利用提供分子水平的理论依据。[方法]采用改良的CTAB法提取油棕叶片总DNA。从加拿大哥伦比亚大学所设计的60个引物在部分模板中进行筛选,筛选出能扩增出多态性的引物23个用于样品的进一步分析。通过一定的摸索实验,最终确定用于油棕的各个组分的ISSR最佳反应体系。优化反应体系总体积为15.00μl,各个组分的具体用量为:MgCl2(25mmol/L)+10×Buffer2.25μl、dNTP(10mmol/L)0.30μl、Taq酶(5U/μl)0.15μl、引物(0.4μmol/μl)1.00μl、模板DNA(50ng/μl)1.00μl、ddH2O(超纯水)10.30μl。PCR扩增程序为:94℃预变性4min,然后94℃变性1min,52℃退火1min,72℃延伸1min,35个循环,72℃保温10min,4℃保温。采用2%琼脂糖凝胶电泳,EB染色检测扩增产物。ISSR数据的统计分析方法:每个样品的扩增产物电泳分离谱带在某一位点上按有或无记录,存在时赋值为"1",无带的记为"0"。将每个引物对所有样品的读带记录结果形成"0-1"矩阵。用NTSYS-pcversion2.1计算Jaccard’s相似系数,在此基础上用非加权类平均聚类法(UPGMA)进行聚类分析,绘制亲缘关系树状图。[结果]用23个引物共扩增得到201条扩增条带,其中多态性条带占41.8%。根据ISSR遗传相似系数按UPGMA法聚类,以所有材料间的平均遗传相似系数0.838为阈值,可将其明显的划分为2大类:采自海南的R1～R12新种质材料与采自云南的V20新种质材料合为一类;采自云南其余的新种质材料为一类。用NTSYS-pc软件所得出的主成分分析图也能够明显的将海南和云南引进的新油棕种质材料区分开来,海南的R1～R12油棕与云南的V20油棕基本上归为一类;与聚类图不同的是,云南的新油棕种质V15、V16、V17、V19、V21、V22基本上归为一类,而品种V13、V14与V18则较远一些。[结论]海南与云南新选育的油棕种质材料可能来源于不同的国家或地区。     

SRAP分子标记分析广西糯玉米地方品种的遗传多样性

【目的】研究广西糯玉米地方品种的遗传多样性,初步划分类群,为其改良和创新利用提供参考。【方法】利用SRAP分子标记技术对广西49个糯玉米地方品种进行遗传多样性分析及杂种优势群划分。【结果】49份糯玉米地方品种被划分为5个类群,广西特别是广西西部和北部糯玉米地方品种具有丰富的遗传多样性;百色和河池地区大部分地方品种被划分在同一类群,这些糯玉米地方品种具有较强的区域性,即同一地区大部分糯玉米地方品种亲缘关系较近,且相邻的百色和河池地区的大部分糯玉米地方品种亲缘关系也较近。【结论】广西糯玉米地方品种具有较丰富的遗传多样性,且这些地方品种的遗传类群与地理来源和地理环境有较大关系。     

Evaluation of phenotype and genetic diversity of maize landraces from Hubei Province, Southwest China

The intelligent exploitation of maize landraces for maize breeding requires a detailed knowledge of genetic and historical relationships among these populations and an understanding of the partitioning of genetic diversity among populations. In this study, the diversity of 102 maize landraces from Hubei Province was evaluated on the basis of phenotype data (collected over two years) and simple sequence repeat (SSR) data. The results showed that significant differences in important traits were present among the landraces, especially in kernel weight and ear height. The comparison of the yield components of two elite populations, BSSSC9 and Suwan2, with those of landraces indicated that the ear length of 28 landraces, the kernel weight of 35 landraces, the row number per ear of 11 landraces, and the kernel number of 3 landraces were better than those of the two elite populations, implicating that abundant genetic diversity and favorable genes were accumulated within these landraces. Thirty-six SSR markers revealed a total of 179 alleles in 102 landraces, with an average of 4.97 alleles per loci, and 0.4362 polymorphism information content (ranging from 0.3141 to 0.5601). Cluster analysis based on the phenotypic data and SSR data divided the 102 landraces into two or three major groups. Integrating the phenotypic data and SSR diversity, we suggested that abundant genetic variability and specific alleles were contained within the set of landraces. A few landraces (including Batangbai, Bairihui, Dongjingbai, and Huangyumi) with large genetic diversity and specific favorable characteristics could be selected for further research and utilization.     

基于分子标记的江西省芝麻地方种质遗传多样性分析

为进一步评价“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”中江西收集的132份芝麻地方种质资源的遗传多样性,明确其遗传基础和群体分类特点。利用筛选获得的28对简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物和26对相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)引物组合对132份江西芝麻地方种质进行遗传多样性研究。结果显示,28对SSR引物共扩增DNA条带265条,其中,多态性条带221条,比例为83.40%,平均每对引物扩增的DNA条带和多态性条带分别为9.46条和7.89条。26对SRAP引物组合扩增得到DNA条带和多态性条带分别为601条和268条,多态性比例为44.59%,每对引物可扩增9~36条DNA条带和2~23条多态性条带,平均每对引物扩增的多态性条带为10.31条。132份种质的遗传相似系数为0.598 2~0.960 7,平均为0.813 5,可见总体的遗传多样性不丰富。6个不同地理区域的芝麻遗传相似系数从北至南呈逐渐下降趋势,赣南区域的地方种质遗传多样性较赣北区域丰富;不同粒色类型比较结果显示,其他粒色芝麻类型(黄色、褐色、黄褐色、红褐色等)的遗传多样性最丰富,其次是白芝麻类型和黑芝麻类型。聚类分析结果表明,来源不同的芝麻种质呈区域性聚集特点,种质间的遗传相似性与地理分布距离有一定的关联,来自赣北和赣东的芝麻种质资源因在亲缘关系上更近而被聚为一类,其余区域聚为一类,这与总体聚类结果基本一致。不同粒色类型中,区域来源不同的种质均相互交错,其聚类结果与地理来源无直接关联。在今后芝麻种质收集工作中,应注重赣南与其他粒色种质的利用,扩展江西乃至我国芝麻品种遗传基础。     

Analysis of Genetic Diversity and Population Structure of Maize Landraces from the South Maize Region of China

Understanding genetic diversity and population structure of landraces is important in utilization of these germplasm in breeding programs. In the present study, a total of 143 core maize landraces from the South Maize Region （SR） of China, which can represent the general profile of the genetic diversity in the landraces germplasm of SR, were genotyped by 54 DNA microsatellite markers. Totally, 517 alleles （ranging from 4 to 22） were detected among these landraces, with an average of 9.57 alleles per locus. The total gene diversity of these core landraces was 0.61, suggesting a rather higher level of genetic diversity. Analysis of population structure based on Bayesian method obtained the samilar result as the phylogeny neighbor-joining （N J） method. The results indicated that the whole set of 143 core landraces could be clustered into two distinct groups. All landraces from Guangdong, Hainan, and 15 landraces from Jiangxi were clustered into group 1, while those from the other regions of SR formed the group 2. The results from the analysis of genetic diversity showed that both of groups possessed a similar gene diversity, but group 1 possessed relatively lower mean alleles per locus （6.63） and distinct alleles （91） than group 2 （7.94 and 110, respectively）. The relatively high richness of total alleles and distinct alleles preserved in the core landraces from SR suggested that all these germplasm could be useful resources in germplasm enhancement and maize breeding in China.     

利用SSR标记分析小豆种质资源的遗传多样性

 【目的】分析小豆起源国中国丰富的小豆种质资源的遗传多样性及群体结构,提高这些种质在育种中的利用效率。【方法】选用51对SSR引物对国内外145份小豆种质进行多样性评价,并分析了中国小豆种质资源间的遗传关系和遗传结构。【结果】共检测出222个等位变异,每SSR位点的等位变异数为2～13不等,平均为4.35个,其中分布频率低于5%的等位变异数占35.9%。多态性信息含量（PIC值）为0.014～0.838,平均为0.472。不同种质间遗传相似性系数为0.227～0.951,平均为0.482。比较分析发现,湖北、陕西等省小豆资源的遗传变异最丰富,且遗传背景与中国主产区小豆存在较大差异。基于NTSYS的聚类可以将145份小豆种质划分为5组,根据组内种质的地理来源,可分别命名为东北组、华北Ⅰ组、华北Ⅱ组、华东组和混合组,其中混合组主要由湖北、陕西及国外种质组成。利用STRUCTURE对小豆种质资源的遗传结构分析与NTSYS聚类结果基本一致,即种质的遗传背景与地理来源有关。【结论】中国小豆种质资源遗传变异丰富,不同地理来源小豆间存在遗传分化,可以作为小豆生态区划的重要参考依据。