基于荧光检测技术的小麦品种SSR鉴定体系的建立

【目的】建立基于SSR荧光标记的小麦品种DNA指纹鉴定体系,为中国小麦育成品种鉴定提供高通量技术手段。【方法】收集已定位到小麦21条染色体上的SSR标记引物,通过PCR扩增和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测技术,筛选在中国小麦育成品种中多态性高的标记,对筛选出的引物5′末端利用6-FAM、HEX、ROX和TAMRA 4种荧光染料之一进行标记,利用DNA分析仪对扩增产物的峰型进行评价并检测不同等位变异的扩增片段大小,选择峰型简单易读、多态性高、较均匀分布到21条染色体上的标记,确定不同位点等位变异的大小及相应的参照品种,建立基于荧光SSR标记的高通量小麦品种鉴定体系。【结果】利用2 438对SSR标记对8份植物学性状差异大的小麦育成品种进行初步筛选,共筛选出260对多态性较高、扩增稳定的SSR引物。利用上述260对引物对48份小麦品种继续进行复筛,选出130对扩增稳定、多态性高、带型好的SSR引物。对这些引物的正向5′末端分别标记6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光后,利用DNA分析仪进行检测评价,最终选择了42个PCR扩增稳定、峰图简单、多态性高、连锁群分布均匀的SSR荧光标记。根据DNA分析仪检测到的每个标记的不同等位变异大小,为相应位点的不同等位变异进行了命名,并为每个等位变异选取了相应参照品种。根据每个引物标记的荧光和扩增的片段大小范围对42对引物进行合理搭配,在同一毛细管内对多个荧光标记进行检测,提高了DNA指纹数据采集效率,降低了检测成本。利用该体系对1 625份小麦育成品种进行DNA指纹数据采集,在42个位点中共检测到434个等位变异,每个位点的等位变异个数在3-23,平均10.3个;每个位点的PIC值范围为0.240-0.829,平均0.610。利用1 625份小麦育成品种DNA指纹数据,构建了中国小麦育成品种的DNA指纹数据库。【结论】筛选出42对SSR标记引物,建立了基于荧光SSR标记的小麦品种鉴定体系,可用于高通量小麦品种DNA指纹鉴定。     

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。     

陕西育成小麦品种的遗传多样性演变

【目的】研究陕西不同历史时期育成小麦品种的遗传多样性,为进一步的小麦种质创新和新品种培育提供理论依据。【方法】利用33对SSR引物,对31份陕西不同历史时期育成的有代表性的小麦品种进行微卫星标记位点扫描及遗传多样性分析。【结果】共检测到138个等位基因变异,变化范围为2～13个,平均每个位点检测到的等位基因为4.18个;位点多态性信息指数（PIC）变幅为0.110～0.827,平均为0.481。3个基因组的平均等位变异丰富度为D>B>A,平均遗传多样性指数则为D>A>B。7个部分同源群的平均等位变异丰富度为1＞5＝7＞3＞2＞6＞4,平均遗传多样性指数为6＞3＞5＞2＞7＞1＞4。20世纪90年代育成小麦品种的平均遗传相似系数最高。在遗传相似系数(GS)0.55处,聚类分析可将供试的31份小麦品种聚为2大类,其中27个品种均被聚在第Ⅱ类,第Ⅱ类在遗传相似系数0.65处又分为5个亚类。【结论】陕西大部分小麦品种的遗传差异较小,近年来育成品种的遗传多样性有下降的趋势。     

利用SRAP和SSR标记对汉中地区主要油菜品种的遗传多样性分析

【目的】掌握陕西省汉中地区主要推广油菜品种的遗传多样性,了解其遗传背景,明确各品种间的亲缘关系,为油菜育种提供理论依据。【方法】利用24对有多态性的SRAP标记和17对SSR标记,PCR扩增采用复性变温法,对34份陕西省汉中地区主要推广的油菜品种资源进行遗传多样性分析。【结果】2种不同的复性温度都取得了好的扩增条带,SRAP标记共检测到145个等位变异,平均每个标记检测到6个等位变异,每个SRAP位点的遗传多态性信息含量在0.19⁰.74之间,平均值为0.48。供试材料的遗传相似系数集中在0.560.74之间,平均值为0.48。供试材料的遗传相似系数集中在0.56⁰.94之间。SSR标记共检测到99个等位变异,平均每个标记检测到6个等位变异,每个SSR位点的遗传多态性信息含量在0.120.94之间。SSR标记共检测到99个等位变异,平均每个标记检测到6个等位变异,每个SSR位点的遗传多态性信息含量在0.12⁰.74之间,平均值为0.40,遗传相似系数集中在0.620.74之间,平均值为0.40,遗传相似系数集中在0.62⁰.91之间。【结论】SRAP标记的遗传多态性比SSR标记高,SRAP标记聚类更接近系谱分析。陕西省汉中地区主要推广的油菜品种遗传相似度较高,亲缘关系较近。     

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。     

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。     

基于EST-SSR的陕西茶树资源遗传多样性分析

【目的】明确陕西省主要茶树种质资源的遗传多样性,为茶树育种提供依据。【方法】用6份有代表性的陕西茶树资源材料,从154对EST-SSR引物中筛选出39对扩增条带清晰、多态性高的引物,采用NTSYS-pc2.10e分析软件,相似系数选择DICE,用UPGMA进行聚类,对陕西省46份茶树资源进行遗传多样性研究。【结果】共检测到316个等位位点,每对引物可检测到3~16个等位位点,平均为8个;每个EST-SSR位点的遗传多态性信息含量在0.76~0.99之间,平均值为0.94。供试材料的遗传相似系数在0.00~0.89之间。【结论】EST-SSR标记能够揭示材料间较高的遗传多样性,基于EST-SSR标记的陕西省主要茶树资源遗传多样性处于较高水平。     

新疆小麦地方品种遗传多样性的SSR分析

为了评价新疆小麦地方品种的遗传多样性,利用42对SSR引物对75份新疆小麦地方品种进行遗传多样性分析。结果表明：在75份地方品种中42个SSR位点共检测到317个等位变异,等位变异变化范围为2~15个,平均7.55个;多态性信息指数(PIC值)变化范围为0.169~0.905,平均0.696。基因组的平均等位变异是D＞B＞A,遗传多样性指数为B＞D＞A。聚类分析表明75份供试新疆小麦材料可划分为3大类8亚类,聚类结果与材料的生态型密切相关,冬小麦地方品种和春小麦地方品种分别归属不同的类或亚类,春小麦地方品种的遗传多样性高于冬小麦地方品种,同时也反映了一定的地域特性。总之,新疆小麦地方品种具有丰富的遗传多样性,可用以拓宽育成品种的遗传基础。     

利用荧光SSR分析中国糜子的遗传多样性和群体遗传结构

【目的】利用荧光SSR研究中国糜子的遗传多样性与群体遗传结构,为糜子品种改良、种质创新和资源利用提供依据。【方法】用不同地理来源且表型差异较大的6份糜子材料对SSR引物进行筛选,通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳获得条带清晰、稳定性好、多态性高的糜子SSR引物,对筛选出的引物5′末端进行6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光标记,利用基因分析仪检测不同等位变异的扩增片段大小,并以此来分析131份糜子材料的遗传多样性和群体结构。【结果】从202对SSR引物中共筛选出22对扩增稳定、多态性好的SSR引物,能同时适用于传统变性PAGE胶电泳和荧光SSR标记-全自动分析检测技术。22对SSR引物共检测出128个主要等位变异,平均每个位点5.82个;基因多样性指数变化范围为0.3572—0.8132,平均0.6284;多态性信息含量为0.2934—0.8150,平均0.5874;Shannon多样性指数为0.5427—1.7681,平均1.2062。不同生态区糜子种质间遗传距离的变化范围为0.0764—0.7251,平均0.3121,遗传一致度的变化范围为0.4843—0.9265,平均0.7465。其中,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传距离最小,遗传一致度最高,亲缘关系较近。UPGMA聚类分析显示,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的材料聚为一类,个体间聚类,东北春糜子区的育成品种和农家种聚类结果一致,黄土高原春夏糜子区的育成品种在多个组群中都有出现。通过绘制K与△K的关系图,K=4时,△K最大,据此将131份糜子材料划分为4个类群,类群Ⅰ代表北方春糜子区;类群Ⅱ主要来自东北春糜子区;类群Ⅲ主要是北方春糜子区,群组Ⅳ主要是黄土高原春夏糜子区。各群体中大部分品种亲缘关系单一,少数品种含有其他组群的遗传成分。基于遗传距离的聚类分析与群体遗传结构分析结果基本一致,表明糜子的遗传差异与地理来源相关。【结论】北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传多样性比较丰富,东北春糜子区的育成品种主要以农家种为遗传背景选育而来,黄土高原春夏糜子区在育种过程中引种资源广泛,与其他生态区存在基因交流。     

小麦骨干亲本小偃6号及其衍生品种（系）的遗传解析

【目的】了解小麦骨干亲本小偃6号及其衍生品种(系)间的遗传差异,以及小偃6号对各代衍生品种的遗传贡献。【方法】利用63对分布于小麦21条染色体上的SSR引物对小偃6号及其子1代到子6代的80个衍生品种(系)进行UPGMA聚类分析,以各衍生品种与小偃6号共有位点数占总位点数的百分比表示小偃6号对各世代的遗传贡献。【结果】63对SSR引物在81份材料中共检测到175个等位变异,等位变异数目为1~6,平均2.78个;SSR引物多态性信息含量的变化幅度为0.067 4~0.836 4,平均值为0.480 4;品种间遗传相似系数变化幅度为0.521~0.931,平均值为0.664,在遗传相似系数为0.658处将81份材料分为7类,聚类结果与系谱较吻合;小偃6号对其衍生子1代、子2代、子3代、子4代的平均遗传贡献率为50.32%,47.54%,46.35%,44.83%;在各世代中A、B和D基因组间遗传贡献率整体表现为DAB。【结论】小偃6号与其衍生品种(系)存在一定的遗传差异;小偃6号在前4个世代对各世代的遗传贡献率随世代的增加逐渐下降,对衍生品种(系)的D基因组遗传贡献较大。     

Detection of Allelic Variation in Chinese Wheat (Triticum aestivum L.) Germplasm with Drought Tolerance Using SSR Markers

Allelic variation in two domestic wheat landraces, Pingyaobaimai and Mazhamai, two cornerstone breeding materials and their derived cultivars with drought tolerance was detected by SSR (simple sequence repeat) markers. The clustering of 25 accessions showed that the similarity between Pingyaobaimai and Yanda1817, the latter was developed from the former, was 0.71, the highest one of all accessions, but the similarities were very low between these two accessions and other accessions including their derived cultivars. A similar situation was revealed between Mazhamai and its derived cultivars. Pingyaobaimai and its three derived cultivars shared three alleles at loci Xgwm526, Xgwm538 and Xgwm126 on chromosome arms 2BL, 4BL and 5AL, respectively. There were six shared alleles in Mazhamai and its derived cultivars, in order of Xgwm157,Xgwm126, Xgwm212, Xgwm626, Xgwm471 and Xgwm44 on chromosome arms 2DL, 5AL, 5DL, 6BL, 7AS and 7DC, respectively. Only one shared allele was detected between the pedigrees of Pingyaobaimai and Mazhamai. The difference of shared alleles in two cornerstone breeding materials and their derived cultivars revealed the diversity in Chinese wheat germplasm with drought tolerance and the complication in genetic basis of drought tolerance in wheat.     

分子标记在小麦抗赤霉病辅助育种中的应用

本研究探讨了与小麦抗赤霉病QTL紧密连锁的SSR标记Xbarc 133、Xgwm 493、Xgwm 533 a在育种早代材料中辅助选择的有效性。结果显示:虽然不同的育种世代具有最高选择效率的标记或标记组合不一样,但是Xbarc 133、Xgwm 493、Xgwm 533 a三标记一起的选择效率在F3和F4的筛选中均较高。建议小麦的抗赤霉病分子标记辅助育种选用Xbarc 133、Xgwm 493、Xgwm 533 a三标记一起进行筛选。     

SSR分子标记分析彩色马铃薯品种间的遗传关系

利用SSR分子标记对来源不同的30份彩色马铃薯种质材料进行遗传多样性研究.结果表明,41个SSR引物扩增30个供试品种得到152条带,其中128个为多态性带,平均每个引物扩增3.12个多态性条带,其中包括一些品种特异性的SSR位点.UPGMA法进行聚类分析,在简单遗传相似系数SM=0.65处可将供试材料分成两大类群:类群Ⅰ为来自北美和欧洲的彩色马铃薯品种,在SM=0.72处可分为紫色马铃薯亚群,红色马铃薯亚群和白色马铃薯亚群;类群Ⅱ主要是不同来源的彩色马铃薯种质资源,包括二倍体原始栽培种,二倍体野生种和四倍体栽培种安弟斯亚种资源.聚类遗传关系表明类群Ⅰ和类群Ⅱ遗传关系较远,性状差异较大,可以作为极好的遗传资源进行杂交育种,扩展和丰富彩色马铃薯种质遗传背景     

Evaluation of Heat Tolerance in Wheat Germplasm Resources

【Objective】 High-throughput evaluation of winter and spring wheat accessions for heat tolerance via heat susceptibility index (HSI) could provide the potentially superior accessions for heat-tolerant breeding programs. 【Method】 In order to expose plants to high temperatures during grain filling period, winter wheat accessions were sown in normal and late seasons, and spring wheat accessions were sown in different geographical environments with contrasting temperatures. The thousand grain weight (TGW) of winter and spring wheat accessions were measured under normal and heat stress environments, respectively. HSI was calculated from the TGW data of two different conditions. Using heat susceptibility index, 1 325 wheat germplasms from different wheat ecological zones of China, and international areas and organizations, including 688 winter wheat accessions and 637 spring wheat accessions, were evaluated for heat tolerance. Genotypes were classified into four tolerant grades, i.e. highly heat-tolerant (HSI<0.50), medium heat-tolerant (0.5≤HSI<1), medium heat-susceptible (1≤HSI<1.5) and highly heat-susceptible (HSI>1.5). 【Result】 The average maximum temperature at grain filling stage under heat stress condition was higher than that of the controls by 1.91℃ for winter wheat and 7.09℃ for spring wheat, respectively. TGW under heat stress condition was significantly lower than that of the corresponding control. According to the grading evaluation results of HSI, thirty-one and 48 highly heat-tolerant winter and spring wheat accessions accounted for 4.51% and 7.54% of the test materials, 19 and 58 highly heat-susceptible winter and spring wheat accessions accounted for 2.76% and 9.11% of the tested materials, and the rest were medium germplasms (medium heat-tolerant and medium heat-susceptible). According to the geographical distribution of wheat ecological regions, winter wheat from the southern wheat region (Southwestern Winter Wheat Zone, Qinghai Tibetan Plateau Spring and Winter Wheat Zone, and Middle and Lower Yangtze Valley Winter Wheat Zone) were more tolerant than that from northern wheat region (Northern Winter Wheat Zone, and Yellow and Huai River Winter Wheat Zone). For spring wheat, the average HSI of accessions from Xinjiang Spring and Winter Wheat Zone was 0.70, which was the most heat-tolerant, and 88.00% of the accessions belong to heat-tolerant (highly heat-tolerant or medium heat-tolerant) germplasms. In addition, the average HSI of spring wheat from the International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) with 0.88 showed heat-tolerant. The synthetic hexaploid wheats from CIMMYT had the weakest heat tolerance, with an average HSI of 1.18, of which 69.58% were heat-susceptible germplasms (medium heat-susceptible and highly heat-susceptible). 【Conclusion】 Delayed sowing or planting in environment with high temperatures can make wheat encounter high temperature stress at grain filling stage. High-throughput method based on the HSI of TGW was performed to evaluate heat tolerance of 1 325 winter and spring wheat germplasms. Overall, one hundred and three heat-tolerant germplasms with high yield potential were identified, which could be used as parents developing heat-tolerant wheat varieties.     

小麦种质资源耐热性评价

【目的】利用热感指数作为耐热性鉴定指标,分别对冬、春小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,筛选耐热种质资源,为小麦耐热性育种提供材料基础。【方法】冬小麦材料采用延期播种、春小麦材料种植在温度有显著差异的地理环境下,人为致使小麦灌浆期遭遇高温胁迫。根据不同环境处理的千粒重值计算冬、春小麦各个材料的热感指数。依据热感指数,对来自中国不同小麦生态区和国外不同地区和组织的1 325份小麦种质资源,包括688份冬小麦和637份春小麦,分别进行耐热性评价。热感指数小于0.5为极耐热材料、大于等于0.5小于1为中等耐热材料、大于等于1小于1.5为中等热敏感材料、大于等于1.5为极敏感材料。【结果】冬小麦和春小麦热胁迫处理组灌浆期平均最高温度分别高于对照组1.91℃和7.09℃,且热胁迫处理组千粒重与对照组相比均有显著降低。根据热感指数分级评价结果,极耐热冬、春小麦材料31和48份,占供试材料的4.51%和7.54%;极敏感冬、春小麦材料19和58份,占供试材料的2.76%和9.11%;其余大多数材料为中间类型（中等耐热材料和中等热敏感材料）。从中国小麦生态区域的地理分布来看,来自南部麦区（西南冬麦区、青藏春冬麦区、长江中下游冬麦区）的冬小麦材料耐热性整体高于来自北部麦区（北部冬麦区、黄淮冬麦区）的冬小麦材料。对于春小麦,来自新疆春冬麦区的材料耐热性最强,平均热感指数为0.70,且其中88.00%的材料属于耐热材料（极耐热材料或中等耐热材料）;此外,来自国际干旱地区农业研究中心的春小麦平均热感指数为0.88,也表现出较强的耐热性。来自CIMMYT的人工合成六倍体材料耐热性最弱,平均HSI为1.18,其中69.58%的材料为热敏感材料（中等热敏感材料和极敏感材料）。【结论】采用延期播种或在高温的地理环境下种植能使小麦在灌浆期遭遇高温胁迫。以千粒重热感指数作为评价指标,对1 325份小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,综合考虑正常条件下的产量潜力和高温条件下的耐热性,筛选出优异耐热资源103份,可用于相应生态区小麦的耐热性遗传改良。     

淮麦系列品种/系与澳大利亚资源的SSR遗传差异分析

利用26对SSR引物,对本所通过轮回选择选育的淮麦系列品种/系以及引进的澳大利亚小麦种质资源共48份材料进行了遗传差异分析。结果表明:26对引物共检测到154个等位变异,每个引物检测到的等位变异数量为2～11个,平均5.92个;26对SSR位点的遗传多态性信息含量(PIC)在0.040～0.881;品种/系间的遗传相似系数(GS)为0.64～1.00。聚类分析结果把这些品种/系分为4大类。     

云南地方水稻品种遗传多样性分析及其保护意义

为了研究云南地方水稻品种遗传多样性水平。对采自云南17个村落的82份品种以及代表籼粳不同类型的3份标准样的遗传背景进行SSR分析。19对引物共检测出83条多态带(分子量变异范围是100～500bp)。根据L71K；MA法用遗传相似系数进行聚类分析。结果表明，这85份水稻品种遗传相似系数在0．152～0．900之间存在显著的遗传变异。这些品种的遗传多样性并非均匀的按地理位置分布，而是在相似系数为0．152的水平上明显分为2个不同类群：籼稻类群和粳稻类群。从不同村落采集的叫同一名称的品种的遗传背景并不相近。研究表明，保护云南地方水稻品种十分必要，但是需要制定合适的策略，确保有效保护活动。另外选择合适的SSR引物是区分籼粳类型的理想手段。     

利用SSR和SRAP技术分析广西柑橘种质遗传多样性

利用SSR和SRAP 2种分子标记技术对11份广西野生柑橘种质、13份广西地方品种和10份对照品种,共计34份柑橘类材料进行遗传多样性分析,结果表明:选用22对SSR和11对SRAP引物组合进行PCR扩增,依次获得221和215条多态性条带,平均每对引物获得10.1和19.5条多态性条带;SSR聚类图显示34份柑橘种质两两之间的遗传相似系数为0.78~0.96,SRAP聚类显示遗传相似系数为0.60~0.92;2种分子标记基本上能有效地区分宽皮柑橘类、枸橼类、柚类、大翼橙类、宜昌橙类和马蜂柑;同时,广西地区宽皮柑橘类与道县野橘、皱皮柑类与元橘、印度野橘与枸橼类的尤力克柠檬、大种橙与大翼橙类和阳朔金柑、柚类与大翼橙类亲缘关系紧密。     

小麦抗赤霉病育种回顾与展望

由禾谷镰刀菌复合种引起的赤霉病是全世界最重要的小麦病害之一,严重影响小麦的产量和品质,受病原菌侵染的籽粒还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)为主的毒素,进一步威胁人畜健康.抗赤霉病品种选育与应用是解决小麦赤霉病及毒素危害的有效途径,中国自20世纪50年代开始抗赤霉病育种研究,70年代成立全...