鲜食番茄品种遗传多样性分析及指纹图谱构建

选取市场上广泛使用和拟进入市场的75份番茄材料,利用栽培种间多态性丰富的48对InDel标记进行遗传多样性分析,并选取其中24对标记进行指纹图谱构建。结果表明,48对InDel标记中,45对呈现较好的多态性;75份番茄材料的遗传距离为0.16～0.91,平均遗传距离为0.52;聚类分析将75份材料分为5个类群,其中第Ⅰ、Ⅳ和Ⅴ类群以国内品种为主,第Ⅱ和Ⅲ类群主要集中了国外公司的一些品种;选取24对覆盖全基因组的InDel标记进行指纹图谱构建,基本可以将75份番茄材料进行识别。     

基于重测序的陆地棉InDel标记开发与评价

碱基插入/缺失(InDel)是基因组中丰富的遗传变异形式。InDel以其密度高、易于基因型分型等优点成为分子标记开发的理想来源。本研究利用262份陆地棉品系重测序数据鉴定的InDel位点,在全基因组范围内设计了3206个InDel标记并挑选均匀分布的320个标记进行验证。320个标记筛选出87个多态性标记,多态性率为26.88%。利用多态性标记对不同地理来源的262份陆地棉种质资源进行基因分型,共检测到160个等位位点;多态性信息含量(PIC)为0.0836～0.3750,平均值为0.3073;基因多样性指数变异范围为0.0874～0.5000,平均值为0.3876,表明我国陆地棉遗传基础相对狭窄。群体结构分析将262份陆地棉品系大致划分为2个亚群,聚类分析和主成分分析的结果与之基本一致。采用混合线性模型(Mixed linear model)对6个纤维品质性状的关联分析检测到65个关联位点(P 0.01),各位点对表型变异贡献率为2.57%～8.12%。本研究旨在利用重测序数据开发全基因组范围的可用于凝胶检测的InDel标记,为棉花种质资源研究和分子标记辅助选择育种提供便捷工具。     

利用DNA池技术提高基于InDel标记的种子纯度鉴定效率

为提高基于InDel-Pyrosequencing的黄瓜杂交种纯度检测通量,降低检测成本,本研究模拟10种DNA Pooling进行PCR、Pyrosequencing及等位基因频率分析。通过TTest分析不同Pooling间等位基因频率的差异性,确定3 Pooling为种子纯度检测最适Pooling数;建立3 Pooling-InDel-Pyrosequencing标准曲线,其R2达0.999 1;根据该标准曲线,检测黄瓜杂交品种"园中王"30粒杂交种种子纯度,结果为96.67%。本研究丰富了基于InDel-Pyrosequencing的黄瓜杂交种纯度检测技术体系。     

基于InDel 标记的茄子种质资源遗传多样性分析

用19 对InDel 标记对来自国内外的46 份茄子种质资源进行遗传多样性分析。结果表明：19 对InDel 标记的多态性 信息含量（PIC）范围在0.48～0.66 之间，均值为0.59。46 份茄子种质资源的遗传相似系数在0.32～1.00 之间，均值为0.70， 说明46 份茄子种质资源之间的遗传差异不大，遗传基础相对狭窄。利用UPGMA法进行聚类分析，在遗传相似系数为0.66 处， 将46份茄子种质资源划分为4大类群。聚类的结果与叶色、花冠色和果实性状具有一定的关联性，而与来源地的关联性并不大。     

玉米InDel分子标记20重PCR检测体系的建立

为构建玉米多重PCR检测体系，提高分子标记检测效率，利用10份代表性玉米材料对238对InDel引物进行单重PCR评估，共得到192对扩增效率高、稳定性好的引物。根据软件评估结果、扩增质量、产物范围、染色体均匀分布原则从192对引物中优选出30对综合表现较好的引物形成扩增产物范围在80~200 bp和200~400 bp的两组核心引物组合，每套组合中有10对引物分布在不同染色体上。在核心引物组合的基础上综合考虑染色体分布、碱基片段范围、引物荧光颜色，逐一添加引物，最终形成两组玉米20重PCR体系，一组40重荧光标记毛细管电泳。     

玉米Rubisco活化酶基因ZmRCA1的序列变异分析

Rubisco活化酶(RCA)是一种可激活光合作用关键酶Rubisco的伴侣蛋白,可通过对Rubisco的活性调节决定植物的碳同化效率。为了研究玉米ZmRCA1的多态性,本研究参考GenBank中编码玉米Rubisco活化酶的ZmRCA1基因组序列设计引物对玉米微核心种质的95份自交系的ZmRCA1进行测序,获得长约1 680 bp的基因组序列。多态分析表明,在1 680 bp的区间内共发现22个SNP和8个InDel,其中5个SNP和1个InDel变异产生氨基酸序列改变;频率在0.1以上的13个多态性位点共形成27种单倍型,利用6个多态性位点就可以分辨约90%的单倍型。ZmRCA1基因具有高度序列保守性,基因DNA序列相似性为97.9%,而氨基酸序列的相似性则达99.8%;中性检验表明ZmRCA1基因符合中性进化模型假设,没有发生纯化选择。     

芸薹种作物开花相关基因BrFLC2的InDel标记

 以具有不同开花习性的9份芸薹种作物为试材,根据开花相关基因BrFLC2序列设计引物进行PCR扩增,发现9份材料均获得约1 400 bp的片段。通过克隆测序分析发现9份材料存在片段大小差异,因此开发了与此相关的BrFLC2的InDel标记。通过对来自8个不同栽培种群的146份自然群体材料的基因型检测与开花时间的相关性分析发现：开花时间早晚与BrFLC2的InDel的基因型显著相关（r = 0.412,P < 0.01）。Del基因型材料开花时间（平均71 d）明显比In基因型（平均109 d）早。研究证明该标记与开花时间表型显著相关,可以用来进行分子标记辅助选择育种。     

甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记开发

碱基插入/缺失(InDel)是基因组上广泛分布的遗传变异形式。但甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记还未见有关研究报道。本研究以甘蓝型油菜双单倍体(doubledhaploid,DH)纯系黄花Y05和甘蓝型油菜纯系白花W01杂交构建F2群体。在F2群体中选取30株极端纯白花和30株极端纯黄花构建叶片DNA子代池,对亲本和DNA子代池进行30×重测序。以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh为参考序列, QTL-seq流程和PoPoolation2流程相互结合鉴定白花基因候选区间, 2种方法均将白花基因定位于法国甘蓝型油菜Darmor-bzh C03染色体52～54 Mb区间。利用IGV软件可视化白花基因候选区间插入缺失(InDel)变异位点,依据候选区间序列信息设计InDel引物,聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选到8个与白花基因连锁共分离的InDel标记。上述研究为甘蓝型油菜白花基因精细定位和分子标记辅助选育以及白花基因功能标记开发奠定了研究基础和工作思路。     

基于重测序的芥蓝(Brassica alboglabra)全基因组InDel标记开发

碱基插入/缺失(InDel)在基因组中的分布密度仅次于SNP且易于基因型分型,成为分子标记开发的主要来源。为了开发芥蓝品种间有多态性的分子标记,本研究利用2份芥蓝自交系重测序数据鉴定的InDel位点,在全基因组范围内设计了367对InDel候选标记。通过PCR检测比较8个芥蓝自交系的多态性,发现284对标记在至少2个芥蓝自交系间有多态性,阳性率为77.4%。本研究利用重测序技术开发芥蓝品种间InDel标记效率较高,为种质资源分析、基因定位、分子标记辅助育种等提供了便捷工具。     

玉米功能性Insertｉon/Deｌetｉon(InDeｌ)分子标记的挖掘及其在杂交种纯度鉴定中的应用

InDel作为重要的遗传标记已被广泛用于作物连锁图谱的构建及多样性研究。通过生物信息学方法从玉米全基因组水平进行InDel标记的挖掘并对其在玉米杂交种纯度鉴定中的应用进行分析,根据B73全基因组序列(第二版)及Mo17的二代电子拼接序列发现了40 000多个InDel位点,其中约有11 400个含有InDel位点的序列可用于特异性引物的开发。新发展的143个代表基因(<1 kb)或基因内部的功能性InDel标记在B73及Mo17间得到了验证并用于玉米杂交种纯度的鉴定。经过分析,共有13个共显性InDel标记在6个杂交种亲本间表现出明显的长度多态(>50 bp)。结合玉米子粒DNA快速提取方法,利用这些共显性InDel标记对6个杂交种1 400多个样本纯度进行鉴定,结果显示该方法可以快速、准确、经济地鉴定玉米杂交种纯度。