应用SRAP与ISSR分析烟草种质资源遗传多样性及遗传演化关系

应用ISSR与SRAP两种分子标记,研究国内外96份烟草种质的遗传多样性及不同栽培类型种质的遗传演化关系。表明烟属种间具有丰富的遗传多样性,种间的遗传相似性(GS)在0.28~0.58之间,遗传分化系数(Gst)为0.83。普通栽培种品种间遗传多样性水平较低,品种间的遗传相似性在0.61~0.99之间,栽培种内的遗传多样性为烤烟>晒晾烟>白肋烟>香料烟。当相似系数在0.67作切割线时,基于2种标记的96份烟草种质资源的聚类结果为,(1)普通烟草栽培品种材料91份聚在同一大类,而黄花烟、黏烟草、浅波烟草、哥西氏烟草、香甜烟草5个种也分别为单独的个类,同普通烟草栽培种类群完全区别开来;(2)从进化上看,烤烟和晒晾烟间的遗传进化关系最近,香料烟和黄花烟之间的亲缘关系较远;普通烟草栽培种中国内外来源的烟草品种亲缘关系极其相近,遗传分化现象甚微;(3)2种分子标记虽然原理不同,但分析结果趋势相近(r=0.68,P=1.000)。     

华山松SRAP-PCR反应体系的优化

为建立华山松SRAP-PCR反应体系,研究先采用L16(45)正交设计对影响华山松SRAP反应的5个因子(DNA模板浓度、Mg2+浓度、dNTPs浓度、引物浓度、Taq酶)在4个水平上进行优化试验。结果表明:各因素对SRAP反应的影响依次为:Mg2+>dNTPs>Taq酶>DNA模板>引物;对SRAP反应结果影响较大的3个因子(Mg2+浓度、dNTPs浓度、Taq酶浓度)进行单因素试验;确立华山松SRAP反应最佳体系为:20μL的PCR体系中含有Mg2+2.2mmol/L、dNTPs0.25mmol/L、DNA模板60ng、Taq酶0.8mol/s、引物0.8μmol/L。将该体系用于华山松的SRAP扩增能获得稳定、清晰的多态性条带。     

甘蓝型油菜黄籽高含油量育种资源遗传多样性分析

以2份白菜型油菜为对照,用SRAP标记研究了57份甘蓝型油菜黄籽高油育种资源的遗传关系。在遗传相似系数0.682处,可将59份材料分为3类:两份白菜型油菜聚为一类;甘蓝型油菜除选系Y58单独聚为一类外,其他所有选系归为另一类,显示黄籽高油育种资源遗传基础较窄。在遗传相似性系数0.738处,又可将57份甘蓝型油菜分为6个亚类,其中53份材料归为两个大的亚类,系谱或亲缘关系较近的材料一般聚在同一亚类,且按系谱关系比地理来源划分明显,提示地理来源配制强优势黄籽高油杂交组合可靠性可能不如按系谱来源。     

基于毛细管电泳技术的牡丹SRAP-PCR反应体系优化及引物筛选

以牡丹叶片DNA为模板,对SRAP-PCR反应程序进行研究,确定适合的反应程序,即94℃预变性5 min;94℃变性1 min,33℃退火1 min,72℃延伸1 min,共5个循环;随后94℃变性1 min,52℃退火1 min,72℃延伸1 min,共35个循环;最后72℃延伸10 min。基于毛细管电泳技术,采用正交设计L18(37)对牡丹SRAP-PCR反应体系的5因素(Taq酶,Mg2+,模板DNA,dNTP,引物)3个水平进行了优化,构建了牡丹SRAP最佳反应体系:模板DNA 50 ng,dNTP 0.25 mmol/L,Mg2+浓度2.5 mmol/L,引物浓度0.4μmol/L,TaqDNA聚合酶0.5 U,总体积为25μL。各因素对扩增结果影响程度均不同:dNTPs>引物>DNA模板>Mg2+>Taq酶。运用该体系从756个SRAP引物组合中筛选出多态性好、条带清晰的26个引物组合,并证明了该体系稳定可靠。该体系的建立以及引物组合的确定为今后利用SRAP分子技术进行牡丹的相关研究奠定了科学基础。     

基于SRAP标记的莲种质资源遗传多样性分析

利用SRAP标记对来自国内外莲主要产区在20世纪初期育出、并在莲育种中具有重要利用价值的40份莲属材料进行了分析。11对引物在40份材料中共扩增了184条条带,多态性条带127条,多态性频率为69.0%,表明莲属具有丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明,莲属种质资源可分为3大类群,这与传统意义上的形态学分类相一致。且40份莲品种(材料)表现出很强的地域相似性,这说明来自同一个地域内的品种(材料)分化程度低,遗传多样性不丰富,极易造成品种单一化。     

草原樱桃和对樱杂交后代的分子鉴定

草原樱桃具有较强的抗寒、抗旱、抗病虫害性,而对樱是北京当地的中国樱桃品种。为了培育出适合北京及华北地区的抗逆性强的砧木,分别在2005年和2006年将草原樱桃和对樱杂交,共得到17个杂交后代。现采用SRAP技术验证了草原樱桃和对樱的17个杂交后代的杂种真实性。聚类分析结果表明:17个杂交后代的遗传基础更多的来自于草原樱桃。     

大花黄牡丹遗传多样性的SRAP分析

应用SRAP标记对西藏特有植物大花黄牡丹的遗传多样性进行研究。用16对引物从5个自然居群79个单株中共检测到396个有效位点,其中多态性位点357个。在物种水平上,多态位点百分率(Ppl)为90.15%,Shannon表型多样性指数(Ηsp)平均为0.2521;居群水平上的Ppl为31.82%,Shannon表型多样性指数(Ho)为0.0694～0.3428,平均值(Ηpop)为0.1307。上述遗传参数表明,大花黄牡丹具有丰富的物种遗传多样性,5个居群中自然居群C的遗传多样性最高(Ppl=82.32%,Ho=0.3428)。据AMOVA分析结果,总的变异中有41.58%的变异存在于居群间,58.42%的变异存在于居群内,居群分化较显著(ΦST=0.4158,P<0.001),由POPGENE1.32得到的居群间遗传分化系数GST(0.4309)和Shannon表型多样性指数计算的居群间遗传多样性所占比例(0.4816)也表明了类似的遗传结构。Mantel检测表明地理距离和Nei’s遗传距离间相关不显著(P>0.05)。利用NTSYSPC(2.1)软件构建大花黄牡丹5个居群79个个体的UPGMA聚类图,遗传相似系数变幅在0.47～0.99,大多数居群内的个体表现出较为密切的亲缘关系(如居群B,D,E),但也有一些居群的个体未聚在一起(如居群C)。依据大花黄牡丹居群遗传变异特点,初步探讨其保护和利用策略。     

本氏针茅SRAP PCR反应体系的建立及引物筛选

以本氏针茅（Stipa bungeana）幼嫩叶片为材料,建立适合本氏针茅基因组DNA提取的改良CTAB法,在此基础上采用正交试验设计和单因素分析相结合的方法,对本氏针茅SRAP PCR反应体系中的5个主要因素（DNA、Taq酶、dNTPs、Mg2+和引物）进行优化,旨在建立适合本氏针茅SRAP分析的反应体系。结果表明,在20 μL总的反应体系中各组分的加入量分别为：DNA（20 ng·μL-1）3 μL、Taq DNA酶(5 U·μL-1)0.2 μL、dNTPs（2.5 mmol·L-1)1.4 μL、引物（10 μmol·L-1）1.0 μL、Mg2+ (25 mmol·L-1)2.0 μL、10×Buffer 2.5 μL、ddH2O 8.9 μL。体系验证和引物筛选试验表明,该体系适于本氏针茅遗传多样性分析,该体系的建立可为本氏针茅种质资源遗传多样性研究和黄土高原植被恢复及生态建设提供理论基础。     

正交设计优化草地早熟禾SRAP-PCR反应体系及引物筛选

采用L9(34)正交试验设计方法,对草地早熟禾(Poa pratensis)基因组DNA SRAP PCR反应体系中的Taq DNA聚合酶、Mg2+、引物及dNTP四因素的用量进行优化,并比较不同模板DNA用量对扩增的影响,建立草地早熟禾SRAP PCR最佳反应体系,同时,利用该体系对SRAP引物进行筛选。结果表明,草地早熟禾SRAP PCR最佳反应体系为Taq DNA聚合酶1.0 U、Mg2+ 1.75 mmol·L-1、引物0.25 μmol·L-1、dNTP 220 μmol·L-1、40 ng模板DNA、2 μL 10×PCR buffer,总体积20 μL。运用该体系从100对SRAP引物中筛选出43对引物能够产生清晰稳定的扩增条带且多态性丰富。优化体系的建立及引物的筛选可为今后利用SRAP标记技术对草地早熟禾进行遗传多样性分析、图谱构建、种质资源鉴定奠定技术基础。     

20份马蹄金种质资源遗传多样性RAPD和SRAP分析

以1份美国进口马蹄金(Dichondra repens)品种为对照,用RAPD和SRAP两种分子标记方法研究20份野生马蹄金种质资源的遗传多样性。结果发现,20条RAPD引物扩增出多态性条带130条,多态性比率为68.78％;22对SRAP引物扩增出175条多态性条带,多态性比率为72.31％,表明20份野生马蹄金之间具有较丰富的遗传多样性。聚类结果表明,RAPD标记将供试材料聚为两大类群,SRAP标记也将材料划分为两大类。两种标记下,供试材料呈现出较好的地域性分布规律,地理来源相近的材料能大致聚为一类,部分同聚为一类的材料在形态上也具有相似性。两种标记方法相关系数r0.01=0.910,二者存在极显著正相关,表明应用这两种技术对马蹄金遗传多样性与亲缘关系的分析具有较高的一致性和可信度。