粳稻优势生态型不同世代恢复系的恢复效果

利用粳型优势生态型台湾粳‘嘉农428’和‘嘉农育251’为受体材料,粳稻骨干恢复系‘C418’为供体材料,连续回交到BC_1F_1和BC_2F_1代,选择具有恢复基因的植株与不育系‘秋光A’‘宁粳16A’‘216A’‘552A’‘宁粳23A’‘宁粳24A’和‘花43A’测交,F1代均表现出一定的杂种优势,超对照优势最高达62.0%,超对照优势10%的比例最高达71.0%。BC_1F_1代与各不育系杂交F1较BC2F1代与各不育系杂交F1有更高的单株产量,有效穗数多,每穗粒数多。BC_1F_1代具有更高的配合力,与各不育系杂交F1杂种优势更明显。     

11种荆芥种质资源ISSR分析

利用ISSR分子标记技术对不同地区的11种荆芥种质资源进行分析,以此来探讨我国荆芥种质资源的遗传多样性。以11种荆芥幼苗为材料,CTAB法提取其基因组DNA;采用正交试验优化ISSR技术体系影响因素;利用100条ISSR引物进行ISSR扩增,最后计算供试材料之间的遗传距离并进行聚类分析。结果表明,最优ISSR-PCR体系,在25 μL体系中,模板DNA 50 ng,引物0.75 μmol·L^-1,Taq DNA聚合酶1 U;100条引物中55条引物可扩增出结果,共扩增出458条条带,平均每个引物扩增出8.3条,其中246条为多态性带,多态性比率为53.71%;11个荆芥种质资源的遗传距离在0.208 3~0.709 1;在遗传距离为0.50处,可将供试的11种荆芥材料分为2大类;在遗传距离为0.40处,可将供试的11种荆芥材料分为5大类,研究结果表明我国荆芥种质资源遗传多样性较低。     

美系杜洛克种猪体尺性状遗传参数估计及其与生长性状的关系研究

通过对杜洛克种猪体尺性状进行遗传参数估计,并评估其与生长性状之间的关系,为目标群体的遗传评估奠定基础。利用SAS软件对影响各性状的非遗传因素(场、年季和性别)进行固定效应分析,利用DMU软件和动物模型REML方法估计体长(BL)、体高(BH)和管围(CC)的加性遗传方差,计算各性状的遗传力,并估计体尺性状与达100 kg体重日龄(AGE)、100 kg体重活体背膘厚(BF)和30~100 kg料重比(FCR)的遗传和表型相关。结果表明,场、年季和性别效应对各性状影响均达显著水平;BL、BH和CC的遗传力估计值分别为0.274、0.352和0.160;窝效应值变化范围介于0.184~0.221之间;体尺性状间遗传和表型相关变化范围分别为0.552~0.674、0.100~0.568;体尺与生长性状的遗传和表型相关的变化范围分别为-0.411~0.083、-0.333~0.039,在杜洛克种猪育种中,可通过对体尺性状的间接选择来加快杜洛克种猪生长性状的遗传改良进展。     

基于SNP芯片揭示中国玉米育种种质的遗传多样性与群体遗传结构

【目的】选择具有重要育种价值的玉米自交系进行遗传多样性与群体遗传结构解析,为玉米育种实践提供指导和参考。【方法】选用344份具有广泛代表性和时效性的玉米自交系,其中包括美国主要杂种优势群、由国内地方种质发展来的杂种优势群、由美国商业化杂交种选系发展来的杂种优势群以及近年来在中国玉米育种中应用的新种质。利用北京市农林科学院玉米研究中心自主研发的包含3 072个SNP位点的MaizeSNP3072芯片对供试自交系进行全基因组扫描,揭示其遗传多样性与群体遗传结构。【结果】在344份自交系中,3 072个SNP标记所检测到的基因多样性为0.028-0.646,平均为0.442;多态信息含量（PIC）为0.028-0.570,平均PIC值为0.344。群体遗传结构分析表明,K=8时,△K值最大,即本研究所采用的自交系群体可以划分为8个类群,分别为旅大红骨群、黄改群（又称塘四平头群）、Iodent群、兰卡斯特群、P群、改良瑞德群、瑞德群和X群,其中前7个群已有报道且基本被育种家所公认,第8个群为近年来以X1132X等杂交种作为基础材料选育出的优新种质,命名为X群。比较8个类群,遗传分化系数（Fst）为0.319-0.512,遗传距离为0.229-0.514。AMOVA结果表明类群间存在显著的遗传变异,占总遗传变异的38.6%,类群内的遗传变异占58.1%。PCA（主成分分析）结果显示,X群与黄改群、兰卡斯特群遗传关系较远,与Iodent群遗传关系较近。各类群平均基因多样性分析结果表明,随着类群改良年代的增加,类群平均基因多样性降低,其中X群种质平均基因多样性最高;进一步分析表明,美国种质类群（兰卡斯特群、瑞德群和Iodent群）和国内地方种质改良系（旅大红骨群和黄改群）核心材料多样性下降幅度较大,P群和改良瑞德群核心材料下降幅度较小,X群核心材料则没有下降趋势,说明X群核心材料仍然保留了较高的遗传多样性,未来还有很大的育种潜力可挖掘。【结论】近年来,以X1132X等杂交种所构建的基础材料选育而成的京724等系列优良自交系,区别于其他已知的7大类群,可以单独成群,称之为X群。该群与黄改群之间存在较远的遗传距离,从分子水平验证了“X群×黄改群”这种强杂优模式具有良好的应用潜力。     

二倍体栽培马铃薯高效遗传转化体系的建立

【背景】马铃薯是最重要的块茎类粮食作物。栽培马铃薯以四倍体为主,但四倍体遗传和薯块繁殖增加了马铃薯改良的难度。因此越来越多的科学家呼吁在二倍体水平进行马铃薯的再驯化,将马铃薯驯化成种子繁殖作物。自然界中存在4个二倍体马铃薯原始栽培种,这些二倍体栽培种中蕴含着丰富的遗传变异,但是它们的遗传转化体系尚未成熟。【目的】建立高效的二倍体栽培马铃薯遗传转化体系,为二倍体马铃薯优良等位基因和分子育种提供工具。【方法】以二倍体栽培种马铃薯(Solanum phureja)CIP 703541为试验材料,利用绿色荧光蛋白基因(green fluorescent protein,GFP)作为报告基因,对遗传转化体系进行摸索,主要包括:预处理培养时间、诱导再生的激素比例、抗生素浓度以及转化效率。另外,利用同样的激素组合对17份不同基因型的二倍体马铃薯原始栽培种进行了测试,比较各个材料在不同激素浓度条件下的再生效率,筛选出再生效率较高的激素组合进行大量遗传转化;对再生苗进行生根筛选、荧光观察和PCR鉴定,统计阳性植株的概率。用流式细胞仪检测阳性植株的倍性,以分析再生植株发生染色体加倍的频率。【结果】预处理培养时间为2 d的外植体浸染效率最高。二倍体材料CIP 703541最适合再生出芽的激素配方为2.0 mg·L~(-1)玉米素(zeatin,ZT)﹕0.01 mg·L~(-1)奈乙酸(naphthaleneacetic acid,NAA)。再生阶段抗生素卡那霉素(kanamycin,Kan)的最适筛选浓度为100 mg·L~(-1),生根阶段的最适筛选浓度为50 mg·L~(-1)。通过对不同基因型进行筛选,获得3份再生能力较强的二倍体马铃薯材料(CIP 703308、CIP 703312和CIP 703541)。它们响应的激素配方各不相同,在添加了100 mg·L~(-1)卡那霉素的再生培养基中,3份材料的再生效率分别为45%、40%和52%。通过大规模遗传转化证明,3份材料的转化率分别为2.8%、4.2%和5.3%。经流式细胞仪检测,所获得的马铃薯阳性植株中四倍体的比例较高,CIP 703308、CIP 703312和CIP 703541的阳性转化植株中二倍体的比例分别为5.26%、10.53%和38.46%。【结论】建立了高效的二倍体马铃薯遗传转化体系,获得了3份再生能力较强的二倍体材料。另外,发现二倍体马铃薯在经过遗传转化之后再生植株中染色体加倍的比例较高。     

河南省鳙养殖群体的遗传多样性与选择压力分析

为了解人工养殖和选育活动对鳙(Hypophthalmichthys nobilis)遗传多样性的影响,利用线粒体COI基因对河南省鳙养殖群体的遗传多样性进行研究。165个样品共检测出14个单倍型,平均单倍型多样性为0.862 37,平均核苷酸多样性为0.002 23。AMOVA分析显示,大多数遗传变异存在于鳙群体内(97.65%),群体间的遗传变异为4.60%。系统发育树结果表明,养殖鳙群体交叉在一起,没有形成明显的地理格局分布。选择压力分析推测鳙养殖群体主要受到纯化选择作用,说明当前的人工选择对鳙线粒体基因的影响有限。河南省鳙养殖群体的遗传多样性差异较大,可能与其地理距离、异地引种有关。     

广西野生鲤与建鲤的遗传多样性分析

利用10个微卫星标记,对2代群体选育的建鲤(Cyprinus carpio var.Jian)和封闭水体的广西野生鲤鱼进行遗传多样性分析,共检测到53个等位基因,等位基因位点数在4~7个之间,平均等位基因数5.3个,片段长度在118~284 bp之间,有效等位基因在1.167 5~1.520 3,平均为1.360 2,广西野生鲤群体的有效等位基因数1.562,大于建鲤的1.388;位点观测杂合度在0.397~0.762之间,平均为0.562 6,期望杂合度0.301~0.629之间,平均0.463 3,广西野生鲤群体的期望杂合度0.581,大于建鲤的0.473;微卫星位点多态性信息含量(PIC)在0.289 7~0.685 0之间,平均多态信息含量0.438 8,为中度多态性,广西野生鲤群体多态信息含量0.685,大于建鲤的0.424,两个群体平均基因分化系数为0.106 9,广西本地野生鲤与建鲤的遗传距离为0.1463,相似性系数为0.828 4,表明广西野生鲤与建鲤之间存在明显的遗传异质性。     

长牡蛎‘海大1号’生长性状的遗传参数评估

分别以长牡蛎(Crassostrea gigas)‘海大1号’第8代和第9代选育群体中的个体为亲本,采用巢式设计的交配方法,于2016年和2017年分别获得41个和38个全同胞家系。根据各家系长牡蛎330日龄的壳高、壳长、壳宽和体重等表型参数,通过建立多性状动物模型,利用ASReml软件中的限制性极大似然法估算各表型变量的方差组分,对‘海大1号’连续两代选育群体生长性状的遗传参数进行评估。结果表明,两个选育世代的‘海大1号’生长性状均具有较高的变异水平,变异系数为20.74%~55.14%,各生长性状仍具有遗传改良潜力。‘海大1号’各生长性状间的表型相关均为正相关,相关系数大小存在差异。3个壳型性状与体重的遗传相关均为正相关,且处于较高水平(0.40~0.66)。除壳宽性状的遗传力较低外,壳高、壳长与体重的遗传力在0.16~0.37,均属中高等遗传力水平,表明‘海大1号’经过多代选育后,生长性状仍具有较大的加性遗传效应,可根据个体表型值大小,继续通过群体选育获得遗传进展。研究结果为长牡蛎‘海大1号’制种方案的制订和保种工作提供了参考依据。     

国内虹鳟代表性养殖群体的高通量SNP芯片检测及遗传分析

本研究旨在对国内虹鳟(Oncorhynchus mykiss)代表性养殖群体开展全基因组水平的遗传评估。利用57K单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)芯片,检测了来自不同地域的6个虹鳟养殖群体样本共计48尾,包括黑龙江虹鳟、黑龙江金鳟、四川虹鳟、四川金鳟、北京虹鳟和北京金鳟,共获得有效SNP位点50201个,在中国虹鳟中的多态比例达到97.7%,表明该芯片虽然基于美国和挪威虹鳟群体设计,但对中国群体同样具有良好的适用性。各群体最小等位基因频率均值为0.240~0.267,与国外主流养殖群体相近,黑龙江虹鳟、四川虹鳟和北京虹鳟群体内遗传多样性丰富,多态位点比例为83.6%~84.9%,与国外主流养殖群体相近,而黑龙江金鳟、四川金鳟和北京金鳟,多态位点比例相对较低,在60.2%~76.9%范围内。应用6个中国虹鳟群体和2个美国虹鳟群体数据开展系统发育分析、主成分分析和群体遗传结构STRUCTURE分析,结果显示8个群体可分为3个祖源类群,其中3个金鳟群体为遗传联系较紧密的一个类群,黑龙江虹鳟和北京虹鳟为一个类群,而四川虹鳟与2个美国虹鳟群体为一个类群,部分中国养殖群体中有显著离群个体存在,表明群体遗传背景不均一。本研究表明,高密度SNP芯片在我国虹鳟养殖群体遗传分析中具有广泛的应用前景,能够为种质资源评估、本土化良种培育、制种和引种工作提供基因组水平的参考信息。     

中国达氏鳇野生群体和两个养殖群体的线粒体遗传多样性分析

达氏鳇(Huso dauricus)是黑龙江流域土著鲟,近几十年来野生资源急剧下降,被确定为濒危物种之一。本研究采用线粒体DNA的Cyt b基因和D-loop区域的多态性信息评估了黑龙江抚远段野生群体、北京房山国家级鲟鱼原种场的保种群体及浙江衢州国家级鲟鱼良种场的繁殖群体等3个达氏鳇群体的遗传多样性水平。所有测试个体在Cyt b基因位点的核苷酸水平上没有检测到多样性,均具有相同的Cyt b单倍型,而在D-loop区域中发现了9种单倍型,对于D-loop区,单倍型多样性(H_d)达到0.593,但核苷酸多样性(π)仅为0.00213。在8尾野生个体中检测到6种D-loop单倍型,2个养殖群体共计58尾个体共计检出5种D-loop单倍型个体。分析结果显示:野生达氏鳇群体遗传多样性极低,历史上可能经历过严重的遗传瓶颈,同时达氏鳇人工繁殖过程中每批次可能只有极少个体参与了繁殖。此外,基于Cyt b基因部分序列的分析结果提示,达氏鳇与其他太平洋鲟类的亲缘关系较近,而与欧鳇(Huso huso)关系较远,传统上鳇属(Huso)的分类地位得不到有效的分子生物学数据支持。