我国玉米品种标准DNA指纹库构建研究及应用进展

介绍了我国玉米品种标准DNA指纹库构建的进展及应用情况。我国玉米品种标准DNA指纹库规模已达到22 089份,经与国内外作物品种DNA指纹库比较,是全球品种数量和建库规模最大的DNA指纹库,并且在区域试验、品种权保护及种子质量管理等方面都得到了广泛应用。至今已开展玉米品种真实性鉴定等达40 000多份次。同时,对DNA指纹库构建未来发展进行预测,建议继续发挥SSR标记的作用、加快推进SNP标记的研发、发掘In Del标记的应用潜力并持续关注测序技术的发展。     

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。     

吉林省玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的构建及应用

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状,利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种质资源真实身份,强化种质资源的分类管理。通过深度发掘吉林省玉米种质资源库的优异资源,推动共享利用。【方法】以吉林省玉米种质资源库中的2 918份玉米种质资源为研究对象,采用玉米品种鉴定检测标准中推荐的40对SSR标记,以及61 214个SNP标记来构建其分子身份证。根据获得的分子身份证信息将种质资源划分为核心、同近源、异质和群体等类进行管理,并进一步针对核心种质进行遗传多样性分析。【结果】为2 918份种质资源构建了SSR分子身份证,为除异质性种质外的2 502份种质资源构建了SNP分子身份证。分别制定了玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的建设规范。其中,SSR分子身份证由40个SSR位点指纹转化为三位数字和一位字母的编码组合构成,并以二维码形式存储;SNP分子身份证由61 214个SNP位点指纹转化为可视化的条形码。根据样品纯合度和指纹特异性等特征,将样品划分为1 56...     

吉林省玉米新品种SSR标记指纹

以SSR标记为技术手段,利用20对核心引物,构建吉林省2005～2009年审定的174份普通玉米新品种的DNA指纹数据库,同时分析不同年份间审定品种的等位基因频率、等位基因数目、多态性信息指数的变化。结果表明,2005～2009年供试174份材料的平均等位基因数目略有下降,但平均多态性信息指数没有明显变化,不同年份间玉米品种的个别等位基因频率变化比较明显,分析可能在育种过程中人为施加了较强的定向选择而保留了下来,说明随着年份的变化,个别稀有等位基因可能在减少,但遗传多样性并没有降低。同时说明在评价玉米品种遗传多样性变化时,多态性信息指数反映的应该更加客观一些。吉林省玉米品种不同年度间的遗传多样性无明显变化,说明近些年吉林省审定的品种在育种资源、育种模式以及育种方向上变化较小,没有较大的突破。     

中国328个玉米品种（组合）SSR标记遗传多样性分析

【目的】从育成年份、种植区域角度分析中国328个玉米品种的遗传多样性,在分子水平上分析各适宜种植区域品种的遗传分化特点,为玉米品种区域试验、审定管理以及育种策略提供一定的理论依据。【方法】利用均匀分布于玉米基因组的40对核心SSR引物,采用10重荧光毛细管电泳检测技术对328个代表性育成品种进行基因分型;通过Power-Marker ver.3.25软件评估40对SSR引物多态性,对参试品种按年份、区试组分析遗传多样性情况;利用多变量统计分析软件MVSP ver.3.13对328个品种按区试组进行主坐标分析。【结果】基于328个玉米品种数据,检测到40对SSR引物等位基因变异范围为3-16个,平均8.10个,多态信息指数（PIC）值变化范围为0.18-0.85,平均为0.63。参试品种不同年份间遗传多样性变化不大,PIC值在0.60左右摆动;8个区试组品种的总等位基因和总基因型变异范围为170-262和200-511,京津唐和西南组分别表现出了最低值和最高值,京津唐组PIC值最低为0.51,其余组均接近于0.60,平均杂合度均在0.60左右。8个区试组主坐标分析显示鲜食、极早熟品种遗传分布偏离普通玉米区域,具有明显的种质特异性;青贮玉米由于早期对照品种为普通玉米导致遗传分布向普通玉米延伸,仅有少数品种分布偏离普通玉米;京津唐、西南、东北早熟三组品种遗传分布相对集中;极早熟、京津唐、西南三组之间品种遗传分布几乎无重叠区域;东华北和黄淮海两组参试品种遗传分布具有明显的分化但也有部分重叠,原因与对照品种曾经相同、育种同质化有关。【结论】利用SSR标记分析328份玉米品种的遗传多样性及遗传分化特点,表明近年来育成品种遗传多样性指数在不同年份间变化不大,除京津唐组之外在其它区试组间差异性也不大。参试品种主坐标分析显示各区试组划分、对照品种设置起到了育种导向的作用。     

基于Maize6H-60K芯片精准分型的玉米DH群体遗传规律研究

为解析玉米双单倍体(doubled haploid,DH)群体的遗传规律,使用自主研发的精准分型策略对‘先玉335’DH群体的Maize6H-60K芯片结果进行筛选校正和解析。结果表明:1)通过剔除单态、杂合、缺失标记,使用精准分型策略对标记准确聚类,获得的18 947个SNPs标记覆盖玉米全基因组。2)该群体在10条染色体上平均交换次数为1.84~1.03次,在6号染色体随体区域的交换次数显著减少。3)该群体在1、2、3、8号染色体上存在明显的偏分离现象;通过高频次、高密度的交换,染色体两臂端粒区域理论分离系数表现出回归到50%的趋势。利用获得的重组交换及分离规律可提高从DH群体中筛选到预期育种材料的准确性。     

健康养殖及其规模化对策——潞城市规模健康养殖的探索

健康养殖是指根据养殖对象的生物学特性,运用生态学、营养学原理来指导养殖生产,也就是说要为养殖对象营造一个良好的、有利于快速生长的生态环境,提供充足的全营养饲料,使其在生长发育期间最大限度地减少疾病的发生,使生产的食用产品无污染、个体健康、肉质鲜     

利用SNP标记对51份玉米自交系进行类群划分

利用1 041个SNP位点对51份玉米自交系进行基因型分析,最小等位基因频率平均值为0.359,多态性信息含量（PIC）的变化范围为0.186～0.375,平均值为0.345;Roger’s遗传距离的变化范围为0.009 2～0.704 1。根据Roger’s遗传距离信息,利用NJ聚类法将51份玉米自交系划分为7个杂种优势群,包括改良瑞德群、瑞德群、兰卡斯特群、旅大红骨群、塘四平头群（或称黄改群）、P群和糯质群,划分结果和系谱来源基本一致。7个杂种优势群的群体间遗传距离变化范围为0.285 0～0.432 1,瑞德群和改良瑞德群之间的遗传距离最近;旅大红骨群和P群之间的遗传距离最远。     

玉米真实性SSR鉴定标准的研制及应用

全面总结真实性鉴定的类型及与其他鉴定项目的区别,系统分析我国玉米真实性SSR鉴定标准的研制过程中的关键问题,比较不同作物品种真实性鉴定标准研制的异同,为其他作物类型及其他分子标记类型的真实性鉴定标准研制提供借鉴。玉米真实性鉴定标准在我国已得到快速推广和应用,为种子市场的繁荣和稳定提供了有力的技术支撑。     

玉米杂交种纯度鉴定SNP 核心引物的确定及高通量检测方案的建立

纯度是玉米种子质量的重要指标之一,尤其杂交种自交株是影响田间产量的关键因素。KASP(kompetitive allele specific PCR)技术具有高通量、低成本的优点,适用于种子纯度检测。本研究基于12套杂交种及其父母本的三联体样本及335份玉米杂交种国家审定标准样品SNP指纹,从384个SNP基础位点筛选获得60个候选位点,位点转化为KASP引物的成功率为95%。综合考虑引物双亲互补率、多态性、稳定性和分型效果等多项指标,最终确定20个引物作为玉米杂交种纯度鉴定的核心引物,能够有效鉴定99.7%供试样品纯度。对于待测样品京科968通过SNP-DNA指纹数据库查询,并选择双亲互补型引物进行纯度鉴定。在检测的110个个体中,共检出1个自交苗和2个异型株,纯度为97.3%。同时,基于纯度核心引物对批量样品检测建立高通量纯度检测方案,具有快捷、准确、高通量和低成本的特点,为政府监管和企业提供了更多纯度鉴定方案的选择。