Determination of vc and mating types of Cryphonectria parasitica isolates by multiplex PCR and their genetic diversity in 13 chestnut-growing provinces of Turkey

Vegetative compatibility (vc) and mating types and genetic diversity of Cryphonectria parasitica isolates were determined using 183 isolates obtained from 215 infected chestnut trees growing in 13 provinces of Turkey. Based on the cultural aspects, 143 of these isolates were evaluated as virulent whereas the remaining 40 isolates were hypovirulent. When vc types of 183 isolates were classically differentiated, 135 of them matched to EU-1 (82.3%), 29 of them to EU-12 (17.6%) vc type, whereas 19 of them did not match to the two. When molecular vic markers were used, all the isolates were assigned to two EU vc types; 149 to EU-1 (81.4%) and 34 (18.5%) to EU-12. Of the majority of the isolates, 134 (73.2%) had mating-type MAT-1, while 44 (24%) isolates had MAT-2 and 5 (2.8%) isolates had both mating types. The population analysis based on two DNA marker systems, Inter-Primer Binding Site and Start Codon Targeted Polymorphism, showed no intraspecific genetic variation among the C. parasitica isolates. The prevalence of two dominant vc types revealed by this study shows that biological control with hypovirulent EU-1 and EU-12 isolates will be significant for the country. The results might be helpful to chestnut breeders carrying out resistance breeding studies to manage this disease based on hypovirulence attributed to Cryphonectria hypovirus 1.     

香水柠檬×白花柠檬群体子代表型及遗传变异分析

【目的】利用简单重复序列标记(simple sequence repeats,SSR)和目标起始密码子多态性(start codon targeted polymorphism,SCoT)标记和表型性状分析探究香水柠檬×白花柠檬群体子代遗传多样性,为后续柠檬遗传连锁图谱构建、数量性状座位(quantitative trait locus,QTL)定位及遗传育种提供参考。【方法】对香水柠檬×白花柠檬群体子代的叶、花和果等15个表型性状进行观测描述,并结合SSR和SCoT标记,通过遗传多样性参数、相关性分析和非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)聚类分析等方法进行遗传多样性分析。【结果】香水柠檬×白花柠檬群体子代表型性状遗传变异丰富,变异系数为9.76%~45.37%,其中单果质量变异系数最大;叶形指数、果形指数、单果质量等13个性状在杂种后代中符合数量性状遗传特点,各性状中均存在一定比例超亲个体;嫩叶色和花色性状分离广泛;叶、花和果实之间存在多对性状呈极显著或显著相关。20对SSR标记扩增出57个等位基因位点,多态性为100%;11个SCoT标记共检测到49个等位基因位点,多态性位点35个,占71.43%。基于SSR和SCoT标记得到的基因多样性指数均值分别为0.460 9和0.158 3,这2个标记在杂种群体间的Nei’s遗传距离均值分别为0.247 7和0.176 2;聚类结果显示,在遗传距离小于0.1时,2个标记均表现出较少杂种后代与亲本聚为一组,单株间变异丰富;Mantel检验显示,SSR和SCoT标记在杂种群体的遗传距离相关性不显著(r=0.302 1,p=1.000)。【结论】香水柠檬×白花柠檬群体子代表型性状分离广泛,杂种群体内存在一定的基因重组,遗传多样性丰富。     

兰属植物目标起始密码子（SCoT）遗传多样性分析

 应用SCoT分子标记技术对兰属14个种的24个样品进行遗传多样性分析,27条引物共扩增出259条DNA条带,其中多态性条带224条,多态性百分比达86.49%,条带大小为100 ~ 2 000 bp,多数条带分布在500 ~ 1 300 bp之间。根据SCoT标记计算的遗传距离系数得到的聚类结果可知,24种兰属植物可以分为5类：A类：春兰、建兰、蕙兰、莲瓣兰;B类：墨兰、寒兰;C类：春剑;D类：兔耳兰;E类：多花兰、文山红柱兰、虎头兰、象牙白、碧玉兰、黄蝉兰,这与传统兰属分类有所区别。     

甜菜SCoT-PCR反应体系的建立及优化

旨在利用SCoT分子标记技术为甜菜指纹图谱构建、遗传多样性分析以及其他分子标记辅助育种提供技术支持。本研究利用单因素实验优化了甜菜SCoT-PCR反应体系。结果表明,在20 μL反应体系中,甜菜SCoT-PCR最优反应体系包含2.0 μL的10×PCR buffer（含Mg² ）、10 ng的DNA、0.5 U的Taq DNA聚合酶、10 μmol/L的引物2 μL以及0.1 μL的dNTPs (2.5 mmol/L each)。利用优化后的程序对12份糖甜菜品种进行扩增,结果表明,该体系扩增结果稳定、条带清晰,可用于甜菜品种指纹图谱的构建以及其他分子生物学领域的研究。     

SCoT分子标记技术在木薯遗传多样性分析中的应用

应用SCoT标记对不同来源的28份木薯种质资源进行遗传多样性和亲缘关系分析。结果表明：从36条引物中筛选出19条重复性好、条带清晰的引物对28份木薯材料进行PCR扩增。共扩增出171条带,其中多态性条带123条,平均每条引物扩增多态性条带6.5条,多态性条带比率为71.9％。经NTSYS-pc2.10e软件计算分析,28份木薯种质间遗传相似系数在0.631~0.930之间。利用UPGMA法进行聚类的结果显示：在系数0.68处,木薯材料分为2大类,品种BRA354单独成为一类;在系数为0.734处,28份木薯种质资源主要聚为5大类,聚类结果与材料来源有一定相关性。SCoT标记能在木薯种质间检测出一定程度的遗传多样性,可为木薯遗传育种提供新的技术支持。     

玫瑰自然杂交后代数量分类及SCoT标记研究

利用数量分类和SCoT分子标记两种方法对40个玫瑰自然杂交后代进行分类、遗传多样性研究。数量分类将40个玫瑰自然杂交后代分为5类：第一类包括Z1、Z15等20个样品,主要特征为花色粉色至深粉,重瓣花,花萼不反卷,花梗刺着生均匀;第二类包括Z10、Z17等6个样品,主要特征为花色紫红,单瓣花,花萼反卷,花梗刺分布均匀;第三类包括Z12、Z38等12个样品,主要特征为花色浅粉至粉,重瓣花,花萼不反卷,花梗刺着生位置多为中下部;Z11和Z34分别为第四类和第五类,主要区别特征为花色,分别为浅黄和白色。SCoT分子标记筛选出的20条引物共扩增出426条带,多态性条带379条,多态性比例为88.97%。选用UPMGA法对供试样本进行聚类分析,聚类结果将40个玫瑰自然杂交后代分为5类,与数量分类结果基本一致。数量分类和SCoT分子标记方法对本项研究适宜可行,40个玫瑰自然杂交后代遗传多样性表现丰富,亲本来源的多样性使得玫瑰的分类体系与之前研究结果相比增加了2个类系。本研究为科学利用玫瑰自然杂交后代和培育玫瑰新品种提供理论依据。     

一个花生新SSR标记的开发

本研究利用SCoT12引物对8个不同花生品种扩增产物中的一个长度多态性片段SCoT12-800进行克隆和测序分析,该序列登录号为KM200036。结果表明,该片段多态性是由于其含有一段TC简单重复序列(Simple Sequence Repeat,SSR),根据该片段序列,利用Primer 5.0软件设计出一对适合SSR分子标记检测的引物,命名为SCoT12-SSR,该引物的扩增产物大小为164~178 bp,在花生栽培种中可检测到5个等位变异,可用于花生的遗传多样性、品种鉴定、基因定位和遗传图谱的构建等研究。     

珍稀濒危植物独叶草SCoT-PCR反应体系的建立与优化

采用正交设计法对影响珍稀濒危植物独叶草SCoT-PCR反应体系的主要因素进行优化,建立最佳的独叶草SCoT-PCR反应体系,并利用36份种质进行了验证。结果表明:在独叶草SCoT-PCR的最优反应体系(25μL)中:Mg^2+为1.5μL、dNTPs为1.50μL、Taq酶为0.3μL、Primer为1.2μL、DNA为3.0μL。建立的SCoT-PCR反应体系可用于该植物的遗传多样性和居群结构研究。     

高牛鞭草（Hemarthria altissima）及其近缘种种质资源SCoT多样性分析

利用SCoT标记对来源于四大洲的46份牛鞭草（Hemarthria spp.）种质资源[包括36份高牛鞭草（Hemarthria altissima）、8份扁穗牛鞭草（Hemarthria compressa）及2份Hemarthria uncinata]的遗传多样性和亲缘关系进行了研究。从48条SCoT引物中筛选出条带清晰、多态性好和重复性好的22条,对46份牛鞭草（Hemarthria spp.）种质资源进行扩增。结果表明：共获得597条带,多态性比率（PPB）为89.1％,平均每条引物扩增多态性条带24.3条,多态信息含量（PIC）范围为0.443~0.877,平均0.623。46份牛鞭草种质资源平均Nei's基因多样性指数为0.273,平均Shannon信息指数为0.486,表明46份牛鞭草种质资源具有丰富的遗传多样性。供试材料间的遗传相似系数介于0.611~0.943之间,聚类分析和主成分分析结果高度相似,基本将供试材料按牛鞭草种类及地理来源分为4大类,表明46份牛鞭草种质资源的遗传多样性与牛鞭草种类及其地理来源具有一定的相关性。可见,SCoT能用于牛鞭草种质资源遗传多样性研究,是一种有效的分子标记。本研究将有利于牛鞭草种质资源的收集及评价利用。     

17个枸杞品种的SCoT遗传多样性

采用目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记对17个枸杞品种进行遗传多样性分析。从80条引物中筛选出19条重复性好、条带清晰的引物进行PCR扩增,共扩增到96个条带,其中多态性条带71条,多态性比率为73.96%。多态信息含量(PIC)变化范围为0.055(SCoT-29)~0.239(SCoT-66),平均为0.132。聚类分析和主坐标分析结果表明,供试的17个枸杞品种遗传相似系数为0.43~1.00,在遗传相似系数为0.87处可将所有品种分为3个类群。综上,利用SCoT分子标记可揭示枸杞品种资源的遗传多样性,为枸杞品种资源保护和利用提供科学依据。