小豆SSR分子标记遗传连锁图谱构建

【目的】以小豆SSR为锚定标记,将公开发表的豇豆SSR、普通菜豆SSR和EST-SSR标记定位整合到小豆遗传连锁群中,构建中国小豆遗传图谱,为小豆基因定位、图位克隆和分子标记辅助选择育种提供更多可用的分子标记。【方法】用1 473对SSR和EST-SSR引物进行PCR扩增,包括906对豇豆SSR、123对普通菜豆和196对小豆SSR引物及248对普通菜豆EST-SSR引物,筛选亲本间多态性标记,验证栽培小豆HB801×AG109及GM892×AG110的F2分离群体。【结果】整合和构建了含有145个SSR和EST-SSR标记小豆遗传连锁图谱,包括59个小豆SSR标记,新增63个豇豆SSR、9个普通菜豆SSR、14个普通菜豆EST-SSR标记和1个茎色标记。紫茎色性状被定位在第9连锁群,离CEDG022和cbess058标记的遗传距离分别为0.9 cM和0.1 cM。图谱全长823 cM,覆盖11个连锁群,每个标记间平均距离为5.64 cM。每个连锁群长度为49.1—125.6 cM,平均长度74.82 cM;每条染色体上的标记数7—26个,平均13.27个。【结论】率先把小豆近缘物种分子标记引入小豆,加密了小豆SSR分子标记遗传连锁图谱。     

梨遗传连锁图谱的构建与比较分析

【目的】利用已公开发表的梨和苹果的SSR（Simple Sequence Repeat）引物以及从梨转录组开发的SSR引物构建本研究作图群体的遗传连锁图谱,为后期梨重要性状QTL定位和分子标记辅助选择等奠定基础。【方法】以西洋梨品种‘红茄’（Red Clapp Favorite）为母本,东方梨品种‘晚秀’（Mansoo）为父本,构建F1代作图群体。将所选用的SSR引物在亲本和4个子代个体进行PCR扩增,初步筛选出扩增结果符合JoinMap 4.0软件中“CP”作图模式要求的引物,随后在F1群体中检测,选用JoinMap 4.0软件对分离数据进行连锁分析,分别构建亲本的连锁图谱。以双亲图谱在各连锁群上的同源标记作为锚定位点,对双亲图谱进行整合。【结果】利用PCR技术对不同来源的共909对SSR引物（526对梨和283对苹果公开发表的SSR引物,从梨转录组开发的100对SSR引物）进行初步筛选后,发现来自苹果的SSR引物有效扩增片段的比例和多态性均较低,而来自梨和梨转录组开发的SSR引物相对较高。筛选出207对符合作图要求的SSR引物在群体中扩增,构建亲本的连锁图谱。母本图谱中的141个标记分布在17个连锁群上,总长度757.34 cM,标记间平均5.37 cM;父本图谱中的153个标记分布在19个连锁群上,总长度1 149.43 cM,标记间平均7.51 cM。【结论】对不同来源的SSR引物构建的双亲连锁图谱进行整合,最终得到一张由186个SSR标记,覆盖基因组长度1 125.33 cM的整合图谱。     

绿豆高密度分子遗传图谱的构建

【目的】在前期研究的基础上,进一步利用绿豆基因组SSR、EST-SSR、STS和普通菜豆基因组SSR等标记构建绿豆遗传连锁图谱,为绿豆重要性状相关基因的定位、克隆及分子标记辅助选育新品种等研究搭建技术平台。【方法】利用澳大利亚引进的Berken（高感豆象绿豆栽培种）× ACC41（高抗豆象绿豆野生种）及其重组自交系（recombinant inbreed line,RIL）群体,对6 686对引物进行PCR扩增及多态性筛选,包括6 100对绿豆基因组SSR、149对EST-SSR、13对STS和424对普通菜豆基因组SSR引物,将亲本间多态性引物,进一步分析重组自交系群体。结合前期研究的分子标记数据,利用Mapmarker/Exp 3.0软件构建遗传图谱,并设置LOD≥3.0,最大图距50.00 cM。用Joinmap 4.0软件进行图谱整合。【结果】用2个亲本共筛选了6 686对SSR引物,共有3 691对引物有稳定的扩增产物,得到有多态的引物有588对。其中,通过磁珠富集法开发的绿豆SSR引物6 100对,有效扩增3 459对,有效扩增率56.7%,得到多态性引物559对;通过转录组测序开发的绿豆MGCP引物149对,有效扩增126对,有效扩增率84.6%,得到多态性引物21对;通过磁珠富集法开发的菜豆SSR引物424对,有效扩增97对,有效扩增率22.9%,得到多态性引物6对;绿豆STS引物13对,有效扩增9对,有效扩增率69.2%,得到多态性引物2对。表明不同来源和种类的SSR引物在RIL群体亲本中的有效扩增率有明显差别,绿豆EST-SSR引物（84.6%）最高,绿豆STS引物（69.2%）和SSR引物（55.7%）次之,菜豆SSR引物（22.9%）最低。获得一张含有585个标记（499个SSR标记、74个RFLP标记、9个STS标记和3个RAPD标记）的绿豆遗传图谱,图谱总长732.9 cM,包括11个连锁群,每个标记间的平均距离为1.25 cM,平均长度为66.63 cM。每个连锁群长度为45.2-112.8 cM,每条染色体上面的标记数为35-92个,平均53.18个。标记位点数最多的连锁群LG1含92个标记,长度为112.8 cM;标记位点数最少的连锁群LG11仅含有35个标记,长度为48.7 cM。对图谱的585个标记位点进行χ2测验,在P＜0.05和P＜0.01条件下,分别有79个和151个标记表现为偏分离,占总标记位点数的39.3%。【结论】构建了一张目前国内外发表的标记数最多、密度最高的绿豆遗传连锁图谱。     

高丹草AFLP分子遗传连锁图谱的构建

【目的】对高丹草低氢氰酸含量及产量等重要性状进行QTL定位,构建其AFLP分子遗传连锁图谱,为分子标记辅助育种等研究奠定基础。【方法】以散穗高粱×红壳苏丹草杂种F2代305个分离单株为作图群体,利用AFLP分子标记技术先从供试AFLP引物中筛选适宜引物对,再用这些引物对对其供测群体进行PCR扩增;根据扩增原始数据,利用Join Map 3.0作图软件进行高丹草分子遗传连锁图谱构建。【结果】从113对AFLP引物组合中筛选出了25对多态性丰富、重复性好、条带清晰的适宜引物,对高丹草F2分离群体305个单株的基因组DNA扩增,得到444个AFLP分子标记位点,据此构建的高丹草遗传图谱包含10个连锁群,覆盖的基因组总长度为1 468.12cM,各连锁群的长度变幅为114.24~189.34cM,标记间平均图距为3.38cM。【结论】成功构建了一张密度较高的高丹草分子遗传连锁图谱。     

黄瓜嫩果白色皮色性状的QTL初步定位

【目的】构建黄瓜分子遗传图谱,对控制黄瓜嫩果白色皮色的QTL进行初步定位。【方法】以嫩果皮色不同的3份黄瓜种质Q8、Q16、Q24为亲本材料,分别配制2个杂交组合Q16×Q8和Q16×Q24及6世代遗传群体。利用色差仪和目测法观测黄瓜嫩果皮色;利用2个组合亲本进行多态引物筛选,进而进行遗传图谱的构建和嫩果白色皮色的QTL定位。【结果】121对SSR引物在Q16×Q8亲本间表现多态,多态引物的比率为12.2%;126对SSR引物在Q16×Q24亲本间表现多态,多态引物的比率为12.7%。在Q16×Q8组合的遗传图谱中,包含了7个连锁群,74个SSR标记覆盖的基因组总长度为2 400.73cM;在Q16×Q24组合的遗传图谱中,包含7个连锁群,76个SSR标记覆盖的基因组总长度为1 623.37cM。根据构建的连锁图,对黄瓜嫩果白色皮色的QTL进行了初步定位研究,在Q16×Q8组合的7个连锁群上共定位了2个QTL位点,分别位于第1与第3染色体上,第1染色体上的位点可解释9.276%的表型变异,第3染色体上的位点可解释50.622%的表型变异;在Q16×Q24组合的7个连锁群上共定位了1个QTL位点,位于第3染色体上,可解释68.976%的表型变异。【结论】从Q16×Q8和Q16×Q24 2个杂交组合中共检测到3个控制黄瓜嫩果皮色的QTL位点。     

黄瓜嫩果白色皮色的QTL初步定位

【目的】构建黄瓜分子遗传图谱,对控制黄瓜嫩果白色皮色的QTL进行初步定位。【方法】以嫩果皮色不同的3份黄瓜种质Q8、Q16、Q24为亲本材料,分别配制2个杂交组合Q16×Q8和Q16×Q24及6世代遗传群体。利用色差仪和目测法观测黄瓜嫩果皮色;利用2个组合亲本进行多态引物筛选,进而进行遗传图谱的构建和嫩果白色皮色的QTL定位。【结果】121对SSR引物在Q16×Q8亲本间表现多态,多态引物的比率为12.2%;126对SSR引物在Q16×Q24亲本间表现多态,多态引物的比率为12.7%。在Q16×Q8组合的遗传图谱中,包含了7个连锁群,74个SSR标记覆盖的基因组总长度为2 400.73 cM;在Q16×Q24组合的遗传图谱中,包含7个连锁群,76个SSR标记覆盖的基因组总长度为1 623.37 cM。根据构建的连锁图,对黄瓜嫩果白色皮色的QTL进行了初步定位研究,在Q16×Q8组合的7个连锁群上共定位了2个QTL位点,分别位于第1与第3染色体上,第1染色体上的位点可解释9.276%的表型变异,第3染色体上的位点可解释50.622%的表型变异;在Q16×Q24组合的7个连锁群上共定位了1个QTL位点,位于第3染色体上,可解释68.976%的表型变异。【结论】从Q16×Q8 和Q16×Q24 2个杂交组合中共检测到3个控制黄瓜嫩果皮色的QTL位点。     

IT-ISJ标记及其在陆地棉遗传图谱构建中的应用

【目的】开发可用于植物遗传多样性分析和遗传图谱构建的新型标记。【方法】根据植物结构基因内含子拼接位点的保守序列,设计扩增内含子的内含子-外显子拼接位点（intron targeted intron-exon splice junction,IT-ISJ）标记引物,并用于陆地棉遗传图谱构建。【结果】利用704个IT-ISJ引物组合,对陆地棉高品质品种渝棉1号和多显性基因标记系T586进行多态性筛选,获得49个多态性引物组合,占筛选引物的7.0%。49个多态性引物组合在（渝棉1号×T586）F2:7重组近交系群体270个系中检测到58个位点。以58个IT-ISJ、150个SSR和8个形态标记进行连锁分析,构建的遗传连锁图包括22个连锁群、113个位点（49个IT-ISJ、62个SSR和2个形态标记）。连锁图覆盖714.5 cM,占棉花基因组的16.1%,标记间平均长度为6.3 cM。【结论】IT-ISJ标记多态性高,可有效地用于陆地棉遗传连锁图谱的构建。     

利用SSR分子标记构建甜瓜遗传图谱

以中国甜瓜地方品种自交系4G21与3A823杂交产生的114个F2单株为作图群体,采用SSR法构建了一张包含14个连锁群、196个标记位点的甜瓜遗传连锁图谱,新增加48个SSR标记.构建的遗传图谱覆盖基因组总长度806 cM,平均间距7.54 cM,最小间距1 cM,最大间距29 cM.将48个SSR标记定位于甜瓜遗传图谱,可作为锚定引物与不同群体构建的甜瓜遗传图谱整合.     

利用SSR和InDel标记构建白菜×芜菁分子遗传图谱

以结球白菜BY和芜菁MM为亲本建立的小孢子培养DH系作为图谱构建群体,利用筛选获得的86对SSR引物和66对InDel引物进行分离分析,并整合已有的55个SSR标记,构建包含10个连锁群、175个标记位点的分子连锁图谱,图谱总长度902.9cM,标记间的平均图距为5.7cM,每个连锁群上的标记数为9～28个,平均图距为3.2～8.8cM,连锁群长度为66.0～113.3cM。     

基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱构建

【目的】构建一张基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱。【方法】以谷子高146A和K103杂交自交F2分离群体为作图群体,以分布于谷子9条染色体上的81个SSR标记为主要参考标记,采用来自谷子、水稻、珍珠粟和高羊茅的SSR、STS、SNP、SV和ACGM标记共1 733个,在亲本间筛选多态性标记,并进一步在F2群体间进行验证,利用MAPMAKER VERSION 3.0软件进行连锁分析,采用MapDraw V2软件绘制遗传连锁图谱。【结果】构建了一张包含192个不同类型分子标记的谷子遗传图谱,新定位标记33个,其中32个来自谷子,另1个来自珍珠粟。遗传图谱包含9个连锁群,覆盖基因组全长2 082.5 cM,连锁群长度介于119.5-475.2 cM,平均长度231.39 cM,标记间平均距离10.85 cM,每个连锁群上的标记数介于10-37个。部分连锁群上标记存在偏分离现象,在定位的192个标记中,共有36个标记发生偏分离,占图谱总标记的18.75%,其中,在LG2、LG6和LG7上分别聚集分布了10、15和7个偏分离标记,出现了偏分离热点区域,而在LG1、LG4、LG5和LG8上仅有零星分布,LG3和LG9上则没有偏分离标记。对来自不同作物的分子标记在谷子上的可转移性分析发现,来自谷子的1 235个PCR标记中有205个标记在双亲及其F2群体间有多态性,多态率为16.60%,而来自珍珠粟、高羊茅和水稻的498个PCR标记,在该群体上仅发现1个多态性标记。【结论】利用不同物种中的分子标记构建了一张覆盖基因组长度为2 082.5 cM的谷子遗传连锁图谱,其分子标记主要来自于谷子。     

基于EST-SSR标记甘薯连锁图谱构建及淀粉性状的QTL定位

【目的】利用分子标记技术,构建甘薯遗传连锁图谱,并分析甘薯淀粉含量性状的QTL位点,为高淀粉含量甘薯种质资源利用及甘薯分子标记辅助育种提供理论和实践依据。【方法】以高淀粉含量品种万薯5号为母本、低淀粉含量品种商丘52-7为父本建立杂交群体,利用EST-SSR标记,采用"双假测交"策略和运用Join Map4.0软件,分别构建双亲遗传连锁图谱,并结合F1(2012、2013年)群体表型数据采用区间作图法对淀粉含量性状进行QTL检测。【结果】利用1 679对EST-SSR引物筛选出的1 045对多态性引物检测F1群体的标记基因型,获得了1 418个标记位点。分别对上述获得的父母本多态性标记进行遗传连锁分析,在LOD≥5.0情况下,分别构建父母本的连锁遗传图谱。采用642个标记的多态性位点构建母本连锁群74个,其中,215个标记位点位于连锁图谱上,占标记多态性位点总数的33.5%。每个连锁群上有2—11个标记位点,连锁群长度在0.6—129.4 cM,图谱总长为3 826.07 c M,标记间平均距离为17.80 c M。属于父本的776个标记位点构建了80个连锁群,共有252个标记位点构建在连锁图谱上,占标记总数的32.5%,每个连锁群上有2—24个标记位点,连锁群长度在2.0—156.8 c M,图谱总长为3 955.0 cM,标记间平均距离为15.7 c M。以F1杂交群体构建的遗传连锁图谱,结合2012年、2013年2个环境,利用QTL作图软件MapQTL5.0,采用区间作图法进行分析,共检测到17个与淀粉含量性状相关的QTL,贡献率在8.4%—40.5%。其中qWsc-1、qWsc-2、qWsc-3 3个QTL位于母本万薯5号连锁群上,且在2年环境中均可检测到;14个QTL位于父本商丘52-7连锁群上,qSsc-1、qSsc-2、qSsc-3、qSsc-4、qSsc-8、qSsc-10、qSsc-11、qSsc-12是在2个环境均检测到的QTL。qSsc-5、qSsc-6、qSsc-7、qSsc-9、qSsc-13、qSsc-14是只在1个环境检测到的QTL。标记GDAAS0603在双亲中和2个环境中均同时检测到,这些环境稳定QTL可用于分子标记辅助选择。【结论】分别构建了亲本EST-SSR分子标记连锁群图谱,丰富了构建甘薯图谱的标记类型,定位了17个与淀粉含量相关的QTL位点。     

鸭茅杂交种SRAP分子标记鉴定及遗传分析

【目的】利用分子标记技术对鸭茅杂交种进行快速鉴定和遗传分析,建立鸭茅杂交种的快速鉴定体系,揭示鸭茅杂交种群体遗传信息,为鸭茅资源保护利用及新品种选育提供科学依据。【方法】利用SRAP标记技术对140个鸭茅杂交种单株及其亲本(01996、YA02-103)DNA进行扩增,分析杂交种与其亲本间扩增谱带的多态性,以鉴别真假杂交种,并结合形态标记对杂交后代的遗传变异进行分析。【结果】从192对SRAP引物中筛选出64对引物在杂交种和双亲间存在扩增多态性,多态性百分比为33.33%。利用能扩增出父本特征带的引物鉴定了140个杂交种,其中106个具有父本的特征带,可鉴定为真杂交种。选择16对多态性引物对亲本和106个真杂交种进行扩增,获得151条条带,其中多态性条带71条,平均每对引物扩增出4条多态性条带,多态性位点百分比为47.24%。【结论】SRAP用于鸭茅杂交种鉴定及多态性分析是可行的。     

裸燕麦SSR标记连锁群图谱的构建及β-葡聚糖含量QTL的定位

【目的】构建裸燕麦分子遗传图谱,发掘燕麦β-葡聚糖基因紧密连锁的分子标记,为高β-葡聚糖含量燕麦种质资源的利用及裸燕麦分子标记辅助育种提供理论和实践依据。【方法】以高β-葡聚糖地方品种夏莜麦为父本,育成品种赤38莜麦为母本构建的包含215个F2:3家系为图谱构建群体,利用SSR分子标记进行遗传分析,构建分子遗传图谱。通过美国谷类化学会（AACC）发表的标准葡聚糖含量测定方法（AACC Method 32-23）测定各家系的β-葡聚糖含量,利用复合区间作图法进行燕麦β-葡聚糖含量性状进行遗传定位与分析。【结果】利用筛选出的231对SSR引物在F2 后代群体上进行检测,共得到261个多态性标记位点,利用JoinMap 4.0软件对上述获得多态性分子标记进行遗传连锁分析,在LOD≥5.0情况下,构建遗传图谱,得到包含26个连锁群、182个标记位点的遗传图谱,覆盖基因组1 869.7 cM,标记间平均距离为10.6 cM,每个连锁群上的标记数在2-14个之间,连锁群长度在10.6-235.1 cM。对亲本及后代群体β-葡聚糖含量的测定结果表明,β-葡聚糖含量在后代群体中表现出明显的分离,且呈现为连续变异,变异系数为18.72%,说明β-葡聚糖含量性状是受多基因控制的数量性状,群体符合QTL定位的要求。利用QTL分析软件WinQTLCart 2.5对SSR数据进行分析,采用复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）对全基因组进行QTL扫描,以LOD值5作为阈值对β-葡聚糖含量可能存在的QTL进行定位和效应估计,检测到4个与β-葡聚糖含量相关的QTL位点,其中qBG-1位于连锁群LG20上,与最近的标记AM591的距离10.0 cM。加性效应值为0.21,可以解释的表型变异为10.9%;qBG-2和qBG-3位于连锁群LG23上,其中qBG-2与最近的标记AM1823的距离4.6 cM,qBG-3与最近的标记AM641的距离1.9 cM,加性效应值分别为-0.23和-0.22,可以解释的表型变异分别为3.2%和2.7%;qBG -4位于连锁群LG25上,与最近的标记AM302的距离6.8 cM,加性效应为0.84,可以解释的表型变异为27.6%,其中存在的2个主效QTL qBG-1和qBG -4,都来自于高β-葡聚糖含量的父本夏莜麦。【结论】构建了大粒裸燕麦SSR分子标记连锁群图谱,并定位了4个控制β-葡聚糖含量的QTL位点。     

长果种黄麻SRAP标记遗传连锁图谱的构建 及3个质量性状基因定位

 【目的】构建黄麻遗传连锁图谱,定位质量性状基因,为今后有关黄麻基因组结构、重要农艺性状QTL定位、分子标记辅助育种和基因克隆等研究工作奠定基础。【方法】以甜麻（黄麻野生种）和宽叶长果（黄麻栽培品种）为杂交亲本,构建了187个F2单株作为作图群体,利用513对SRAP引物进行遗传图谱构建,并对3个质量性状基因（托叶色、叶柄色、叶缘色）进行了定位。【结果】122个SRAP多态性标记位点和这3个形态学标记被定位在该图谱上,初步构建的长果种黄麻遗传连锁图谱全长2 231.9 cM,包含10个连锁群,每个连锁群有2—38个标记位点,2个标记间平均间距为17.86 cM。【结论】该图谱上的标记位点均匀分布在10个连锁群上,没有出现标记位点聚集的现象,表明SRAP标记十分适合黄麻遗传图谱的构建。     

草莓EST-SSR标记开发及在品种遗传多样性分析中的应用

 【目的】探讨草莓EST序列中SSR位点的分布规律,开发草莓EST-SSR引物,并分析其在草莓品种遗传多样性研究中的应用。【方法】从NCBI公共数据库下载草莓表达序列标签（expressed sequence tag,EST）55 750条,利用MISA软件查找SSR位点,并利用Primer3.0 Plus软件设计60对引物,通过非变性聚丙烯酰胺凝胶（PAGE）研究这些SSR引物的PCR扩增特点,并对部分扩增产物进行克隆和测序,以验证其真实性。【结果】55 750条草莓EST序列含有SSR位点的序列1 334条,SSR位点1 490个。其中,二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸重复是最主要的SSR类型,分别占36.17%、26.51%和19.87%。60对引物中有42对引物能在20个草莓品种中扩增出理想的PCR产物,其中36对引物扩增条带具有多态性。利用11对验证的EST-SSR引物分析了20个草莓品种的亲缘关系。【结论】草莓EST-SSR标记的开发对于草莓品种鉴定与遗传多样性分析具有重要应用价值。     

西瓜枯萎病菌生理小种1抗性基因连锁标记开发

【目的】开发与栽培西瓜枯萎病菌生理小种1抗性基因Fon-1紧密连锁的分子标记,为开展西瓜抗枯萎病分子辅助育种提供技术支撑。【方法】以栽培西瓜抗枯萎病品种Calhoun Gray为父本,感病品种Black Diamond为母本杂交获得的F2分离群体为供试材料,采用BSA法对Fon-1基因进行区间定位。依据11份栽培西瓜重测序信息,获取位于定位区间内的候选SNP位点。针对候选SNP位点设计CAPS/dCAPS标记,通过F2代分离群体和种质资源验证上述标记与Fon-1基因的连锁关系。【结果】通过BSA法,将Fon-1基因定位于1号染色体15 cM区间内。利用候选SNP位点信息,开发3个CAPS/dCAPS标记7716_fon、7419_fon和4451_fon,F2代分离群体以及164份西瓜育种材料验证显示,上述3个标记与Fon-1基因的连锁距离分别为0.8、1.0和2.8 cM。【结论】利用栽培品种Calhoun Gray的抗性遗传机制,开发的3个CAPS/dCAPS标记可以有效区分栽培西瓜对枯萎病菌生理小种1的抗病、感病性,为栽培西瓜品种枯萎病菌生理小种1抗性基因快速应用于栽培品种枯萎病抗性改良建立有效的技术手段。