适于玉米杂交种纯度鉴定的SSR核心引物的确定

为了确定一套适于玉米杂交种纯度鉴定的核心SSR引物,利用10个SSR引物对420份已知玉米(Zea mays)杂交种进行DNA指纹分析。综合考虑多态性和杂合率两个指标,确定bnlg161和bnlg1450为玉米杂交种纯度鉴定的首选核心引物,利用这两个引物进行筛选,412个品种(占98%)能够找到具有杂合带型的鉴定引物,确定5个引物bnlg439、bnlg125、umc2105、umc1705和bnlg1792为玉米杂交种纯度鉴定的备选核心引物。研究了纯度鉴定所用特异引物的选择,将特异引物分为两类:第一类是利用单个引物检测,某品种的基因型仅出现1次,将该引物作为该品种在特定品种范围内的特异引物,在420个品种中,累计29个品种具有第一类特异引物,其中umc1705和bnlg1450作为特异引物的次数最多,均为8个,phi072和phi065没有作为特异引物;第二类是根据引物基因频率表,将预测基因型频率低于2.40E-03(即1/420)的基因型作为特异基因型,除了phi072和bnlg161外,其它8个引物均可能成为具有特定基因型品种的第二类特异引物。利用推荐的7个纯度鉴定用核心引物可进一步筛选每个玉米杂交种的双亲互补型引物,建立了已知玉米杂交种的纯度鉴定DNA指纹图谱。     

SSR分子标记鉴定玉米杂交种纯度的研究及应用综述

从玉米基因组DNA提取、引物的筛选、PCR反应体系优化、部分推广玉米品种纯度鉴定引物信息等方面综述了SSR分子标记在玉米杂交种纯度鉴定方面的研究及应用。     

应用SSR分子标记鉴定甜瓜杂交种纯度的研究

摘要：本文以两个甜瓜杂交一代品种“东方蜜1号”、“东方蜜2号”及其亲本和若干同母异父的杂交组合为实验材料,利用SSR标记对甜瓜杂交种纯度快速鉴定的方法进行了研究。结果表明：SSR标记在甜瓜杂交种及亲本间具有较高的多态性,利用筛选出的SSR引物能够快速准确的区分出杂交种中混杂的母本自交系种子,对3批杂交种纯度的快速鉴定结果与大田鉴定结果一致。但是,利用筛选出的单一SSR引物不能完全区分开杂交种和与其同母异父的供试杂交组合,而用不同的引物组合能够将杂交种与大多数供试杂交组合区分开,但对于个别与杂交种遗传背景十分接近的杂交组合仍不能区分开。     

云南杂交玉米SSR标记核心引物的筛选及多样性分析

为降低合成引物成本,加快杂交玉米品种鉴定进程,筛选适用于云南玉米杂交种SSR标记鉴定的核心引物。本研究用玉米SSR标记鉴定规程中推荐的40对SSR引物对12个杂交玉米品种DNA进行扩增,筛选出多态性高、扩增效果好、稳定性好的20对引物,推荐其作为云南玉米杂交种特异性鉴定的核心引物。并用筛选的核心引物对云南220个杂交玉米材料进行多样性分析及评价。筛选的20对SSR引物在12个杂交玉米品种中共检测到216个等位变异,平均每对引物检测到10.80个。20对SSR核心引物在220个杂交玉米材料中共检测到236个等位变异,平均每对引物检测到11.80个;平均有效等位变异为3.158 8;平均Shannon-Weaver多样性信息指数为3.028 2。聚类分析表明,220个杂交玉米材料间的相似系数为0.62~0.95。以0.62为阈值可将220个杂交玉米材料划分为两大类群,第Ⅰ类群包括10个玉米材料,占4.5%;第Ⅱ类群包括210个玉米材料,占95.5%。本研究筛选的20对SSR引物多态性高、扩增效果好、稳定性好,可作为云南玉米杂交种特异性鉴定的核心引物。     

应用SSR分子标记鉴定甜瓜杂交种纯度

以甜瓜(Cucumis meio L.)杂交一代品种东方蜜1号、东方蜜2号及其亲本和7个同母异父的杂交组合为实验材料,利用SSR标记对甜瓜杂交种纯度进行了快速鉴定.结果表明,应用筛选得到的12对东方蜜1号SSR特异性引物及3对东方蜜2号SSR特异性引物可快速准确地鉴定出杂交种中混杂的母本自交系种子,且鉴定结果与大田鉴定结果基本一致.利用SSR引物组合MS48 MS60和MS4 MS20分别可以把东方蜜1号、东方蜜2号与其各自亲本及同母异父的7个杂交组合完全区分开.应用SSR引物组合的方法不仅能够有效地检测出混杂在杂交种中的母本自交系种子,也能检测出其它不明来源花粉所导致的生物性混杂,提高了甜瓜杂交种纯度检测结果的准确度.     

甘蓝型油菜秦优10号杂交种纯度鉴定的SSR引物筛选

为了建立一套快速可靠的油菜杂交种纯度的鉴定方法,本文以秦优10号及其亲本、杂种ZZH2为试验材料,对前人开发的2对SSR引物（7号引物,9号引物）进行了再次筛选。结果显示,7号引物不但能很好地区别出混入杂交种中的亲本,还能将杂交种子的同母异父组合种子从杂交种中分离出来,能够用于鉴别秦优10号杂交种子的真伪;9号引物能区分出杂交种和母本,但不能区分开杂交种和父本。同时,本试验利用人工制成的秦优10号杂交种标准样（纯度为100%）以及7份大田鉴定不同纯度梯度的杂交种子对7号引物鉴定结果的准确性进行了验证,鉴定结果与大田鉴定结果基本一致。本文结果将为鉴定秦优10号杂交种纯度提供更准确的技术资料。     

用过氧化物酶同工酶和SSR标记鉴定中油杂12种子纯度

杂交种的纯度鉴定是油菜种子生产的重要环节。对甘蓝型油菜（BrassicanapusL.）杂交品种中油杂12及其父母本的过氧化物酶同工酶分析结果显示,父本和杂种F1比母本多一条迁移率（Rf）为0.41的条带,该特征条带可用来进行粗放杂种纯度鉴定,但是难以鉴定出父本杂株。选用173对SSR引物对中油杂12的亲本进行扩增,筛选出了6对扩增效果好的引物,其扩增条带清晰且亲本间的差异能够重复,其中P052、P130、P131和P154这4对SSR引物在杂种F1中可分别扩增出父母本的特征条带。在同一反应体系中同时加入P131和P154两对引物,发现扩增产物带型是单独采用这两对引物分别扩增时产物带型的叠加。对于混杂程度较高的种子,采用P131＋P154引物组合可以在工作量不变的条件下提高检测外来花粉的灵敏度,从而更加准确地鉴定中油杂12的种子纯度。对100份大田制种的中油杂12单株DNA分别用引物P131、P154以及引物组合P131＋P154进行SSR分析,鉴定结果完全一致,并且与田间鉴定结果非常接近。     

利用SSR技术构建多花黑麦草品种指纹图谱

通过构建我国多花黑麦草主栽品种的SSR标记指纹图谱数据库,以实现对多花黑麦草品种的快速、准确鉴定.本研究利用SSR标记,基于多态性高、稳定性强和连锁群分布均匀的原则,从100对多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)基因组来源的SSR引物中,筛选出12对引物用来构建了21个多花黑麦草品种(系)的指纹图谱.12对SSR引物共扩增出108种多态性基因型,多态性比率达94.15％,每对引物的基因型从5～22种不等,平均每对引物扩增出9种基因型,多态性信息量(PIC)变幅为0.744～0.934,平均为0.843,此12对引物可以在构建多花黑麦草品种DNA指纹数据库作为核心引物推荐使用.21个多花黑麦草品种(系)基因型间遗传相似性系数在0.4956～0.8571之间,UPGMA聚类分析表明,在相似系数0.69处可将全部材料分为3大类.7对引物在9个品种上具有唯一特征带,采用15-08C单对引物即可将21个多花黑麦草品种完全区分开,该对引物不仅多态性高(PIC=0.934),且具备多个品种的特征谱带.基于该引物建立了供试品种指纹图谱标准模式图,每个品种具有唯一的指纹图谱(带型),为牧草品种的审定和保护以及选配优良杂交组合培育新品种提供了重要的理论依据.     

河南粳稻品种SSR指纹图谱的构建及遗传差异分析

为了建立河南粳稻品种的DNA指纹图谱,了解河南粳稻种植品种的遗传多样性,本研究利用均匀分布于水稻(Oryza sativaL.)12条染色体的37对SSR引物,以河南1963～2010年间主要推广种植的37个粳稻(O.sativaL.ssp.japonica)品种为材料,进行简单序列重复(SSR)指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明,33对引物具有特异多态性片段,共检测到114个等位基因,平均每位点3.53个等位基因;引物多态性频率为0.054～0.739。37个品种的遗传相似系数为0.627～0.992,平均为0.812。17个品种都至少具有1对SSR特征引物,其余20个品种的鉴定需要结合不同的SSR引物。利用19对核心SSR引物构建的指纹图谱能逐一区分出36个粳稻品种。采用非加权类平均法(UPGMA)进行聚类分析,在遗传相似系数0.710处可将37个品种分为2大类,河南选育品种基本都聚到同一大类群,表明河南推广的粳稻品种遗传基础狭窄。     

利用InDel标记鉴定大白菜杂交种豫新四号种子纯度

InDel(insertion deletion length polymorphism)是基于基因组测序的第三代分子标记,已在一些作物的遗传研究中得到运用。本研究以大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)杂交种豫新四号及其亲本和8个同父异母、同母异父的杂交组合为实验材料,利用InDel标记和引物组合方法对大白菜杂交种纯度进行了快速鉴定。结果表明,从104对InDel引物中筛选到3对(BrID10667、BrID90107和BrID90147)在豫新四号及其亲本间表现多态性且带型清晰稳定,这3对InDel引物对两批杂交种进行检测,第一批材料所测纯度全部为98.00%。第二批材料所测纯度分别为:100.00%、98.30%和99.10%,与田间鉴定结果 100.00%的纯度高度一致,吻合度达99.13%。利用筛选出来的3对特异性InDel引物分别对豫新四号及其4个同母异父和4个同父异母的杂交组合进行InDel分析,没有一对引物能够将豫新四号以及其4个同母异父和4个同父异母杂交组合同时区分开来。然而在这3对引物中引物BrID90107和BrID10667退火温度相同均为55℃,但是各自扩增产物位置不同,应用引物组合BrID90107和BrID10667就可以将豫新四号与其亲本及4个同父异母和4个同母异父的杂交组合完全区分开。实验结果显示,InDel标记可以快速、准确、经济地鉴定大白菜杂交种纯度,同时证明,利用引物组合的方法可以更有效地鉴别大白菜杂交种子中的生物学混杂,表明InDel标记技术在大白菜杂交种纯度室内快速检测中具有广泛的应用前景。     

高低氮条件下玉米SSSL群体生物量、氮浓度及氮累积量的QTL定位

  【目的】  玉米生物量、氮浓度以及氮累积量与籽粒的产量和品质密切相关,本研究利用单片段代换系群体,对高氮和低氮条件下玉米成熟期的生物量、氮浓度和氮累积量进行了QTL定位,旨在为氮高效相关基因的精细定位以及克隆氮高效相关的主效QTL奠定基础。  【方法】  以氮效率具有显著差异的‘许178’和‘综3’为亲本构建的玉米单片段代换系 (SSSL) 群体作为研究材料,设置高氮 (0.15 g/kg) 和低氮 (0.05 g/kg) 两种处理进行盆栽试验。在成熟期取样,测定植株的生物量、氮浓度以及氮累积量。根据代换系与亲本‘许178’表型值的T-test结果, 利用该群体SSR遗传连锁图谱,在P < 0.05条件下定位所测定性状的QTL。  【结果】  在高氮和低氮条件下,共定位到133个QTL (贡献率为 –40.75% ～12.69%)。其中包括49个生物量QTL,在高氮条件下检测到26个、低氮条件下检测到23个;24个氮浓度QTL,其中17个茎秆氮浓度QTL (包括8个高氮条件下检测到的QTL和9个低氮条件下检测到的QTL),7个叶片氮浓度QTL (5个高氮条件下检测到的QTL和2个低氮条件下检测到的QTL);60个氮累积量QTL,包括33个茎秆氮累积量QTL (27个高氮条件下检测到的QTL和6个低氮条件下检测到的QTL),27个叶片氮累积量QTL (11个高氮条件下检测到的QTL和16个低氮条件下检测到的QTL)。上述QTL在玉米的10条染色体上均有分布,其中以第4条染色体上检测到的数量最多 (19个),第5条染色体上检测到的数量最少 (6个)。  【结论】  本研究定位到的生物量和叶片、茎秆氮累积量高氮特异QTL片段有umc1077 ～umc2350 (bin 10.04)、umc2350 ～bnlg1028 (bin 10.04) ,低氮特异QTL片段有umc2377 ～bnlg1647 (bin 3.01)、end ～phi072 (bin 4.00)、bnlg1444 ～umc2041 (bin 4.08)、bnlg1863 ～bnlg2046 (bin 8.03)。这些染色体片段中极可能包含控制玉米氮效率相关的关键基因,在后期的试验中我们将逐步对这些QTL进行精细定位。     

不同水分环境下玉米叶形相关性状与SSR标记的关联分析

玉米的叶形结构与其抗旱性紧密相关,挖掘不同水分环境下调控玉米叶形相关性状的显著关联分子标记位点,可为揭示玉米叶形结构的分子遗传机理、克隆相关调控基因并进行抗旱理想株型育种提供参考。本研究在不同水分环境下分析187份玉米自交系叶长、叶宽、叶夹角、叶向值、叶面积、叶形系数及叶片卷曲度等7个叶形相关性状的变化,采用SSR标记对这些材料进行全基因组扫描并分析其遗传多样性,采用一般线性模型(GLM)寻找不同水分环境下与玉米7个叶形相关性状关联的分子标记。结果表明:1)干旱环境下187份玉米自交系的叶长、叶宽、叶夹角、叶面积均显著降低,而叶向值、叶形系数及叶片卷曲度均明显升高,且干旱环境下这7个叶形相关性状的变异比率为30.53%～198.31%。2)145对SSR标记共检测出652个等位变异,变异范围在2～13个;多态性信息量(PIC)变异范围为0.201～0.966,平均0.478。采用UPGMA聚类及群体遗传结构分析均将供试材料分为旅大红骨(LRC)、唐四平头(TSPT)、兰卡斯特(Lan)、P及瑞德(Reid)等5大类群。3)采用GLM模型,在不同水分环境下共检测到15个SSR标记与玉米的7个叶形相关性状在P0.01水平下关联,各标记对表型的解释率为2.25%～27.30%,72.97%的标记可在干旱环境下被检测到;其中umc1124、umc2363、umc2214、umc1742、phi331888、umc1378、bnlg1863、umc2134和umc1345标记同时与不同水分环境下的多个叶形相关性状连锁,表现出明显的"一因多效"现象。这些研究结果将为玉米叶形结构的遗传改良及抗旱理想株型分子标记辅助选择育种提供参考。     

甘蓝型化学杀雄杂交油菜品种秦优33种子纯度的SSR鉴定

为了准确、稳定、高效的鉴定杂交油菜纯度,本研究在简单重复序列(SSR)琼脂糖电泳高效标准分析技术体系基础上,通过对479对引物筛选,获得扩增效果好、条带清晰稳定、可将化学杀雄杂交油菜品种秦优33及其亲本系三者皆可有效区别的SSR引物3对.利用其中的SA332引物对三者的高纯单株分别进行了单株验证,结果表明,三者的SSR单株图谱表现与各自的标准图谱的一致性对应率极高,分别达到了98％、99.33％和96.67％.同时利用SA332和SA85两对引物对秦优33生产商品种种子进行了实用化检测,并和大田形态结果进行了一一定株吻合率比对,结果显示,两对引物与大田的单株吻合率皆能达到96％以上,最高可达98.67％;两引物之间在两样品上的一致性偏差比较仅为0.67％和2.67％; 150株室内较小检验群体和大田300株以上较大考察群体的纯度偏差仅为-2.19％到3.76％.研究结果表明,室内SSR的鉴定结果和大田种子纯度的实际表现基本一致,可用于油菜杂种纯度的鉴定.     

氮胁迫与非胁迫条件下玉米叶形相关性状的QTL分析

【目的】叶片是植物光合作用的重要器官,也是蒸腾作用和抗逆的主要器官。在施氮 (N+) 与不施氮 (N–) 条件下鉴定玉米叶片相关性状的QTL,为高光效玉米新品种选育提供重要的理论依据。【方法】利用玉米骨干系综3为供体,许178为受体,通过杂交、回交和分子标记辅助选择的方法,构建了一套以许178为背景的综3单片段代换系 (SSSLs) 群体,其中包含160个单片段代换系。以这套SSSLs以及许178为材料,在施氮和不施氮条件下,通过一年三点 (贵州贵阳、德江和云南罗平) 的表型评价,利用复合区间作图法对叶面积、叶绿素含量和穗下绿叶数3个叶片相关性状进行QTL定位。【结果】在基因组范围内,两种氮处理条件下共检测到42个主要叶片相关性状QTLs,分布于10条染色体上。N+条件下,在3个地点共检测出8个叶面积的QTLs,5个穗下绿叶数的QTLs,8个叶绿素QTLs。其中,qLAI1b在3个环境中同时被检测到;qLAI1b在德江、贵阳和罗平点对叶面积的贡献率分别为14.41%、14.47%和16.38%,来自于综3的等位基因起增效作用。同时,穗下绿叶数QTL (qLN7a和qLN7b) 在3个环境中均被检测到。在氮胁迫 (N–) 条件下,3个环境中共检测出9个叶面积QTLs,7个穗下绿叶数QTLs,8个叶绿素QTLs;其中,位于bin3.08的叶面积QTL qLAI3b,片段大小为120.48 cM,在德江、贵阳和罗平的贡献率分别为20.4%、12.8%和13.2%,来自于许178的等位基因起增效作用;玉米穗下绿叶数QTL,位于bin9.01区的穗下绿叶数QTL qLN9 (umc1957～umc1867～umc2078),片段大小为62.7 cM。位于bin4.08的叶绿素含量QTL qCHL4a,片段大小为18.69 cM,在德江、贵阳和罗平点对叶绿素含量的贡献率分别为17.6%、10.6%和11.4%,且来自于亲本综3的等位基因起减效作用。【结论】不同氮素处理下,检测出一些共有的玉米氮响应的主效 QTLs,如qLAI3b (umc1844～umc1320～bnlg1182)、qLN7a (umc1642～umc2160～umc1929)、qLN7b (phi328175)。这些区段可能在玉米氮素吸收、转运和利用过程中起重要作用,可作为下一步精细定位和图位克隆玉米叶片相关基因的重要候选区域。     

玉米颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS )基因cDNA的克隆及植物表达载体的构建

根据已发表的玉米颗粒结合型淀粉合成酶GBSS（granule-bound starch synthase）基因序列,设计两对引物,其中一对为定点突变的过度引物。从授粉后15d的玉米胚乳中提取总RNA,以反转录合成的cDNA第一链为模板,首次用定点突变、RT-PCR、融合PCR的方法克隆了GBSS 基因的全长cDNA（1818bp）片段。序列测定表明,该片段与文献报道的序列具有99.72％的同源性。并构建了以胚乳特异表达性的Gt1为启动子,以NOS-ter为终止子的植物表达载体pBI-Gt1-GBSS,其含有NPT‖选择标记基因。以期实现特定时期GBSS基因在玉米胚乳中的大量表达。