结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)迟抽薹基因SCAR标记转CAPS标记

为了更加精确结球甘蓝迟抽薹基因标记。本研究以结球甘蓝冬性强的迟抽薹材料‘P02’和冬性弱的易抽薹材料‘A21’杂交得F1代,F1代自交至F3代为试验材料,并以课题组所设计的特定序列扩增(sequence characterized amplified regions, SCAR)标记的SCN1/248为引物。在F3代的785株结球甘蓝中有711株扩增出目的条带,有74株未能扩增出目的条带。经测序,该序列长度为248 bp,运用该序列共设计3对酶切扩增多态性序列(cleaved amplified polymorphic sequence, CAPS)引物,其中1对引物均扩增出目的条带,多态性消失,另外两对分别命名为SC01和SC02。结合田间127株结球甘蓝抽薹性状调查,有65株表现为迟抽薹,59株表现为易抽薹,3株表现为中间型,与SCAR扩增检测结果基本一致,将SCAR标记转换成CAPS标记,建立CAPS标记体系。本研究进一步精化了分子标记辅助选择,为做精确定位功能基因,选育优良的迟抽薹结球甘蓝品种提供了理论依据。     

块根淀粉磷差异木薯种质资源的RAPD遗传背景研究

通过RAPD遗传背景研究方法,从分子水平对木薯块根淀粉磷差异种质资源进行分析,为木薯块根淀粉高磷品种的选育打下基础。以国家木薯种质圃筛选出的30个块根淀粉磷差异木薯品种为材料,采用改良CTAB法提取DNA,通过18条RAPD引物对材料进行PCR扩增,利用NTSYS软件对扩增结果进行了遗传关系分析。结果表明：采用改良的CTAB法提取的DNA可以用于RAPD分析;利用18条RAPD引物扩增共得出条带131条,其中多态性条带126条,多态性百分率为96.2%;其中没有发现与磷含量相关的特异性条带,块根淀粉磷含量相近的木薯品种间不能明显聚类;30个品种间的遗传相似性系数GS大于0.71。通过对RAPD结果进行分析,未发现块根淀粉磷含量差异的木薯品种间存在明显的遗传关系,也未发现与磷元素差异相关的特异基因。     

基于木薯全基因组重测序的InDel标记开发及应用

本研究旨在开发稳定可靠、操作简便的木薯In Del分子标记,为木薯种质资源遗传多样性研究、品种鉴定等工作提供有力工具,为木薯育种发展提供保障。本研究基于22份木薯种质资源全基因组重测序分析结果随机挑选了64个In Del分子标记进行引物设计并利用琼脂糖凝胶电泳检测进行有效性验证,结果有20对引物具有多态性,多态性率为31.25%。随后将具有多态性的且扩增效果最优的18个InDel标记扩增条带数进行统计生成矩阵用于木薯种质资源遗传多样性研究,各标记的基因多样性指数于0.21～0.50之间,香农多样性指数于0.36～0.70之间。聚类结果分析将72份木薯材料在遗传相似系数0.62处划分为2大类群。且将中国的地方品种及选育品种大多划分至1#中的同一分支,其余薯肉颜色及内皮颜色相同的木薯材料大多都聚类到了一起。此外,本研究开发出的In Del分子标记IDC46具有特异性,可用于特定木薯材料鉴定。说明后期InDel引物有望成为木薯指纹图谱及分子身份证构建的有效工具,本研究结果也将对木薯育种工作后续开展具有一定的参考意义。     

两种筛选水稻badh2-E2类型香味基因分子标记的建立

本研究根据香味基因(badh2-E2)与非香基因(Badh2)在第2外显子7个脱氧核苷酸序列缺失差异,建立了一个新的STS分子标记和检测方法;并根据badh2-E2与Badh2+310 bp位点脱氧核苷酸的差异性,建立一个新的CAPS(EheⅠ)分子标记和检测方法。结果显示:建立的STS分子标记与前人的报道相比扩增的条带更小,只有100 bp左右,能够更加清晰地鉴别出香与非香基因型之间的差异;而建立的CAPS(EheⅠ)分子标记,纯合非香稻可获得长度为292 bp和375 bp两条带,纯合香稻可获得长度为667 bp一条带,杂合F1植株可获得长度为292 bp、375 bp和667 bp3条带,对于不同基因型检测结果的判断效果更明显。采用本研究建立的方法能够提高水稻badh2-E2类型香味基因选择效率。     

蓖麻种质资源多样性AP-PCR与RMAPD分析

为了研究国内主要商业蓖麻品种的种质资源多样性,采用AP-PCR与RMAPD分子标记方法,对来自国内不同地区的31份蓖麻品种进行分析。AP-PCR分子标记的研究结果表明,9条引物扩增的条带为5~12条,共计82条带,平均每条引物扩增出9.1条带,扩增的多态性条带为2~10条,多态率为40%~90.91%,共计53条带,平均每条引物扩增出5.89条多态性带。在9条引物中,引物S3扩增出多态性条带最高,多态率达90.91%。蓖麻种质资源的RMAPD分析结果表明,84对引物扩增的条带为5~12条,共计85条带,平均每对引物扩增出8.5条带,扩增的多态性条带为3~10条,共计56条带,平均每条引物扩增出5.6条多态性带。在84对引物中,引物A3+B4扩增出的条带最多,多态性最高,多态率达83.3%。对AP-PCR与RMAPD分子标记的数据进行联合聚类分析表明,在遗传系数为0.56处,31份蓖麻种质被分成3大类群。2种分子标记之间的相关系数不显著(R=0.009 3)。     

甜瓜单性花相关基因CmACS-7的分子标记开发与应用

甜瓜(Cucumismelo L.)性型中主要是雄花、两性花同株型(雄全同株,简称两性花),雌雄异花同株型(单性花)比较少见。甜瓜育种工作中为提高制种效率,往往将母本系转育成单性花。传统方法筛选单性花植株耗时长,占地面积大。根据CmACS-7基因序列设计引物进行PCR扩增,甜瓜9份材料均可获得188 bp的片段。多序列比对发现,材料单性花性状与扩增片段的碱基变异相关联,关联位点为限制性内切酶AluⅠ的识别位点。扩增产物进行酶切,甜瓜单性花材料CmACS-7基因的PCR扩增产物均可以被酶切成两条带(160 bp和28 bp),两性花材料CmACS-7基因的PCR扩增产物不能被酶切(188 bp),因此建立CmACS-7基因的CAPS分子标记。利用此标记对58份甜瓜材料进行验证,甜瓜单性花性状与分子标记结果显著相关。基于甜瓜单性花决定基因CmACS-7的CAPS分子标记可用于单性花的选育。     

茄子ISSR和SSR分子标记的鉴定技术分析

以茄子为研究对象,初步建立起茄子的ISSR和SSR分子标记技术体系,包括DNA提取、退火温度、循环次数和引物筛选等。结果表明,ISSR分子标记体系中,从49条引物中筛选出3个条带清晰的引物对6个品种进行扩增,共检测出26条带,其中多态性带21条,多态性比例为80.77%;SSR分子标记体系中,从4对引物中筛选出3个条带清晰的引物对6个品种进行扩增,共检测出17条带,其中多态性带5条,多态性比例为29.41%,2种方法均能把6个茄子品种区分开来,本实验为茄子品种鉴定和新品种选育提供理论依据。     

利用SSR和SRAP标记分析花椰菜自交系的遗传多样性

为选育优质花椰菜新品种,指导种质资源引进和利用,本研究采用简单重复序(simple sequence repeat,SSR)标记和相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)标记对38份花椰菜自交系进行了遗传多样性分析,分别从48对SSR引物、48对SRAP引物中各筛选出4对有效引物。4对SSR引物扩增的总条带数为47个,多态性条带为39个,平均多态性比率达83.0%;4对SRAP引物扩增的总条带数为86个,多态性条带为51个,平均多态性比率为59.3%,该结果显示花椰菜自交系间具有较丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析揭示了花椰菜自交系的熟期与其遗传差异相关。     

13份木薯种质资源多样性分析与系统评价

为选育优良的木薯新品种,对13份优良木薯种质资源的农艺性状进行鉴定,分析其遗传多样性特点。结果表明,13份资源在叶片形状、叶片颜色、叶裂数、叶柄颜色、叶脉颜色、主茎内外皮颜色、幼茎颜色、茎杆生长情况、株型、茎分叉、分枝角度、株高、主茎高度、主茎直径、块根分布、结薯集中度、块根形状、块根内外皮颜色、块根肉质颜色等方面均表现出多样性,且收获指数、淀粉含量、干物质含量等存在较大差异。本研究对13份木薯种质资源进行了系统评价,筛选获得了5个优良新品系,为今后木薯种质资源分类提供了参考。     

甜椒胞质雄性不育恢复系SRAP及SCAR标记

以甜椒胞质雄性不育恢复系5-2R1和相应的保持系5-2为试材,利用SRAP分子标记技术筛选与甜椒恢复基因相关的分子标记。128对SRAP引物共扩增获得了3796条从100bp至800bp大小不同的条带,平均每对引物组合可扩增出30条清晰的条带,检测到4个多态性位点,其中恢复系材料仅有1个。对该特异片段进行回收、克隆和测序,结果表明该片段全长为259bp。经数据库比对分析表明,该片段与线粒体中的NADH脱氢酶第5亚基(GenBank:EF151914.1)具有81%的同源性;同时,该片段与辣椒BAC克隆PEPBAC 158K24(GenBank:FJ597540.1)的部分序列高度同源。根据序列特点设计特异SCAR引物,对恢复系和保持系进行扩增验证,仅在恢复系中扩增出目的条带,表明已成功地将此SRAP标记转化为简单、稳定的SCAR标记。我们推测本研究获得的SCAR标记可能与胞质雄性不育恢复性状连锁。     

利用SRAP标记构建18个木薯品种的DNA指纹图谱

利用SRAP标记,选用36对多态性较好的引物组合,对18个木薯品种进行分析鉴定,扩增出320个位点,其中多态性位点235个,多态性比率达73.4%,平均每对引物组合可产生8.9个位点和6.5个多态性位点;235个多态性位点采用非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析,以遗传相似系数0.734为阈值,可将18份供试材料分为4组;选用2对多态性引物Me1-Em5和Me24-Em10,初步构建了18份木薯品种的指纹图谱,根据条带的有无转换为0、1二进制编码形成数字指纹,每个品种拥有唯一的数字指纹区别于其他品种,置信概率达到99.999%。结果表明,采用SRAP标记建立的指纹图谱适用于木薯品种的分类和鉴定。     

梨种质资源遗传多样性研究中的RAPD技术引物筛选

以梨属44个种和品种为试验材料,利用RAPD技术从50个随机引物中筛选出18个多态性引物,用于梨种质资源遗传多样性研究。结果表明：所选出的多态性引物每个引物扩增出的条带数在4—11之间,扩增出的DNA片段分子量大多在450bp—2000bp之间,共扩增出118个条带,其中样品间相同的条带数有11条,呈现多态性的条带107条,多态百分率达90.8%。     

内蒙古绒山羊产绒量和体重性状RAPD标记的初步研究

利用12条随即引物对27只内蒙古绒山羊基因组DNA进行预扩增,筛选出具有多态性扩增产物的4条引物进行RAPD分析,共得到51个标记,其中可变标记43个,标记条带多态性频率为0.84,扩增片断长度在176-2940bp之间。RAPD标记条带与经济性状关系分析表明：CY0816引物扩增产物的ABCFHO组合、F09引物的INR组合为内蒙古绒山羊产绒量的优势组合型;CY0816引物扩增产物的GIJOPQR条带组合为体重性状标记的优势组合型。     

辣椒细胞质雄性不育系和保持系线粒体DNA差异的SRAP分析

以辣椒细胞质雄性不育系21A及其保持系21B的线粒体DNA为材料进行SRAP分析,结果表明,从128对引物扩增获得了1 440条100～1 000 bp的条带,多态性位点仅有9个,占0.63%,其中7条多态性条带位于21A中;对多态性条带回收、克隆和测序分析后发现,9个克隆在GenBank中找到了相似的功能,绝大部分与能量代谢有关;利用21A中的多态性序列特点设计SCAR引物,对21A和21B的基因组DNA进行扩增验证,3对引物在21A中扩增出目的条带,表明已成功地将SRAP标记转化为SCAR标记,是新发现的与辣椒细胞质雄性不育基因相关的片段。     

马铃薯块茎形状CAPS标记的开发与验证

马铃薯块茎形状(薯形)是选育马铃薯品种尤其是加工品种最重要的性状之一。前人研究表明薯形是由位于第10染色体的单基因Ro控制的,并且圆形对长形为显性。本研究以二倍体马铃薯长薯形基因型10618-01和圆薯形基因型320-02及其213个F₁代薯形分离群体为材料,基于马铃薯基因组相关序列信息结合分离群体分组分析法开发标记,获得了一个CAPS标记1137-CAPSVI。利用该标记对53份不同薯形的四倍体马铃薯高代品系进行验证,结果表明该标记的选择准确率达83.02%,进一步的Pearson双侧相关分析显示其相关性达极显著水平,且该标记对圆薯形材料的选择准确率更高,达91.42%。该CAPS标记的获得对于四倍体马铃薯分子标记辅助育种,加速马铃薯品种尤其是加工专用型品种的选育具有重要意义。     

用微卫星DNA标记分析苎麻品种的亲缘关系

用3种微卫星标记分别分析了20个苎麻品种的DNA。每种标记方法都能在苎麻品种间产生多态性的谱带。ISSR每个检测单位产生的DNA条带最多,平均每个引物对扩增出8个DNA条带;其次是RAMP。虽然SSR每个检测单位产生的条带数最少,但其扩增图谱中,87.0%的条带是多态性条带,高于ISSR和RAMP。ISSR和RAMP扩增图谱中多态带的频率分别     

马铃薯块茎形状基因CAPS标记的开发与验证

马铃薯块茎形状(薯形)是选育马铃薯品种尤其是加工品种最重要的性状之一。前人研究表明薯形是由位于第10染色体的单基因Ro控制的,并且圆形对长形为显性。本研究以二倍体马铃薯长薯形基因型10618-01和圆薯形基因型320-02及其213个F1代薯形分离群体为材料,基于马铃薯基因组相关序列信息结合分离群体分组分析法开发标记,获得了一个CAPS标记1137-CAPSVI。利用该标记对53份不同薯形的四倍体马铃薯高代品系进行验证,结果表明该标记的选择准确率达83.02%,进一步的Pearson双侧相关分析显示其相关性达极显著水平,且该标记对圆薯形材料的选择准确率更高,达91.42%。该CAPS标记的获得对于四倍体马铃薯分子标记辅助育种,加速马铃薯品种尤其是加工专用型品种的选育具有重要意义。     

25个猕猴桃材料遗传多样性分析及DNA指纹图谱的建立

利用ISSR分子标记对25个猕猴桃品种和种质资源材料进行遗传多样性分析,并构建其ISSR指纹图谱,旨在阐明其亲缘关系,为遗传、育种和利用提供理论依据。结果显示,从100条引物中筛选出10条引物,在25个供试材料中共扩增出172条带,每条引物平均扩增条带数为17.2条,多态性条带169条,每条引物平均扩增多态性条带数为16.9条,多态性比例为98.26%;遗传相似系数值在0.51~0.87之间;在相似系数水平为0.604时,可将所有供试材料聚为三类。本研究构建的指纹图谱可用于猕猴桃种质的分类与鉴定,为种质资源的鉴定、分类、利用和杂交育种亲本的选配等方面提供理论依据。     

药用菊花SSR-PCR反应体系优化及引物筛选

为进一步开发利用药用菊花种质资源和开展分子标记辅助选择育种,本研究利用L25(56)正交设计对影响药用菊花SSR-PCR反应的模板DNA、Mg2+、d NTPs、Taq酶、引物等5个因素进行优化,并对SSR引物进行筛选。结果建立了药用菊花SSR-PCR最佳反应体系(20μL):模板DNA 60 ng,正、反向引物0.25μmol/L,d NTPs 0.3 mmol/L,Mg2+3.0 mmol/L,Taq酶1.5 U。运用优化后的反应体系,从136对引物中成功筛选出了扩增条带清晰、多态性丰富的SSR引物57对,大多数条带大小集中在100~500 bp,不同引物扩增的条带数为5~15条。优化的SSR-PCR反应体系在多个药用菊花品种遗传多样性研究中得到了验证,获得了稳定性、重复性良好和多态性丰富的扩增图谱。该体系的建立可为今后利用SSR标记对药用菊花种质鉴定、遗传多样性分析、系统发育研究、遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助育种等研究提供了依据。     

苦荞全基因组SSR位点特征分析与分子标记开发

目前苦荞SSR多态性标记数量较少,根据已发表的苦荞基因组测序数据,利用MISA软件对1~6核苷酸重复的SSR位点进行了查找和序列特征分析,批量设计引物并对引物进行了有效性和多态性检测。结果表明,苦荞基因组中共检测到1 640个SSR位点,其中三核苷酸重复型SSR最多,占比63.29%,五核苷酸重复型最少,仅占0.12%。AT/TA、AAG/CTT、ACC/GGT和ATC/GAT为出现频率较高的重复基序。苦荞基因组SSR序列长度变化范围为12~476bp,平均长度23.14bp,长度12~19bp的占比71.71%,长度≥20bp的占比28.29%。根据不同类型SSR位点设计并合成引物479对,选择200对引物对5份苦荞资源和3份甜荞资源进行多态性检测,有56对扩增出多态性条带,17对在苦荞种质中产生多态性条带,48对在甜荞种质中产生多态性条带,9对同时在两种种质中产生多态性条带。利用苦荞全基因组序列可实现SSR标记的批量开发,可鉴定出适用于苦荞和甜荞遗传多样性分析、遗传图谱构建和品种鉴定等研究的SSR引物。