裸燕麦种质遗传完整性SSR分析中样本量的研究

利用SSR分子标记技术分析裸燕麦品种定燕9号和燕科1号的不同样本量群体对遗传参数的影响,确定适宜样本量。以10、20、30、40、50、60、70、80、90为样本量梯度,对不同样本量群体的等位基因数、有效等位基因数、香农指数等遗传参数的变化趋势进行研究,结果表明:用20对SSR引物对定燕9号、燕科1号的90个单株进行扩增,分别检测到43个、32个等位基因,平均每个位点检测到2.09个、1.60个等位基因。样本量大小与等位基因数、多态位点百分率相关。两个材料的样本量分别大于70和50时,等位基因数、多态位点百分率的"S"形拟合曲线变化趋于平缓,其他遗传参数的标准差减小。因此,定燕9号、燕科1号遗传完整性SSR分析的适宜样本量为70和50,确定裸燕麦种质在进行遗传完整性研究时所需的样本量为70。     

蒙古冰草与航道冰草正反交杂种染色体加倍植株F_2的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术对蒙古冰草与航道冰草正反交杂种染色体加倍植株F2代间及其与亲本和杂种F1代间在DNA分子水平上的遗传差异性进行分析,结果表明:12个ISSR适宜引物共扩增出515个条带,多态性条带492个,多态性条带百分率为95.3%。6个供试材料间的遗传距离(GD)变幅为0.4094~0.6721,平均为0.5391,亲本航道冰草与蒙古冰草间、航道冰草与正反交杂种染色体加倍植株F2间的遗传距离较大,正反交F1间的遗传距离次之,正反交杂种染色体加倍植株F2间的遗传距离相对较小。以GD值0.51为基准,6个材料聚为3类:第一类为蒙古冰草、反交杂种F1,第二类为正交杂种F1、正反交杂种加倍植株F2,第三类为航道冰草。     

蒙古冰草与航道冰草正、反交F_1及其染色体加倍植株AFLP分析

利用AFLP分子标记技术,对蒙古冰草与航道冰草正、反交F_1及其染色体加倍植株的DNA多态性位点进行了比较分析.结果表明:用筛选出的11对适宜引物对供试材料进行AFLP扩增,共获得430条清晰的条带,其中多态性带396个,多态性比率高达92.1%;供试材料的遗传距离变幅为0.6594～0.8182,蒙古冰草与航道冰草遗传距离较远;以遗传距离0.72为基准可划分为3类,即亲本蒙古冰草与正反交杂种F1为一类、正反交杂种F1染色体加倍植株为一类、亲本航道冰草为一类.     

利用ISSR分子标记检测老化扁蓿豆种质遗传完整性的变化

采用ISSR分子标记,对经老化处理的不同发芽率水平扁蓿豆种质进行遗传完整性分析。结果表明:用10个有效引物对4个不同发芽率居群进行PCR扩增,共检测到48个等位基因,每个位点的等位基因数为3～8个,平均为4.8个;老化处理群体的多态性位点百分率(PPB)、等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、基因多样性指数(H)、Shannon指数(I)等遗传参数,与对照群体的遗传参数相比都有所下降,表明老化处理后群体内的遗传多样性低于对照群体的遗传多样性;与对照群体相比,发芽率为20%时,各遗传参数呈极显著性差异,说明扁蓿豆种质更新发芽率临界值在20%～40%;ISSR分子标记可以作为老化扁蓿豆种子遗传完整性变化的检测方法,同时认为对于异质种质资源材料,低发芽率更新标准不利于种质资源遗传完整性的保持。     

SSR分析燕科1号繁殖群体量对其遗传完整性的影响

利用SSR分子标记技术分析燕科1号不同繁殖群体量对种质遗传完整性变化的影响。3个繁殖群体(50、100和150)的等位基因数、有效等位基因数、遗传多样性指数和香农指数与原始群体相比差异显著。等位基因数、多态性位点数、多态位点百分率低于原始群体,但3个繁殖群体之间差异均不显著。对样本量(50)、繁殖群体量(50)的等位基因数、有效等位基因数、遗传多样性指数、香农指数进行相关性分析,均呈极显著正相关,达0.997。燕科1号繁殖群体量理论值为50;在生产实际中繁殖群体量为100,更能代表该群体的遗传完整性。     

蒙古冰草与航道冰草正、反交F1及其染色体加倍植株同工酶分析

采用聚丙烯酰胺垂直板电泳技术对蒙古冰草与航道冰草正、反交杂种F1与其染色体加倍植株的POD和EST同工酶酶谱表征进行了分析.结果表明:在分蘖期、抽穗期不同发育阶段,蒙古冰草×航道冰草正交杂种F1、航道冰草×蒙古冰草反交杂种F1及其染色体加倍植株的POD和EST同工酶酶带的数目、位点及强弱均存在一定差异,同工酶酶谱表征可作为正、反交杂种F1与其染色体加倍植株在蛋白质水平相互识别的重要依据;在对不同植物材料鉴定时,从几个不同的生育阶段做同工酶酶谱对比分析,要比单一生育阶段更能反映各材料间酶谱的遗传差异性,提高其鉴定结果的可靠性.     

蒙古冰草和冰草的杂交F1代群体农艺性状的相关、通径及聚类分析

通过探究冰草属(Agropyron)植物的主要农艺性状间的关系,选育出优良冰草(A.cristatum)种质资源为提高小麦(Triticum aestivum)远缘杂交育种效率提供理论依据。本研究以蒙古冰草(A.mongolicum)(母本)和二倍体冰草(父本)进行杂交获得的F_1代群体为材料,对该群体116个单株的9个主要农艺性状进行了调查分析。结果表明,116个单株在所有农艺性状上均表现出明显的遗传变异(11.2%~40.13%),小穗粒数、穗粒数的变异系数最大,分别为30.56%、40.13%;相关及通径分析表明,对其重要性状之一千粒重影响最大的是每小穗小花数(r=0.168,P0.05),直接通径系数为0.364,其余性状依次为穗长(r=0.235,P0.05)、小穗粒数(r=0.126);聚类分析在欧氏距离为6.50处将群体材料分成三大类群,其中第1类和第3类冰草材料都具有高秆、多枝叶的特点,可用于选育优质牧草,第1类冰草材料具有多小花多穗粒等优良性状,可成为饲草和小麦遗传育种的优良种质资源。     

样本量和性比对微卫星分析中群体遗传多样性指标的影响

以4个中国地方鸡品种遗传多样性的微卫星分析数据为例,分析样本量和性比对微卫星分析中群体遗传多样性指标的影响。结果表明:当样本量超过20后,期望杂合度值趋于稳定,样本量与期望杂合度无显著相关,而与平均等位基因数呈正相关,在微卫星分析中性比对群体遗传多样性指标不表现出显著影响;微卫星位点多态性的高低直接影响到检测所需的样本量,在使用平均等位基因数分析群体遗传多样性时,应该充分考虑样本量对检测结果的影响;期望杂合度受样本量变动的影响较小,可作为度量群体遗传多样性的一个最适参数,而且样本量以20～25较为适宜。     

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。     

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P<0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P<0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在<4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。     

蒙古冰草×航道冰草杂种F4代株系同工酶分析

利用同工酶电泳技术研究蒙古冰草与航道冰草种间杂交F_{4代11个株系的遗传差异性。结果表明:在相同或不同生育阶段,供试材料的酯酶同工酶(EST)、过氧化物酶同工酶(POD)和超氧化物岐化酶(SOD)的位点、数目和强弱均存在差异,其表型差异是11个株系间及其与亲本间在蛋白质分子水平识别的重要遗传标记;选择抽穗期、分蘖期取样分析的同工酶酶谱特征,更能体现材料间酶谱表型的遗传差异性和提高鉴定结果的准确性;以遗传距离(GD)值0.40为基准,将13个材料聚类成6类:第1类株系6、7、9、8和10,第2类株系4和5,第3类株系1、3和2,第4类株系11,第5类父本航道冰草,第6类母本蒙古冰草;该研究结果对冰草杂交后代新品系的归类选育具有理论意义。}     

种子老化对扁蓿豆种质遗传完整性变化的影响

采用SSR分子标记对经老化处理的不同发芽率水平扁蓿豆种质进行遗传完整性分析,结果表明:(1)用10个有效引物对4个不同发芽率种质进行PCR扩增,共检测到25个等位基因,每个位点的等位基因数在1～4之间,平均为2.5个;(2)老化处理群体的多态性位点百分率、等位基因数、有效等位基因数、基因多样性指数、Shannon指数等遗传参数与对照相比都有所下降,表明老化处理后群体内的遗传多样性低于对照;发芽率为20%时,等位基因数呈显著性差异,说明扁蓿豆种质更新发芽率临界值在20%～40%之间;(3)SSR分子标记可以作为老化扁蓿豆种子遗传完整性变化的检测方法,对于异质种质资源材料,低的发芽率更新标准不利于种质资源遗传完整性的保持。     

微卫星分析中样本量和性别对群体遗传多样性的影响

以边鸡29个微卫星标记的遗传多样性分析数据为例,分析样本量和性别对群体遗传多样性指标的影响。结果表明:当样本量超过30时,平均期望杂合度趋于稳定,样本量与平均期望杂合度无显著相关,与平均多态信息含量和平均等位基因数呈正相关。在微卫星分析中性别对遗传多样性指标无显著影响。在运用微卫星标记进行群体遗传遗传多样性研究时以30～40个样本较为合适。     

自然老化和人工老化对燕麦种子萌发特性及遗传完整性的影响

为研究自然老化(2～8年)和人工老化(温度45℃,相对湿度95%,24～96 h)对燕麦种子活力和遗传完整性的影响,比较两种老化方法的差异,本试验以皮燕麦(Avena sativa L.)‘陇燕3号’和裸燕麦(Avena nuda L.)‘白燕2号’为供试材料,研究种子活力、细胞膜透性和遗传完整性的变化情况。结果表明：随着老化程度的加深,燕麦种子发芽率、活力指数和遗传相似系数均有所下降,电导率升高;ISSR-PCR共检测出108个位点,多态性位点百分率达78.70%,遗传相似系数在0.504 5～0.973 0之间;与自然老化相比,人工老化群体的遗传参数明显降低,人工老化96 h的燕麦与未老化燕麦的遗传相似系数仅为0.681 2,遗传完整性被破坏,应试燕麦种质的临界发芽率在79.50%～84.00%之间。人工老化对2种燕麦种质遗传物质的损伤比自然老化更大,‘陇燕3号’比‘白燕2号’更耐贮藏,且2个燕麦品种的贮藏时间均不宜超过6年。     

利用SSR分子标记构建四倍体杂交冰草的遗传连锁图谱

为构建四倍体杂交冰草分子遗传连锁图谱,对深入开展冰草产量、抗性等重要性状的QTL定位及分子标记辅助育种提供依据,以四倍体杂种F₂分离群体的347个单株及亲本蒙古冰草和航道冰草为材料,采用SSR分子标记技术和Joinmap 4.0软件进行了遗传作图研究。试验从256对SSR引物中筛选出条带清晰稳定、多态性丰富的适宜引物30对,PCR扩增得到224个SSR标记位点,平均每对引物扩增出7.47个位点,其中多态性标记位点185个,占82.6%。偏分离分析显示,在185个SSR多态性标记位点中有24个标记产生偏分离,占13.0%,符合植物遗传作图时通常偏分离标记比率<30%的要求,可用于遗传作图。构建了1张四倍体杂交冰草的分子遗传连锁框架图谱,该图谱包含14个连锁群、185个标记,其长度范围在123.0~202.6 cM之间,连锁群LG4最长、LG12最短,各连锁群的平均长度167.32 cM,覆盖基因组总长度2342.5 cM,标记间的平均距离12.66 cM。     

影响冰草成熟胚组织培养再生体系频率的因素

对影响冰草成熟胚组培再生体系频率的2个因素——基因型和脱落酸(ABA)进行了研究,以期为当前冰草的基因转化提供最佳的再生体系。研究表明,在相同的培养条件下,4个基因型(品种)冰草成熟胚愈伤组织诱导能力和分化能力有明显的差异,4个基因型中以蒙古冰草成熟胚在愈伤组织诱导、分化等方面表现最佳,愈伤组织诱导率和分化率分别达到95％和72%,是遗传转化的良好受体材料;继代培养基中附加0.3mg/L脱落酸(ABA)可以明显改善冰草成熟胚愈伤组织状态,增加胚性愈伤组织率,从而提高分化率。     

不同群落生境蒙古冰草种群株丛结构和叶片功能性状的变化

为探究蒙古冰草种群动态及叶功能性状在不同群落生境的变化,以宁夏盐池县荒漠草原蒙古冰草+草木樨状黄芪(MC)、蒙古冰草+老瓜头(ML)、蒙古冰草+牛枝子(MN)3种不同群落生境为研究对象,按丛径将蒙古冰草个体划分为Ⅰ级株丛(0～2.0 cm)、Ⅱ级株丛(2.1～4.0 cm)、Ⅲ级株丛(4.1～6.0 cm)、Ⅳ级株丛(6.1～8.0 cm)、Ⅴ级株丛(8.1～10.0 cm)和Ⅵ级株丛(>10.0 cm),研究了不同群落生境蒙古冰草种群的株丛结构和叶功能性状。结果表明:在蒙古冰草+草木樨状黄芪和蒙古冰草+牛枝子群落生境中,Ⅰ、Ⅱ级株丛较多,株丛密度较大,在蒙古冰草+老瓜头群落生境中,以Ⅲ、Ⅳ级株丛为主,株丛密度较小。蒙古冰草+草木樨状黄芪和蒙古冰草+老瓜头群落生境中蒙古冰草叶面积和比叶面积分别为4.68 cm²和41.2 cm²·g^-1、4.70 cm²和39.2 cm²·g^-1,显著高于蒙古冰草+牛枝子群落生境的3.38 cm²     

蒙古冰草全长转录组分析及参与木质素合成和干旱响应的羟化酶基因鉴定

蒙古冰草(Agropyron mongolicum)是广泛分布于我国北方荒漠草原地区的优质牧草,对寒冷、干旱、盐碱等环境胁迫具有很强的耐受性,具有很高的生态、经济和育种价值。然而,蒙古冰草基因组和转录组数据信息的缺乏严重限制了蒙古冰草的分子育种和开发利用等工作。本研究利用PacBio三代测序平台对蒙古冰草进行测序研究,获得了高质量全长转录组信息。对测序结果的组装获得了267 560个全长转录本,从中筛选出91 855条Unigene并注释了其中的83 125个。更进一步地从蒙古冰草全长转录组中挖掘了可能参与木质素合成的羟基转移酶基因。对这些基因在不同组织中以及干旱胁迫下的表达模式的研究表明,这些基因可能在木质素合成和干旱胁迫响应中发挥重要功能。本研究提供了蒙古冰草的高质量全长转录组资源,为挖掘蒙古冰草的优异基因资源提供了便利条件。     

我国北方9份旱生-沙生植物蒙古冰草遗传多样性研究

蒙古冰草因其抗寒,抗旱特性,是欧亚大陆荒漠草原优势植物之一.本文从染色体倍性及SSR序列长度多态性两个方面对采自中国北方境内的9个蒙古冰草居群进行遗传多样性分析,发现9个蒙古冰草居群染色体基数为7,均为二倍体,在染色体倍性方面不具有多态性;共采用138对小麦SSR引物进行扩增分析,共有21对引物扩增出特异性条带,SSR引物筛选率15.2%.共扩增出特异性条带119条,平均每对引物扩增出特异性条带5.6条,SSR序列长度多态性丰富.利用POPGEN 32软件计算9个蒙古冰草居群遗传多样性指标,居群P₈遗传多样性程度最低,居群P₃最高.AMOVA分析显示,蒙古冰草的遗传差异主要是来自居群内个体之间.UPGMA方法聚类分析,在遗传相似系数为0.80时,9个居群被分为三大类,居群P₁~P₆一类,居群P₇,P₈为第二类,P₉被单独分为一类.本研究为了解蒙古冰草遗传背景及加速其资源的合理开发利用奠定了理论基础.     

冰草属植物醇溶蛋白遗传分析与评价

利用A-PAGE酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对采自内蒙古、河北、山西、宁夏、甘肃和吉林6省,经引种栽培筛选出的5种12个冰草属植物居群醇溶蛋白进行遗传结构分析和评价研究。结果表明,供试材料总计电泳出了37条相对迁移率不同的醇溶蛋白带纹,在α、β、γ、ω区分别有5、15、10和7条,4条谱带为稳定表达带,多态率89.19%。不同物种居群间蛋白多样性丰富程度不同,冰草醇溶蛋白遗传多样性指数最丰富。其次为蒙古冰草,遗传多样性相对最低的为细茎冰草。种间遗传分化占冰草属物种遗传多样性的78.70%;冰草地区间的遗传多样性占总体遗传多样性的73.31%。Jaccard系数为0.498时聚为4类,同种不同材料基本能够聚在一起,但有交叉现象;地理分布相近的物种聚类在一起。