基于EST-SSR的福建地区茶树资源遗传多样性和亲缘关系分析

 【目的】通过对福建地区茶树资源进行遗传多样性和亲缘关系分析,为今后茶树亲本选择或遗传改良等提供依据。【方法】利用中国农业科学院茶叶研究所茶树分子生物学实验室新开发的23对和他人3对共26对EST-SSR引物对福建省的42份茶树种质资源进行PCR扩增,在所得相似系数的基础上进行UPGMA聚类,并绘制亲缘关系树状聚类图。【结果】26对引物共检测到等位位点86个,每个引物为2～5个,平均3.31个;遗传多态性信息含量（PIC）在0.05～0.75,平均值为0.56。期望杂合度（He）大小在0.02～0.81,平均值为0.60;观测杂合度（Ho）在0.02～0.97,平均值为0.55;群体内的Shannon指数为1.16。按相似系数为0.40可将参试的42份种质资源分为两大类。【结论】研究发现福建地区茶树资源具有相对较高的遗传多样性,并明确了不同资源间的亲缘关系。     

基于荧光SSR标记的白杨派种质资源遗传多样性研究

目的进行白杨派种质资源的遗传多样性研究,为毛白杨种质资源保存、评价与利用提供参考。方法对所收集的白杨派无性系采用毛细管电泳法进行荧光SSR-PCR产物检测,利用所得结果评价种源及无性系间的遗传变异和遗传多样性水平。结果16对SSR引物对272个无性系进行检测,共检测到106个等位基因,每位点的等位基因数为4~11个,平均等位基因数为6.625个;平均观测杂合度(Ho)值为0.561,平均期望杂合度(He)值为0.432,表明遗传多样性比较丰富;有9个位点的Ho/He大于1,表明杂合度比较高。对其中来自毛白杨6个集中分布区的234个无性系进行遗传变异分析,结果表明:2%的遗传变异来源于种源间,98%的遗传变异来自于种源内无性系间;由不同种源间的等位基因模型可知,山西、陕西、河南、山东和河北5个种源的无性系均有特有等位基因,杂交时可以适当选择不同种源的无性系作杂交亲本以拓宽杂交种的遗传基础,或种源间适当引种增加毛白杨种源间的遗传多样性。结论聚类分析和主坐标分析结果均表明,北京与河北种源亲缘关系最近,河南与陕西、山东与山西亲缘关系也较近,分别聚为3大类群,而相同种源的无性系并没有完全聚到一类,其原因可能是由于种源间相互引种或遗传变异造成的。研究结论为毛白杨种质资源保存和利用提供了理论依据。      

果桑遗传差异的SRAP和EST-SSR分析

为了从分子水平揭示果桑种质资源间的亲缘关系,指导其种质资源的鉴定和利用,以及快速选育优良果桑新品种,利用SRAP和EST-SSR 2种新型分子标记对供试果桑种质材料的遗传多样性进行分析。从42对SRAP引物中筛选出17对扩增条带清晰的引物,扩增得到306个位点,多态性位点达253个,多态性比率为82.68%,遗传相似系数(GS)为0.390 9~0.811 1。从26对EST-SSR引物中筛选出18对引物,扩增出297个位点,多态性位点236个,多态性比率为79.46%,遗传相似系数(GS)为0.506 8~0.858 1。综合2种分子标记得出供试材料的遗传相似系数(GS)为0.464 3~0.814 3。利用UPGMA构建聚类树状图,最终供试材料被聚为3个类群,呈现出明显的地理分布特征,并由此得出SRAP分子标记更适用于果桑种质亲缘关系的遗传差异分析。     

兰属植物EST-SSR标记开发及应用

本研究利用兰属植物杂交种转录组测序数据开发EST-SSR标记,分析标记的多态性及兰属种质的遗传多样性,为兰属植物种质资源的创新和分类研究提供参考。结果表明,转录组测序分析获得113 780条Unigene,从中共识别到23 709个SSR位点,SSR位点出现频率为20.84%。从设计的200对引物中筛选出20对具有多态性,并且扩增条带大小与预期相符的EST-SSR标记引物,对48份兰属种质材料进行PCR扩增,平均多态位点数为3.0,共检测到81.00个等位基因,平均每对引物检测到4.05个等位基因。观测杂合度平均值为0.320 8,期望杂合度平均值为0.507 0;Shannon’s信息指数的变化范围为0.233 8～1.472 4,平均值为0.932 1,多态信息含量为0.110 3～0.662 2。对4个参试兰属植物种群进行遗传多样性分析,春兰和大花蕙兰的F_1杂交种群与大花蕙兰种群亲缘关系较近,与春兰种群的亲缘关系较远。聚类分析结果表明,遗传相似系数为0.72时,48份种质聚成7类,春兰和大花蕙兰的F_1代杂交种群大多聚入第I类,春兰种群聚入第V类,第II类、第III类、第IV类、第VII类均为大花蕙兰种群。     

基于EST-SSR的陕西茶树资源遗传多样性分析

【目的】明确陕西省主要茶树种质资源的遗传多样性,为茶树育种提供依据。【方法】用6份有代表性的陕西茶树资源材料,从154对EST-SSR引物中筛选出39对扩增条带清晰、多态性高的引物,采用NTSYS-pc2.10e分析软件,相似系数选择DICE,用UPGMA进行聚类,对陕西省46份茶树资源进行遗传多样性研究。【结果】共检测到316个等位位点,每对引物可检测到3~16个等位位点,平均为8个;每个EST-SSR位点的遗传多态性信息含量在0.76~0.99之间,平均值为0.94。供试材料的遗传相似系数在0.00~0.89之间。【结论】EST-SSR标记能够揭示材料间较高的遗传多样性,基于EST-SSR标记的陕西省主要茶树资源遗传多样性处于较高水平。     

基于SSR标记的杨树新品种鉴定及核心引物筛选

目的利用经过长期筛选的11对SSR引物对50份杨树新品种（系）进行扩增,探究11对引物的品种鉴定能力和核心引物的筛选依据,为杨树新品种的鉴定、育种工作和核心引物的筛选工作奠定基础。方法使用毛细管电泳技术对扩增结果进行检测,计算等位重复序列数、Shannon信息指数和引物多态性信息指数等。按0/1矩阵记录扩增条带的有无,并通过非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析。计算单个引物和11对引物组合的遗传相似系数,分析遗传相似系数之间的相关性,剔除相关性较低的引物,再对剩余的引物组合进行聚类分析。结果11对引物共扩增出122个DNA片段,平均每对引物扩增的等位重复序列数为11.091个;不同引物PIC值的变化范围是0.530 ~ 0.908,平均值为0.803。11对引物的聚类结果显示,当支距为0.40时,参试样品可以分为2个大类;当支距为0.37时,可分为4个亚类,聚类结果与品种（系）的谱系来源基本吻合。在11对现有引物的基础上,通过分析单个引物和11对引物的遗传相似系数之间的相关性,优化得到9对核心引物。相关性分析和聚类分析表明,优化后的9对引物具有高效鉴定能力和亲缘关系聚类效果。结论本研究证实SSR分子标记可以有效鉴定杨树新品种,并较好反映品种之间的亲缘关系;同时,利用遗传相似系数的相关性可优化现有的引物,为杨树的育种及核心引物的筛选工作提供了参考。      

基于SSR分子标记的68份柚类种质资源亲缘关系分析

[目的]用17对SSR引物对68份柚类种质资源进行遗传背景研究,推演其亲缘关系,为更好地利用这68份材料提供参考.[方法]17对SSR引物进行PCR扩增;用Power Marker V3.25软件计算观测等位变异数(Na)、有效等位变异数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、香农多样性指数(I)和引物多态信息含量(PIC);用Ntsys2.0计算材料间的遗传距离并进行聚类;用Structure2.3.4推导群体遗传结构.[结果]17对引物扩增出62条多态性条带,平均为3.6470条.计算得出这62个多态性标记位点的平均等位变异数Na为3.4706,平均有效等位变异数Ne为2.1523,平均观测杂合度Ho为0.4542.平均期望杂合度He和香农多样性指数I分别为0.4810和0.8482,多态信息含量(PIC)平均值为0.4198.在遗传距离0.36处将材料分成5个类群,结构分析中将材料分成4个组群,聚类分析和结构分析结果基本一致.[结论]所选材料具有丰富的遗传多样性,聚类和结构分析的结果能直观地了解这68份材料的亲缘关系,并对其中可能的同物异名品种进行筛选.     

基于STR分型检测技术的89份茶树种质资源遗传多样性分析

【目的】正确评价茶树种质资源的遗传多样性,为有效保护和利用茶树种质资源奠定基础。【方法】利用10对STR引物,对来自中国华南、江南、江北和西南4大茶区的87份茶树种质,以及来自日本的"薮北种"及来源不详的"箫"茶树品种共计89份茶树种质进行遗传多样性和亲缘关系分析。【结果】10对STR引物共检测到124个等位位点,平均每个引物检测到等位位点12.4个,扩增位点期望杂合度的平均值高于观察杂合度的平均值。等位位点的观察杂合度平均为0.771 1,Shannon指数平均为1.978 0,多态信息含量平均为0.81。聚类结果表明,89份茶树种质资源遗传相似系数为0.77~0.98,平均为0.80,主要分成4个大类。【结论】89份茶树种质资源并未按地域严格分开,通过茶树种质资源所在不同茶区进行聚类分析发现,江北茶区茶资源与其他3大茶区亲缘关系较远。     

基于SSR标记的96份玉米自交系杂优类群划分

为解决当前玉米自选系种质类群混乱,组配效率低下等问题,选用70对SSR引物分析了96份甘肃当地玉米自交系的遗传多样性.结果表明:70对SSR引物共检测到223个等位片段,每对引物可以稳定检测到2~5个等位片段,平均每对检测到3.61个等位片段.多态性信息量变化范围在0.153~0.787之间,平均0.60.遗传相似系数范围在0.497~0.919之间,平均0.640.采用UPGMA聚类分析法96份玉米自交系可划分为6个杂种优势群,合并为SS和NSS 2大种质类群.     

栎属近缘种指纹图谱构建及遗传结构

目的对栎属近缘种质进行指纹图谱构建,并分析其遗传结构,为栎属近缘种鉴定及分类提供了重要工具。方法以23份栎属近缘种质为研究对象,利用遗传背景差异大的4份种质进行SSR引物筛选,选出9对扩增条带清晰、具有多态性且重复性好的引物对其进行扩增,利用毛细管电泳技术对PCR荧光产物进行检测,采用引物-分子量组合法构建23份种质的指纹图谱,利用NTsys和STRUCTURE软件进行聚类分析和群体遗传结构分析。结果9对SSR引物共扩增出78个条带,每个位点的等位标记数4~14个,平均每对引物为8.67个,多态信息含量变幅为0.58~0.82,平均为0.73。聚类分析显示辽东栎、蒙古栎分别聚为两个类群,猩红栎和北美红栎聚为一个类群,群体遗传结构分析显示23份种质为3个亚群体,遗传结构分析与聚类分析结果一致。结论23份栎属近缘种质可以划分为辽东栎组、蒙古栎组、猩红栎-北美红栎混合组,辽东栎与蒙古栎是两个独立的分类单位,上述结果为栎属分类、品种鉴定和知识产权保护提供了理论依据。      

猕猴桃属植物通用型SSR分子标记引物的筛选及应用

【目的】基于猕猴桃全基因组数据,开发、筛选一批多态性高、通用性强的SSR引物,为猕猴桃属种质资源遗传多样性分析、品种鉴定等奠定基础。【方法】基于‘红阳’猕猴桃全基因组序列,设计并合成435对SSR引物,采用荧光标记毛细管电泳进行等位变异检测。首先,采用遗传差异较大的5份猕猴桃种质资源对引物进行有效性筛选;其次,选择9个物种或杂交组合的16份猕猴桃种质资源开展引物复筛;最后,利用所选引物对国家猕猴桃种质资源圃内猕猴桃属51个类型共225份种质资源进行基因分型及亲缘聚类分析。【结果】从435对引物中初筛到216对有效性引物,经复筛确定分布于29条染色体上的67对引物为最终核心引物。67对引物在16份种质中共得到842个等位变异,每个位点检测到等位变异6—18个,平均等位基因数（Na）为12.57个;有效等位基因数（Ne）为3.27(A-Geo-149)—13.84(A-Geo-407)个,平均为8.18个;观测杂合度（Ho）为0.60(A-Geo-073)—0.93(A-Geo-158),平均为0.77;期望杂合度（He）为0.72(A-Geo-149)—0.92(A-Geo-101、A-...     

基于转录组序列的叶用芥菜奶奶青菜EST-SSR标记开发与遗传多样性分析

为了探究叶用芥菜奶奶青菜资源的多样性水平,基于转录组数据研究了奶奶青菜简单重复序列标记(EST-SSR)特征,筛选了适合奶奶青菜的EST-SSR引物,并分析了奶奶青菜的遗传多样性。转录组测序分析共获得46 386条非冗余基因(unigene),其中13 544条unigene序列中含有18 720个简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)位点,SSR的发生频率为29.20%,平均每2.73 kb出现1个SSR,分布频率为40.36%。优势重复序列为单核苷酸,占总SSR数量的49.39%,其次为三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR数量的25.44%和24.13%。AT、AGCT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸以及三核苷酸的优势重复基元。以30份奶奶青菜和5份其他芸薹属蔬菜为材料,从37对引物中筛选出17对多态性引物,扩增得到135条多态性条带,多态性比例达88.2%。遗传多样性分析结果显示,平均等位基因数(N_a)为5.705 9,平均有效等位基因数(N_e)为2.397 8,平均多样性指数(I)为1.036 1,平均观察杂合度(H_o)为0.312 1,平均期望杂合度(H_e)为0.530 0,平均Nei’s期望杂合度为0.521 9,表明筛选出的17对SSR引物具有较好的遗传多样性。通过非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means, UPGMA)聚类分析,在相似系数为0.677处可将30份叶用芥菜奶奶青菜材料分为3类。试验结果可为叶用芥菜奶奶青菜的种质资源鉴定、亲缘关系分析和分子标记辅助育种等研究提供引物支持和技术参考。     

2021 年 7 期目录

  目的  白皮松作为我国濒危的乡土树种,具有重要的经济和园林观赏价值,为进一步开发和利用白皮松种质资源,本研究基于EST-SSR标记对北京地区3个不同种源地的白皮松群体遗传多样性开展评价。  方法  以白皮松转录组数据为依据,对其微卫星位点进行筛选并设计合成了96对引物,并对北京温泉苗圃栽培收集的3个不同种源地（北京、山东、山西）的白皮松群体,共60个植株开展遗传多样性分析,对其群体内与群体间的遗传结构进行评价。  结果  96对引物中共筛选获得了5对多态性引物,其观察杂合度、期望杂合度、多态性信息含量和等位基因位点个数变化范围分别为0.203 ~ 0.433、0.211 ~ 0.530、0.187 ~ 0.484和2 ~ 5。3个白皮松样本群体中等位基因数量、有效等位基因数量、香农信息指数、观察杂合度和固定指数变化范围为2.400 ~ 3.000、1.516 ~ 1.761、0.484 ~ 0.606、0.295 ~ 0.362和?0.075 ~ 0.081,平均值分别为2.677、1.632、0.560、0.333和?0.007。遗传分化系数和基因流变化范围分别为0.021 6 ~ 0.115 3和1.399 6 ~ 11.340 0,平均值分别为0.090 2和2.521 2。AMOVA分析显示遗传变异主要来自于群体内,群体间差异较小,仅占据11%。  结论  本研究共获得了5对多态性的白皮松EST-SSR引物,可用于后续白皮松群体遗传多样性分析和分子标记辅助育种工作;北京温泉苗圃栽培收集的3个不同种源地的白皮松群体分析结果表明,当地现有收集的白皮松种源群体遗传相似度较高,在未来种质资源保存和苗木繁育工作中应考虑增加其他种源地的白皮松群体。      

桂花EST-SSR引物开发及在品种鉴定中的应用

利用L₁₆（45）正交实验设计,针对模板DNA,镁离子（Mg2+）,dNTPs,TaqDNA酶和引物5个因素进行正交优化,建立适用于桂花Osmanthus fragrans表达序列标签-简单重复序列（EST-SSR）的最优扩增反应体系,将其用于桂花转录组EST-SSR多态性引物的筛选,最后利用筛选得到的多态性引物和聚类分析对14份四川省常见的栽培丹桂（SC01~SC14）样本进行品种鉴定。结果表明:桂花EST-SSR最优反应体系包含40 ng模板DNA,2.25 mmol·L-1 Mg2+,0.3 μmol·L-1引物,0.3 mmol·L-1 dNTPs,1.25×16.67 nkat TaqDNA聚合酶,10×PCR Buffer缓冲液2 μL,双蒸水补至20 μL;从150对EST-SSR引物中筛选得到了19对稳定性好、多态性高的SSR引物,多态性从高到低依次为五核苷酸（25.00%）,六核苷酸（19.44%）和三核苷酸（16.67%）重复类型。利用筛选得到的3对高度多态性SSR引物（OF8623-1677,OF24299-844和OF28774-2088）对四川省成都市周边常见栽培的14份丹桂（Aurantiacus group）样本进行了有效鉴定。结果表明:14份样本中,有12份可判定为‘朱砂丹桂’‘Zhusha Dangui’,SC06为‘堰红桂’‘Yanhong Gui’,SC08与‘满条红’‘Mantiao Hong’和‘状元红’‘Zhuangyuan Hong’亲缘关系较近。本研究也为今后利用EST-SSR标记对桂花指纹图谱构建、遗传多样性分析、分子育种及品种鉴定与保护等工作奠定基础。     

基于干旱胁迫下杉木转录组序列的EST-SSR分子标记开发

利用干旱胁迫下杉木转录组数据进行杉木EST-SSR分子标记的开发。对干旱胁迫下的杉木组培材料在Solexa mRNA-Seq平台的二代高通量测序技术下进行了转录组测定,序列拼接后共得到75 357个片段,总长度65.29 Mb,共含有EST-SSR位点2 383个,其中三核苷酸重复类型数量最多,占总数的41.21%。随机挑选120个EST-SSR,用Primer Premier 5软件设计引物,再以遗传距离较远的8份杉木DNA样品为模板,通过8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,从120对引物中初选出电泳条带较好的24对引物,用24份杉木DNA样品进行毛细管电泳检测。结果表明:在初选出的24对EST-SSR引物中有23对引物检测出特异性峰;在24份杉木样品中共检测到等位基因94个,平均每个位点4.087 0个,等位基因变异数范围2~9个;有效等位基因数范围1.086 8~6.914 3个,平均有效等位基因2.089 0个;观测杂合度范围0.250 0~1.000 0;期望杂合度范围0.082 4~0.896 1;多态性信息指数范围0.173 2~2.035 3。开发得到的一组杉木EST-SSR分子标记为研究杉木的遗传多样性、种群结构、DNA指纹数据库构建和遗传信息的保存提供了基础。     

津南芹菜EST-SSR指纹图谱的构建及遗传差异分析

以天津市津南11个芹菜育种材料为研究对象,利用EST-SSR分子标记技术构建津南芹菜分子指纹图谱,并用于遗传多样性分析。从GenBank数据库查询芹菜EST序列1122条,使用BatchPrimer3在线软件扫描分析获得194个候选EST-SSR位点,并设计141对SSR-PCR引物。选择其中47对引物进行多态性分析,确认8对引物具有多态性。构建基于Excel格式的津南芹菜EST-SSR指纹图谱,包括8对引物在供试材料中扩增到的44条多态性条带信息。遗传多样性分析显示,供试材料间遗传相似系数介于0.409～0.864之间,平均为0.664。本研究建立的津南芹菜EST-SSR指纹图谱稳定有效,可用于芹菜种质资源鉴定和品种真实性检测。     

毛白杨多态SSR引物库和种质资源指纹图谱库构建

目的针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。方法本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对象,从毛白杨SSR多态引物筛选入手,通过荧光SSR引物PCR扩增和毛细管电泳仪检测筛选SSR引物,并构建指纹图谱。结果在2 317对SSR引物中,共计得到清晰、特异、多态、稳定扩增的SSR引物406对,这些SSR引物在19条染色体上的分布数量介于3 ~ 39对之间,利用BLAST比对分析可将其中389对SSR引物定位到毛果杨基因组,构建了毛白杨优树种质资源多态SSR引物库。应用多态性较高的SSR核心引物,以及特异的SSR辅助引物相结合的技术策略,筛选出25对多态性较高的SSR核心引物,以及13对特异的SSR辅助引物,构建了毛白杨种质资源库内469个优良无性系指纹图谱库,并完成了指纹图谱的QR编码。结论本研究成功构建了毛白杨种质资源多态SSR引物库和优树无性系指纹图谱库,对与毛白杨类似的林木种质资源遗传变异研究以及品种鉴定、系谱分析等具有重要意义。      

新疆籽用西瓜ISSR反应体系的建立及其遗传多样性研究

【目的】研究籽用西瓜遗传多样性,对籽用西瓜品种进行遗传多样性和聚类分析,为杂种选育提供一定的理论依据。【方法】以60份籽用西瓜种质资源为材料,对ISSR引物UBC801~UBC900进行筛选。【结果】筛选出多态性较好的ISSR引物10条。利用10条ISSR引物扩增60份籽用西瓜种质资源,共获得44个等位变异,每对引物检测到的等位变异数的变幅为3~7个,平均等位变异数4.4个。其中多态性条带为24条,10条ISSR引物的多态性信息含量(PIC)的变化范围为0.042 3~0.674 0,平均为0.358 2,遗传相似系数的变异范围为0.318~0.992,平均为0.779。利用UPGMA法进行聚类分析,新疆籽用西瓜分为6大组,第一组为材料47(40036),第二组为材料8(新籽瓜8号),第三组为材料10(红秀2号)、11(普通红大片)、12(新籽瓜4号)、13(紫荆红)、14(40002)、15(40004)、16(40008),第四组为材料7(新籽瓜1号),第五组为材料52(40045),其余的都归类为第六组。【结论】ISSR对籽用西瓜种质资源遗传多样性和亲缘关系确定相比其他分子标记更有优势,更为全面的基因组DNA信息,品种间较丰富的遗传多样性信息。利用ISSR标记分析60份籽用西瓜遗传多样性,参试材料来源、籽色、大小不同,亲缘关系差异较大,新疆籽用西瓜种质资源遗传多样性丰富。