基于SLAF-seq技术的白皮松SNP分子标记开发

  目的  在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。  方法  本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术（SLAF-seq）,在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。  结果  通过序列对比分析,共获得23 597 049个SLAF标签,其中具多态性的SLAF标签有370 659个,共开发得到1 291 290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率（MAF）大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346 840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰（JF）群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田（LT）群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山（MJS）群体中存在变异的SNP位点、1 466个仅在陕西午子山（WZS）群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山（BWS）群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346 840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。  结论  研究结果表明,利用SLAF-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。      

青蟹野生与养殖群体遗传多样性的微卫星分析

利用微卫星分子标记对青蟹东海三门湾野生群体和浙江三门养殖群体的遗传多样性进行分析。6个微卫星位点在2个青蟹群体中共检测到66个等位基因,多态信息含量为0.746 ～ 0.895,均表现为高度多态性,可有效应用于青蟹遗传多样性的研究。青蟹野生群体与养殖群体的等位基因数分别为4 ～ 18,6 ～ 14,平均杂合度分别为0.577,0.561,平均多态信息含量分别为0.779,0.828;群体间遗传分化指数FST值为0.0317,遗传相似性指数为0.7930,遗传距离为0.2319。结果表明,青蟹野生与养殖群体的遗传多样性均较丰富,群体间存在一定的遗传分化。     

利用多重荧光PCR分析秦川牛遗传多样性

[目的]分析秦川牛的遗传多样性,加强对该品种资源的保护。[方法]利用15个微卫星座位,运用多重荧光PCR技术对59头秦川牛个体的基因组DNA进行扩增,通过等位基因频率、多态信息含量、基因杂合度和有效等位基因数分析秦川牛品种的遗传多样性。[结果]结果表明:在15个座位的等位基因数为5～18个,平均等位基因数为10.3个;各座位上的杂合度都较高,平均杂合度为0.7959;平均有效等位基因数为5.3066;15个座位中多态信息含量为0.6441～0.8649,均为高度多态。[结论]通过荧光标记可用于牛品种遗传多样性的分析,并可为进一步QTL定位和标记辅助选择研究提供参考。     

长江下游放流鲢群体遗传多样性的微卫星标记分析

利用12个微卫星分子标记对长江下游4个放流鲢群体进行了遗传多样性分析。在12个基因座位中,共检测到56个等位基因,每个座位检测到的等位基因数为1～7个,其中有10个基因座位具有多态性,多态位点百分率为83.33%,4个群体的平均等位基因数A为3.98,平均有效等位基因数Ne为2.384 0,观测杂合度Ho平均值为0.467 6,期望杂合度He平均为0.490 6,多态信息含量平均值为0.381 2。4个鲢群体的遗传多样性较丰富,与文献报道的下游野生群体大致相当,但明显低于上游野生群体;放流鲢群体的平均观测杂合度均低于各自相对应的平均期望杂合度,表现出一定程度的近交现象。4个放流鲢群体间遗传相似系数为0.937 1～0.971 8,遗传距离为0.028 2～0.062 8,基因分化系数Fst为0.027 5～0.050 6,表明群体间的遗传分化程度较弱。     

南海斜带石斑鱼野生群体与人工繁殖群体的微卫星分析

为了评估我国斜带石斑鱼野生群体与人工繁殖群体的种质现状,采用19个微卫星标记对斜带石斑鱼南海野生群体和海南人工繁殖群体进行遗传多样性研究。结果显示,在野生和人工繁殖群体中,19个基因座位的有效等位基因数（Ne）分别为1.135 0～4.516 2和1.00 0～3.982 7;群体平均观测杂合度（Ho）分别为0.706 1和0.687 5;群体平均期望杂合度（He）分别为0.480 3和0.421 5;多态信息含量（PIC）分别为0.547 5和0.493 0;2个群体间的遗传相似系数（Gst）为0.979 4,遗传距离（D）为0.020 8。这表明斜带石斑鱼南海野生群体与人工繁殖群体的遗传多样性仍然比较丰富,人工繁殖群体没有出现明显的遗传分化和种质退化的现象。     

北部湾皮氏叫姑鱼的遗传多样性分析

【目的】分析北部湾两个野生皮氏叫姑鱼的群体遗传多样性和遗传结构,为其种质资源的合理开发利用提供参考依据。【方法】利用已开发的皮氏叫姑鱼微卫星标记对北部湾临高县西海域（N 20°20',E 109°40'）和乐东县西海域（N 19°30',E 107°80'）的两个野生群体进行遗传多样性和遗传结构分析。【结果】筛选出的7个微卫星位点中有4个位点（Jobe50、Jobe45、Jobe24、Jobe13）呈多态性。4个多态位点的等位基因数（No）介于10～13个,平均10.75个,期望杂合度（He）为0.772～0.844,观测杂合度（Ho）为0.827～0.892,多态信息含量（PIC）为0.824～0.847。两个皮氏叫姑鱼群体各多态位点的群体内近交系数（Fis）为-0.114～0.015,总群体近交系数（Fit）为-0.049～0.031,群体内有明显的杂合过剩现象;群体遗传分化系数（Fst）为0.016～0.082,基因流（Nm）为2.804～28.236。【结论】两个北部湾野生皮氏叫姑鱼群体均具有中等遗传多样性,有明显杂合过剩的现象,群体间存在较大的基因流,群体遗传分化水平较低,临东县西海域群体的遗传多样性水平高于乐东县西海域群体。     

水、旱稻千粒重和产量QTL效应的验证

 【目的】验证水稻和旱稻千粒重、单株产量QTL定位的真实性、准确性及其表型效应。【方法】（1）利用水、旱稻杂交、回交所产生的BC1、F2 3个分离群体对重组自交系（RIL）群体定位到的千粒重、单株产量的QTL效应进行选择验证。（2）依据千粒重、单株产量QTL两侧的分子标记按双标记、单标记进行选择验证。【结果】（1）千粒重、单株产量QTL在不同群体、不同的遗传背景中的遗传稳定，表型效应明显。旱田种植条件下，2个回交群体和自交育种群体携带有千粒重QTL tgw6.1有利等位基因的个体与没有携带tgw6.1有利等位基因个体的均值差为3.18～3.62 g，均达到极显著水平，表型效应为13.94%～18.15%；携带有单株产量QTL yp6.1有利等位基因的个体与没有携带yp6.1有利等位基因个体的单株产量均值差为5.04～8.18 g，达到显著或极显著水平，表型效应为34.89%～58.88%。（2）QTL标记区间较大（如本研究中的标记区间，13.5 cM）时，利用双标记选择更为可靠；标记与QTL距离较小（如本研究中的RM527，1.5 cM）时，利用靠近QTL的单侧标记进行选择也可以获得较好效果。此外，本文还就QTL定位中的一因多效现象及MAS对数量性状选择的有效性等进行了讨论。【结论】利用QTL分子标记辅助选择提高抗旱等复杂性状的选择效率是可行的。     

畜禽保种群体遗传多样性的模拟

 【目的】基于微卫星标记特点,采用计算机模拟技术,探讨畜禽保种群遗传多样性的变化过程。【方法】选择30个均匀分布于基因组、具有4—10个等位基因的标记位点,位点间无相互作用;模拟产生的畜禽保种群公母比例为1﹕5、随机交配、各家系随机等量留种、群体规模保持世代恒定,世代间无重叠,群体有效大小分别为Ne=10、20、50、100和200,保种繁殖50个世代,1 000次重复。采用多态性位点数（num-p）、平均等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ae）、观测基因杂合度（Ho）、期望杂合度（He）、稀有等位基因数（RA）、缺乏丰富位点数（NRP）作为遗传多样性度量指标。【结果】保种群体的遗传多样性总体趋势随保种世代而逐渐降低,不同群体规模遗传多样性的降低速度差异显著,相比基础群,Ne值越大,num-p、Na、Ae、Ho、He和 RA的下降速率越慢,且当Ne=100和200时,num-p基本维持50个世代不变,RA则分别增加0.86%和2.49倍;而Ne值越大,NRP的增加速率越慢。【结论】遗传漂变导致了群体内遗传多样性的丢失。小群体中遗传漂变导致的遗传多样性丢失速度比大群体更高,发生在闭锁群体水平上的有效群体规模的减少将加快基因漂变速度,从而降低保种群体内的遗传多样性。     

利用微卫星标记分析长鳍鲤、锦鲤和龙凤鲤的遗传多样性

利用20对微卫星标记埘长鳍鲤、锦鲤和龙凤鲤3个鲤鱼群体的遗传多样性和遗传结构进行分析.结果表明:3个群体在20个位点上分别检测到108、164、154个等位基因,各群体等位基因数2～16个不等,平均有效等位基因数分别为4.496、5.695和5.606.3个群体平均期望杂合度分别为0.769、0.806、0.801,多态信息含量分别为0.703、0.761和0.757,遗传多样性指数分别为0.764、0.803和0.799,群体间遗传分化系数为0.071.结果说明3个群体遗传多样性较为丰富.     

牦牛品种的遗传多样性及其分类研究

 【目的】对中国部分牦牛品种即麦洼牦牛、九龙牦牛、大通牦牛、天祝白牦牛的遗传多样性及其分类进行研究，从而揭示其遗传多样性程度和进行较为合理的类型划分。【方法】用9个微卫星标记对上述牦牛品种的等位基因频率、多态信息含量、杂合度和有效等位基因数等指标进行统计分析，并在此基础上对其进行合理的聚类分析和分类研究。【结果】（1）9个微卫星标记在所检测的牦牛群体中都表现出较丰富的多态性，均为高度多态位点。每个微卫星标记平均检测到6.8个等位基因（5～9）；9个微卫星标记的平均多态信息含量（PIC）为0.6534（0.5037～0.7351），各群体的平均多态信息含量（PIC）差异不显著；全部群体平均杂合度为0.6625，麦洼牦牛（若尔盖群体）平均杂合度最高，为0.6883，而九龙牦牛杂合度最低，为0.6317；各群体平均有效等位基因数为3.2680（3.189～3.4478），其中九龙牦牛最少。这显示牦牛群体的等位基因频率、多态信息含量、杂合度和有效等位基因数等指标有较好的一致性，说明牦牛品种间和品种内在微卫星位点上均具有丰富的遗传多样性。（2）通过各指标的分析可以看出，九龙牦牛与其它牦牛品种的差异比较大，遗传距离和聚类分析结果也表明了这一差异。在遗传距离中九龙牦牛和麦洼牦牛（红原群体）的遗传距离最大，为1.506；麦洼牦牛两个群体之间的遗传距离最小，为1.062。5个牦牛群体被聚为两大类，九龙牦牛单独成一大类，其他牦牛品种聚为一类。麦洼牦牛的两个群体在较近的水平上首先聚在一起，大通牦牛和天祝白牦牛在稍远的距离处聚在一起。该聚类结果与各牦牛品种的地理分布、所处生态条件、育成史及其分化的实际情况是一致的,也同蔡立等的分类结果相同。【结论】（1）中国牦牛品种间和品种内在微卫星位点上均具有丰富的遗传多样性；（2）本研究中的5个牦牛群体聚为两大类，与蔡立等将中国牦牛划分为横断高山型和青藏高原型的结果基本一致，说明中国牦牛分为两个类型是合理的。     

利用微卫星标记分析云南省6个东方蜜蜂(Apis cerena)群体遗传多样性及遗传分化

利用21对微卫星标记对来自于腾冲、无量山、迪庆、武定、泸水、西双版纳6个云南东方蜜蜂Apis cerana群体进行遗传多样性及遗传分化分析.通过计算多态信息含量、平均杂合度、等位基因数、遗传距离、基因流、F-统计量等参数,评估各东方蜜蜂群体遗传多样性和各群体间遗传分化.各座位的等位基因数为4(AP313)至18(AT003).除迪庆群体外,其余群体均显示较高水平的期望杂合度,其中,武定群体最高,为0.696;迪庆群体最低,为0.367.各东方蜜蜂群体间存在极显著的遗传分化,平均分化系数Fst为0.264.云南6个东方蜜蜂群体的遗传分化显著,除迪庆群体外,其余5个群体遗传多样性较高;分析遗传分化与地理距离的关系发现,云南6个东方蜜蜂群体间的遗传分化与地理距离不存在显著相关.     

神农架自然保护区核桃居群遗传多样性研究

为有效挖掘湖北神农架核桃(Juglans regia)的种质资源,采用12对多态性高的SSR分子标记引物对3个神农架核桃居群90个单株的遗传多样性及其种群内、种群间的遗传分化进行研究。结果表明:用12对针对核桃属植物基因组设计的SSR引物共检测到108条谱带,其中多态带占比为100%。遗传多样性分析结果显示:居群总期望杂合度为0.604,其遗传多样性水平较高,很可能蕴含了稀有基因资源。遗传分化系数(Fst)显示:有8.22%的变异存在于3个居群间,遗传分化程度中等。这可能与3个居群的地理距离远有关。部分位点显示出居群总体有杂合不足的现象。聚类分析结果显示:居群之间的遗传距离与地理距离具有较高的一致性。     

Microsatellites reveal strong genetic structure in the common cutworm,Spodoptera litura

The common cutworm, Spodoptera litura(Lepidoptera: Noctuidae), is a voracious agricultural pest. To increase understanding of the migration patterns and genetic diversity of different geographic populations of this species, we analyzed genetic variation in nine microsatellite loci among 576 individuals collected from 17 locations in China and one in Myanmar during 2011–2012. We successfully identified 162 alleles, with an average of 18 alleles per locus and a range of 5 to 34. The mean observed heterozygosity of the 18 populations ranged from 0.18 to 0.98, and the expected heterozygosity ranged from 0.19 to 0.89. For the nine microsatellite markers studied, polymorphism information content ranged from 0.18 to 0.88(mean=0.64). We found low genetic differentiation among the 18 populations(mean F-statistics(F_(ST))=0.05) and high genetic diversity among individuals. Principle coordinates analysis indicated no significant correlation between geographic and genetic distance(r=0.04). The value of N_m(N_m4) estimated using coalescent-based methods suggests strong gene flow with migration. The nine microsatellite markers identified in this study will be beneficial for further investigation of migration patterns and genetic diversity in S. litura.     

基于GBS技术的中华绒螯蟹的遗传特征分析

[目的]研究中华绒螯蟹经过多年的人工养殖、跨流域引种和增殖放流等活动可能会对其遗传特性造成的影响。[方法]基于下一代GBS测序技术,利用SNP标记对辽河家系、辽河野生、长江群体、海南群体、黄河群体进行遗传特征分析。[结果]经过条件为测序深度4×、Miss0.5、次要等位基因频率(MAF)0.05的过滤后,共获得652 746个高质量的SNP位点用于群体的遗传分析,各群体平均观测杂合度(Ho)为0.084 4~0.124 9,平均期望杂合度(He)为0.097 4~0.200 3,群体平均π值(Pi)为0.158 3~0.254 4,群体Fi的平均测量值(Fis)为0.054 2~0.238 43。两两群体间遗传分化指数Fst值结合系统发生树,可以看出,长江群体与海南群体的遗传距离较近,分化较小,表示海南的中华绒螯蟹苗种可能来自长江流域。[结论]该研究揭示了不同水系中华绒螯蟹的遗传差异,探讨了其遗传多样性水平,为中华绒鳌蟹资源的合理开发利用与保护提供理论依据。     

基于SSR分子标记的安徽黄山地区野生刺葡萄的遗传多样性分析

利用8对SSR分子标记引物分析了安徽黄山地区40份野生刺葡萄资源的遗传多样性,结果表明:8对SSR引物扩增的等位基因数(Na)为36个,每个引物扩增等位基因数(Na)为2～10个,有效等位基因数(Ne)为1.285～5.378个;观测杂合度(Ho)为0.250～0.775,期望杂合度(He)为0.224～0.824;Nei’s多样性指数(H)为0.222～0.814;香农多样性指数(I)为0.417～1.884;多态性信息含量(PIC)为0.202～0.789。依据地理位置将黄山地区刺葡萄资源分为3个群体(POP1,POP2,POP3),3个群体之间遗传相似度为0.829～0.912,遗传距离为0.093～0.188,表明黄山地区刺葡萄资源的遗传差异较少。通过UPGMA方法对黄山地区40份刺葡萄和湖南、福建的3份刺葡萄进行聚类,在遗传相似系数为0.62时,黄山地区刺葡萄聚为一类,湖南、福建的刺葡萄聚为一类。这些结果表明,刺葡萄的基因流限制于短距离,黄山地区刺葡萄主要以有性繁殖为主。     

Genetic Variation in Triticum turgidum L.ssp.turgidum Landraces from China Assessed by EST-SSR Markers

It was helpful for the wheat improvement to evaluate the genetic resources of Triticum turgidum L. ssp. turgidum landraces. In this study, 68 turgidum landraces accessions, belonging to four geographic populations in China, were investigated by using EST-SSR markers. A total of 63 alleles were detected on 22 EST-SSR loci, and the number of alleles on each locus ranged from 1 to 5, with an average of 2.9. The results of the analysis of molecular variance （AMOVA） indicated that 92.5% of the total variations was attributed to the genetic variations within population, whereas only 7.5% variations among populations. Although the four populations had similar genetic diversity parameters, Sichuan population was yet distinguished from other populations when comparing the population samples in pairs. Significant correlations were detected by the statistic analysis among six genetic diversity parameters among each other. The selection difference between heterozygosty and homozygosty was also observed among different EST-SSR locus. The genetic similarity （GS） ranged from 0.18 to 0.98, with the mean of 0.72, and all accessions could be clustered into 7 groups. The dendrogram suggested that the genetic relationships among turgidum accessions evaluated by EST-SSR markers were unrelated to their geographic distributions. These results implied that turgidum landraces from China had the unique characters of genetic diversity.     

4个暗纹东方鲀群体的遗传多样性分析

采用10对暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)和16对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)微卫星引物对4个暗纹东方鲀群体(1个长江常熟江段捕捞群体,1个江苏扬中放流群体和2个养殖群体)的遗传多样性进行分析。结果显示,20个微卫星位点能成功扩增出片段并且具有一定的多态性,在4个群体中共检测到113个等位基因。每个群体的平均等位基因数为4.95～5.50,平均观测杂合度为0.686 7～0.761 7,平均期望杂合度为0.653 0～0.700 0,平均多态信息含量为0.601 3～0.638 4。各个群体都有一些微卫星位点偏离Hardy-Wein-berg平衡(P<0.05),主要表现为杂合子不足。群体间遗传分化系数为0.040 6,基因流值为5.905 6,群体间遗传分化程度较小,群体间基因流水平较高。4个群体间的遗传相似系数为0.859 0～0.915 8,遗传距离为0.088 0～0.151 9,采用UPGMA法对4个群体进行聚类,可分2类:上海养殖群体单独为一类,扬中放流群体、常熟江段捕捞群体和南通养殖群体为另一类。     

基于SCoT分子标记的黄河鲤抗嗜水气单胞菌不同群体遗传多样性分析

【目的】基于SCoT分子标记探讨黄河鲤遗传多样性与其抗嗜水气单胞菌能力的关系,为黄河鲤的抗病育种提供理论依据。【方法】通过腹腔注射对300尾黄河鲤进行人工感染嗜水气单胞菌,按死亡顺序分为最先死亡群体（FP）、最后死亡群体（LP）和存活群体（SP）,每个群体选取30尾。从80条SCoT引物中筛选出多态性好、重复性高、条带清晰的引物,对3个黄河鲤群体进行多态性扩增,采用PopGene32和Arlequin 3.5计算3个群体的等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、Nei’s基因多样性指数（H）及Shannon’s信息指数（I）等遗传参数,基于Nei’s遗传距离（Ds）利用MEGA 7.0中的非加权组平均法（UPGMA）构建系统发育进化树,并以Structure 2.3进行群体间的遗传结构分析。【结果】黄河鲤感染嗜水气单胞菌的死亡率为40.0%。从80条SCoT引物中筛选出18条扩增条带清晰、多态性好的引物,从3个黄河鲤群体中共扩增出103条条带,其中多态性条带97条,占94.17%。3个黄河鲤群体的Na范围为1.7961~1.8155,Ne范围为1.3828~1.4029,H范围为0.2258~0.2467,I范围为0.3453~0.3804;群体间的遗传分化指数（Gst）为0.0972,即90.28%的遗传多样性分布在群体内部。3个黄河鲤群体的遗传分化指数（Fst）为0.1299,属于轻度遗传分化;群体间的Ds分布在0.0248~0.0835,其中FP群体与SP群体的遗传距离最大。基于Ds的UPGMA聚类分析结果显示,FP群体和LP群体聚为一支,SP群体单独聚为一支;遗传结构分析结果表明,3个黄河鲤群体可分为2个亚群［抗病群体（SP）和易感群体（FP和LP）］。可见,通过黄河鲤死亡时间划分的群体与通过聚类分析及遗传结构分析得出的群体基本一致。【结论】黄河鲤抗嗜水气单胞菌的能力随着群体遗传多样性的增大而增强。因此,在黄河鲤抗病品种（系）选育过程中应保证足够的群体数量,在提高生长、营养等经济性状的同时保证一定的基因杂合度。     

利用微卫星PCR技术分析山猪的遗传结构*

 选用世界粮农组织（FAO）和国际动物遗传学会（ISAG）联合推荐的23个微卫星位点对山猪群体的遗传多样性进行检测。通过等位基因频率、有效等位基因数、杂合度、多态信息含量的计算以及瓶颈效应分析,判断山猪群体目前遗传结构和濒危状况。结果表明,23个微卫星座位的多态信息含量在0.452~0.847之间。群体平均多态信息含量和平均杂合度分别为0.686和0.731。瓶颈效应分析表明,山猪群体拥有极显著的杂合度过剩位点数,在无限等位基因模型和逐步突变模型下的平均杂合度为0.559和0.672,推断其有效群体大小近几十年在明显下降,从而说明山猪群体已经处于被灭绝的威胁中。上述研究结果对于山猪的保种和开发利用具有重要的指导意义。