豌豆属（Pisum）SSR标记遗传多样性结构鉴别与分析

 【目的】评价豌豆属（Pisum L.）2个种5个亚种下,共8个资源类群的遗传多样性水平,揭示豌豆属下资源群体结构及其遗传关系远近,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用豌豆野生种质提供必要信息。【方法】利用21对豌豆多态性SSR引物,对来自世界5大洲62个国家的豌豆属94份栽培种质（P. sativum ssp. sativum var. sativum）及其1个近缘野生种（P. fulvum）,3个野生亚种（P. sativum ssp. abyssinicum、P. sativum ssp. asiaticum、P. sativum ssp.transcaucasicum）和3个野生变种（P. sativum ssp. elatius var. elatius、P. sativum ssp. elatius var.pumilio、P. sativum ssp.sativum var.arvense）的103份野生种质进行SSR标记遗传多样性分析;利用NTSYSpc2.2d软件估算其遗传距离,进行主成分分析（PCA）并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图;采用Popgene V1.32估算种质群的等位位点分布等参数,利用Fstat V2.9.3.2进行种质群间遗传多样性差异显著性测验。【结果】21对豌豆多态性SSR引物共扩增出104条多态性带,每对引物平均扩增出4.95个等位变异,其中有效等位变异占65.56%;PSAD270,PSAC58,PSAA18,PSAC75,PSAA175和PSAB72等SSR引物最为有效。SSR等位变异在豌豆属植物学分类单位中分布均匀,但分类单位种质群间的遗传多样性在多数情况下差异显著。豌豆属野生种P. fulvum的遗传多样性远低于栽培种P. sativum;豌豆栽培种下,P. sativum ssp. sativum var. sativum和P. sativum ssp. asiaticum的遗传多样性最高,P. sativum ssp. elatius var. elatius和P. sativum ssp. transcaucasicum次之,P. sativum ssp. elatius var. pumilio、P. sativum ssp. sativum var. arvense和P. sativum ssp. abyssinicum最低。PCA分析发现,豌豆属种质资源由4个差异明显的基因库构成。“fulvum”基因库主要由野生种Pisum fulvum资源构成,“abyssinicum”基因库主要由栽培种下的P. sativum ssp. abyssinicum亚种资源构成,“arvense”基因库主要由栽培种下的P. sativum ssp. sativum var. arvense变种资源构成;“sativum”基因库由P. sativum ssp. asiaticum、P. sativum ssp. elatius var. elatius、P. sativum ssp. transcaucasicum、P. sativum ssp. elatius var. pumilio和P. sativum ssp. sativum var. sativum资源构成。“sativum”基因库构成豌豆栽培资源初级基因库;“fulvum”、“abyssinicum” 和“arvense”基因库共同构成豌豆栽培资源次级基因库。植物学分类单位间的Nei78遗传距离介于7.531～35.956,UPGMA聚类方法将豌豆属植物学分类单位聚成3个组群,“组群I”对应“sativum”和“arvense”基因库之和,“组群II”对应“abyssinicum”基因库,“组群III”对应“fulvum”基因库,聚类结果支持4个基因库的划分。【结论】豌豆属下多数植物学分类单位间遗传多样性差异显著,并分化成4个基因库。研究结果部分支持豌豆属下传统的植物学分类体系,并指出了其合理与不足之处。为拓宽豌豆育成品种的遗传基础,应充分发掘豌豆属下各基因库的遗传潜力。     

ICRISAT花生微核心种质资源SSR标记遗传多样性分析

【目的】评价ICRISAT花生微核心种质资源的遗传多样性水平,揭示ICRISAT花生微核心种质资源遗传多样性,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用ICRISAT花生微核心种质资源提供必要信息。【方法】采用27对花生SSR引物,对ICRISAT微核心花生种质168份材料(来自世界五大洲42个国家)进行遗传多样性分析;利用NTSYS-pcV2.0软件进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图。【结果】27对SSR引物共扩增出115条多态性条带,每对引物平均扩增出4.2930个等位变异,其中有效等位变异数2.7931,有效等位变异所占比重为65.49%;PM137、16C6、14H6、8D9和7G02等引物最为有效,其Shannon’s信息指数均在1.5以上,等位变异数5个以上,有效变异数3.7个以上。在多粒型群体中,来源于南美洲和印度种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在珍珠豆型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在普通型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲、美国和非洲种质资源的遗传多样性较高。来自南美洲的花生种质资源具有较高的遗传多样性,与花生起源于南美洲的结论一致。PCA分析,发现栽培种花生种质资源由4个差异明显的基因源构成,"hypogaea"包括普通型种质资源,"vulgaris"包括珍珠豆型种质资源,"fastigiata1"包括多粒型种质资源,"fastigiata2"包括多粒型种质资源。植物学分类单位间的Nei78遗传距离介于16.336—23.607cM,UPGMA聚类方法将花生属植物学分类单位聚成5个组群,"组群1"对应"hypogaea"基因源,"组群2"对应"vulgaris"基因源,"组群3"对应"fastigiata1"、"fastigiata2"基因源之和,"组群4"和"组群5"分别代表秘鲁型和赤道型基因源,聚类结果支持4个基因源的划分。【结论】ICRISAT花生微核心种质资源具有丰富的遗传多样性,不同来源的变种群间存在明显的遗传差异,并分化成4个基因源,研究结果部分支持栽培种花生传统的植物学分类体系。为拓宽花生育成品种的遗传基础,应充分发掘ICRISAT微核心种质各基因源的遗传潜力。     

世界栽培豌豆(Pisum sativum L.)资源群体结构与遗传多样性分析

【目的】评价国家种质库长期保存的国内外栽培豌豆(Pisum sativum L.)资源的遗传多样性水平,揭示其遗传多样性、等位基因和群体结构差异,据此评估其重要程度及价值,为中国豌豆资源研究策略和方向的正确选择、国内外资源的充分发掘利用和深入研究提供理论依据。【方法】利用21对豌豆多态性SSR引物,对来自国外五大洲66个国家和中国28个省(区、市)的1984份栽培豌豆进行SSR标记遗传多样性和群体结构分析;采用Structure2.2软件完成资源群体结构剖析、推断参试材料的合理组群数、确定每份参试材料的适当群体划入及其相关参数计算;利用NTSYSpc2.2d软件估算其遗传距离,进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;采用PopgeneV1.32估算种质群的等位位点分布等参数,利用FstatV2.9.3.2进行种质群间遗传多样性差异显著性测验。【结果】通过对国、内外栽培豌豆资源群间SSR等位基因数(NA)、有效等位基因数(NE)、有效等位基因所占比重(NE/NA)、等位基因丰度(AR)、基因多样性指数(GD)、Shannon's信息指数(I)的比较,发现除等位基因数(NA)外,国内资源的其它5个遗传多样性指标全面高于国外资源。在21个SSR基因位点中,国内、外资源群在7个位点间存在等位基因种类的差异。群体结构分析将1984份世界栽培豌豆资源划分成三大组群。组群A包含96.49%的国外栽培豌豆参试资源,可代表典型的国外栽培豌豆资源类型;组群B的资源88.18%来源于陕西和内蒙古,可代表中国典型的春播区栽培豌豆资源类型;组群C的资源52.05%源于中国秋播区,47.44%源于中国春播区,可代表中国秋播区和除陕西、内蒙古外的春播区栽培豌豆资源类型。组群间遗传多样性差异达到显著水平。PCA作图分析也明确显示世界栽培豌豆资源群体中存在3个边界明显的资源富集区(基因库I、II、III),且与三大组群的群体结构分析结果精确对应。【结论】国内资源的遗传多样性程度整体上超过国外资源,国外资源群体内个体间的差异程度平均高于国内资源。群体结构分析侦测到世界栽培豌豆资源中存在A、B、C共三大资源类群,类群间的遗传多样性差异达到了显著水平,且与PCA做图分析显示的3个边界明显的基因库间存在着精确对等关系:"类群A"几乎等同于"基因库I","类群B"几乎等同于"基因库II",而"类群C"几乎等同于"基因库III";基因库I由国外资源富集而成,基因库II由中国陕西和内蒙古资源富集而成,基因库III由中国秋播区资源和陕西、内蒙古以外的春播区资源富集而成,由此得出世界栽培豌豆由3个基因库构成的结论。国外栽培豌豆种质资源构成了"基因库I",国内栽培豌豆种质资源构成了"基因库II"和"基因库III",表明国内、外资源均很重要,但国内资源甚于国外。     

Phylogenetic Relationships in Genus Arachis Based on SSR and AFLP Markers

Fourteen wild species of different sections in the genus Arachis and 24 accessions of the AABB allotetraploid A. hypogaea （cultivated peanut） from several countries which belong to different botanical varieties, were analyzed by SSR and AFLP marker systems. The assay-units per system needed to distinguish among all the tested accessions were at least five for SSR or two for AFLP. The genetic distance detected by the SSR markers ranged from 0.09 to 0.95, and the mean was 0.73; and the genetic distance detected by the AFLP markers ranged from 0.01 to 0.79 with an average of 0.42. All the tested peanut SSR primer pairs were multilocus ones, and the amplified fragments per SSR marker in each peanut genome ranged from 2 to 15 with the mean of 4.77. The peanut cultivars were closely related to each other, and shared a large numbers of SSR and AFLP fragments. In contrast, the species in the genus Arachis shared few fragments. The results indicated that the cultivated peanut （A. hypogaea L.） varieties could be partitioned into two main groups and four subgroups at the molecular level, and that A. duranensis is one of the wild ancestors of A. hypogaea. The lowest genetic variation was detected between A. cardenasii and A. batizocoi, and the highest was detected between A. pintoi and the species in the section Arachis. The relationships among the botanical varieties in the cultivated peanut （A. hypogaea L.） and among wild species accessions in section Arachis and those in other sections in the genus Arachis were discussed.     

云南小麦地方品种及铁壳麦遗传多样性比较分析*

 为了给云南省小麦新品种选育以及物种保护研究提供依据,选用20对SSR引物对37份云南铁壳麦和35份云南地方小麦品种的遗传多样性进行比较研究。结果表明：在20个SSR标记位点上共检测到54个等位变异,每一位点检测到的等位变异数目为1~5个,平均2.7个。综合Neis基因多样性指数和Shannon多样性指数两个指标分析结果表明,云南铁壳麦品种遗传多样性水平较低。根据SSR标记数据计算云南小麦品种间的遗传距离,其结果表明云南地方小麦品种具有更高的遗传多样性。从UPGMA法可将72个品种分为3个类群,聚类结果表明同一地方的品种没有整齐地聚为一类。     

Analysis of anApplied Core Collection ofAdzuki Bean Germplasm by Using SSR Markers

Genetic diversity of 158 accessions of an applied core collection of adzuki bean (Vigna angularis) and 18 wild genotypes were assessed by using 85 microsatellite markers. With an average of 5.81 alleles per locus, 493 alleles were detected, and their distribution frequencies lower than 5% accounted for 73.02% of the total number. The distributions of alleles between the cultivated and the wild adzuki bean germplasm are different, with a higher allelic diversity in the wild germplasm than that of the cultivated ones. An obvious genetic differentiation was also observed between the wild and the cultivated adzuki beans, and SSR markers may be useful in study identification and classification of them. Among cultivated adzuki bean, the genetic similarity coefficient varied from 0.366 to 0.939. Genetic structure analysis can clearly separate the wild genotypes from the cultivated adzuki bean, and also can divide the cultivated ones into different populations, as these populations are closely agreeable with the ecological regions where they originally grow. The results of this study will be useful in arranging local breeding programs, especially in the aspect of parental combinations or identification of progenies. These SSR markers can also provide important information to explain the genetic relationship between the cultivated and wild adzuki beans, and to accelerate the wild gene resources in broadening the gene pool in breeding program.     

中国稻属研究的主要进展

从5个方面综述了中国稻属研究的主要进展,即稻属遗传资源与野生稻的种类;稻属种间关系;普通野生稻的进化生物学;栽培稻及其野生近缘的遗传多样性;稻种基因库的遗传侵蚀与保护。最后,提出了我国稻属研究亟待加强的几个方面。     

豌豆基因组SSR标记在蚕豆中的通用性分析

分析了21对豌豆(Pisum sativum)基因组SSR引物在10个蚕豆(Vicia faba)品种中的通用性。结果表明,豌豆基因组SSR引物在蚕豆中的通用性达38.10%,有效引物在蚕豆品种中的多态性比例为100%。     

黑龙江省杂草稻与栽培稻的生物学多样性初步研究

通过对50份杂草稻和18份栽培稻的9个农艺性状的遗传多样性及其变异关系的研究,结果表明:杂草稻株高、穗长、平均穗粒数、结实率、芒长、芒色、粒色等植物学特性均较栽培稻变异大。Neis遗传多样性值(h)明显高于栽培稻,表明杂草稻比亚洲栽培稻具有更丰富的遗传多样性。     

杂草稻、栽培稻及野生稻的遗传多样性比较

用30对SSR引物比较来自不同省区的12份杂草稻、34份栽培稻及36份普通野生稻的遗传多样性,共检测出121个等位变异,每个SSR位点的等位变异数在2～6之间,平均为4.033个。杂草稻、栽培稻和野生稻的遗传多样性指数分别为0.288 2、0.351 5和0.489 9,每个位点在杂草稻、栽培稻、野生稻中的等位基因数平均值分别为2.10、2.27、3.53,说明野生稻的遗传多样性最大。杂草稻与栽培稻之间的遗传距离(0.049 4)明显小于其与普通野生稻间的遗传距离(0.583 8),表明杂草稻与栽培稻亲缘关系较近,而与野生稻的亲缘关系较远,即杂草稻很可能起源于栽培稻的返祖退化。     

青海省栽培青稞SSR标记遗传多样性研究

[目的]分析我国青海省青稞SSR标记遗传多样性,为具有某些优异特性的青稞品种或资源筛选及青稞资源的保护奠定基础。[方法]利用SSR标记评估42份青海省栽培青稞的遗传多样性。[结果]42份青稞材料在7个SSR标记位点处表现出多态性,各位点扩增的等位基因数为1～6个,共鉴定出24个等位基因,每位点平均3.0个;根据SSR标记多态性可将42份青稞材料分为4组,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。[结论]该研究表明青海省栽培青稞具有丰富的遗传多样性,可为青稞育种亲本选择提供参考。     

Domestication of Pulses in the Old World: Legumes were companions of wheat and barley when agriculture began in the Near East

This article reviews the available information on the place of origin and time of domestication of the cultivated pea (Pisum sativum), lentil (Lens culinaris), broad bean (Vicia faba), bitter vetch (V. ervilia), and chickpea (Cicer arietinum). On the basis of (i) an examination and evaluation of archeological remains and (ii) an identification of the wild progenitors and delimitation of their geographic distribution, it was concluded that pea and lentil should be regarded as founder crops of Old World Neolithic agriculture. Most probably they were domesticated, in the Near East, simultaneously with wheats and barley (certainly not later than the sixth millennium B.C.). Bitter vetch shows a similar mode of origin. The evidence on the broad bean and the chickpea is much more fragmentary and the wild progenitors of these legumes are yet not satisfactorily identified. But also these two pulses emerge as important food elements in Bronze Age cultures of the Near East and Europe.     

番茄抗叶霉病基因Cf-10和Cf-16的遗传分析及SSR标记

以Cf-10和Cf-16基因对东北三省分离鉴定的8个番茄叶霉病病原菌生理小种的抗性进行了评价,表明Cf-10和Cf-16基因对分化出的生理小种具有良好的抗性。分别对07881×08HN30(含Cf-10)和07880×08HN34(含Cf-16)构建的F1、F2代分离群体进行了遗传分析,并对F2群体进行了SSR标记。遗传分析表明,08HN30和08HN34的抗性均由一对显性单基因控制,从341对SSR引物中筛选出2个与Cf-10基因连锁的标记LEtaa001和LEaat003,遗传距离分别为9.7和22.9 cM;1个与Cf-16基因连锁的标记Tom144-145,遗传距离为10.4 cM。上述研究结果为抗源基因在番茄抗叶霉病育种中的应用及进一步精细定位Cf-10和Cf-16基因奠定了基础。     

云南铁壳麦、地方和历史小麦品种的遗传多样性比较

遗传多样性研究对于小麦育种具有重要意义.该研究用20对SSR引物比较分析了云南铁壳麦、地方品种和历史品种的遗传差异.在37份云南铁壳麦、35份地方品种和30份历史品种中,分别检测到42,47和40个等位变异,每一个SSR引物分别检测到1～3,1～5和1～3个等位变异,平均分别为2.1,2.4和2.0个;云南铁壳麦、地方品种和历史品种的平均Neis基因多样性指数(He)分别为0.246(0～0.401),0.231(0～0.414)和0.244(0～0.495).用20对SSR引物计算了云南铁壳麦、地方品种和历史品种群体内及其群体间的遗传距离(GD)和平均遗传距离,结果显示云南铁壳麦和历史品种的遗传多样性要高于地方品种,而地方品种与历史品种之间具有较近的亲缘关系.聚类分析结果也表明云南地方品种和历史品种的亲缘关系较近,两者与云南铁壳麦的亲缘关系相对较远.云南小麦育种应加强更广泛的种质资源引进、创新及利用.     

用SSR标记比较亚洲栽培稻与普通野生稻的遗传多样性

 用 30对SSR引物比较了 5 2份不同生态型的栽培稻和 34份不同省 (区 )的普通野生稻 (简称CWR)的遗传多样性 ,发现在 2 84条多态性带中 ,有栽培稻特异带 15条 (5 .2 % ) ,普通野生稻特异带 117条 (41.2 % ) ,栽培稻与普通野生稻的差异主要来自野生稻。栽培稻和普通野生稻的平均基因多样性分别为 0 .6 7和 0 .9,每一位点在栽培稻中的等位基因平均为 5 .3,而在野生稻中平均为 9.6 ,栽培稻中的等位基因数仅为野生稻的 6 2 % ;野生稻材料间的平均遗传距离为 0 .80 11,远大于栽培稻品种之间的 0 .6 6 0 3,说明野生稻的遗传多样性大于栽培稻。此外 ,籼稻品种与粳稻品种之间的平均遗传距离也明显大于籼、粳亚种内品种间的遗传距离 ,表明籼粳分化是亚洲栽培稻遗传分化的主流。聚类分析结果表明 ,SSR标记既能较好地将栽培稻与野生稻分开 ,又能较好地进行籼粳稻的分类。     

SSR方法标记桃果肉近核色素

[目的]利用SSR分子标记法标记桃(Prunus persica(L.)Batsch)果肉近核色素。[方法]以"重阳红"与"金保"2个桃品种为亲本构建正交F1群体,选取其中138株后代作为标记群体,采用分离群体分组分析(bulked segregant analysis,BSA)法,将果肉近核色素分为"有"和"无"2个基因池,应用SSR分子标记技术寻找与桃果肉近核色素性状基因连锁的分子标记。[结果]通过对256对引物的筛选,获得了3对与控制桃果肉近核色素性状基因连锁的分子标记,即UDP96-003、ch04g09和UDP97-402,同时计算得到这3个标记与桃果肉近核色素性状基因的遗传距离分别为16.7、10.1和17.0 cM。[结论]该研究为进一步筛选遗传距离更近的共显性分子标记奠定了基础。     

黑龙江省东部大豆疫霉群体遗传多样性时空动态

为明确大豆疫霉群体遗传多样性时空变化规律,采用简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR)标记技术,分析2014~2017年黑龙江省东部生产田和试验田大豆疫霉群体遗传多样性。选用8对SSR引物扩增547株供试大豆疫霉,获得123个条带,其中110个为多态性条带,占89.43%,基因多态性位点主要集中在700、450和350 bp,在450 bp处基因多样性复杂;遗传变异分析表明,随时间推移,黑龙江省东部大豆疫霉群体内基因变化极显著,遗传多样性复杂,基因变异频率升高,群体明显进化。试验田大豆疫霉群体遗传多样性丰富,基因变异频率略高于生产田。     

青海省栽培青稞SSR标记遗传多样性研究

[目的]分析我国青海省青稞SSR标记遗传多样性,为具有某些优异特性的青稞品种或资源筛选及青稞资源的保护奠定基础。[方法]利用SSR标记评估42份青海省栽培青稞的遗传多样性。[结果]42份青稞材料在7个SSR标记位点处表现出多态性,各位点扩增的等位基因数为1～6个,共鉴定出24个等位基因,每位点平均3.0个;根据SSR标记多态性可将42份青稞材料分为4组,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。[结论]该研究表明青海省栽培青稞具有丰富的遗传多样性,可为青稞育种亲本选择提供参考。     

基于SSR技术分析陕西省玉米主栽品种的遗传多样性

从100对玉米SSR引物中选取扩增带型清晰、多态性较高的29对引物对陕西省26个玉米主栽品种的遗传多样性进行了分析。结果表明:29对引物共检测到148个等位基因变异,平均每个位点的等位基因数5.1个,平均多态性信息量0.690。聚类分析(UPGMA)表明,SSR标记可将26个玉米主栽品种分成5大类,与品种系谱分析基本吻合。品种间遗传相似系数(GS)变幅为0.520~0.851,平均GS值为0.674,说明陕西玉米主栽品种具有较为丰富的遗传多样性。     

Cross-species identification of Mendel's I locus

A key gene involved in plant senescence, mutations of which partially disable chlorophyll catabolism and confer stay-green leaf and cotyledon phenotypes, has been identified in Pisum sativum, Arabidopsis thaliana, and Festuca pratensis by using classical and molecular genetics and comparative genomics. A stay-green locus in F. pratensis is syntenically equivalent to a similar stay-green locus on rice chromosome 9. Functional testing in Arabidopsis of a homolog of the rice candidate gene revealed (i) senescence-associated gene expression and (ii) a stay-green phenotype after RNA interference silencing. Genetic mapping in pea demonstrated cosegregation with the yellow/green cotyledon polymorphism (I/i) first reported by Gregor Mendel in 1866.