用ISSR分析四川苎麻品种(系)间的遗传关系及雄性不育分子标记的建立

本文从100条ISSR引物中筛选出21条引物,对8个四川苎麻品种(系)间的遗传关系进行了分析。PCR扩增结果表明,21条引物在8份材料中共扩增出86条带,平均每条引物扩增出4.1条,其中多态性位点71个,各引物扩增出的位点数3~8个不等,平均每条引物可以检测到3.4个多态性位点。聚类分析和遗传距离分析结果表明,供试品种川7、川8与其亲本遗传距离较远。3个杂交品种(川7、川8、川9)均表现特有的偏父本遗传现象。此外,本研究用ISSR引物U835筛选到了1个雄性不育分子标记,并将其扩增产物克隆测序,结果表明该序列大小为658bp。根据该序列,此标记被转化成稳定的SCAR标记,可用于苎麻雄性不育分子标记辅助育种。     

中国96个荔枝种质资源的EST-SSR遗传多样性分析

根据本实验室已获得的荔枝果皮cDNA文库EST序列,通过SSRIT在线检索,从3391条EST序列中,发现305条含有SSR,占整个文库EST的8.99%。利用SSR-ESTs序列共设计100对EST-SSR引物,其中62对在荔枝上有扩增产物,50对有扩增多态性,即具有一定的通用性。接着从96份荔枝种质中选取12个品种的基因组DNA,开展核心引物筛选,共筛选出多态性较好的EST-SSR分子标记30个;这30个EST-SSR分子标记在96份资源共扩出284条带,不同引物的扩增条带在3～18条之间,平均9.47条,其中有282条为多态性带,多态率高达99.30%,每对引物的Nei＇s基因多样度范围为0.186～0.396,香农信息指数范围为0.318～0.558;此外,系统聚类分析结果表明,在相似系数0.5525处,可将96份荔枝种质资源分成了8大类群,该8大类群基本与其生态类型和植物学性状特征相符。在此基础上,还对荔枝的主栽品种和特殊种质进行鉴别,结果表明,该30个EST-SSR分子标记在不同品种间可产生较清晰可辨的多态性差异,为荔枝品种以及种质资源鉴别和鉴定的分子指纹的构建奠定了良好基础。     

大白菜简单序列重复(SSR)和插入/缺失(InDel)标记的开发及通用性分析

为探讨大白菜基因组序列中SSR位点的分布规律并开发SSR引物,利用SSRHunter软件对大白菜A10(16899818～17299817)的DNA序列进行简单序列重复(SSR)位点查找,共得到394个SSRs,平均每1.02kb出现1个SSR。二核苷酸和三核苷酸重复是最主要的SSR类型,分别占79.44%和18.78%。为了提高SSR标记开发的准确性和通用性,对检索得到的含SSR位点的序列进行了同源比对,选取符合条件的15条SSR序列并设计引物;依据Blast过程中发现的在SSR位点不存在差异而在其侧翼序列中存在插入/缺失(InDel)差异的序列,设计了19条InDel引物。用34对SSR及InDel引物在6个大白菜(Brassica rapassp.pekinesis)材料中进行多态性研究,发现28对引物能扩增出理想的PCR产物,有效扩增率为82.35%,其中27对引物具有多态性,多态性比率为79.41%。为验证SSR引物的真实性,随机对4对SSR引物的部分白菜扩增片段进行了测序,发现100%的片段具有相应的SSR位点。28对SSR和InDel引物在甘蓝(B.oleracea)、油菜(B.napus)和萝卜(Raphanus sativus)品种的有效扩增率分别为85.71%、100%和77.78%,说明新开发的SSR和InDel标记具有较好的多态性和通用性。利用6对引物分析了48份十字花科种质的遗传多样性,结果表明48份材料被明显地区分成白菜和甘蓝组、萝卜组、油菜组3大类群,与传统分类一致。大白菜SSR和InDel标记的开发对于十字花科种质亲缘关系及遗传多样性分析具有重要的应用价值。     

山东省46个花生品种SSR指纹图谱构建与遗传多样性分析

为从分子水平上快速鉴别花生品种和选配优良杂交组合,以山东省审定的46个花生品种为材料,利用微卫星(SSR)标记进行DNA指纹图谱的构建和遗传多样性分析。从788对SSR引物中筛选出50对多态性高、稳定性好、谱带清晰的引物,共检测到175个等位位点,其中122个为多态性位点,多态性比率达70.52%;每对SSR引物扩增出的等位位点数为2~7个,多态性信息量变化范围为0.6753~0.8412,平均为0.823。此外,利用14对引物可将46份材料完全区分开。聚类分析表明,在相似系数0.77处,所有供试材料聚为一类,在相似系数0.80处,仍有76%的材料聚在一起。利用SSR标记构建的指纹图谱可为花生种质资源管理及育种实践提供依据。     

利用生物信息学方法进行基于表达序列标签的玉 米单核苷酸多态性标记的开发

针对简单重复序列（SSR）标记密度不足、单核苷酸多态性（SNP）标记开发一般只基于2种基因型的序列差异,用以检测其他基因型的材料时多态性不高,不能满足玉米基因精细定位需要的现状,本研究从公共数据库下载来自不同遗传背景的玉米表达序列标签（EST）,结合运用各种生物信息学软件,开发基于EST序列的高多态性SNP标记。通过对2018530条EST序列的比对分析,拼接发掘出遍布全基因组的80363个SNP位点。在SNP位点两侧保守序列上设计PCR引物,开发出12388 个SNP标记（www.sicau.edu.cn/web/yms/snp/snp.html）,包含34721个SNP位点。其中,6008个标记只含单一SNP位点,12762个位点的多态性信息含量（PIC）大于04,具有高度多态性。     

花生栽培种InDel有效标记筛选与评估

为获得花生栽培种中有效的InDel标记,本研究基于花生简化基因组检测到的InDel信息,经PCR扩增以及电泳检测验证引物的有效性与多态性,利用生物统计学软件检测InDel标记的多态性水平。结果表明,在花生基因组上设计的39对引物在覆盖4个植物学类型的21份花生中均可获得扩增产物,其中14对引物具有多态性,为总引物数的35.9%,有3对引物位于基因编码区;Shannon指数为0.191 4~1.295 1,均值为0.579 4;多态性信息量(PIC)为0.090 7~0.674 6,均值为0.349 6。本研究筛选获得的InDeI标记可为花生栽培种遗传图谱构建和分子标记辅助育种提供有效的遗传标记。     

利用RAPD标记鉴定山葡萄种质

采用修改后的CTAB法获得了高质量的基因组DNA.利用随机扩增多态性即RAPD标记对山葡萄7份种质进行鉴定,用4个引物(从30个引物中筛选)对试材进行PCR扩增,共扩增出30条谱带,平均每条引物产生7.5条谱带,其中21条谱带为多态性谱带,占总谱带数的70%.不同引物扩增的谱带数不同,范围在6～9条之间.利用4个引物扩增出的多态性谱带可以将7份山葡萄种质区分.     

马铃薯遗传资源多样性的SRAP分析

采用SRAP分子标记，对44份马铃薯品种的遗传多样性进行了分析。结果显示, 随机抽取27对SRAP引物，对基因组DNA进行特异扩增，其中23对引物扩增出多态性条带，共获得104个多态性条带, 多态性引物比率达85.2%, 平均每对引物产生4.5个多态性条带，表明SRAP标记具有较高的多态性比率。44份种质资源的SRAP标记遗传距离为0.147-0.741。当遗传距离D=0.67时，将44份种质资源分为四大类群，包括一个复合类群和三个独立类群。其中复合类群可进一步分为7个亚群。从而在DNA水平上证明了所研究马铃薯种质资源具有丰富的遗传多样性。     

广西地方葛根种质资源遗传多样性的SCoT分析

为了解广西地方葛根种质资源之间的亲缘关系,本研究以SCoT分子标记对44份广西葛根种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,并进行遗传多样性分析。结果表明,25条SCoT引物共扩增出223个条带,其中具有多态性的条带有194条,平均每条引物获得7.76个多态性条带,多态性比例为86.99%。聚类分析表明,44份葛根种质资源的遗传相似系数在0.587~0.982之间。在系数0.65处,44份葛根分为两大类,37号材料单独成为一类;在系数为0.74处,可聚为六类。综上所述,SCoT分子标记适用于葛根种质资源遗传多样性分析,本研究结果为广西葛根种质资源鉴定评价和新品种选育奠定了一定的理论基础。     

甘蓝SSR标记在近缘种青花菜的通用性及其应用

本研究对50条甘蓝SSR引物在其近缘种青花菜中的通用性进行了分析,结果表明,38对引物在青花菜上可有效扩增,扩增产物分子量在100～1500bp,有效扩增比率为76%,其中18%具有较好的多态性,揭示了两种作物基因组间存在一定的相似性。同时利用获得的多态性较好的9对引物对青花菜进行基因型鉴定和遗传多样性分析,20份青花菜基因型中共检测到51个基因位点,平均每个引物组合可扩增出5.67个条带,多态性为66.7%。多引物组合可鉴别出所有青花菜基因型。聚类分析结果表明同一来源的基因型间具有相近的遗传基础,且聚类与熟性具有一定的相关性。本研究为今后青花菜种质资源的收集、利用及分子标记辅助育种提供了新的SSR标记和参考。     

基于石蒜属转录组序列的SSR分子标记开发应用

为开发石蒜属简单重复序列(SSR)分子标记,并研究SSR引物在石蒜属内的通用性,本研究对石蒜属石蒜、忽地笑、中国石蒜、长筒石蒜、换锦花、香石蒜6个种质转录组测序,检测SSR位点并设计引物,通过PCR扩增和毛细管电泳判断引物的有效性和多态性,绘制石蒜属17个种质资源的指纹图谱并对杂交后代的真实性进行早期检测。结果表明,共获得404 481条Unigenes,利用数据库进行同源比对和功能注释,并对Unigene进行SSR位点挖掘和分析,共检测到59 612个SSR位点。其中,单核苷酸重复>二核苷酸重复>三核苷酸重复,分别占SSR总数的62.88%、20.06%和14.66%,四核苷酸及以上重复单元相对较少。选取并合成8对荧光引物进行PCR扩增,通过毛细管电泳检测发现,8对荧光引物共检测到60个多态位点,多态位点数平均为7.50,多态性信息含量(PIC)值变化范围为0.148 0~0.940 8,平均值为0.593 0。利用引物扩增带型组合法构建了石蒜属17个种资源的指纹图谱,其中引物QZ209可区分所有供试材料,并可用于杂交后代鉴定。本研究开发的SSR标记具有丰富的多态性,在石蒜属植物的资源多样性分析、杂交种鉴定及遗传图谱的构建应用中具有重要意义。     

基于SNP标记的504份番茄种质资源遗传多样性分析

为深入了解番茄种质资源的遗传多样性,运用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)技术,利用前期筛选出的60对多态性较高的单核苷酸多态性标记(SNP),对收集的504份番茄种质资源进行遗传多样性分析、聚类分析、主成分分析及群体结构分析。结果表明,60个SNP分子标记共检测到181个等位基因,基因多样性平均值为0.450,期望杂合率(He)平均值为0.069,多态性信息值(PIC)变化范围为0.171~0.583,平均值为0.381。在遗传距离为0.36时,504份番茄材料被划分为7个类群,各材料间的平均遗传距离为0.62;根据主成分分析结果将群体分为3个类群;基于SNP标记对参试材料进行群体结构分析,在K=3时,504份番茄种质资源被划分为3类。本研究筛选出的60对SNP标记的多态性为中度偏高,番茄种质资源遗传多样性较丰富,可为后续宁夏地区番茄的核心种质构建及种质资源的有效利用提供理论依据。     

不同生态区骨干谷子品种表型鉴定与遗传分析

骨干谷子品种对谷子产业发展发挥了重要的作用,为了解其优异性状遗传基础及利用价值,选用来源于不同生态区的12个骨干谷子品种,进行表型鉴定和遗传差异分析。结果表明,12个来源于不同生态区的骨干品种在株高、穗长、穗粗、穗下节间长、单穗重、生育期以及黄色素含量等方面差异较大。79对SSR多态性标记共检测到258个多态性变异位点,平均3.265 8个;SSR标记多态性(PIC)的变幅为0.141 1~0.711 6,平均为0.510 1;其中PIC>0.5的SSR标记有50对,占多态性标记的63.3%。12份材料的遗传距离变幅为0.140 2~0.801 1,平均为0.473 7;来自华北夏谷区的豫谷1号和沧谷4号遗传距离最近,而沧谷4号和来自内蒙高原的地方品种金香玉距离最远;总体而言,华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种遗传距离相对较大。相似性系数为0.594时,12个品种可聚为两类,华北夏谷区的豫谷1号、矮88、冀谷19号、沧谷4号和济谷12聚为一类,来自西北春谷早熟区、晚熟区和东北春谷区的7个品种聚为一类,聚类分析结果和品种的生态类型具有较高的一致性。群体结构分析和聚类分析的结果相似,华北夏谷区品种和春谷区品种之间存在基因交流。总之,不同生态区来源品种间遗传差异较大,同一生态区来源品种遗传差异较小;华北夏谷区骨干品种之间遗传差异较春谷区品种遗传差异相对较小;华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种间遗传差异较大,丰富华北夏谷区遗传变异,应加强与西北早熟春谷区品种之间的交流。本研究结果为优异谷子品种培育及种质资源利用提供了一定依据。     

大蒜种质遗传多样性的SSR分析

为了探索中国大蒜种质个体的SSR位点的分布情况,为品种鉴定、保存及遗传改良提供分子生物学依据,利用6对SSR引物对40个大蒜(Allium sativumL.)品种进行聚类分析、主成分分析及遗传多样性评价。共检测到21个多态性位点,平均每对引物可扩增出约3.5条多态性片段,多态性百分率为56.76%;SSR引物组合平均有效等位基因数、Nei基因多样度和Shannon信息指数分别为1.5551、0.3414和0.5188。聚类分析显示,6对SSR引物可把40份大蒜种质资源从0.59相似系数水平上3个类群。第一类群包含28份种质,在相似系数为0.73的水平上进一步又被分成了3个亚类;第二亚类仅包含2份种质;第三亚类包含10份种质,在0.68的相似系数水平上分成了2个亚类。主成分分析和UPGMA的结果基本一致。不同地理来源的大蒜种质的Shannon-Weaver多样性指数的变幅为0.0576~0.4179,说明大蒜种质遗传多样性丰富。本研究利用SSR分子标记技术较准确地解析大蒜不同材料间的亲缘关系及遗传多样性,为中国大蒜SSR分子标记提供基础资料。     

鳜原种群体和养殖群体遗传多样性的微卫星分析

本研究利用20对微卫星引物对鳜（Sinipelrca chuatsi）原种群体和养殖群体进行遗传多样性分析。结果表明,在鳜原种群体中检测到多态性位点14个,养殖群体11个。在两个群体中共检测到等位基因数96个,其中原种群体检测到等位基因数53个,每个位点的等位基因数在1～7之间,平均有效等位基因数为2．7390;养殖群体检测到等位基因数43个,每个位点的等位基因数在1-6之间,平均有效等位基因数为2．1284。原种群体的平均观察杂合度0．5708,Nei氏期望杂合度0．5295,平均多态信息含量PIC0．5353;养殖群体的平均观察杂合度0．3839,Nei氏期望杂合度0．4011,平均多态信息含量PIC0．5043。因此,与养殖群体相比,鳜原种群体仍有丰富的遗传多样性。本研究可为鳜种质资源的保护、监测和遗传育种提供分子水平上的数据。     

Exploitation of <Emphasis Type="Italic">Malus</Emphasis> EST-SSRs and the utility in evaluation of genetic diversity in <Emphasis Type="Italic">Malus</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Pyrus</Emphasis>

A total of 8117 suitable SSR-contaning ESTs were acquired by screening from a Malus EST database, among which dinudeotide SSRs were the most abundant repeat motif, within which, CT/TC followed by AG/GA were predominant. Based on the suitable sequences, we developed 147 SSR primer pairs, of which 94 pairs gave amplifications within the expected size range while 65 pairs were found to be polymorphic after a preliminary test. Eighteen primer pairs selected randomly were further used to assess genetic relationship among 20 Malus species or cultivars. As a result, these primers displayed high level of polymorphism with a mean of 6.94 alleles per locus and UPGMA cluster analysis grouped twenty Malus accessions into five groups at the similarity level of 0.6800 that were largely congruent to the traditional taxonomy. Subsequently, all of the 94 primer pairs were tested on four accessions of Pyrus to evaluate the transferability of the markers, and 40 of 72 functional SSRs produced polymorphic amplicons from which 8 SSR loci selected randomly were employed to analyze genetic diversity and relationship among a collection of Pyrus. The 8 primer pairs produced expected bands with the similar size in apples with an average of 7.375 alleles per locus. The observed heterozygosity of different loci ranged from 0.29 (MES₉₆) to 0.83 (MES₁₃₈), with a mean of 0.55 which is lower than 0.63 reported in genome-derived SSR marker analysis in Pyrus. The UPGMA dendrogram was similar to the previous results obtained by using RAPD and AFLP markers. Our results showed that these EST-SSR markers displayed reliable amplification and considerable polymorphism in both Malus and Pyrus, and will contribute to the knowledge of genetic study of Malus and genetically closed genera.     

铁皮石斛EST-SSR分子标记的开发

为了开发铁皮石斛EST-SSR分子标记,利用SSRIT软件对铁皮石斛近缘物种-金钗石斛的15 383条EST序列进行SSR位点查找,利用Primer 5和Oligo 7软件进行引物设计和评价,之后经PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳对引物进行初步筛选,并通过聚丙烯酰氨凝胶电泳对所筛选的引物进行有效性检测。结果表明,SSRIT软件共查找到370条SSR位点序列,共有379个SSR位点,候选SSR位点出现的频率为2.46%。二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸重复是最主要的重复类型,分别占41.42%、26.91%和27.44%,其中二核苷酸重复中AG/CT(20.84%)和GA/TC(18.73%)最丰富;三核苷酸重复中TCT/AGA(4.22%)和GA/TC(3.96%)最丰富;而六核苷酸重复基元较多。EST-SSR平均长度为24 bp,平均每8.5条EST序列包含1个SSR位点。设计的106对EST-SSR引物中有50对能扩增出理想的PCR产物,引物有效扩增率为47.17%,其中有43对能够扩增出多态性条带,占可扩增引物的86%。本研究开发的43对引物为铁皮石斛遗传多样性分析、种质鉴定、遗传图谱构建和功能基因研究等提供了重要的参考价值。