利用SSR标记进行粳稻品种的遗传多样性研究

水稻育成品种遗传基础的宽窄及品种间遗传距离的大小是品种能否在当地有效推广种植的关键因素。为了扩大水稻杂交育种中亲本的选择,选用分布于水稻基因组的12条染色体上的30对SSR引物,对国内外的18个粳稻品种进行遗传多样性研究。结果显示,选取的30对SSR引物有28对具有多态性,多态性位点百分率为93%。这些多态性引物在18个材料中共扩增出144条多态性条带,平均每对SSR引物可检测到2~8个等位基因,平均5.14/位点。Nei遗传距离及系统聚类和带型分析结果表明,利用SSR标记可将18份材料分为4个类群,同一生态型的稻种基本聚为一类,部分不同生态型的稻种聚在一起,说明这几个品种之间有了一定的基因交流,具有相对较近的亲缘关系。育种亲本的选择不能单单考虑生态型。     

利用SSR标记揭示中国粳稻地方品种遗传多样性

【目的】通过中国粳稻地方品种的遗传多样性分析,阐明各省份粳稻地方品种的遗传结构及其亲缘关系,为中国粳稻杂交育种的亲本选配提供科学依据。【方法】利用43对SSR多态性标记,对原产于中国17个省（市、自治区）的187份粳稻地方品种进行等位基因多样性、遗传结构和聚类分析。【结果】共检测到等位基因351个,每个位点等位基因变幅为2-21,平均每个位点等位基因数为8.2;基因多样性指数变异范围为0.117-0.908,平均为0.550;多态信息含量（PIC）变异范围为0.114-0.902,平均为0.523。在RM72、RM241、RM219、RM412和RM232等位点所检测到的遗传多样性参数值较大。西南、华南、华中粳稻地方品种的遗传多样性明显高于华北和东北地区;云南省粳稻地方品种遗传多样性最丰富,天津和吉林的粳稻地方品种的遗传多样性相对较低。基于Nei’s遗传距离的系统聚类把供试材料分为8个小类群,南方粳稻地方品种主要聚类于第ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ和ⅴ等5个小类群,北方粳稻地方品种主要聚类于第ⅵ、ⅶ和ⅷ等3个小类群。基于模型的群体结构分析,供试材料被分为11个亚群,有144份材料被分到相应的11个亚群,其余43份材料被分到混合亚群。【结论】南方稻区粳稻地方品种的遗传多样性明显高于北方稻区,其中西南稻区的粳稻地方品种遗传多样性最为丰富,而云南是粳稻地方品种遗传多样性最丰富的省份。北方与南方粳稻地方品种间存在较大的遗传差异,粳稻地方品种间亲缘关系与地域性存在一定的相关性,这种相关性在北方粳稻地方品种中更为突出。RM72、RM241、RM219、RM412和RM232适合应用于粳稻地方品种的遗传多样性检测。     

基于SSR标记的太湖流域粳稻地方品种遗传多样性研究

【目的】评价太湖流域粳稻地方品种的遗传多样性。【方法】利用58对SSR引物,对基于主要农艺性状构建的太湖流域粳稻地方品种核心种质库的122个品种进行DNA水平的多态性分析,并与15个现代育成品种做比较。【结果】（1）地方品种群体中53个SSR位点共检测到216个等位片段,每个多态性位点等位片段数的变化范围为2～7个,平均为4.08个;71.7%的SSR位点具有3个以上等位片段;53个位点PIC值的变化范围为0.031～0.773,平均为0.413;Nei’s基因多样性指数He为0.378;品种间遗传距离平均为0.419;12条染色体中,第5染色体平均等位片段数最多,第11染色体平均PIC值最大。（2）现代育成品种群体检测到的等位片段数、位点PIC值、Nei’s基因多样性指数和品种间遗传距离均比地方品种群体相应值小,地方品种的遗传多样性大于现代育成品种。（3）聚类分析显示,在遗传相似系数0.63处,地方品种和现代育成品种可以明确区分开来。【结论】太湖流域粳稻地方品种具有丰富的遗传多样性,且与现代育成品种有较大的遗传差异,可用以拓宽育成品种的遗传基础。     

不同类型芥菜变种遗传差异的SSR分子标记检测

为了解不同类型芥菜变种间的遗传多样性，利用66对 SSR引物对16份芥菜变种进行检测。结果表明，共扩出602个条带，多态性条带占92.5％，多态信息量（PIC）变幅为0.56～0.97，平均值为0.91。遗传相似系数为0.41～0.75，平均值为0.60，当相似系数为0.61时，可将供试材料分成4类。薹芥和抱子芥均单独为一类，第3类包括笋子芥、小叶芥和叶瘤芥，第4类包括白花芥、宽柄芥、长柄芥、大叶芥、凤尾芥、分蘖芥、卷心芥、茎瘤芥、花叶芥、结球芥和大头芥。表明16个芥菜变种间存在一定的遗传多样性。通过主成分分析也将供试材料分成4大类群，2种聚类分析结果基本一致，都说明来自相同省份的绝大部分材料聚在一起，呈现出一定的地域性分布规律，但聚类结果与芥菜形态没有必然联系。     

粳稻种质资源SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

【目的】构建新疆粳稻种质资源的DNA指纹图谱,了解新疆粳稻育成品种的遗传相似性。【方法】利用均匀分布于水稻12条染色体的70对SSR引物,以新疆粳稻育成品种及引进资源为材料,进行遗传多样性分析并构建SSR指纹图谱。【结果】有63对引物具有多态性片段,共检测到388个有效等位基因,平对每对引物6.1587个等位基因;引物平均多态性频率为0.2371。89个材料间的遗传相似系数在0.72～0.88,相似性较高,以0.73为标准,可分为5大群。【结论】新疆粳稻育成品种的遗传背景相似性较高、多样性不够丰富,遗传基础相对比较狭窄,加强新的基因资源鉴定利用及育种材料创制。     

利用SSR标记进行粳稻品种的遗传多样性研究

利用37对SSR引物分析了72个不同生态类型粳稻品种的遗传多样性，共检测出了186个等位基因，平均每对SSR引物可检测出2～11个等位基因变异，平均为5．1个。UPGMA聚类分析结果表明，利用SSR分子标记将72个材料分成7大类群，说明SSR标记在区分水稻品种生态类型和品种的遗传多样性方面具有重要作用，也证实了SSR标记是研究水稻种质资源分类、地理分布、生态类型的有效手段。     

不同抽薹性萝卜遗传多样性的SSR分子标记分析

为了加强对耐抽薹萝卜种质资源的研究,加快耐抽薹萝卜育种进程,从206对SSR分子标记引物中筛选出21对,用于57份不同抽薹性萝卜材料进行遗传多样性分析。结果表明,PCR共扩增出102条条带,平均4.86条,每对引物2～9条带,其中具有多态性的为95条,多态性条带百分率为93.14%。POPGENE分析结果表明,平均观测等位基因数为2.967 4,平均有效等位基因数为2.419 1,有效等位基因比例为81.52%;平均Nei基因多样性指数为0.355 5,平均Shannon多态性指数为0.528 9。UPGMA法聚类结果把供试萝卜材料分为3个类群,5个亚类:第Ⅰ类为来源于德国的极耐抽薹材料,第Ⅱ类为来源于韩国和日本的耐抽薹材料,第Ⅲ类为来源于我国的材料,其中第3亚类共有45份,占材料总数的78.95%,第4亚类为5份极易抽薹材料,第5亚类仅有1份。各材料间平均遗传相似系数为0.638 1,变幅范围0.347 8～0.934 8,0.7的仅22.87%,遗传差异较大。不同抽薹性萝卜材料所表现出的丰富多样性,对萝卜种质资源管理和耐抽薹品种选育具有重要意义。     

基于SSR分子标记的油棕遗传多样性分析

[目的]应用SSR分子标记对8个油棕品种进行遗传结构及多样性分析,以期通过分析具有高杂合度油棕品种的遗传结构来辅助育种.[方法]利用SSR分子标记及PCR银染显色技术筛选多态性引物,分析8个油棕品种的等位基因频率(P)、观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He),计算每个转座子的平均等位基因(Na)、每个多态转座子的平均等位基因数(Na/pl)及有效等位基因数(Ne),计算固定指数(Fis)和F-统计量值(Fit和Fst),并基于遗传距离对8个油棕品种进行聚类分析.[结果]开发出27对多态性SSR引物,从中选取15对结果较好的多态性引物对油棕大样本进行检测,挖掘出57个等位基因(Na),平均每个转座子的Na为3.8个,表明8个油棕品种的遗传变异较明显.平均有效等位基因数(Na)和期望杂合度(He)分别为0.6248和0.5902.此外,发现一个高水平的种群分化,F-统计量值(Fst)变化范围为0.1029~0.6010,平均为0.3664.利用多态性SSR分析8个油棕品种的遗传距离,结果发现品种1和品种3的遗传距离最远(1.674),品种3和品种5的遗传距离最近(0.065).[结论]8个油棕品种的多态性相对丰富,物种间杂交程度较小,物种亲缘关系较远,遗传多样性良好.     

利用程氏指数和SSR标记分析水稻籼粳性

用程氏指数法从稃毛、酚反应、第1穗节与第2穗节间的长度、抽穗时壳色、叶毛和粒形6方面对90份水稻材料的籼粳属性进行分析。以冈46为对照,将供试材料分为籼、偏籼、粳、偏粳4类。用分布于12条水稻染色体上的30对SSR引物对90份水稻材料进行遗传多样性分析,结果共检测出101个等位位点,平均每个引物检测到3.37个等位基因,其中籼稻特异位点17个,占16.04%,粳稻特异位点11个,占10.37%,说明籼稻的遗传多样性大于粳稻。聚类结果表明,SSR标记能较好地将粳稻与籼稻分类。     

利用SSR标记评价甘蔗品种遗传多样性

[目的]探讨甘蔗品种的遗传多样性。[方法]利用15对多态性SSR引物对20个广西主栽甘蔗品种的基因组DNA进行分析,研究现代甘蔗品种的遗传亲缘关系及各品种间的遗传距离。[结果]利用15对多态性SSR引物对20个甘蔗品种的基因组DNA进行扩增,共获得185条谱带。平均每个引物扩增出12.33条谱带,其中多态性条带占87.6%。供试甘蔗品种之间的遗传相似系数为0.554～0.826,平均值为0.679。根据UPGMA聚类分析结果,20个供试甘蔗品种可分为2个类群。[结论]20个供试甘蔗品种具有丰富的遗传多态性。SSR标记能较好地揭示供试甘蔗品种之间的遗传差异和亲缘关系。     

中国杂交籼稻遗传多样性演变及其分析

对1981~2002年中国生产上利用的杂交籼稻组合进行分析,结果表明,1990年以后杂交籼稻的遗传多样性逐步提高,每年种植组合中的恢复系数量平均为不育系数量的2.5倍,恢复系的遗传多样性大于不育系的遗传多样性,两系杂交水稻的大面积推广丰富了杂交籼稻的遗传基础。对国内生产上利用的骨干亲本亲缘系数(COP)的分析结果显示:尽管生产上杂交籼稻的组合数量不断增加,遗传基础有所扩大,但年种植面积大于3.3×105hm2组合的亲本仍然是几个骨干不育系和恢复系,这些材料的遗传背景仍然比较单一。因此,加强籼稻种质的发掘和利用,特别是加大不育系的创新力度,对于实现杂交籼稻的可持续发展具有重要意义。     

水稻粳型亲籼系籼粳型属性的程氏指数鉴定

为了提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性，用程氏指数鉴定了待测粳型亲籼系及其杂交后代的籼粳型属性。结果表明：用程氏指数鉴定粳型亲籼系的籼粳型属性的结果准确率较高，且年度间和季度间的稳定性好；偏粳型品种与籼型或偏籼型品种杂交，其F1多为籼型和偏籼型。用程氏指数法从15个待测粳型亲籼系中鉴定出1个粳型品系和4个偏粳型品系。另外，秧苗的KClO3抗性可作为鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的一个指标，改良程氏指数能提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性。     

粳稻粒重与稻米外观品质的相关性

对外观品质优质的小粒粳稻品系与大粒大垩白粳稻品系的杂交F2及BC1F1代植株谷粒性状与外观品质性状的关系进行了分析。结果表明,粒重与垩白呈显著正相关,粒宽对外观品质的影响最大;杂种后代出现了外观品质达到优质小粒亲本水平,且干粒重比优质小粒亲本高5．4g的单株;干粒重超过32．0g的单株,外观品质均未达到国家3级优质稻谷标准;用优质亲本回交,有利于提高杂种后代优质单株的出现机率。     

水稻待测粳型亲籼系的杂种优势研究

培育粳型亲籼系可能是克服籼粳杂种不育性，利用籼粳杂种优势，提高水稻产量的有效途径。本文研究了待测粳型亲籼系与籼稻杂交的F1杂种优势。试验表明，第一，粳型亲籼系G3005－4－1与籼稻杂交，其F1理论产量中亲优势强大，而其他亲籼性好而粳型性强的系统与籼稻杂交，其F1理论产量中亲优势弱，第二，粳型亲籼系G3005－4－1与粘稻杂交，F1主要表现为穗大粒多，结实正常，并且不存在生育期偏长和植株偏高的现象。第三，F1理论产量中亲优势与双亲平均值和分子标记测得的双亲相似系数均无显著相关关系。     

Genetic diversity analysis and GWAS reveal the adaptive loci of milling and appearance quality of japonica rice (Oryza sativa L.) in Northeast China

Milling and appearance quality are important contributors to rice grain quality. Abundant genetic diversity and a suitable environment are crucial for rice improvement. In this study, we investigated the milling and appearance quality-related traits in a panel of 200 japonica rice cultivars selected from Liaoning, Jilin and Heilongjiang provinces in Northeast China. Pedigree assessment and genetic diversity analysis indicated that cultivars from Jilin harbored the highest genetic diversity among the three geographic regions. An evaluation of grain quality indicated that cultivars from Liaoning showed superior milling quality, whereas cultivars from Heilongjiang tended to exhibit superior appearance quality. Single- and multi-locus genome-wide association studies (GWAS) were conducted to identify loci associated with milling and appearance quality-related traits. Ninety-nine significant single-nucleotide polymorphisms (SNPs) were detected. Three common SNPs were detected using the mixed linear model (MLM), mrMLM, and FASTmrMLM methods. Linkage disequilibrium decay was estimated and indicated three candidate regions (qBRR-1, qBRR-9 and qDEC-3) for further candidate gene analysis. More than 300 genes were located in these candidate regions. Gene Ontology (GO) analysis was performed to discover the potential candidate genes. Genetic diversity analysis of the candidate regions revealed that qBRR-9 may have been subject to strong selection during breeding. These results provide information that will be valuable for the improvement of grain quality in rice breeding.     

水稻基因组序列研究进展

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,是禾本科植物的模式植物。综述了基于图位克隆的水稻基因组序列,基因组大小为389 Mb,包括37 544个非转座因子相关蛋白的基因。95%的基因组序列被精确测定,包括全部的常染色质、2个完整的着丝点及6条完整的染色体。基因组中串联重复序列占14%,平均每Mb为51个SSR。SwaI光学限制性(酶切)图谱的构建使图距缩短了11%,使基因组大小变为382.17 Mb。     

用第8染色体的SSR标记分析香稻居群遗传多样性

用5对与香味基因连锁的SSR标记对广西种植的香稻、非香地方籼型栽培稻、非香地方粳型栽培稻以及南亚香稻UPRB系列、UPRH系列、B系列共6个居群进行遗传多样性分析。结果表明,6个居群在第8染色体的遗传多样性以南亚香稻B系列居群的最大;聚类表明,南亚香稻居群与广西水稻居群(包括香稻与非香稻居群)各自聚为一类,说明南亚香稻与广西水稻种质在第8染色体上存在遗传差异,证明了南亚香稻类群的独特性。     

Genetic Structure and Eco-Geographical Differentiation of Cultivated Keng Rice (Oryza sativa L. subsp. japonica) in China Revealed by Microsatellites

China is one of the largest centers of genetic diversity of Oryza sativa L. and is the original centers of Oryza sativa L. subspecies japonica. Using a genetically representative core collection of 1 442 rice landraces of japonica in China, the genetic structure, differentiation, and geographic diversity were analyzed. The model-based structure analysis on varieties within three ecotypes revealed 16 eco-geographical types, which are partially accorded with some of the ecological zones in China. The differentiation of eco-geographical types contributed to the local ecological adaption and physical isolation, and maybe could be used to develop the heterotic groups of japonica. To facilitate the identification of different ecotypes and eco-geographical types, we provided the SSR character alleles of each ecotype or geographical eco-group and a rapid discriminated method based on these character alleles. Lastly, investigation on genetic diversity, genetic differentiation indicated that southwest region of China, including south of Yunnan Province, northwest of Guangxi Zhuang Autonomous Region, and southwest of Guizhou Province, possessed the highest genetic diversity and all the necessary conditions as a center of genetic diversity and should be the center of genetic diversity of rice landraces of japonica in China.