中国大豆育成品种群体遗传结构分化和亚群特异性分析

 【目的】研究中国大豆育成品种总群体的遗传结构分化及其地理生态亚群和育成时期亚群的遗传多样性、特异性及其相互关系,为中国大豆育种主干亲本遴选提供遗传背景依据。【方法】从1923－2005年育成的1 300个品种中抽选378份中国大豆育成品种组成代表性样本,选用大豆核基因组64个SSR标记,采用Structure Version 2.2软件,进行群体遗传结构分析、亚群体分化分析和遗传多样性与遗传特异性分析。【结果】中国大豆育成品种群体由7类血缘组成,遗传上明显分化为不同的地理生态亚群和育成时期亚群,各有其不同的血缘构成特点;各地理生态亚群具有其特有、特缺和互补等位变异,体现了其遗传来源的相对生态特异性;随着品种育成时期的推进,不同时期有不同血缘的种质加入,各育成时期亚群具有其特有、特缺和互补等位变异,体现了育种发展的特点。中国大豆育成品种群体与中国地方品种群体、中国野生大豆群体相比,其遗传基础因源于有限祖先亲本数的瓶颈效应而相对狭窄;分省亚群中黑龙江、江苏亚群的等位变异数可以向其他亚群提供的补充等位变异数均依次最多,其亲本来源较宽、遗传基础较广。分时期亚群平均等位变异数随着时期的推移各亚群等位变异数增加,遗传多样性程度增高,近期育成品种的遗传基础宽于历史上前期育成的品种。【结论】研究结果证明中国大豆育成品种群体存在遗传结构上的地理生态分化和育成时期分化,因而各亚群具有相对遗传特异性,体现在血缘构成和特有、特缺及互补等位变异上,这构成了未来大豆育种中亚群间种质或基因交流的遗传基础。     

亚洲大豆栽培品种遗传多样性、特异性和群体分化研究

【目的】研究亚洲大豆栽培品种地理群体的遗传多样性、特异性和群体分化。【方法】应用大豆基因组64对SSR分子标记技术,对亚洲216份栽培大豆品种遗传变异进行分析。【结果】亚洲大豆栽培品种遗传多样性丰富,地理群体(中国东北、中国黄淮、中国南方、朝鲜半岛、东南亚、南亚)间存在较多互补等位变异数,最多的在中国黄淮与南亚群体间;各地理群体拥有各自特有或特缺的等位变异。亚洲大豆全群SSR标记遗传距离聚类（聚成6类）与地理群体分类间有极显著相关性,地理分群有其相应的遗传基础。亚洲全群由2类血缘组成,分别占中国国内和国外2大类群的绝大部分;地理群体间2类血缘组成的差异明显。国内与国外各群体间以中国南方与东南亚群体间分化最小;国外群以东南亚与朝鲜半岛群体间分化最小;国内群以中国黄淮与中国南方群体分化最小。【结论】亚洲大豆栽培品种地理群体间具有位点和等位变异的特异性,各群体间可以相互补充的位点及其等位变异甚丰富,利用国外栽培品种可以拓宽中国品种的遗传基础。     

中国野生大豆群体特征和地理分化的遗传分析

【目的】从分子标记等位变异水平上探讨中国野生大豆群体的遗传特征、连锁不平衡特点和地理生态分化的遗传机制,并以重要生态性状全生育期为代表解析性状地理分化的遗传基础。【方法】从全国24个省区不同地理生态型的野生大豆材料中抽选174份组成代表性样本,选用204个SSR标记,利用TASSEL及STRUCTURE 2.2软件进行群体连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）和群体遗传结构分析。在此基础上对群体的地理分化、亚群体特异性及全生育期位点等位变异的地理分化进行遗传分析。【结果】中国野生大豆群体蕴含丰富的遗传变异,20条连锁群中,I和C2连锁群有相对较多的位点平均等位变异和遗传分化。不论是共线性组合,还是非共线性组合,都有一定程度的LD存在,说明历史上发生过连锁群间的大量重组;野生群体D ′平均值为0.34,高值多,比栽培大豆高,说明野生群体发生过更多的重组,保留下较高的LD。采用H-W平衡模型将野生群体聚成4类,模型聚类亚群划分与地理生态分类相关、有交叉,推测各地理亚群体发生过材料的迁移。各地理亚群经长期自然选择,各位点等位基因的频率发生变化,还有新生的与绝灭的,因此,各地理亚群间产生明显的等位基因分化。与地理生态性状全生育期关联的有15个位点160个等位变异,其中,亚群特有等位变异共58个,来自14个位点,同一位点可以在多个亚群体产生不同的特有等位变异,其效应从南至北逐渐下降,这说明生态区间不仅有强烈的遗传分化,而且是有规律的遗传分化。【结论】中国野生大豆群体遗传多样性高,共线、非共线位点间连锁不平衡程度高,4个生态亚群体间位点高度遗传分化,产生大量地区特有等位变异,全生育期还表现由南向北降效的规律性遗传分化。     

华北生态群普通杏遗传多样性与群体结构分析

【目的】研究华北生态群普通杏在不同地理来源间的遗传多样性、特异性和群体结构差异。【方法】应用21对SSR引物对67份华北生态群普通杏的遗传多样性和群体结构进行分析。【结果】21个SSR位点在67份华北生态群的普通杏材料中共检测出301个等位变异,每个位点的等位变异范围为8—24个,平均为14.33个。每个位点Shannon’s多样性指数（I）变异范围为0.65—2.67,平均为1.934。通过不同地理来源间比较,发现来自西北黄土高原区域的杏种质多样性丰富,拥有较多的等位变异。不同地理群间存在较多的互补等位变异;各地理群体拥有各自特有等位变异。基于混合模型的Structure2.2群体结构分析显示,将华北生态群普通杏划分为7个组群,且不同地理来源的材料均被划分到3个或以上的聚类群体。当K=4时,除仁用杏外华北生态群普通杏可以划分为西南亚群、华北平原亚群和东部丘陵亚群（包括山东丘陵地和辽南丘陵地的普通杏）3个亚群,与传统生态亚群划分相似。【结论】华北生态群普通杏种质具有丰富的遗传多样性,其中来自于西北地区的普通杏多样性最为丰富,有较多的变异类型。仁用杏种质遗传基础狭窄,但具有较多的特有等位变异和独特的血缘关系。华北生态群普通杏可以划分为3个亚群,但地理来源相同的种质不一定属于同一类群。     

中国栽培大豆(Glycine max (L.) Merr.)微核心种质的群体结构与遗传多样性

【目的】评价中国栽培大豆微核心种质的群体结构和遗传多样性水平,为拓宽大豆遗传基础、发掘优异基因、改良大豆品种提供理论依据。【方法】利用大豆20个连锁群上的100个SSR位点,对来自全国28个省补充完善的248份栽培大豆微核心种质进行SSR遗传多样性及群体结构分析;采用PowerMarker Version 3.25软件统计等位变异数、平均等位变异数、多态性信息量(PIC值)及亚群特有等位变异数等参数;基于遗传距离建立了栽培大豆微核心种质的无根Neighbor-Joining树;用Structure2.2软件对微核心种质的群体结构进行评价。【结果】100个SSR位点在248份材料中共检测出等位变异1460个,每个位点变异范围为2—33个,平均为14.6个,每个位点PIC值变异范围为0.158—0.932,平均为0.743。基于模型的群体结构分析显示,依据LnP(D)无法判断最佳K值(群组数),但通过计算系数ΔK发现,K=3为微核心种质的最佳群体结构。结合种质的生态类型及品种类型分析发现,地理来源相同的种质具有聚在一起的倾向,但来源相同的种质也有分在不同组的情况。不同生态类型及品种类型间均存在较多的互补等位变异和特有等位变异。【结论】中国栽培大豆微核心种质具有丰富的遗传多样性,可以用来拓宽大豆品种遗传基础;不同生态类型及品种类型间存在较多的互补及特有等位变异,是种质创新及品种改良的物质基础;栽培大豆微核心种质存在明显的群体结构,为微核心种质在育种中的直接或间接利用提供了理论依据。     

基于SSR分子标记的154份桃品种遗传多样性分析

利用简单重复序列(SSR)分子标记对桃种质资源的遗传多样性和群体结构进行分析，构建桃品种的分子数据库，为桃品种的鉴定提供技术依据。利用10个SSR标记对154份桃品种进行指纹采集，通过聚类分析和群体结构分析研究其遗传多样性。结果表明，10对SSR引物共检测出140个等位变异，变异范围为8～27;共获得304个基因型，变化范围为17～59;引物多态性信息含量(PIC)变化范围为0.510 9～0.824 2,申请品种保护和登记的品种遗传多样性较已知品种低。根据Nei’s遗传距离进行非加权组平均法(UPGMA)聚类分析，供试品种可划分为5个大类，各品种间的遗传距离在0.029 3～1.000 0之间，其中2对品种未区分开。对供试品种进行群体结构分析，发现可以划分为4个亚群，大部分材料的亲缘关系比较单一。方差分析结果表明，10%的遗传变异来自群体间，72%的遗传变异来自群体内部，群体内的变异大于群体间。154份桃品种的遗传多样性水平适中，群体间的遗传分化程度处于中等水平，同一育种单位的品种遗传距离较近。研究结果可为不同类型桃育种创新、分子指纹数据库的构建及品种鉴定提供参考依据。     

不同来源中国李（Prunus salicina L.）的多样性与近缘种关系

目的 中国李资源丰富、分布广泛。更好地明晰不同来源中国李栽培品种的多样性、遗传结构差异以及与同域近缘种的关系,将有利于明确中国李驯化扩散历程以及近缘种在栽培驯化过程中的作用,促进中国李地方品种资源的深入挖掘和新品种的选育。方法 利用均匀分布于基因组的22对SSR分子标记,采用荧光毛细管电泳检测技术对48份种质进行基因分型,其中包括38份不同来源的中国李种质、10份变异类型或近缘种。通过GenAlEx 6.41软件评估22对SSR引物的多态性,对参试种质按不同来源分析遗传多样性;利用NTSYS-pc 2.1软件构建48份材料的树状聚类分析图;并根据贝叶斯模型的Structure 2.2软件分析不同居群间的遗传结构差异。结果 基于48份供试材料的数据,22对SSR引物等位变异范围为3—21个,平均每个位点检测到13.54个;总共检测到298个等位变异,其中有51.8%的等位变异属于稀有等位变异。在不同居群间进行比较,根据平均有效等位变异（Ne）、平均Shannon’s多样性指数（I）、观察杂合度（Ho）和期望杂合度（He）可以看出,南方品种群的多样性最高,其次为东北品种群;而杏李的多样性最低,且明显低于华北品种群。通过分子方差分析,认为中国李的多样性有69%的遗传变异来源于居群内,仅有31%的遗传变异来源于居群间。基于遗传分化系数和Nei’s遗传距离的数据比较,认为不同居群间存在显著的遗传分化,同时不同地理来源种质间存在适当的基因交流。树状聚类分析暗示国外育成品种与我国南方品种群具有较近的亲缘关系;而华北品种群与杏李关系密切;东北品种群与乌苏里李关系紧密。群体结构分析可以将栽培中国李种质资源划分为南方小果脆肉品种群、南方大果品种群（包括国外育成品种）、华北品种群和东北品种群。结论 我国南方地区中国李的多样性最为丰富,按东北品种群、国外品种群、华北品种群顺序依次降低。东北品种群为了提高适应性融入了乌苏里李基因;杏李是从华北品种群中高度驯化后的特化类型,且该类型通过无性繁殖保存了其高度杂合性状态。我国南方江浙地区的大果型种质对国外育成品种起着重要作用。     

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。     

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。     

节节麦与普通小麦杂交后代的遗传多样性分析

运用SSR标记的方法,对节节麦SQ-214与普通小麦杂交后代的BC1F2群体的64份材料和高代系群体的147份材料在D基因组上的68个SSR位点的遗传多样性进行了分析.结果表明:68对SSR引物在杂交后代的两个群体等位变异位点较多,BC1F2群体共检测到67个位点有变异,等位变异数为212个,主要集中在3D染色体上.高代系中58个位点有变异,等位变异数为184个,等位变异位点多集中在2D上.BC1F2和高代系群体在D基因组的7条染色体上遗传多样性的表现不一致,BC1F2在7条染色体上的遗传多样性显著高于高代系,等位变异分布较高代系均衡.BC1F2材料间的遗传多样性高于高代系.由此可知,节节麦与普通小麦杂交衍生后代具有较高的遗传多样性,可用于进一步改良小麦;同一衍生亲本的衍生后代具有较大的遗传分化,尤其是在随机群体;经过选择后的群体遗传多样性会明显的降低.     

太湖流域水稻种子活力和耐缺氧能力遗传变异研究

测定了太湖流域5个生态类型297个粳稻地方品种和2个对照育成品种的种子活力指数和5 cm水深条件下生长7 d的芽鞘长度,研究了这两个性状的遗传变异及它们与水直播14 d的幼苗高、成苗指数的相关性.结果表明:地方品种的种子活力和幼苗耐缺氧能力的遗传变异系数分别为19.5%和15.2%,这两个性状的遗传变异主要存在于早熟晚粳生态型中.种子活力指数、缺氧条件下芽鞘长度均与水直播14 d的幼苗高及成苗指数呈极显著正相关.从早熟晚粳中筛选到薄稻3、硬头茎、三百粒头、大稻头、乌金香糯、荒三石4、晚八哥头7个高活力和耐缺氧能力的品种资源,可供适于直播的水稻新品种选育利用.     

微卫星标记对籼稻品种遗传多样性分析

从水稻全基因组12条染色体上的439对SSR引物中选取30对,对国内外的12个籼稻品种进行遗传多样性研究。结果显示,试验选取的30对SSR引物中有29对具有多态性,多态性位点百分率为96.7%。这些多态性引物在12个材料中共扩增出137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4.7/位点。等位基因有效数(Ae)变幅为1～5.539,平均为3.47。多样性指数中,香浓多样性指数(I)为0～0.819,平均0.651;而Nei基因多样性指数变幅为0～1.907,平均1.3。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12份材料分为2个类群,国内和国外两个群体。说明SSR标记在区分水稻品种的生态型及遗传多样性研究方面具有重要作用,进一步证实了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     

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.     

太湖流域粳稻地方品种食味品质分析

为了充分利用太湖流域优质的粳稻种质资源,选取161份太湖流域粳稻地方品种(系)为试验材料,对其10个食味性状进行分析评价。结果表明,太湖流域不同水稻品种(系)的食味品质间存在极显著差异。不同品种的稻米RVA谱曲线特征值与直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪酸含量间均存在一定的相关性;崩解值和消减值2个指标不仅可以反映RVA谱曲线的基本特征,同时又可以反映稻米食味品质的优劣。低直链淀粉含量的水稻品种的RVA谱仍存在较大的差异。随着脂肪酸含量的增加,峰值黏度、热浆黏度、崩解值均极显著下降(P<0.01);而消减值则随着脂肪酸含量的增加而极显著提高(P<0.01)。因此,从RVA谱曲线特征值看,本试验选用的太湖流域水稻地方品种(系)的部分稻米食味品质优良,可作为优质高产的种质资源进行利用。     

广西邕宁普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)种群遗传多样性及核心种质构建研究

[目的]研究广西邕宁普通野生稻种群的遗传多样性和核心种质构建,为普通野生稻种群保护提供依据。[方法]从水稻12条染色体上均匀选取24对SSR标记对243份样本进行遗传多样性分析。[结果]结果表明,24对引物均表现出多态性,多态位点比率为100%;24个多态位点共检测出103个等位变异,平均等位基因数A为4.291 7,平均有效等位基因数E是2.511 2,平均期望杂合度He为0.573 2,平均多态信息含量PIC为0.572 0。根据聚类结果分析,从243份材料中筛选出31份核心种质,包含了24个SSR位点检测到的所有的遗传变异,其平均期望杂合度He是0.595 8,平均多态信息含量PIC是0.586 3,基本上可以代表广西邕宁普通野生稻种群的遗传多样性。[结论]广西邕宁普通野生稻资源具有丰富的遗传多样性,建议对该地区普通野生稻种群的遗传多样性进行重点保护和利用     

特异粳稻种质的ISSR遗传多样性分析

利用中国粳稻种质滇粳优2号(B90)和日本粳稻冷香粳(X1)筛选100条ISSR引物。利用筛选出的10条引物对来自中国、日本等国家的40份特异粳稻进行遗传多样性分析。PCR扩增结果表明,10条ISSR引物在40份材料中共扩增出2 600条DNA带,其中多态性位点有42个,平均每条引物可以检测到4.2个多态性位点。聚类结果表明,各供试材料聚为3大类,遗传相似性系数范围为0.62~1.00。相同居群的中国特异粳稻种质基本能聚为一类,但是与部分日本粳稻交叉聚在一起。这表明:粳稻种质的遗传差异与气候变化类型的相关性不紧密;ISSR标记可以作为种质资源分类和保护的有效手段。并对中国特异粳稻种质的保护进行讨论。     

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。     

中国台湾栽培稻种质资源的等位酶遗传多样性

 分析了中国台湾省1 591份亚洲栽培稻14个等位酶基因位点的等位基因酶谱(Pgi1、Pgi2、Amp1、Amp2、Amp3、Amp4、Sdh1、Adh1、Cat1、Icd1、Est1、Est2、Est5和Est9)。结果表明，被检测的台湾稻种含有47个等位酶等位基因，占亚洲栽培稻该类等位酶己鉴定出的60个等位基因的78.3%，其等位基因频率变幅为0.001~0.997，基因多样性指数(Ha)变幅为0.006~0.585。平均基因多样性指数(Ht)和平均多态性指数(DP)分别为0.239和18.3%。基因频率低于0.05的等位基因共24个，占51.1%；基因频率在0.05~0.95的18个，占38.3%；基因频率高于0.95的有5个(Amp1-1、Adh1-1、Icd1-1、Est1-1和Est5-1)。1 591个台湾品种共有182种等位酶基因型，且等位基因Est9-null仅存在于3个台湾品种中。遗传分化系数(Gst)和聚类分析表明，台湾品种在Amp2、Cat1、Pgi1、Est2和Pgi2的基因位点上出现了明显的籼粳差异。台湾栽培稻具有较丰富的等位酶遗传多样性，是中国栽培稻遗传多样性的重要组成部分。     

水稻籼粳成分判定及亚杂组合结实率稳定性与亲本亲缘关系

为探明亚种间杂交稻结实率稳定性与其父母本遗传差异的关系，以两个品种间杂交组合为对照，选取遗传差距有异的亚种间杂交组合为供试材料，于结实敏感期进行了不同温度处理，以杂交组合及亲本结实率与结实敏感期日平均气温的回归方程的斜率估算结实率稳定度，通过程氏指数法与DNA分子标主法对亲本籼粳成分进行了判定，对结实率稳定性与父母本亲缘关系的研究表明，亚种间杂交稻的结实率稳定性与其父母本亲缘关系远近呈显著负相关，但发现810S／63020结实率稳定性好这一特例，暗示结实率高度稳定的亚杂组合可能与其双亲中均具有籼粳成分有关。此外，用程氏指数法和分子标记法对亲本的籼粳成分进行判定，两种方法判定的结果一致。