利用EST-SSR评估糜子资源遗传差异

【目的】用微卫星标记分析糜子种质资源（国内外6个不同生态区）的遗传多样性水平,揭示不同来源糜子种质资源的亲缘关系和遗传结构差异,便于对糜子资源分类和优异种质的筛选利用。【方法】 用144个（高、低碱基序列重复分别为64和80个）SSR标记评估96份国内外（国内、国外分别为71和25份）糜子资源;用PowerMarker 3.25和PopGen 1.32计算遗传多样性参数,用MEGA 5.0和Structure 2.2进行遗传距离和结构聚类,用Ntsys 2.11进行主成分分析。【结果】 144个EST-SSR标记共检测出368个观测等位变异（Na）,每个位点检测到等位变异2—3个,平均为2.5556个;观测杂合度（Ho）为0.4070（RYW15）—0.9789（RYW85）,平均为0.8288;期望杂合度（He）为0.4369（RYW59）—0.6693（RYW58）,平均为0.5535;Nei's基因多样性指数（Nei）为0.4344（RYW59）—0.6653（RYW58）,平均为0.5505;多态性信息含量（PIC）为0.1811（RYW68）—0.7508（RYW58）,平均为0.4279。Shannon多样性指数（I）为0.6474—1.0956,平均为0.8415。就6个生态区材料的遗传多样性参数而言,北方春糜子区材料的PIC值和Shannon多样性指数最高,西北春夏糜子区材料最低。就不同生态区糜子种质间的遗传距离和遗传一致度而言,不同生态区糜子种质间的遗传距离为 0.0111—0.1425,遗传一致度为 0.8672—0.9889,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区间遗传距离最小和遗传一致度最高,西北春夏糜子区和华北夏糜子区间遗传距离最大。基于UPGMA聚类将试验材料划归3个类群（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。类群Ⅰ主要为北方春糜子区材料;类群Ⅱ主要为国外材料;类群Ⅲ主要为北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区材料;基于Structure聚类将糜子资源划归4个群组,红色群组,主要为北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区材料,代表北方和黄土高原基因库;绿色群组,主要为北方春糜子区材料,代表北方基因库;蓝色群组,主要包括黄土高原春夏糜子区材料,代表黄土高原基因库;黄色群组,代表国外基因库。就各分类群的遗传多样性参数而言,群组Ⅱ的PIC值最大（0.4606）,群组Ⅳ最小（0.3539）;主成分分析将试材划归6类,与其地理来源一致。【结论】 144个SSR标记可以准确评估96份糜子资源的遗传变异,基于不同依据划分的类群与6个生态区材料的地理来源基本一致,北方春糜子区材料的遗传多样性较丰富。     

利用荧光SSR分析中国糜子的遗传多样性和群体遗传结构

【目的】利用荧光SSR研究中国糜子的遗传多样性与群体遗传结构,为糜子品种改良、种质创新和资源利用提供依据。【方法】用不同地理来源且表型差异较大的6份糜子材料对SSR引物进行筛选,通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳获得条带清晰、稳定性好、多态性高的糜子SSR引物,对筛选出的引物5′末端进行6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光标记,利用基因分析仪检测不同等位变异的扩增片段大小,并以此来分析131份糜子材料的遗传多样性和群体结构。【结果】从202对SSR引物中共筛选出22对扩增稳定、多态性好的SSR引物,能同时适用于传统变性PAGE胶电泳和荧光SSR标记-全自动分析检测技术。22对SSR引物共检测出128个主要等位变异,平均每个位点5.82个;基因多样性指数变化范围为0.3572—0.8132,平均0.6284;多态性信息含量为0.2934—0.8150,平均0.5874;Shannon多样性指数为0.5427—1.7681,平均1.2062。不同生态区糜子种质间遗传距离的变化范围为0.0764—0.7251,平均0.3121,遗传一致度的变化范围为0.4843—0.9265,平均0.7465。其中,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传距离最小,遗传一致度最高,亲缘关系较近。UPGMA聚类分析显示,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的材料聚为一类,个体间聚类,东北春糜子区的育成品种和农家种聚类结果一致,黄土高原春夏糜子区的育成品种在多个组群中都有出现。通过绘制K与△K的关系图,K=4时,△K最大,据此将131份糜子材料划分为4个类群,类群Ⅰ代表北方春糜子区;类群Ⅱ主要来自东北春糜子区;类群Ⅲ主要是北方春糜子区,群组Ⅳ主要是黄土高原春夏糜子区。各群体中大部分品种亲缘关系单一,少数品种含有其他组群的遗传成分。基于遗传距离的聚类分析与群体遗传结构分析结果基本一致,表明糜子的遗传差异与地理来源相关。【结论】北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传多样性比较丰富,东北春糜子区的育成品种主要以农家种为遗传背景选育而来,黄土高原春夏糜子区在育种过程中引种资源广泛,与其他生态区存在基因交流。     

不同生态区糜子种质资源的遗传多样性分析

以5个糜子栽培生态区的40份糜子种质资源为试材,利用5个糜子特异性SSR标记对试材进行遗传多样性分析,旨在为糜子核心种质的构建和筛选提供一定的理论基础。结果表明:40份材料中共检测出15个等位基因变异,平均每个位点3个;40份材料间的遗传相似系数为0.692~0.726;聚类分析将试材分为5类,分别位于东北春糜子区、华北夏糜子区、北方春糜子区、黄土高原春夏糜子区和南方秋冬糜子区。同时,测定了以上试材的形态和生理指标(株高、主穗长和叶绿素含量),发现试材间存在多样性:(1)40个糜子材料的旗叶叶绿素含量介于27.23~43.10g·L-1之间,倒二叶叶绿素含量介于17.00~41.17g·L-1之间,其中185号材料(红糜子)叶绿素含量均最大。(2)40份材料的株高介于119.73~273.97cm之间;其中,60号材料(镇原大糜子)最高,为273.97cm,247号材料(黑糜子)最低,为119.73cm;(3)主穗长介于17.00~66.07cm;其中257号材料(黑糜子)最长,为66.07cm,265号材料(鹅头)最短,为17.00cm。通过对糜子材料部分形态、生理指标及5对糜子特异性SSR标记分析了遗传多样性,从聚类结果得出,SSR标记出的糜子多态性表现出了一定的地域性。     

用高基元微卫星标记分析中国糜子遗传多样性

【目的】开发高基元(4—6)碱基重复微卫星标记,分析种质资源遗传多样性,为糜子遗传和进化研究提供理论基础。【方法】用隶属函数、主成分分析和聚类分析综合评价糜子资源表型多样性,用前期糜子转录组测序获得高基元SSR引物对地理来源差异大的糜子材料进行PCR扩增检测其多态性,用Power Marker 3.25计算遗传多样性参数,用Pop Gen 1.32计算Nei’s遗传距离,用MEGA 5.0进行聚类分析,用Structure 2.2鉴定遗传类群。【结果】96份糜子资源株高和穗长变异最丰富,多样性指数分别为2.08和1.91。PCR扩增发现,占56.29%的85对引物具多态性,其中四、五和六碱基重复引物分别为71对(83.53%)、10对(11.76%)和4对(4.7%)。85个标记扩增产物大小分布为100—450 bp,PIC值平均为0.51,Rp值为1.00—5.75,平均为3.15。四、五和六碱基重复SSR的平均Rp值分别为3.15、2.8和4.0。基于Rp值分析SSR的分布频次,发现85个标记分布区间为0—1、1—2、2—3、3—4、4—5和5—6,分别包含1(1.18%)、15(17.65%)、31(36.47%)、20(23.53%)、12(14.12%)和6(7.06%)个标记,60%(51个)的标记分布在区间2—3和3—4。用85个SSR扩增96份糜子资源,共检测到232个等位变异,每个位点检测到等位变异2—3个,平均2.7294个;62个位点产生3个变异,23个位点产生2个变异;多样性指数为0.2842—1.0633,平均为0.7708;PIC值为0.0400—0.7281,平均为0.4723。不同生态区糜子种质间的遗传距离为0.0093—0.5052(平均为0.1798),遗传一致度为0.6034—0.9907(平均为0.8485)。基于UPGMA将96个糜子基因型聚为4个群组,第一群组主要属于北方春糜子区;第二群主要属于东北春糜子区;第三群组主要属于华北夏糜子区;第四群组主要属于黄土高原春夏糜子区。遗传结构分析将96份试材划分为4个类群,分别代表黄土高原、华北、东北和北方基因库。UPGMA聚类分析和遗传结构分析结果基本一致,均与地理起源相关。【结论】在糜子中构建了85个四、五和六碱基重复微卫星标记,这些高基元SSR的引物分辨率(Rp)高,对不同基因型分辨能力强,PCR扩增多态性好;用其评估中国糜子资源的遗传差异发现,黄土高原春夏糜子区和北方春糜子区资源遗传多样性最丰富。     

我国北方地区花生品种的遗传多样性分析

利用SSR分子标记对我国北方地区育种品种以及区试品种共计68个栽培花生品种进行遗传多样性分析,结果表明,104对SSR引物中有15对在品种间存在多态,多态率为14.4%,平均每个标记产生3.8个位点。15对引物的多态信息量在0.397~0.667之间。山东地区花生品种的遗传多样性要高于我国北方其他地区供试品种。小粒组品种的遗传多样性要略高于大粒组品种。聚类分析表明我国北方68个育成和区试品种的遗传相似系数在0.64~0.91之间,分成两个大类,第一个大类可分成四小类,其中第三小类又可以分成六个亚类。这些结果表明我国北方地区现有育成和区试品种的遗传多样性较低,为拓宽花生育种的遗传基础,应从中发掘出有利用价值的品种。     

寒地部分粳稻的遗传多样性及遗传结构分析

利用SSR分子标记,对来自于不同选育单位的粳稻品种间的遗传多样性及群体遗传结构进行分析,推断品种间的亲缘关系,为未来育种的亲本选配提供依据。选取均匀分布于水稻12个连锁群的48对引物,对来自不同选育单位的36份水稻材料进行遗传多样性和遗传结构分析。遗传多样性结果表明:48对引物中27对具有多态,占引物总数的56%。共检测出65个等位变异,有多态性的单个引物检测等位位点数为2~5个,平均等位基因数(Na)为2.4个。平均遗传多样性指数(He)为0.307,变幅为0.050~0.662。平均多态性信息含量(PIC)为0.263,变幅为0.053~0.588,平均Shannon-weiner指数为0.514,变幅为0.127~1.168。供试品种间的遗传相似系数介于0.38~1.00之间,平均为0.77。遗传相似系数在0.71~0.86占总数的68.4%;0.71以下占总数的19%;0.86以上占总数的12.5%。并绘制聚类树状图。基于Structure模型的遗传结构分析把供试材料分为5个遗传结构群:群Ⅰ、群Ⅱ、群Ⅲ、群Ⅳ和群Ⅴ,类群间的遗传一致度变幅为0.7642(群Ⅰ和群Ⅳ)~0.9303(群Ⅲ和群Ⅴ),遗传距离变幅为0.0719(群Ⅲ和群Ⅴ)~0.269(群Ⅰ和群Ⅳ)。群组间聚类将5个类群分为3大类,群Ⅲ和群Ⅴ以及群Ⅱ聚为一大类,群Ⅲ和群Ⅴ首先聚为一类,群Ⅰ与群Ⅳ各自成为一类。可见,同一单位选育的品种,亲缘关系较近,材料间总体遗传基础狭窄。建议黑龙江水稻育种者在未来亲本选配时尽量选择其他单位或地区育成的品种,以丰富选育品种的遗传多样性。     

籼稻栽培品种中淀粉合成相关基因的遗传变异和群体结构分析（英文）

选用34个淀粉合成相关基因分子标记对87份来自不同国家和地区的籼稻栽培品种进行遗传变异和群体结构分析。结果表明,34对引物共检测到80个等位变异,平均每个位点含2.35个等位基因,品种间等位基因变异范围2~6;Shannon’s信息指数变幅为0.303~0.796,平均为0.539;多态信息含量(PIC)的变幅为0.084~0.658,平均0.295;遗传相似系数变幅为0.265~0.990,表明淀粉合成相关基因在品种间存在遗传差异,但不同品种间等位基因的变异频率不同。87份籼稻品种可以分成3个类群,类群内品种遗传背景比较相似,类群间品种遗传背景差异明显,其中,39.1%的籼稻品种遗传组分单一,而遗传背景复杂的籼稻品种达到60.9%。该研究可为水稻淀粉品质的遗传改良提供依据,并为后续淀粉品质性状的关联分析奠定基础。     

高蛋白栽培大豆品种遗传多样性的SSR分析

利用47对SSR引物对我国80份高蛋白栽培大豆的遗传多样性进行了分析.结果表明,47对SSR引物在上述品种中共检测到309个等位变异.平均为6.57个:引物遗传多样性指数在0.279 6～0.8694之间,平均为0.639 0;品种间遗传相似系数变异在0.102～0.150之间,说明高蛋白大豆中存在丰富的遗传变异.利用品种间的遗传相似系数进行聚类分析.结果可将80份材料分为5个类群,其类群分布表现出一定的地域相关性.     

24份古荔枝种质资源ISSR遗传多样性分析

[目的]了解广西古荔枝种质资源的遗传多样性及其亲缘关系,为其种质资源利用和品种选育等提供参考.[方法]采用ISSR分子标记技术对24份古荔枝种质资源的遗传多性及亲缘关系进行分析.[结果]从100条ISSR引物中筛选出13条带形清晰、重复性好的引物,共扩增出96条条带,其中有43条为多态性条带,多态性比例为44.79%,平均每条引物扩增的条带数为7.4条.供试古荔枝种质资源间的遗传相似系数范围为0.43~1.00,平均相对遗传相似系数为0.61.UPGMA法聚类分析结果表明,在遗传相似系为0.66处供试的24份古荔枝种质资源被分为三大类群.类群Ⅰ均来自广西灵山县,类群Ⅱ来自广西桂平市、北流市、玉林市、灵山县和大新县,类群Ⅲ来自广西北流市和灵山县.[结论]24个广西古荔枝品种资源间的遗传基础宽,可作为今后荔枝杂交选育的优良种质资源.     

糜子特异性SSR标记的开发

根据山西农业大学农学院植物学实验室前期糜子测序所得的转录组序列,设计70对三碱基重复的SSR引物来扩增6份地域差异较远的糜子品种,筛选出多态性的引物。结果表明,70对引物中,67对可以扩增出条带,3对无扩增结果;67对有扩增结果的引物中,17对具多态性,50对没有多态性。利用17对引物扩增6份试材,共检测到47个等位变异;每个位点的等位变异数为2~4个,平均为2.8个;发现多态性信息含量介于0.239 2~0.671 3,基因多样性指数为0.277 8~0.722 3。该结果可为分子标记辅助育种及进化研究提供理论基础。