两类SSR对苜蓿属种质遗传多样性和亲缘关系的比较研究

利用33对细胞核SSR标记和28对叶绿体SSR标记对38份苜蓿属种质进行了遗传多样性和亲缘关系分析。在38份苜蓿属种质中,叶绿体SSR标记的平均等位变异数高于细胞核SSR标记,而遗传多样性指数则相反;分别用细胞核SSR、叶绿体SSR和61对SSR标记对38份苜蓿属种质进行聚类,结果显示:3次聚类都把38份苜蓿属种质划分为一年生和多年生苜蓿两个大类群;以相似系数0.8为准,3次聚类结果的差异主要显示在一年生苜蓿内部尤其是蒺藜苜蓿种质内的品种(系)划分上。     

利用SCoT标记分析不同秋眠型苜蓿的遗传多样性

用L₁₆(4⁵)正交实验设计研究模板DNA、dNTPs、Mg²⁺、Taq酶和引物5个因素的浓度对SCoT扩增迁移率重现率的影响。结果表明,在20 μL反应体系中,2.5 ng/μL DNA、1.00 mmol/L Mg²⁺、1.20 U Taq酶、0.40 mmol/L dNTPs和0.30 μmol/L浓度的引物最为稳定,重现率达到100%。利用最优反应体系从50条引物中筛选出13条扩增效果好的引物,将它们分别扩增34个苜蓿品种,共检测到103个SCoT标记,其中92个位点具有多态性。聚类分析表明,从安徽和江苏两地收集的野生南苜蓿和栽培苜蓿的遗传距离最远,单独聚为一类;其余32个品种苜蓿在相似系数0.757附近分为3个亚群,秋眠型苜蓿品种主要分布在第Ⅱ亚群中,半秋眠型在3个亚群中都有分布,而非秋眠型苜蓿分布在第一和第二亚群中,表明SCoT标记的聚类结果在一定程度上能够反映苜蓿的秋眠型,但并不完全一致。     

杂花苜蓿SRAP-PCR反应体系的正交优化

利用正交设计L₁₆(4⁵)对杂花苜蓿(Medicago varia Martin.)SRAP-PCR反应体系的5因素(Taq酶、Mg₂⁺、模板DNA、dNTP、引物)在4个水平上进行优化试验,旨在建立一套适用于苜蓿属(Medicago L.)种质资源的SRAP标记技术体系。结果表明:各因素对PCR反应结果都有显著影响,由F值可知,dNTP的量对反应结果影响最大,其次是Taq酶的量,模版DNA浓度的影响最小,各因素水平的变化对PCR反应的影响依次为:dNTP>Taq酶>Mg₂⁺>引物>模板DNA;筛选出各反应因素的最佳水平,建立杂花苜蓿SRAP-PCR反应的最佳体系(25μL)为:dNTP 2μL(0.20 mmol·L^-1),TaqDNA聚合酶0.3μL(1.50 U),Mg₂⁺3μL(1.50mmol·L^-1),上、下游引物各1μL(0.40μmol·L^-1),50ng模板DNA1μL,10×PCR buffer 2.5μL(不含Mg₂⁺)。这一优化体系的建立,为今后利用SRAP标记技术进行苜蓿属植物遗传图谱构建、遗传多样性分析及种质资源鉴定等研究奠定了技术基础。     

苜蓿遗传多样性和亲缘关系的SSR和ISSR分析

在苜蓿(Medicago sativa L.)基因组SSR和ISSR分析的基础上,筛选出8对SSR引物和12个ISSR随机引物,通过PCR扩增在55个国内外苜蓿品种(品系)中获得126条多态性位点.利用SSR和ISSR标记对其DNA指纹图谱和遗传多样性进行研究.采用类平均法(UPGMA)Nei氏距离进行聚类分析,将55个苜蓿种质划分为4个大类群和7个类型,为苜蓿引种、亲本选配和种质资源评价提供依据.分子标记分析结果表明:我国苜蓿地方品种遗传基础广阔,在基因型表现特异性的同时又有较强的地域性;我国苜蓿育成品种间的遗传距离大,表现出遗传基础的异质性.     

苜蓿基因组DNA提取和RAPD反应条件优选

采用CTAB法、N2-SDS法、SDS法和改进的CTAB法,提取苜蓿基因组DNA,比较其分离效果.结果表明,改进的CTAB法为最佳提取法.对RAPD反应程序中的一些重要参数进行摸索和优化试验,建立适合苜蓿RAPD分析应用的体系组成为:反应液总体积25μL,14ng/μL模板DNA,2.5μL10x反应缓冲液,10碱基引物浓度0.1μmol/L,TaqDNA聚合酶1U,dNTP浓度0.3mmol/L,Mg²⁺浓度2.5mmol/L.PCR反应循环为:94℃4min,36℃30s,2℃1min;94℃30s,36℃30s,2℃1min,45个循环;2℃延伸10min.     

苜蓿假盘菌ISSR反应体系优化及指纹图谱构建

以北京苜蓿假盘菌(Pseudopeziza medicaginis (Lib.) Sacc.)菌株为试材,用ISSR-23引物[序列为(AC)8T]研究PCR反应体系的主要成分及退火温度对假盘菌ISSR扩增的影响,以期为苜蓿假盘菌的深入研究奠定基础。结果表明:Primer、Mg²⁺、Taq酶和dNTP浓度对扩增均有影响,以Primer影响最为明显;优化的反应体系为:20μL反应体系中含0.1 ng模板DNA,2.0mmol/L MgCl₂、0.5μmol/L Primer、1U Taq DNA聚合酶、0.2 mmol/LdNTP,2μL 10×PCR Buffer和2.5%去离子甲酰胺;在此基础上,建立6个不同地理来源苜蓿假盘菌菌株的指纹图谱并分析其亲缘关系;对44条ISSR引物进行筛选,22条可产生清晰稳定的多态性条带,其中16条可将6个供试菌株完全分开,建立了苜蓿假盘菌指纹图谱;经聚类分析,在0.55遗传相似水平下,6个供试菌株分为两个遗传谱系,菌株的遗传谱系与其地理来源之间不表现相关性。     

蒺藜苜蓿种子产量相关性状的遗传分析

通过对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula Gaertn.)种子产量相关性状的田间调查,解析影响蒺藜苜蓿种子产量的主要构成因素。结果表明:搜集的38份蒺藜苜蓿种质资源在种子产量方面存在显著差异(P<0.05),选系J1.12单株平均种子产量明显高于其他材料;不同种质在分枝数、伸展长度、小花数、结荚数和百荚重等构成因素上存在显著差异(P<0.05);对蒺藜苜蓿种质种子产量与其构成因素间的相关性进行分析发现,伸展长度与种子产量相关性最大,相关系数为0.719,每荚种子数与种子产量相关性最小。通过系统聚类,参试蒺藜苜蓿种质可分为3个类群,并从中筛选6份种子产量特性差异大的蒺藜苜蓿种质作为杂交亲本,利用SSR、EST-SSR和SRAP引物检测亲本的多态性,发现6份亲本多态性差异明显;通过应用主基因+多基因遗传模型发现蒺藜苜蓿A17×A20组合的RILs群体种子产量性状的最佳遗传模型是2对加性-上位性主基因模型,该组合群体种子产量遗传以主基因为主,多基因遗传率较低,第二对主基因的加性效应值高于第一对主基因的加性效应值。     

不同秋眠性苜蓿SRAP体系优化及遗传多样性分析

用改良CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)法提取苜蓿基因组DNA,用L₁₆(4⁵)正交设计,研究了模板DNA、dNTPs、Mg²⁺、Taq酶和引物的浓度对扩增迁移率重现性的影响,结果表明,在20 μL体系中含有50 ng DNA、1.4 mmol/L Mg²⁺、1.2 U Taq酶、0.4 mmol/L dNTPs和0.25 μmol/L浓度的引物最为稳定,重现率达到100%。利用最佳体系从100对引物中筛选出8对在34个苜蓿上扩增效果好的引物,共扩增出87个SRAP标记,有84个多态性位点。聚类分析结果表明,来自安徽和江苏两地的野生南苜蓿和其他栽培苜蓿的遗传差异最大,单独聚为一类;其他32个苜蓿品种在相似系数0.68附近聚为3个亚群,秋眠型苜蓿品种主要分布在第2个亚群中,半秋眠和非秋眠型苜蓿品种分布散乱,并不表现出成族分布,表明秋眠性与苜蓿的亲缘关系不完全一致。     

抗蚜紫花苜蓿品系SSR体系的建立

以抗蚜紫花苜蓿品系HA-3为材料,研究了SSR反应体系中各个影响因素的浓度和用量,确定了适合苜蓿抗蚜基因定位的SSR体系:TaqDNA聚合酶0.2μL(5 U/μL),10×PCR Buffer(Mg2+Plus)2.5μL,dNTP Mixture 2μL(各2.5 mmol/L),引物1.5μL(10μmol/L),模板DNA 1μL,ddH2O16.3μL补足25μL。利用该体系进行扩增,所得谱带清晰、稳定、非特异带少。     

利用SSR、ISSR和RAPD技术构建苜蓿基因组DNA指纹图谱

在建立可靠的苜蓿基因组DNA提取分离和PCR扩增技术体系的基础上,筛选具有稳定多态性位点的RAPD、SSR和ISSR引物,建立苜蓿基因组DNA的SSR、ISSR和RAPD分子标记技术体系,并利用分子标记检测苜蓿品种(系)的DNA分子标记多态性,构建苜蓿品种的DNA指纹图谱.筛选出36个RAPD引物,8个SSR引物和12个ISSR随机引物,通过PCR扩增在55个国内外苜蓿品种(系)中获得了182个RAPD多态性位点和丰富的SSR和ISSR多态性位点,构建了55个苜蓿品种(系)的SSR、ISSR和RAPD指纹图谱.结果表明,不同苜蓿品种(系)的SSR多态性有较大差异;苜蓿品种ISSR指纹图谱多态性丰富,稳定性比RAPD强;可以通过2～3个引物鉴别我国主要苜蓿品种和引进品种,SSR和ISSR指纹图谱可以更好地用于苜蓿品种鉴定和遗传多样性分析.     

小叶锦鸡儿SSR-PCR体系优化及应用

为建立适宜小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）SSR PCR的反应体系,利用正交试验设计L16(45),对模板DNA、Mg2+、dNTP、引物和Taq DNA聚合酶的浓度进行五因素四水平优化筛选,确立最佳反应体系和扩增程序。即在25 μL反应体系中包括：40 ng模板DNA,3 mmol/L Mg2+,300 μmol/L dNTP,0.6 μmol/L引物,1 U Taq DNA聚合酶,1×Buffer。扩增反应程序为：94℃10 min;94℃ 45 s,65℃ 1 min,72℃ 1 min,10个循环,每循环的复性温度递减1℃;94℃ 45 s,55℃ 1 min,72℃ 1 min,30个循环;72℃ 10 min,4℃保存。应用该优化体系对小叶锦鸡儿种质资源及不同引物进行了检验及筛选。本研究表明,该体系的建立为今后利用SSR标记对小叶锦鸡儿属遗传多样性研究、遗传图谱构建及种质资源鉴定等研究工作提供依据。     

槲树DNA SSR-PCR反应体系的正交优化

利用正交设计L16(45)对槲树(Quercus dentata Thunb.)基因组DNASSR-PCR反应体系的5个因素(Tap酶,Mg2+,,模板DNA,dNTP,引物)在4个水平上进行优化试验,筛选出各反应因素的最佳水平,建立了槲树模板DNASSR-PCR反应的最佳体系(20μL):60ng模板DNA,2mmol/LMg2+,0.075U/μLTaq酶,0.4mmol/L dNTP,引物浓度0.1μmol/L。对槲树DNASSR-PCR最佳反应体系的退火温度进行了梯度试验,最佳退火温度为51.3℃。     

灰色家鸽ISSR反应体系的建立与优化

本研究旨在通过正交优化得出灰色家鸽的ISSR-PCR反应的最佳体系。以灰色家鸽为试验材料,使用引物ISSR807,采用正交优化方法对影响PCR反应的Mg²⁺、dNTPs、引物、Taq DNA聚合酶、模板进行了体系优化,同时对引物的最佳退火温度进行了选择,建立了适合灰色家鸽的ISSR-PCR分析的最佳体系。结果表明,灰色家鸽ISSR-PCR反应的最优体系为:25 μL总体积中包括10×PCR Buffer 2.5 μL, Mg²⁺ 2.6 mmol/L, dNTPs 0.2 mmol/L, 引物0.4 μmol/L,Taq DNA聚合酶0.5 U,DNA 模板1.2 ng/μL,最佳退火温度为56.2 ℃。通过对ISSR-PCR反应体系的优化,能为利用该技术进行灰色家鸽遗传多样性评价、不同种源鉴定及亲缘关系分析奠定基础。     

航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系的优化以及引物的筛选

航天育种的变异频率高、变异幅度大、有益变异多、稳定性强,优势明显。依据正交试验设计原理,设计了用正交试验和细调正交试验来确定航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系中各成分的浓度,从dNTP、Taq酶、Pri mers、Mg2+4种因素对航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系进行了优化,得到适合航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR最佳反应体系,即25μL的反应体系中含有dNTP 0.2 mmol/L、TaqDNA聚合酶2U、引物0.7μmol/L、Mg2+2.5 mmol/L、以及10×buffer和60 ng模板DNA。在试验确定最佳反应体系基础上,对17对SSR引物进行筛选,选出6对扩增条带信号强、背景清晰的引物。     

结缕草SSR反应体系的正交优化

为了快速获得结缕草(Zoysia japonica)SSR反应体系,采用5因素(模板DNA,Mg2 ,dNTP, Taq酶和引物)4水平正交设计筛选合适的结缕草SSR体系,并通过随机挑选3对Tm相近的引物对该优化体系进行验证.结果表明:正交设计可应用于SSR-PCR反应体系的优化,20 μl最佳PCR反应体系中包括2 μl 10×buffer、1.0U Taq酶、0.2 mM 引物、100 ng模板DNA、0.2 mM dNTP、2.0 mM Mg ;对结缕草进行梯度退火实验,其最佳退火温度为56～58℃;可行扩增程序是:94℃预变性4 min、进行35个循环的94℃变性30 s、56～58℃退火40 s,72℃延伸1 min;72℃延伸10 min,4℃保存;该最适反应体系的建立,为今后结缕草SSR分析奠定了坚实基础.     

山生柳SSR-PCR反应体系优化

本研究以祁连山4个海拔梯度的山生柳（Salix oritrepha）为材料,采用L9(34)正交试验设计和单因子试验,分析山生柳SSR技术中PCR体系的主要成分对扩增结果的影响,并对引物SHUK123的适宜退火温度进行优化。结果表明,PCR反应体系的最佳条件:20 μL体系中2.0 mmol·L-1 Mg2+ 1 μL,0.10 mmol·L-1 dNTPs 1.5 μL,0.5 U Taq酶用量为1 μL,20 ng·μL-1 DNA模板1 μL, 0.5 μmol·L-1的上下游引物各2 μL,10× Taq Buffer 2 μL,ddH2O加至20 μL。扩增反应程序：94 ℃高温预变性时间3 min,94 ℃变性45 s,Tm(不同退火温度)退火时间45 s,72 ℃延伸30 s,循环数30个,最后72 ℃后延伸时间5 min,4 ℃保温。适宜退火温度为56 ℃。以上结果表明,此反应体系在山生柳PCR扩增中的稳定性和可重复性较好。     

航天诱变紫花苜蓿第一代植株(SP1)表型变异及基因多态性分析

采用正交设计优化紫花苜蓿(Medicagosativa L.)SSR-PCR反应体系,从17对SSR引物中筛选出6对扩增产物具有稳定多态性的引物,检测第1代植株的基因多态性。结果表明:4个紫花苜蓿品种德福(Defi)、德宝(Derby)、阿尔刚金(Algonguin)、三得利(Sanditi)共检测到25个等位基因,每对引物检测出2～8个等位基因,平均为4.17个。结合植株较高、叶色较深、叶片较大、多叶4个表型突变指标,检测经过表型变异筛选的植株等位基因频率及每个位点的多态性信息量(PIC),PIC在0.2216～0.8328之间变化,平均为0.6366。分析多态基因植株与表型变异的相关性,根据检测结果初步确定了13株突变植株,为后继世代遗传变异的多代跟踪及选育奠定基础。     

种公牛个体识别与鉴定方法研究

本研究采用正交试验法摸索出适于multiple-primer PCR的反应体系中物质成分及其浓度和采用排列组合方法排除干扰引物。结果表明,在10×Buffer(Tris-HCl 100 mmol/L和KCl 500 mmol/L,pH=9.7) 2.5 μL、DDT为8 mmol/L、dNTP为0.8 mmol/L、MgCl₂为2.6 mmol/L、5%甘油、0.25%二甲亚砜和0.5%甲酰胺,Taq酶10 U的25 μL的反应体系中,能够成功为总量为32 pmol/L的11对互不影响的微卫星引物进行multiple-primer PCR。通过这种方法,多个微卫星位点可以同时进行PCR,极大地提高了种公牛个体识别与鉴定的工作效率。