河北省区域试验大豆品系指纹图谱构建遗传相似性分析及纯度鉴定

通过鉴定河北省区域试验大豆品系的纯度、构建参试大豆品系的指纹图谱、分析品系间的遗传关系,可有效指导河北省大豆新品种的选育和推广。以参加2016年河北省区域试验的21个大豆品系为材料,用均匀分布在20条染色体上的62对SSR标记进行分析。结果表明:3对SSR引物(Satt216、Satt175和Satt125)构建的指纹图谱可以将21个大豆品系完全区分开;采用非加权类平均法进行聚类分析,21个大豆品系的遗传相似系数范围为0~0.82,平均0.63。以遗传相似系数0.64为阈值可以将21份品系分为3大类群,其中,第二类群与第三类群品系间的遗传相似系数范围为0.61~0.82。通过筛选的2对SSR引物(Satt216、Satt114)检测到大豆品系纯度分布范围为85%~100%,平均纯度为97%。21份参试品系的遗传相似系数较高,品系间遗传变异较小,亲本材料的遗传背景比较相近,在一定程度上导致大豆遗传基础比较狭窄。     

作物分子身份证构建软件ID analysis的编制

【目的】以作物品种或资源的SSR分子标记为基础数据,应用Visual Basic6.0开发作物分子身份证构建配套软件ID analysis,快速准确地筛选引物组合并高效鉴定品种。【方法】作物分子身份证理论由陈庆山提出,其原理是利用SSR标记在材料中的多态性特点,将多个标记进行排列组合,快速有效地区分品种资源的算法--逐步扩增法。通过对40份黑龙江省大豆品种的40对引物数据进行分子身份证构建,阐述该软件的详细操作过程。【结果】利用Visual Basic6.0编程软件设计人机交互界面,通过编程实现核心算法,开发ID analysis软件,软件集成全库构建、部分构建、ID判定、数据合并等功能。其中,全库构建是软件的核心功能,通过全库构建可以快速分析区分材料的最少标记;部分构建可以选择部分目标材料进行区分;ID判定可以在分子身份证数据库构建完成的前提下,对未知材料进行SSR分析,根据获得的分子身份证数据来确定材料是哪个品种或近似品种;数据合并功能可以将多次试验数据整合成一个数据集。利用软件全库构建功能对范例数据进行分析得到以下结果：①在40对引物对40个大豆品种的分子身份证构建中,共有13个引物由于缺失过多,不符合标准被剔除,剔除引物为：Sat_111、Sat_218、Satt231、Satt685、Satt514、Satt551、Satt077、Satt358、Satt424、Satt100、Satt838、Satt893和Satt891。②共有6个引物由于与其他引物相似系数过高,不符合标准被剔除,剔除引物为：Satt253、Satt192、Satt417、Sat_229、Satt127和Satt496。③在分析的40个品种中,共有5个品种具有7个特异等位基因,分别为引物Satt516在材料东农36中显示特异条带3;引物Satt253在材料东农36中显示特异条带1;引物Sat_229在材料嫩丰17中显示特异条带1;引物Satt192在材料东农42中显示特异条带3;引物Satt206在材料北丰19中显示特异条带1;引物Satt244在材料北丰19中显示特异条带4;引物Satt363在材料黑河14中显示特异条带1,因此,可以通过这些特异等位基因直接确定需要鉴定的品种。④仅需7对引物便可将40份大豆品种完全区分开,引物组合为：Satt398、Satt380、Satt453、Satt288、Satt244、Sat_092和Satt206。【结论】编制了用于作物分子身份证构建的软件ID analysis,软件界面友好、使用简便、高效、灵活。实现单个软件完成作物分子身份证的构建,达到了对资源品种鉴定的目的。随着技术的发展和毛细管电泳的应用,开发全自动分子身份证分析系统甚至开发基于分子身份证理论的快速资源鉴定仪将成为可能。     

福建15个茶树品种SSR 遗传差异分析与指纹图谱建立

以本课题组选育的10个审（鉴）定品种为材料,选用福建5个具有代表性品种为参照,利用 SSR 分子标记分析其遗传差异并建立分子指纹图谱,结果表明,从105对 SSR 引物中筛选出的6对核心引物具有较高的多态性;15个参试品种遗传相似系数变幅较大（0．35～0．91）,其中8个选育品种及闽北闽南的4个参照种,相互间的遗传相似系数一般都达到均值以上（≥0．65）,高者达0．80～0．91,证明其遗传差异小或较小;进行聚类分析,在相似系数为0．77处,可将参试材料分为8组,在相似系数为0．66处,可将参试材料分为6组;选用3对核心引物组合 W08、D07、L11建立15个参试品种的分子指纹图谱,特征条带大小210～630bp,可将每个品种逐一鉴别,效果较好。     

吉林省大豆品种（系）遗传多样性分析

为明确吉林省2003—2022年育成的大豆品种（系）的遗传距离和亲缘关系,选取2003—2022年育成的299份大豆品种（系）为试验材料,利用覆盖大豆基因组的SNP标记对其进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明：1）3 240个SNP标记在参试材料中共检测出A/A、A/G、A/T等16种基因型,分子标记多态信息量（PIC）范围为0.009 9~0.556 1,平均值0.318 4;使用Powermarker vision 3.25软件,得到样本群体等位基因频率为0.688 3、平均PIC为0.318 5。2）参试材料间遗传相似系数在44.86%~95.46%,平均为63.40%;其中,遗传相似系数在60%~70%的材料最多,样本数为170份,占参试材料的56.86%。3）根据遗传距离将参试材料划分为4个类群,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群分别含有8、3、115、173份品种（系）;来源于同一育种单位的品种（系）一般划分到同一类群。4）进一步利用STRUCTURE进行遗传结构预测,结果显示K=4,表明参试的299份品种（系）可被划分成4组独立的遗传结构类群;第1、2、3、4遗传结构类群分别含有24、18、105、152份品种（系）,第1遗传结构类群含祖先遗传物质最多,第2、3、4遗传结构类群中外引遗传物质占比逐渐增多,第4遗传结构类群中外引遗传物质占比为46.80%。综上,参试大豆品种群体总的遗传背景相对狭窄,但随着外引遗传物质的引入,第4遗传结构类群（152份）的遗传多样性显著高于总体水平。     

山东省主栽杨树品种的AFLP分析与鉴定

为了解山东省主栽杨树品种间的亲缘关系,为其分类、鉴别和良种利用提供依据,利用8对引物对23个供试品种进行了AFLP分析.结果表明,8对引物共得到扩增谱带1183条,平均多态性比例为77.3%,每对引物鉴别效率为100%;参试品种间遗传差异较大,遗传距离为0.14～ 0.51,平均遗传距离0.31;当相似系数为0.728,供试品种被分为8大类,聚类结果与其系谱关系一致;运用特殊谱带建立了分子检索表,用于参试品种分子水平上的鉴定.     

山东省不同年代栽培大豆SSR标记遗传多样性分析

从分子水平探讨山东省大豆种质资源遗传多样性,为山东大豆今后的大豆育种和遗传改良奠定基础;对山东省36份不同年代材料进行SSR标记,计算遗传相似系数,并对供试品种进行UPGMA聚类分析;20对SSR引物共扩增出138个等位变异,平均每对引物扩增出6．9个等位变异。遗传相似系数的变化范围为0．66-0．97,总体平均值为0．78;相似系数大,品种间遗传差异较小。利用SSR标记的数据结果,对供试品种进行聚类分析,东解1号单独聚为一类,其他品种聚成2个类群,聚类结果表明其多样性与地理来源及系谱关系相关联,但从年代上并没有很好的划分。对山东大豆的多样性分析也有必要采取多种方法对其进行综合有效的鉴定。     

基于EST-SSR标记的胡椒栽培种质遗传多样性研究

利用13对EST-SSR引物对24份胡椒育成品种和育种品系进行遗传多样性分析。结果表明,13对引物共检测多态性位点60个,PIC值变幅为0.26~0.85。24份供试材料间的遗传相似系数在0.580~0.986之间,参试胡椒栽培种质间具有丰富的遗传差异。在遗传相似系数为0.770水平将材料划分为4个类群。UPGMA聚类和三维散点图都显示,部分参试材料没有严格按照来源地和亲本组成分类,杂交育种可以拓宽种质的遗传变异,为胡椒选育种提供更多材料。本研究阐明了参试胡椒栽培种质的亲缘关系,为胡椒杂交育种利用奠定了分子基础。     

贵州马铃薯推广品种SSR分子标记及遗传多样性分析

为了鉴定马铃薯品种的亲缘关系,采用10对SSR分子标记引物,对19份贵州马铃薯生产品种进行SSR分子标记及遗传多样性分析。结果表明:10对SSR引物中5对获得60条清晰条带,其中49条为多态性条带,多态性比率为81.67%,平均每个引物的多态性条带数为9.80条。19份马铃薯品种的遗传相似性系数为0.43~1.00。经聚类分析,在遗传相似系数为0.56处全部参试材料聚在一起,在遗传相似系数为0.63处可明显聚为3个类群。第Ⅰ类群包括11份材料,第Ⅱ类群包括7份材料,第Ⅲ类群只有1个材料。在相似性系数0.65处,57.89%的参加品种聚在一起,表明参试品种的遗传背景较为狭窄。     

山西省桑树地方品种遗传多样性的ISSR分析

应用ISSR分子标记技术对来自山西省的73个桑树地方品种的遗传多样性进行分析,基于遗传相似系数,采用UPGMA法,对这些品种的遗传关系进行研究.结果表明:用15个ISSR引物从73个地方品种的总DNA中共扩增出条带129条,其中多态性条带115条,多态性条带的比率为89.15％.说明参试的桑树地方品种间存在丰富的遗传多样性,遗传相似系数变异范围为0.589 1 ～ 0.945 7,平均Nei's遗传相似系数为0.767 4;平均每个位点等位基因数为1.891 5,有效等位基因数为1.477 1,Nei's遗传多样性指数为0.278 0,Shannon's信息指数为0.419 7,总基因多样度为0.278 0.聚类结果说明山西桑树地方品种可被分为差异明显的3大类.     

向海桑1号遗传背景的AFLP分析

本文利用AFLP(Amp lified Fragm ent Length Polymorph ism)分子标记技术,即扩增片段长度多态性,从DNA分子水平对蒙桑(M orusm ongolica)、白桑(M orus alba)、鲁桑(M orusmulticaulis)等5个包括向海桑1号在内的桑树品种或类型进行了遗传背景分析,构建了其指纹图谱。通过分析表明,向海桑1号与参试的两个蒙桑类型以及1个白桑和鲁桑栽培品种遗传相似系数都低于0.8271,其中向海桑1号与向海桑30号间的遗传相似系数仅为0.5566,遗传关系较远。本研究从基因组DNA分子水平上初步分析向海桑1号的遗传背景,为今后该品种作为育种材料提供了理论依据。     

Identification of Co-dominant SSR Markers Associated with Genes Controlling α′-and α-subunit-null β-conglycinin Phenotypes in Soybean (Glycine max (L.) Merr.)

Studies have shown that the three subunits of β-conglycinin are the main potential allergens of soybean sensitive patients.And β-conglycinin has adverse effects on nutrition and food processing.So solation and production of lines with lower β-conglycinin content has been the focus of recent soybean breeding projects.Soybean lines with deficiency in one or all subunits of β-conglycinin have been obtained.An effective and rapid system to identify such mutations will facilitate genetic manipulation of the β-conglycinin subunit composition.Here,two segregating F_2 populations were developed from crosses between Cgy-1/cgy-1 (CC),an α′-lacking line (Δα′),and DongNong 47 (DN47),a wild-type (Wt) Chinese soybean cultivar with normal globulin components,and Cgy-2/cgy-2 (CB),an α-lacking line (Δα),and DN47.These populations were used to estimate linkage among the cgy-1 (conferring α′-null) and cgy-2 (α-null) loci and simple sequence repeat (SSR) markers.Seven SSR markers (Sat_038,Satt243,Sat_307,Sat_109,Sat_231,Sat_108 and Sat_190) were determined to co-segregate with cgy-1,and six SSR markers (Satt650,Satt671,Sat_418,Sat_170,Satt292 and Sat_324) co-segregated with cgy-2.Linkage maps being composed of seven SSR markers and cgy-1 locus,and six SSR markers and the cgy-2 locus were then constructed.It assigned that the cgy-1 gene to chromosome 10 at a position between Sat_307 and Sat_231,and the cgy-2 gene to chromosome 20 at a position between Satt650 and Satt671.These markers should enable map-based cloning of the cgy-1 and cgy-2 genes.For different subunit-deficiency types[α′-null,α-null and (α′+α)-null types],the two sets of SSR markers could also detect of polymorphism between three normal cultivars and seven related mutant lines.The identification of these markers is great significance to the molecular marker-assisted breeding of soybean β-conglycinin subunits.     

基于元分析的大豆成熟期单片段代换系鉴定与QTL定位

【目的】大豆成熟期是由多基因控制的数量性状,是影响大豆产量和适应性的重要性状。研究大豆成熟期单片段代换系遗传规律,鉴定分析大豆成熟期的主效QTL。【方法】以大豆红丰11为受体和回交亲本,以15个国内外大豆核心种质为供体亲本,构建回交导入系群体,基于元分析的大豆成熟期（R8）“真实QTL”SSR标记进行单片段代换系鉴定,利用“图示基因型法”计算导入片段和代换作图法鉴定大豆成熟期QTL,用单标记法鉴定成熟期重要QTL。【结果】在C2、L连锁群上检测到16种导入片段,C2连锁群检测到7种导入片段,导入片段总长度为9.8 cM。L连锁群检测到9种导入片段,导入片段总长度为37.212 cM;在C2和L连锁群上共检测出8个成熟期QTL,根据前人的研究,在L连锁群上有2个QTL即Sat_010、Satt156是E4/e4的特异SSR标记;在8个成熟期QTL中用单标记法鉴定了5个有关大豆成熟期重要SSR标记Sat_238、Satt460、Sct_010、Satt166、Sat_113;确定了单片段Satt460缩短大豆生育期,单片段Sat_238、Sct_010、Sat_113延迟大豆生育期。【结论】基于元分析的成熟期2个导入位点C2、L连锁群上检测到16种单片段,用代换作图法共检测出8个成熟期QTL,用单标记法鉴定了5个有关大豆成熟期重要SSR标记Sat_238、Satt460、Sct_010、Satt166、Sat_113。确定单片段Satt460与缩短大豆生育期有关,单片段Sat_238、Sct_010、Sat_113与延迟大豆生育期有关。     

QTL Mapping of Hard Seededness in Wild Soybean Using BSA Method

【Objective】 Hard seededness of wild soybean is an important effector that limits the utilization of wild resources in soybean genetic improvement. Bulked segregant analysis (BSA) was employed to identify major quantitative trait loci (QTLs) related with hard seededness in soybean, which laid a foundation for effective utilization of wild soybean germplasm in cultivated soybean improvement. 【Method】 F₂ and F₇ segregation populations were constructed from a cross between cultivated soybean Zhonghuang39 and wild soybean NY27-38. Uniformly sized seeds were selected from each line, and 30 seeds were soaked in a petri dish with 30 mL distilled water for 4 hours at 25℃. The assay was replicated 3 times. The number of permeable and impermeable seeds were counted. In F₂ population, the first DNA pool was constructed from 22 individuals with permeable seeds (imbibition rate ＞90%), and second DNA pool was constructed from 16 individuals with impermeable seeds (imbibition rate ＜10%). In F₇ population, 20 lines with permeable seeds (100% imbibition) and 20 lines with impermeable seeds (no imbibition) were used to construct two DNA pools, respectively. To detect genomic regions associated with hard seededness, these DNA bulks were genotyped with 259 polymorphic SSR markers to identify markers linked to QTL. A linkage map was constructed with 192 SSR markers, QTLs related with hard seededness were identified by composite interval mapping in F₇ segregation population. 【Result】 Out of 259 SSR loci polymorphic between Zhonghuang39 and NY27-38, 10 and eight polymorphic SSR markers between the permeable and impermeable pools were detected in 16.3 Mb interval on chromosome 2 and 23.4 Mb interval on chromosome 6, respectively, in F₂ population. The QTL region (276.0 kb) located between Satt274 and Sat_198 on chromosome 2 contained previously cloned gene GmHs1-1, the QTL explained 17.2% of the total genetic variation. The other QTL was mapped on chromosome 6 flanked by BARCSOYSSR_06_0993 and BARCSOYSSR_06_1068, accounting for 17.8% of the total genetic variation. In F₇ population, eleven, nine and four SSR polymorphic markers between the permeable and impermeable pools were detected in 27.4 Mb interval on chromosome 2, 27.8 Mb interval on chromosome 6, 18.2 Mb interval on chromosome 3, respectively. A linkage map of 192 SSR markers and covering 2 390.2 cM was constructed through composite interval mapping in F₇ population. Three QTLs related with hard seededness were detected. The QTL on chromosome 2 located between Satt274 and Sat_198, explained 23.3% of the total genetic variation; the QTL on chromosome 6 flanked by Sat_402 and Satt557, explained 20.4% of the total genetic variation; the QTL on chromosome 3 flanked by Sat_266 and Sat_236 accounted for 4.9% of the total genetic variation. 【Conclusion】 In this study, three QTLs related to soybean hard seededness were identified by both BSA and traditional linkage mapping, indicating that BSA is an effective strategy for identifying QTLs in soybean.     

大豆抗胞囊线虫的分子标记研究

为了在分子水平验证大豆材料的抗病性,以对大豆胞囊线虫3号生理小种表现为抗性和感性的大豆为试材,利用已经报道的与SCN抗病基因连锁的SSR标记引物,对供试的大豆材料进行指纹图谱鉴定。结果表明:引物Satt130无扩增结果,Satt301没有多态性,Satt309和Satt082表现出多态性。聚类分析结果表明,所有供试材料被分成3大类,其中在合丰25×抗线4号正反交组合中,抗病亲本抗线4号与(抗线4号×合丰25)F2、(合丰25×抗线4号)F3抗病后代抗-221、抗-131聚为一类;感病亲本合丰25与感病材料(合丰25×抗线4号)F2感-121被聚为一类,在这个区域将感病材料分开。而其它后代材料则聚为一类,并没有将抗感材料区分开。     

利用BSA法发掘野生大豆种子硬实性相关QTL

【目的】野生大豆的硬实性是大豆遗传改良利用中的重要限制因素。利用BSA法发掘与大豆种子硬实性相关的QTL,为野生大豆在大豆遗传改良中的合理利用奠定基础。【方法】利用栽培大豆中黄39与野生大豆NY27-38杂交构建F₂和F₇分离群体,从每个单株选取整齐一致的种子,取30粒种子置于铺有一层滤纸的培养皿中,加入30 mL蒸馏水,25℃培养箱中暗处理4 h,设3次重复,分别统计每个培养皿中正常吸胀和硬实种子数。在F₂群体中,选取22个正常吸胀单株（吸胀率＞90%）和16个硬实单株（吸胀率＜10%）;在F₇群体中,选取20个完全吸胀单株（吸胀率=100%）和20个完全硬实单株（吸胀率=0%）,单株DNA等量混合,分别构建2个吸胀和2个硬实DNA池。利用259对在亲本间有多态性的SSR标记对吸胀和硬实DNA池进行检测,筛选在吸胀和硬实DNA池间表现多态性的SSR标记;用192个SSR标记检测F₇分离群体,构建遗传图谱,利用复合区间作图法定位大豆硬实相关QTL。【结果】利用F₂个体构建的吸胀和硬实DNA池,在第2染色体16.3 Mb区间和第6染色体23.4 Mb区间分别检测到10个和8个在两池间有差异的SSR标记。利用这些标记检测F₂群体,将第2染色体的QTL定位于Satt274与Sat_198间的276.0 kb区间,该区间包括已克隆的大豆硬实基因GmHs1-1,解释17.2%的表型变异。第6染色体的QTL位于标记BARCSOYSSR_06_0993与BARCSOYSSR_06_1068间,可解释17.8%的表型变异。利用F₇株系构建的吸胀和硬实DNA池,在第2（27.4 Mb区间）、6（27.8 Mb 区间）和3染色体（18.2 Mb区间）分别检测到11个、9个和4个在两池间有多态性的SSR标记。利用F₇群体构建包括192个SSR标记、覆盖2 390.2 cM的遗传图谱,共检测到3个硬实相关QTL,其中第2染色体定位到的QTL位于标记Satt274与Sat_198间,可解释23.3%的遗传变异。第6染色体定位到的QTL位于标记Sat_402与Satt557之间,可解释20.4%的表型变异。在第3染色体标记Sat_266与Sat_236间发现一个可以解释4.9%表型变异的QTL,与BSA法检测的结果相符。【结论】利用BSA法可以检测到传统遗传作图定位的所有与硬实性相关的QTL,证明BSA法发掘大豆种子硬实性主要QTL的高效性。     

用SSR标记分析高油栽培大豆品种的遗传多样性

利用47 对SSR 引物对我国56份高油栽培大豆的遗传多样性进行分析.结果表明: 47对SSR引物在上述品种中共检测到289个等位变异,平均6.15个;引物遗传多样性指数在0.223 9～0.858 7,平均0.667 9;品种间遗传相似系数变异在0.117～0.926,说明高油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56份材料分为6个类群, 其类群分布表现出一定的地域相关性.     

多环境条件下大豆异黄酮主要组分的QTL定位

 【目的】利用不同定位方法,对不同环境条件下大豆异黄酮主要组分进行QTL定位研究,为大豆异黄酮分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以异黄酮含量有显著差异的鲁黑豆2号（3 697.24 μg•g-1）和南汇早黑豆（1 816.67 μg•g-1）为亲本构建的F5∶7-8重组自交系为材料,分析RIL群体的SSR标记多态性,结合HPLC法鉴定异黄酮主要组分含量。【结果】绘制了一张包含161个多态性SSR标记,全长3 546.54 cM的大豆遗传连锁图谱。利用ICIMapping 3.2软件的ICIM、IM和SMA 3种定位方法,共定位到4种环境下与异黄酮主要组分相关的14个QTL。【结论】3个标记区间在多个环境和多种定位方法下均被检测到,分别是Sat_003—Satt306、Satt070—Satt122和Satt571—Satt270。     

大豆油分含量QTL分析

以美国半矮秆大豆品种Charleston与高蛋白品系东农594杂交得到的154株RILs群体作为试验材料,利用在亲本之间表现多态的SSR引物对群体进行分析,根据已有的遗传图谱,利用浙江大学朱军的QTL-maper2.0对各年各点的数据进行分析。结果表明：根据油分含量LOD值（≥2.50）的大小,确定6个QTL位点位于3条连锁群上。Qsoil 1、Qsoil 2、Qsoil 3分别位于遗传图谱GM1-A1连锁群Satt449-Qsoil 1、Qsoil 2-Satt545,Satt571-Qsoil 3-Satt522四个引物之间。Qsoil 4、Qsoil 5位于遗传图谱GM3-B1连锁群Satt229-Qsoil4-Satt197和Sat_113-Qsoil 5-sat_099四个引物之间。Qsoil 6位于遗传图谱GM2-A2连锁群Satt327和Satt468两个引物之间。     

部分桑树品种的SSR遗传多样性分析

利用SSR(Simple sequence repeat)技术对17个桑树(Morus alba L.)种质资源的遗传多样性进行了分析。结果表明,28对SSR引物扩增产物在17份桑树品种中均存在多态性;17份桑树品种间的遗传一致度变异范围为0.550 9~0.905 7,平均遗传一致度为0.728 3,大十与康利1号的遗传一致度为0.905 7。利用桑树品种间的遗传距离进行聚类分析,可将17个桑树品种分成4个大类。这一结果与《中国桑树品种志》上的形态学分类结果一致。