白菜类作物子叶高频再生体系的建立

以大白菜品种北京80号、油青矮脚45天菜心、四季菜心王的带柄子叶为外植体,研究不同基因型、苗龄、激素组合、预处理条件及琼脂质量浓度对不定芽再生的影响。结果表明,北京80号的最佳培养基为MS+5mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+2mg/L AgNO3,再生频率为83.6%;油青矮脚45天菜心和四季菜心王的最佳培养基为MS+0.2 mg/L TDZ+1 mg/L NAA+2 mg/L AgNO3,再生频率分别为73.1%和83.2%。3个基因型的带柄子叶在0.5～1mg/L 2,4-D中预处理3d,再生频率达84%以上。4～5d苗龄的外植体诱导不定芽效果较好。琼脂的质量浓度以12g/L为宜。通过不定芽继代培养和生根驯化建立白菜类作物较高再生频率的再生体系。     

抗虫转基因白菜类蔬菜作物培育研究进展

就影响白菜类蔬菜作物离体培养再生频率的主要因素(如植物基因型、激素浓度及其配比、外植体类型和生理状态等)与不同抗虫基因(如Bt基因、蛋白酶抑制剂基因和雪花莲凝集素基因等)在白菜类蔬菜作物中的应用作简要综述。     

白菜类作物开花时间的全基因组关联分析

【目的】解析白菜类作物开花时间的调控位点,定位白菜类作物开花时间相关的候选基因,为白菜类作物抽薹开花时间的遗传改良提供依据。【方法】以116份白菜类作物组成的自然群体作为研究材料,分别种植在温室与露地2个独立的环境中,进行开花时间调查。同时,提取试验材料的DNA样品进行深度为1.2x的重测序,对测序数据用Pooled Mapping法进行过滤、与参考基因组比对,获得全基因组高密度SNP集合。经过条件过滤后,对高质量的SNP集合进行生物信息分析,包括试验材料的群体结构分析和全基因组连锁不平衡分析。从高质量的SNP集合中,随机挑选出2 000个变异位点,用Phy ML软件以最大似然法对116份试验材料进行系统发育树分析。用全部的高质量SNP集合位点通过软件Haploview进行全基因组连锁不平衡分析。最后,将高质量的SNP集合与开花时间数据结合,通过TASSEL和GAPIT软件包以及R程序语言进行全基因组关联分析。根据强关联峰值信号点位置和连锁不平衡区间定位开花时间候选位点,再通过白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析来预测白菜类作物开花时间相关的候选基因。【结果】不同种植条件下、不同类型的白菜类作物在开花时间上存在广泛差异。试验材料在露地环境下的开花时间高峰期明显早于温室环境下的材料;试验材料在露地环境下的开花时间总体表现出偏正态分布,而在温室环境下,开花时间各个阶段呈现出较为均衡的分布。温室与露地环境下的开花时间呈显著正相关。通过生物信息学分析最终得到的高质量SNP位点共103万个。试验材料的群体结构分析表明在系统发育树上各亚群内部分布较为集中,不同亚群之间的分布与材料的地理起源密切相关。全基因组衰减平均LD为2.3 kb,表明在116份白菜类作物构建的群体内存在较为频繁的重组和突变。对不同条件下的开花时间进行全基因组关联分析,用复合模型检测到54个(P4)强关联峰值信号点,一般模型检测到87个(P5)。通过进一步分析强关联信号点的连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)区段,得到存在强连锁关系(r20.33)的峰值信号点共33个(温室环境下27个,露地环境下19个)。其中,在温室与露地环境下的共定位位点13个。根据33个关联候选位点,再通过白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析筛选出白菜类作物开花时间相关的候选基因14个,其中温室与露地环境下共定位候选基因3个(FUL、PHYB和FPF1)。在露地条件下定位到开花关键基因FT1。【结论】不同条件下开花时间的相关性分析表明,遗传效应在开花早晚中起着决定性作用。全基因组关联分析共鉴定出33个与开花时间相关的显著关联信号。通过连锁不平衡分析、白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析初步鉴定出14个白菜类作物开花时间相关的候选基因。     

大白菜和白菜群体的遗传结构分析

 遗传结构分析能够提供个体的血统来源及其组成信息,是一种重要的遗传关系分析工具。研究选取位于白菜10个染色体上的13对SSR 引物,对不同来源的58份大白菜和33份白菜DH系进行了遗传结构分析。13对SSR引物共检测到43个多态性位点,平均每对引物的多态性条带为3.31。多态性条带频率平均为0.30,反映位点多态性水平的PIC值的变幅为0.40~0.71,平均为0.55。根据基于模型的结构分析结果,将91份DH系分成6个群体,4个大白菜群体和2个白菜群体。分析提供了每份材料来源于不同群体的遗传组成比例,发现除各个大白菜群体之间和各个白菜群体之间存在基因交流之外,也存在大白菜群体和白菜群体之间的基因交流。6个群体与材料的来源地、抗热性和品种类型等有明显的对应关系。     

中国大蒜种质资源遗传多样性和群体遗传结构分析

【目的】从分子水平了解中国大蒜种质资源的群体遗传结构和遗传背景。【方法】利用AFLP、SSR和InDel这3种分子标记对国家无性繁殖蔬菜资源圃保存的212份大蒜资源进行检测,通过Mega软件进行最大相似性聚类分析,Structure 2.1软件进行群体遗传结构分析,SSPS软件进行分子标记与大蒜辣素含量和21个数量性状进行一元线性模型检测,考察两者之间的关联性及群体遗传结构的影响。【结果】3种分子标记在212份种质中扩增出502个位点,多态性位点为492个。群体遗传结构与聚类分析均将所有资源划分为5个群体,划分的类别基本一致。然而,群体遗传结构分析划分的5个群体,群内遗传信息多样性指数较小。对212份种质的22个数量性状与分子标记的线型模型分析表明,包括大蒜辣素含量在内的多个数量性状受群体遗传结构的影响较小。【结论】中国大蒜种质资源遗传背景丰富,群体遗传结构对数量性状的分布影响较小,适合进一步进行性状与分子标记之间关联分析研究。     

芝麻资源群体结构及含油量关联分析

【目的】推测芝麻资源群体材料的遗传变异、群体结构和分子亲缘关系,通过关联分析检测群体中影响含油量表型的位点,为芝麻高油育种及开展其它性状关联分析等提供科学依据。【方法】利用20对SSR引物、43对SRAP引物及16对AFLP引物,对来自芝麻核心品的216份芝麻资源进行遗传多样性分析、群体结构分析和含油量性状关联分析。【结果】共检测到338个等位变异,群体遗传多样性为0.2493、多态性信息含量为0.2090。群体结构分析将216份芝麻资源分为2个亚群（POP1和POP2）;其中,174份资源（80.56%）归属POP1亚群,42份资源（19.44%）归属POP2亚群。POP1亚群的遗传多样性（0.2180）、多态性信息指数（0.1840）等指标值都低于POP2亚群（分别为0.3190和0.2561）,表明POP2亚群内种质遗传变异更为丰富。AMOVA分析表明,亚群内的遗传变异（86.83%）极显著高于亚群间的遗传变异（13.17%）（P＜0.001）。关联分析重复检测出2年环境下与含油量性状极显著关联的分子标记8个（P＜0.01）。这8个标记的性状变异解释率变幅为0.0343（标记M20E16-8）-0.0587（标记SSR12-2),总的变异解释率为0.2846（2008年)和0.3801（2009年）。【结论】以216份来自中国芝麻核心品的资源构成自然群体,群体结构简单、遗传变异较为丰富,可以用于开展芝麻重要目标性状的关联作图。应用关联分析方法在2个年度环境下重复检出8个标记与含油量性状极显著关联（P＜0.01）,这些标记可能与含油量性状存在稳定、可靠相关联。     

不结球白菜种质资源遗传多样性RAPD分析

为挖掘不结球白菜种质资源的遗传潜力以及为不结球白菜的起源和演化提供分子证据,用RAPD分子标记对国内外64份不结球白菜种质资源的DNA遗传多样性进行了分析。结果表明：23个引物共检测出147个位点,其中71个为多态性位点,多态性位点比例达48．30％,平均每个引物产生6．39个位点和3．09个多态性位点。不结球白菜各类型中以普通白菜的Nei’s基因多样性和Shannon信息指数为最高,分别为0．1269和0．1946;各生态区域中以江淮流域不结球白菜的Nei’s基因多样性和Shannon信息指数为最高,分别为0．1237和0．1888;中国不结球白菜的这2项指数高于国外材料。不结球白菜的遗传分化系数为59．05％,说明大部分变异主要存在于种群间;基因流为0．4995,说明群体间基因流动较少。     

生物多样性和我国作物遗传资源多样性

生物多样性问题,已受到国际社会的高度重视。本文概述了生物多样性的内容和意义以及国际“生物多样性公约”。介绍了作为生物多样性重要组成部分的作物遗传资源多样性。中国作物遗传资源十分丰富,在世界上占有重要地位。保护和利用好作物遗传资源已成为我国和世界各国的共同愿望和紧迫任务。     

白菜种质遗传多样性与亲缘关系的ISSR标记分析

从分子水平用ISSR标记法对白菜遗传多样性进行分析,从100个ISSR引物中共筛选出11个多态性明显、条带清晰、反应稳定的引物,对65个样品DNA共扩增出107条谱带,平均每个引物扩增出9.72条带,其中多态性位点102个(93.5%).种间遗传相似系数在遗传距离在0.40-0.65之间,表明白菜栽培种内品种间的遗传基础相时较宽,存在较大的遗传变异性.利用UPGMA聚类分析表明:能将65个白菜地方品种划分为四大类.由ISSR标记聚类结果所表现出的大多种质之间的亲缘关系与其来源地有较大的相关性,但也有地理差别很大的白菜资源遗传关系较近的情况.研究还表明,ISSR标记比RAPD标记具有更高的稳定性,在植物遗传多样性的分子标记或克隆研究中,可优先使用ISSR标记.     

白菜类作物开花时间相关基因CCA1的克隆及功能标记开发

以1年生的油用型品种Yellow sarson(YS-143)与2年生的芜菁品种Vegetable turnip(VT-044)的cDNA为模板,克隆出CCA1基因cDNA全长序列,分析其核苷酸多态性。在这2份材料构建的200株F_2分离群体中,选取极早和极晚开花的单株各24株,对在亲本上鉴定到的4个多态性位点进行PCR扩增,采用Pearson相关性分析研究基因型与开花时间表现型的关系。构建pEZS-NL-CCA1载体,利用亚细胞定位技术,分析CCA1基因在真核细胞中的表达情况。序列分析表明,YS-143与VT-044分别有1 665、1 647个核苷酸,分别编码了554、548个氨基酸。亲本之间核苷酸序列分析鉴定到12个差异位点,氨基酸同源进化树分析表明,十字花科的不结球白菜、大白菜、萝卜、油菜、拟南芥、亚麻芥聚集在同一分支中,而禾本科的大麦、玉米、水稻聚集在另一分支中。在F_2分离群体上,Pearson相关性鉴定到位于亲本第727至第732个碱基处的1个多态性位点(ACCCTT/ACCCTT),有该位点的群体单株平均开花时间为39 d,极显著早于缺失该位点的群体单株平均开花时间104 d(P0.01),表明白菜类作物CCA1基因的第727至第732个碱基的缺失(A05:472204-472209)与开花时间呈极显著相关,影响开花时间,可为光周期敏感的白菜类作物晚抽薹育种研究提供一定的理论依据。开发的该Insert/Delete(InDel)标记,可以作为功能分子标记进行辅助育种工作,以加快育种进程。亚细胞定位结果表明,CCA1基因主要在细胞核上表达。     

青蛤不同地域群体的遗传结构分析

采集江苏3个不同地域青蛤（Cyclina sinensis）群体样本,运用RAPD分子标记分析群体的遗传结构特征。结果表明,从20条随机引物中筛选出6条引物可用于遗传学分析;启东群体、东台群体和射阳群体的遗传多样性依次递增,且遗传多样性水平相对较高。不同地域群体间遗传分化程度较低,而群体间的遗传距离表现出随地理距离的增加而增大的趋势。     

西南地区家鸭资源群体的遗传结构分析

通过微卫星标记技术对中国西南地区5个家鸭资源群体(云南麻鸭、三穗鸭、兴义鸭、建昌鸭、四川麻鸭)的遗传结构进行评估。结果表明:5个群体的平均杂合度都较高,最低的为四川麻鸭,最高的为三穗鸭,杂合度范围为0.567 9~0.616 5,群体平均杂合度为0.587 4;各鸭种间存在较大的遗传分化,19.86%的遗传变异来源于群体间的差异。5个家鸭群体间的DA遗传距离较远,分化时间较长;NJ聚类结果表明5个家鸭资源聚为3类,聚类结果与这5个鸭种的地域分布和经济用途有一定关系。     

云南作物遗传资源多样性与农业可持续发展

 云南作物遗传资源十分丰富,主要植物有500余种,已整理于中国作物种质资源信息系统的有10 819份,占全国的5.65%。云南省农业科学院已收集、保存各类作物种质资源2万余份,并开展了大量的相关研究工作,为充分利用作物遗传资源,实现云南农业可持续发展探明了道路。最大限度地保护作物遗传多样性,大力开发新的作物种类和优良品种,并努力拓宽作物品种的遗传基础,使农业生产的良种多样化,是实现云南省农业的可持续发展的关键。     

中国作物遗传资源的多样性

中国作物遗传资源异常丰富,全国编入作物遗传资源目录的已达35万份以上,这些资源具有丰富的多样性,主要表现在作物种类繁多,类型多样和野生近缘植物丰富。据统计,我国的主要作物种类有600多种,其中起源于本国的约300种。经过漫长的自然和人工选择,形成了爹种多样的类型,如稻种资源有两个亚种,50个变种和962个变型,仅普通小麦的变种已达127个,居世界第3位。与此同时,还具有丰富多样的作物野生种质资源。     

贵州白菜型油菜地方品种遗传多样性分析

利用RAPD技术对65个贵州白菜型油菜地方品种的遗传多样性进行了研究。从78个引物中筛选出16个多态性和重复性好的引物对供试材料进行标记分析。16个随机引物共扩增出153个位点条带,其中137个表现出多态性,占89．5％;主要分布于150～1800bp,平均每个引物扩增出8．6条多态性条带。遗传距离的变化幅度为0．1431～0．9904,遗传相似性变异范围为0．3714—0．8667。65个参试品种中遗传距离最小的是凤冈花油菜（2）和麻江花油菜（2）,为0．1431;遗传相似性为0．8667。结果表明：贵州白菜型油菜品种间具有丰富的遗传多样性,并表现出比较明显的地域性。     

1999年江苏省稻瘟病菌群体遗传结构分析

对 1999年分离自江苏五大稻区代表地通州、高邮、赣榆、宜兴、吴江的 98个稻瘟菌标样进行了DNA指纹图谱分析 ,结果表明 :江苏田间自然发生的稻瘟菌有较丰富的遗传多样性 ,在 5 5 %的相似性水平上可以将参试菌株划分为 7个遗传系谱 ,各地区所含遗传系谱的数量和谱系分布均不相同 ,其中赣榆地区稻瘟菌遗传多样性较为复杂 ,而宜兴地区最为简单 ,仅含 2个系谱 ;采自不同地区或相邻地区不同田块同一水稻品种上的稻瘟菌同样存在遗传背景上的差异     

白菜类蔬菜资源的油分分析及其在油菜育种中的应用

对白菜类蔬菜——大白菜、小白菜、紫菜薹和菜心种质资源含油量的分析表明:小白菜平均含油量最高,为40.94%,大白菜39.34%,菜心39.22%,紫菜薹35.33%。其中大白菜和小白菜有着较为丰富的高油分种质资源,通过单株定向选择可选出更高含油量的品系。脂肪酸组分分析表明白菜类蔬菜种子的油酸含量比甘蓝型油菜高约1～8个百分点;大白菜、小白菜和紫菜薹的饱和脂肪酸含量均低于甘蓝型油菜,而所有白菜类蔬菜的棕榈酸都低于甘蓝型油菜。利用这些高油分材料培育出了高含油量的白菜型油蔬两用型油菜——白杂油2号。     

不结球白菜遗传多样性分析以及耐热性鉴定

为筛选适合夏季高温气候条件下生产的不结球白菜品种,并为耐热不结球白菜新品种的选育提供种质资源,对笔者所在实验室收集到的78份不结球白菜自交不亲和系进行了遗传多样性分析,并利用武汉夏季自然高温环境进行了热害指数测定。结果发现,四季矮脚特白梗奶白菜(编号C72)的热害指数在所有材料中最低,并且植株对高温具有较强的耐受力。此外,经测定发现C72相比较于其他材料具有更高的POD、SOD酶活性和更低的丙二醛含量及相对电导率。这些生理指标进一步表明C72具有更强的耐热特性。     

西藏白菜型油菜遗传多样性分析

本研究利用SSR分子标记技术分析了169份来自西藏不同地区的白菜型油菜材料的遗传多样性。从本实验室已有SSR引物中筛选出23对扩增效果较好的引物用于聚类分析。结果表明:23对引物共扩增出80条条带,平均每对引物扩增出3.5条带,条带大小在50-400bp之间;在相似系数为0.50、0.53、0.56、0.59、0.62和0.70,供试材料可被划分为2类、4类、6类、9类、14类和29类。根据分子标记的聚类结果,可以初步判定这些油菜的亲缘关系,但是需要进一步结合这些材料的形态和地理分布特点,才能知道材料的起源和分化状态。