辣椒种质资源遗传多样性分析及核心种质构建研究进展

辣椒种质资源是改良辣椒品种的物质条件,构建核心种质能够以最小数量最大限度保存种质资源遗传多样性,为挖掘辣椒优异基因奠定材料基础,对提高杂交种亲本的选配效率进而缩短育种进程具有重要意义。本文从辣椒种质资源收集、评价和遗传多样性分析等方面展开概述,总结了辣椒核心种质构建的研究进展,并提出辣椒核心种质构建存在的问题及展望,为辣椒种质资源的深入研究与高效利用提供理论依据及技术参考。     

鲜食玉米遗传多样性及核心种质构建

利用30个SSR位点,考察由50份地方种和298份自交系组成的玉米初级核心种质的遗传多样性,并进行核心种质的构建。结果表明,该初级核心种质有较高的遗传多样性,平均每个SSR位点上有6.1个等位变异,遗传多样性指数为0.65。通过遗传结构分析发现将玉米分为甜玉米、糯玉米、甜糯玉米及普通玉米等传统分类不能代表玉米资源的真实遗传结构。通过比较随机取样、聚类取样的效率,等位变异保留比例、基因多样性指数与群体大小之间的关系,确定以遗传结构分组,采用聚类取样,取样比例为40%,构建核心种质。核心种质包含139份材料,等位变异保留比例为96.4%,基因多样性指数为0.66。     

广西原产和引种荔枝种质资源的遗传多样性 分析及核心种质构建

[目的]利用SSR分子标记对广西荔枝种质资源进行遗传多样性分析并构建核心种质,为广西荔枝种质资源的保存、遗传改良及创新利用提供理论依据.[方法]以广西原产和引种的88份荔枝种质资源为研究对象,利用40对SSR引物对其进行遗传多样性和聚类分析,在此基础上按原始群体50.00%、25.00%和12.50%的取样比例,采用逐步聚类法优先选择性状优良材料的原则构建广西荔枝核心种质.[结果]40对SSR引物从88份荔枝种质资源中共扩增出282条清晰的条带,每对引物扩增条带数2~13条,平均7.05条,其中,多态性条带182条,每对引物扩增的多态性条带数1~13条,平均4.55条,每对引物扩增条带的多态性比率为14.29%~100.00%,平均64.54%.88份荔枝种质资源的遗传相似系数为0.83~0.96,说明其遗传多样性较低;在遗传相似系数0.86处,88份荔枝种质资源可分为七大类群,第Ⅰ~Ⅶ类群分别包含3、12、6、6、1、2和58份种质,其中第Ⅰ类群均为龙荔种质资源,第Ⅱ类群主要为早熟种质,第Ⅳ类群主要为早熟实生种质,表明荔枝种质间的亲缘关系与熟期存在一定的相关性.88份荔枝种质资源在40个SSR位点的平均观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon指数(I)和期望杂合度(He)分别为3.2750、2.1137、0.8092和0.5107.核心种质-1、核心种质-2和核心种质-3的种质资源数量分别为44、22和11份,其中,核心种质-2的Ne、I和He 3个遗传多样性参数均最高,分别为2.1774、0.8452和0.5271;仅核心种质-3的Na与原始群体存在极显著差异(P<0.01),3组核心种质的其余遗传多样性参数与原始群体无显著差异(P>0.05),表明核心种质-1和核心种质-2均能充分代表原始群体的遗传多样性,根据核心种质构建的原则,最终选择核心种质-2作为广西荔枝核心种质.[结论]SSR分子标记是一种适用于荔枝资源遗传多样性分析和核心种质构建的理想分子标记.广西荔枝种质资源遗传背景相对较窄,遗传多样性较低,今后应加强荔枝种质资源的引进与利用.     

ICRISAT花生微核心种质资源SSR标记遗传多样性分析

【目的】评价ICRISAT花生微核心种质资源的遗传多样性水平,揭示ICRISAT花生微核心种质资源遗传多样性,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用ICRISAT花生微核心种质资源提供必要信息。【方法】采用27对花生SSR引物,对ICRISAT微核心花生种质168份材料(来自世界五大洲42个国家)进行遗传多样性分析;利用NTSYS-pcV2.0软件进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图。【结果】27对SSR引物共扩增出115条多态性条带,每对引物平均扩增出4.2930个等位变异,其中有效等位变异数2.7931,有效等位变异所占比重为65.49%;PM137、16C6、14H6、8D9和7G02等引物最为有效,其Shannon’s信息指数均在1.5以上,等位变异数5个以上,有效变异数3.7个以上。在多粒型群体中,来源于南美洲和印度种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在珍珠豆型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在普通型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲、美国和非洲种质资源的遗传多样性较高。来自南美洲的花生种质资源具有较高的遗传多样性,与花生起源于南美洲的结论一致。PCA分析,发现栽培种花生种质资源由4个差异明显的基因源构成,"hypogaea"包括普通型种质资源,"vulgaris"包括珍珠豆型种质资源,"fastigiata1"包括多粒型种质资源,"fastigiata2"包括多粒型种质资源。植物学分类单位间的Nei78遗传距离介于16.336—23.607cM,UPGMA聚类方法将花生属植物学分类单位聚成5个组群,"组群1"对应"hypogaea"基因源,"组群2"对应"vulgaris"基因源,"组群3"对应"fastigiata1"、"fastigiata2"基因源之和,"组群4"和"组群5"分别代表秘鲁型和赤道型基因源,聚类结果支持4个基因源的划分。【结论】ICRISAT花生微核心种质资源具有丰富的遗传多样性,不同来源的变种群间存在明显的遗传差异,并分化成4个基因源,研究结果部分支持栽培种花生传统的植物学分类体系。为拓宽花生育成品种的遗传基础,应充分发掘ICRISAT微核心种质各基因源的遗传潜力。     

抗松材线虫病马尾松种源的抗性相关基因分析

为了从转录组水平探讨抗病马尾松种源对松材线虫的响应机制。以抗病马尾松GD5种源为试验材料,普通马尾松SX1种源为对照,利用RNA-seq技术通过Illumina高通量测序平台对松材线虫诱导前后的试验材料进行转录组测序和差异基因表达分析。试验共获得65 889条unigenes,平均长度为906.85 bp,其中40 478条（61.43%）unigenes基于Nr、GO、COG、KEGG等多个公共数据库获得了功能注释。抗病马尾松GD5种源在接种松材线虫后差异表达基因数量为3 247条,包括2 308条基因表达显著上调,939条基因表达显著下调。其中有1 961条（60.39%）差异表达基因被注释到GO数据库中,有504条（15.52%）差异表达基因被注释到233 条pathway。普通马尾松SX1种源在松材线虫诱导过程中产生了更多的差异表达基因。两个马尾松种源富集的GO条目和pathway差异也较大。抗病马尾松GD5种源体内编码醛脱氢酶的5条基因和编码超氧化物歧化酶、过氧化物酶体原蛋白以及细胞色素b2的基因表达均显著上调,醛脱氢酶基因不仅富集于抗坏血酸和醛酸代谢途径中,还参与β-丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、精氨酸和脯氨酸等氨基酸的代谢途径;参与氨基糖和核苷酸糖代谢途径的6条几丁质酶基因表达均显著上调;参与单萜生物合成的短链脱氢酶/还原酶2b及参与倍半萜和三萜生物合成的长叶烯合酶基因表达均显著上调,而参与二萜类生物合成的1(10),5-格玛吖啶-4-醇合酶、萜烯合酶、α-松油醇合酶、异丙二烯合酶以及2-甲基-3-丁烯-2-醇合酶等表达均显著下调。抗病马尾松GD5种源对松材线虫的胁迫响应是多基因和多信号途径共同参与调控的复杂防御反应,是全局性系统性的响应模式。与抗性相关的醛脱氢酶、几丁质酶等编码基因为后期相关抗性基因的研究提供了参考。     

广西普通野生稻遗传多样性中心的确定与核心种质构建

【目的】确定广西普通野生稻Oryza rufipogon Griff.遗传多样性中心,构建普通野生稻核心种质资源,为广西普通野生稻资源保护利用提供参考资料。【方法】利用24对微卫星标记分析来自郁江流域、红水河流域、南流江流域和桂北山区的普通野生稻623份材料的遗传多样性;采用逐步聚类法构建10%和5%的广西普通野生稻核心种质。【结果】24个SSR位点总共检测到114个等位基因。平均等位基因数为4.75,平均有效等位基因数为3.000 1,Shannon信息指数为1.180 1,平均期望杂合度为0.638 8。9个居群遗传多样性指数为:邕宁居群临桂居群扶绥居群容县居群贵港居群平南居群古棚居群五里塘居群博白居群。4个区域的多样性指数为:郁江流域桂北山区南流江流域红水河流域。广西普通野生稻资源5%的核心样本共31份,其中邕宁居群有14份,扶绥居群有12份;邕宁居群和扶绥居群分别占本居群分析样本的5.76%和18.75%,是核心样本的主要来源。【结论】郁江流域是广西普通野生稻多样性中心;邕宁居群的普通野生稻地理分布广、种类丰富,而扶绥居群遗传多样性异常丰富,它们是核心样本的主要来源,也是值得特别关注和重点保护的重要区域。     

81份烟草种质资源遗传多样性分析

从250对引物中筛选出64对SSR引物,分析了81份烟草种质资源的遗传多样性。结果表明:64对SSR引物在81份烟草种质材料中共扩增出269个基因位点,观测杂合度(Ho)平均值为0.3545,预期杂合度(He)的平均值为0.5425,Shannon’s信息指数(I=0.997)和Nei’s多样性指数(H=0.5391)较高,遗传分化系数(Fst=0.1454)较高,基因流(Nm=1.4699)较小,遗传相似系数较小(0.53~0.90)。说明81份烟草种质的遗传多样性较高,居群间的遗传分化水平较高,大部分位点表现出偏离Hardy-Weinberg平衡,杂合度不足,居群间有较小的基因流。     

81份烟草种质资源遗传多样性分析

从250对引物中筛选出64对SSR引物,分析了81份烟草种质资源的遗传多样性。结果表明:64对SSR引物在81份烟草种质材料中共扩增出269个基因位点,观测杂合度(Ho)平均值为0.3545,预期杂合度(He)的平均值为0.5425,Shannon’s信息指数(I=0.997)和Nei’s多样性指数(H=0.5391)较高,遗传分化系数(Fst=0.1454)较高,基因流(Nm=1.4699)较小,遗传相似系数较小(0.53⁰.90)。说明81份烟草种质的遗传多样性较高,居群间的遗传分化水平较高,大部分位点表现出偏离Hardy-Weinberg平衡,杂合度不足,居群间有较小的基因流。     

新疆长绒棉种质资源遗传多样性SSR分析

[目的]利用SSR分子标记对新疆长绒棉种质资源材料进行基因组检测及遗传多样性分析.[方法]从39对SSR核心引物中筛选多态性好而且稳定的34对,对19个长绒棉材料基因组进行检测,用NTSYS-pc 2.11e软件遗传多样性分析.[结果]34对引物共扩增出108个多态性条带,平均每个引物为3.17个.共检测出160个等位基因,变异的多态信息含量(PIC)在0.1～0.89.材料间的遗传相似系数在0.635 ～0.933,平均相似度为0.784.遗传相似系数阀值在0.69时,可把19个材料分为5个类群.大部分新疆自育品种和部分中亚及埃及资源材料聚类在第2类群中.[结论]材料聚类与资源来源相吻合,材料遗传相似度较高,遗传差异不大,遗传基础狭窄.     

栽培小豆种质资源遗传多样性SSR标记分析

利用7对SSR引物对来自中国、日本、韩国、不丹、越南等5国的104份栽培小豆种质资源基因组DNA进行扩增分析。共获得了44条多态性带,平均6.29条。104个小豆种质材料以遗传相似系数0.28为阀值,聚类分析将104份栽培小豆种质材料分为14大类,结果表明中国西南地区的栽培小豆种质存在较丰富的遗传多样性;初步认为中国西南地区可能是小豆的一个起源中心和遗传多样性中心。同一地域或气候相似地区的材料聚为一类,说明供试材料遗传背景与其原产地背景有一定关联性。     

抗丝黑穗病玉米种质资源的SSR标记遗传多样性分析

采用SSR标记方法研究了40份对丝黑穗病有不同抗性玉米自交系的遗传多样性。选用57对SSR扩增稳定的引物,将自交系划分为唐四平头,旅大红骨,Lancaster,Reid,PA,PB这6个类群,结果与系谱来源一致性很高。其中,33个抗病或中抗材料分布于6个类群中,根据杂种优势利用原理,均可用于改良类群内的感病自交系和选育抗病自交系。尤其是旅大红骨群、Lancaster群和PB群中抗病自交系较多,可以构建抗病种质群体。     

玉米种质资源遗传多样性分析

利用SSR标记技术对不同地区的383份玉米材料进行遗传多样性分析,通过非加权平均法(UPGMA)对材料进行聚类分析,将玉米材料进行优势类群的划分与归类。结果表明,通过26对扩增带型稳定的SSR引物,从材料中共检测出117条等位基因变异,每对引物检测的等位基因数为2～8个,平均4.5个,每对引物的多态性信息量为0.371～0.846,平均0.647。通过聚类图分析,可将供试玉米材料划分为6类。从而为今后育种实践有目的地选择亲本,拓宽遗传基础培育玉米新品种提供技术支撑。     

籽粒苋种质资源遗传多样性的SSR分析

为了解籽粒苋种质资源遗传多样性,本试验利用30对SSR引物对18份籽粒苋种质进行初步分析.结果表明:筛选出的21对S S R引物可扩增出清晰条带.试验共扩增出90个等位基因位点,其中81个为多态性位点,多态位点百分率(PPB)为90.00％.有效等位基因数(Ne)的变化范围在1.1892～1.9942之间;期望杂合度(...     

新疆早熟陆地棉种质资源遗传多样性分析

[目的]利用SSR分子标记对北疆早熟陆地棉部分种质资源材料进行基因组分子检测并进行遗传多样性研究,从分子水平上揭示遗传性关系.[方法]从39个SSR核心引物中筛选多态性好且稳定的24对引物在43份北疆早熟陆地棉种质材料进行分子检测,利用NTSYS-pc 2.11软件进行遗传相似性及聚类分析.[结果]共扩增出71个多态性条带,平均每个引物为2.84个条带,扩增98个等位基因.变异的多态信息含量(PIC)在0.12 ～0.80.43份资源材料成对遗传相似系数变化范围在0.458～0.944,其中63.75;的材料遗传相似系数在0.500 ～0.696,35.71;的材料遗传相似系数在0.700～0.944.根据UPGMA聚类分析,遗传相似系数在0.58时,可将43份材料聚类为2类群.[结论]43份资源材料中大部分材料成对间相似度较高,遗传性差异较小,遗传基础较狭窄.     

67份枇杷属种质资源遗传多样性的SSR分析

利用从枇杷上开发的SSR引物对67份枇杷属种质资源进行了遗传多样性分析.从59对引物中筛选出17对 多态性较高且稳定的引物,17对引物共扩增出53条谱带,每对引物扩增2至6条谱带,平均扩增3.12条.供试材 料相似系数介于0.53~1.00之间,平均多态信息含量(PIC)为0.436,平均观察等位基因数为3.118,平均有效等 位基因数为2.166,平均Nei’s基因多样性为0.507,平均Shannon信息指数为0.821,平均观测杂合度为0.637,平 均期望杂合度为0.511,表明供试材料具较丰富的遗传多样性.聚类分析表明,可将67份材料分为4类,野生品种 和栽培品种在聚类结果中没有被区分开,但是绝大多数是被区分开的.栽培枇杷也没有因果肉颜色而分别聚类.此 外,对野生枇杷和栽培枇杷中部分材料的分类作了探讨.     

基于SSR标记的燕山板栗种质资源遗传多样性分析

利用筛选出的21对SSR引物对7个燕山板栗群体142份资源和1个太行山板栗群体9份资源进行遗传多样性分析,并构建不同群体的聚类树状图和主坐标分析图,旨在为燕山板栗种质资源的遗传背景明晰和创新利用提供依据。结果表明:21对引物共检测到71个等位变异位点,变异范围为2～6,平均每对SSR引物可检测到3.38个等位位点;多态性信息含量为0.614 5～0.972 3,平均0.866 8。8个板栗群体有效等位基因数Ne、Nei’s多样性指数H、Shannon’s信息指数I、总遗传多样性指数Ht、群体内遗传多样性指数Hs分别为1.457 8、0.309 9、0.468 0、0.306 2和0.291 2,说明燕山板栗群体的遗传多样性和变异度较高,其中遵化群体的多态性位点百分率最高,为97.18%,青龙和迁西群体次之,分别为95.77%和94.37%,表明遵化、迁西一带是燕山板栗资源遗传多样性最为丰富的区域。UPGMA聚类分析表明,迁西和宽城群体间的遗传相似性最大,亲缘关系最近;怀柔和邢台(太行山)群体间的遗传相似性最小,遗传差异较大。聚类分析图和主坐标分析图可将燕山板栗主产区青龙、迁西、宽城、兴隆、遵化和怀柔群体资源划为1类,而处于太行山区邢台群体为1类,说明燕山板栗和外来品种存在明显的差异,各群体的遗传关系和地理来源有一定关联性。     

桃遗传资源核心种质的研究

种质资源的收集和保存具有广泛性和长期性,并为培育质量更高的新品种提供了坚实的物质基础。核心种质是以最小的资源数量和遗传重复最大程度地代表该物种整个遗传资源的多样性。因此,利用目前已有的基本数据、评价鉴定数据和部分特征数据所提供的信息构建的桃核心种质,可以有效地解决目前在桃种质的保护、利用中无效的收集较多、种质圃的占地大和管护成本高的问题,也使一些优异基因能够得到很好的开发和利用,并提高中国桃种质资源收集、保护、评价和创新利用的效益。     

粳稻种质资源SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

【目的】构建新疆粳稻种质资源的DNA指纹图谱,了解新疆粳稻育成品种的遗传相似性。【方法】利用均匀分布于水稻12条染色体的70对SSR引物,以新疆粳稻育成品种及引进资源为材料,进行遗传多样性分析并构建SSR指纹图谱。【结果】有63对引物具有多态性片段,共检测到388个有效等位基因,平对每对引物6.1587个等位基因;引物平均多态性频率为0.2371。89个材料间的遗传相似系数在0.72～0.88,相似性较高,以0.73为标准,可分为5大群。【结论】新疆粳稻育成品种的遗传背景相似性较高、多样性不够丰富,遗传基础相对比较狭窄,加强新的基因资源鉴定利用及育种材料创制。     

中国冬小麦微核心种质遗传多样性分析

为了明确中国冬小麦的遗传多样性,为育种工作提供有益信息,以90份具有广泛代表性的中国冬小麦核心种质为材料,通过连续2年度的水、旱处理,分析了其形态、光合生理及苗期根部共21个性状的遗传变异及广义遗传力;同时利用269对均匀分布于小麦21条染色体的SSR标记对供试材料进行遗传多样性分析。结果表明:除穗长、小穗数、净光合速率、胞间CO2浓度和叶绿素含量5个性状外,其他16个性状均具有比较丰富的遗传变异;以形态性状为主的简单性状(穗叶距、穗下节长、株高、胚芽鞘长、根直径、千粒质量、穗长、叶绿素含量、穗粒数、小穗数、根长、旗叶长)具有较高的遗传力,适宜早代选择;产量性状(单株籽粒产量和单株生物学产量)遗传力中等,但考虑产量是育种改良的核心目标,也可作为早代选择指标;光合生理及复合性状(萌发期根表面积、根体积、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率和净光合速率)遗传力最低,尤其是光合生理性状易受外界环境的影响且不容易准确测量,不适宜作为早代选择的指标。SSR多样性分析表明,中国冬小麦遗传多样性较差;不同基因组间差异显著,其中B基因组多样性最丰富,D基因组多样性最差。     

柚类种质资源AFLP与SSR遗传多样性分析

 结合SSR引物和AFLP分子标记对110份柚类基因型、12份野生近缘种进行遗传多样性研究。结果表明，SSR标记的335个位点中99.1%为多态性位点，每个位点可检测到9.85个等位基因，基因多样度 （GD）变幅为0.1939～0.9073，获得了46个特异性SSR标记；AFLP标记的343个位点中72%为多态性位点，3对引物平均期望杂合度变幅为0.21863～0.28445,平均每对引物组合能产生82个多态位点，获得了44个AFLP特异性标记。UPGMA聚类结果显示，122份基因型在相似系数0.61时，分成8个组群，其中柚类主要由沙田柚品种群、文旦品种群与庞大的杂种柚品种群组成。分类结果将有利于更好地利用这些丰富的育种资源。