割手密SsWRKY1基因的克隆与表达分析

为了克隆割手密SsWRKY1基因,并对其生物信息学和表达模式进行分析。本研究通过转录组测序和RT-PCR方法相结合首次从割手密中克隆到一个WRKY基因,利用生物信息学工具对其进行分析,并利用荧光定量PCR分析其在干旱胁迫下的表达模式。从割手密中克隆到一个全长1083 bp编码360个氨基酸的WRKY转录因子的基因,含有一个WRKY基因保守结构域和一个Cx4-5Cx22-23HxH的锌指结构域,属于WRKY基因家族的第Ⅱ类成员,命名为SsWRKY1,GenBank登录号为MH687932。荧光定量分析表明,随着干旱胁迫时间的延长,其表达量呈持续上调的表达模式,说明该基因是干旱胁迫诱导型基因。SsWRKY1基因在割手密应答干旱胁迫等非生物胁迫中可能起重要的调控作用,为进一步研究割手密的抗旱机制和甘蔗抗旱新品种的选育提供了科学依据。     

广东割手密SSR遗传多样性分析

割手密是甘蔗近缘野生种之一,在甘蔗育种中具有重要地位和作用。本研究采用Genomic-SSR和EST-SSR两种类型分子标记对来自广东各个地区的67个割手密种质进行分析。在20对SSR引物上共检测到341个多态性条带,每个引物上的平均多态性为17.05,其中11个Genomic-SSR的平均多态性为20.82,9个EST-SSR的平均多态性为12.44。广东割手密在Genomic-SSR上的多态性显著高于EST-SSR上的多态性。MantelTest分析表明:通过Genomic-SSR、EST-SSR以及Genomic-SSR+EST-SSR三种方法所计算的试验材料的遗传距离矩阵之间都呈极显著相关(p<0.01),说明应用两种类型SSR获得的各个材料间的遗传关系具有较高的一致性。广东割手密在20对SSR引物上的遗传多样性指数介于0.1064~0.2916之间,平均多样性指数为0.1943;各个材料间的遗传距离为0.0063~0.3082之间,平均为0.1935。UPGMA聚类分析表明:广东割手密之间的遗传关系和地理来源存在一定的相关,由南向北存在较为显著的地理分化。     

含斑茅血缘的甘蔗回交后代遗传多样性SSR分析

利用SSR分子标记对44个含斑茅血缘的甘蔗回交后代和38个常规甘蔗栽培种进行遗传多样性分析。结果显示,在80对SSR引物中筛选出17对扩增带型清晰、多态性较好的引物,共扩增出40条多态性条带,每对引物的扩增条带数介于1～5条之间,平均2.4条。引物检测到的有效等位基因数(Ne)介于1～3.1,平均值为1.809 8;多态性信息量(PIC)介于0～0.611,平均值为0.307 9;Shanoon指数(I)介于0～1.238 2,平均值为0.591 2;Ne's基因多样性指数(H)介于0～0.677 8,平均值为0.357 4。82份试验材料之间的遗传相似系数介于0.425～0.975之间,平均值为0.679,含斑茅血缘甘蔗回交后代品系间的平均遗传相似系数为0.700,常规甘蔗栽培种间的平均遗传相似系数为0.673,而含斑茅血缘甘蔗回交后代与常规甘蔗栽培种间的平均遗传相似系数为0.666。采用非加权组平均法(UPGMA)聚类分析表明,在遗传相似系数为0.59处,所有材料被划分为2个类群,‘台糖95-8899’独成一类,其他81个材料划分为另外一个类群,定为A类群;在遗传相似系数0.612处,A类群被划分为2个亚类群,‘崖城03-191’独成一类,其余80个材料划分为另外一个亚类群。本研究基于SSR分子标记技术,揭示了含斑茅血缘的甘蔗回交后代的遗传多样性,为含斑茅血缘的甘蔗回交后代的杂交利用提供了一定的参考依据。     

基于SRAP分子标记的银胶菊遗传多样性分析

银胶菊(Parthenium hysterophor L.)是热带地区入侵植物,主要分布在路边、荒地和农田,生长繁殖迅速,危害作物产量和人畜健康,植株具有较强的化感作用抑制农作物的生长。本研究探究银胶菊的入侵特性与遗传变异之间的相关关系,为预测其入侵趋势提供依据。对48对引物用优化的SRAP反应体系进行筛选,最终得到17对多态性较好的引物组合,对海南、云南、广西等15个居群共计300份样品进行遗传多样性分析。结果表明,三省分布的银胶菊与中国其它地区银胶菊居群都具有较高的遗传多样性;其中63.67%的遗传多样性来自居群间,而居群内部遗传多样性并不高;居群间基因流较低,聚类分析中遗传距离与地理距离不一致。由此推测银胶菊多以人为因素扩散。     

菠菜种质资源SSR指纹图谱构建和遗传多样性分析

为研究菠菜品种间的亲缘关系,本研究利用PAGE电泳法对33份菠菜种质资源进行指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明,筛选出的27对多态性明显、带型稳定的引物共扩增出109个多态性位点,平均每对引物3.7个。经多态性位点分析,最后仅用7对高多态性引物构建了能够区分33份菠菜种质的指纹图谱,为供试材料的鉴别提供参考。聚类分析显示,遗传相似系数变幅为0.58 0.96,在遗传相似系数0.68处可以将所有供试材料分为六类,且分类结果与地理来源相近。此研究结果说明33份菠菜种质具有丰富的遗传多样性,可为菠菜品种选育提供理论依据。     

国外栽培豌豆遗传多样性分析及核心种质构建

从111对备选SSR引物中筛选出能扩增出清晰稳定单一带的多态性引物21对及其最佳退火温度, 并优化了豌豆SSR标记实验体系。利用上述引物, 对来自于67个国家的731份豌豆栽培种质(Pisum sativum L.)进行遗传多样性分析与核心种质构建。共扩增出109条多态性带, 每对引物平均扩增出5.19个等位变异。SSR等位变异在各大洲间分布不均匀, 有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)洲际间差异明显。各大洲资源群间遗传多样性差异显著, 其中亚洲最高(I = 1.1753), 欧洲其次(I = 1.1387), 俄罗斯联邦(I = 1.0285)、美洲(I = 1.0196)、非洲(I = 0.9254)、大洋洲(I = 0.8608)依次降低。利用Popgene 1.32软件, 依豌豆栽培资源洲际间Nei78遗传距离可聚类成2个组群和4个亚组群; 基于Structure 2.2软件分析, 国外栽培豌豆资源实际由3大类群组成, 并与Popgene 1.32聚类结果呼应得较好。上述两种分析方法均表明, 国外栽培豌豆类群的遗传多样性与其地理分布相关。设计并实践了一套基于Structure分析的科学可靠、逻辑性强的核心种质构建标准化方案, 并依此构建了一套以6.57%的资源(48份)涵盖总体84.4%等位变异的国外栽培豌豆核心种质。     

基于果实品质与EST-SSR标记的刺梨居群遗传多样性分析及核心种质构建

通过分析评价野生刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)资源居群遗传多样性和遗传结构,同时构建核心种质,为刺梨资源的保护和发掘利用提供科学依据。本研究利用10对EST-SSR引物和9个果实品质性状指标对收集的12个刺梨自然居群(共102份种质)的遗传多样性及遗传结构进行分析,同时结合原贵州省32份初级核心种质,采用位点优先取样策略进一步构建西南地区核心种质。结果表明,黔西(QX)居群拥有最高的Shannon信息指数I=0.6965,基因多样性指数h=0.3935,多态位点百分率p=84.62%;而古丈(GZ)居群则无论在分子数据还是表型数据都表现为遗传多样性最低;AMOVA分析表明刺梨居群内遗传变异在87%以上,居群间基因流Nem在3.5以上、平均Nei’s遗传距离(GD)0.223。构建的19份核心种质等位基因保留率和稀有等位基因保留率均为100%,能够代表原种质的遗传多样性。西南地区野生刺梨的遗传变异主要发生在居群内,居群间具有基因交流频繁、Nei’s遗传距离小等特点,构建的19份核心种质从等位基因保留率、稀有等位基因保留率及地理分布均能够较好地代表原种质的遗传多样性。自然居群以黔西(QX)居群遗传多样性最高。因此,野生刺梨的保护策略可采用就地保护黔西(QX)居群与迁地保护19份核心种质相结合的方法进行。     

基于SSR分子标记的刺槐遗传多样性分析及核心种质的构建

刺槐(Robinia pseudoacacia)是一种极具发展利用潜能的林业生物质能源树种。为了解决刺槐林业生物质能源面临的原料短缺问题,本研究选取了中国北方7个地区的96个刺槐种质资源,运用筛选出的14对SSR引物进行标记,分析了其遗传多样性并构建核心种质。结果表明:刺槐种质资源的平均等位基因数(Na)为3.2143;平均有效等位基因数(Ne)为2.1840;平均Shannon’s信息指数(I)为0.8831;平均观测杂合度(Ho)为0.4055;平均预期杂合度(He)为0.5149,收集的刺槐种质存在丰富的遗传多样性。采用逐步聚类法进行核心种质构建,最终确定的核心种质共包含23份种质。通过t检测,核心种质遗传多样性与原始种质无显著差异,可以充分地代表原始种质资源。核心种质纤维素含量提高了2.17%,平均达到33.42%,适宜作为纤维素生物质能源原料。研究结果为刺槐种质资源的保护,管理和纤维素生物质能源化利用提供了丰富的理论依据和优良的种质材料。     

甘蔗细茎野生种(Saccharum spontaneum L.)的遗传多样性和系统演化研究

利用RAPD技术,采用25个随机引物对来自中国不同生态环境的195份甘蔗细茎野生种材料进行了地理群体结构的遗传多样性研究。结果表明：甘蔗细茎野生种的种内遗传变异较大,各地理类群的遗传分化明显,具有丰富的遗传多样性。基于分子聚类分析,推论中国甘蔗细茎野生种的起源演化方式为：起源于云南,然后由云南→四川→贵州→     

甘蔗细茎野生种核心种质构建

以来自我国10个省(市)、自治区的540份甘蔗细茎野生种无性系为材料,根据采集地信息及其在20对SSR引物上的分子标记数据和15个表型性状资料,开展核心种质构建研究。不同取样量(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%)分析表明,10%的取样比例可获得70%以上的变异保留比例,是较好的核心种质取样规模;对5种采集地分组取样策略(等量法、简单比例法、平方根比例法、对数比例法和多样性比例法)和2种无分组取样策略(最大变异保留法和随机抽样法)比较表明,简单比例法获得的核心种质代表性最好,为最优取样策略。最后,在简单比例法取样筛选出的54份核心样品中,又通过定向选择补充了6份具有优异表型性状的材料,构建了含60份无性系的甘蔗细茎野生种核心种质,分子和表型检验都表明本研究所构建的核心种质具有较好的代表性和遗传多样性。     

野生割手密种质生产性能评价

为野生割手密资源的合理利用以及中国草本能源植物的开发与利用提供参考,以21份野生割手密种质为材料,对21份野生割手密种质的生产性能进行评价。结果表明：所有供试材料均能完成整个生长发育周期,材料SAGS08081生育期最长,长达167天,材料SAGS08068生育期最短,为127天,前后相差达40天;供试的21份割手密种质材料生长高度以及速度变化规律基本一致,拔节期至开花期生长速度最快;生产性能指标中,变异幅度较大的是单株干重和分蘖数,变异系数分别为52.39%和46.30%;变异幅度最小的指标是茎节数,变异系数仅为14.99%;不同割手密材料单株产量差异较大,单株鲜草产量为98.30~1238.90 g,平均单株鲜重为481.27 g,单株干草产量为45.39~335.62 g,平均单株干重为165.51 g;聚类分析可将所有材料分为两大类,Ⅰ类材料的各项指标明显优于Ⅱ类材料。     

斑茅割手密杂种后代真实性鉴定及遗传分析

以斑茅GXA87-36(♀)与割手密GXS79-9(♂)杂交获得的经形态鉴别为真杂种的后代材料GXAS07-6-1 (斑茅割手密杂合体)及其双亲为材料,利用体细胞染色体计数以及SSR、SRAP分子标记对杂种进行真实性鉴定,并利用SRAP分子标记对斑茅GXA87-36、割手密GXS79-9及其杂种后代遗传位点的传递进行分析。结果表明, GXA87-36体细胞染色体数为2n=60,GXS79-9体细胞染色体数为2n=64,其杂种GXAS07-6-1染色体2n=62,其杂交的染色体遗传方式为n+n;筛选出3对SSR引物和5对SRAP引物可分辨后代的真伪;利用71对SRAP引物扩增后代和双亲,检测到1 095个遗传位点,多态性位点数为800;母本有279个位点,其中有 79 %传递给其后代;父本有439个位点,其中有73%传递给后代;用NTSYS-pc2.10e软件计算Jaccard遗传相似系数,双亲间为0.474,后代与母本、父本间分别为0.696、0.752,表明后代GXAS07-6-1偏向父本遗传。     

高粱SSR和EST-SSR标记在割手密中的通用性分析

目前, 割手密中开发的分子标记有限, 为增加其分子标记数量, 本研究对高粱分子标记在割手密中的通用性进行分析。选用高粱的 29对基因组 SSR标记和 20对 EST-SSR标记在割手密种质 GSM39中进行筛选, 以评价其通用性。进一步利用 14份割手密材料评价标记的多态性和遗传多样性。结果显示： 70%的 EST-SSR引物在割手密中得到成功扩增, 可用的 EST-SSR引物中多态性比率占 50%。SSR引物在割手密中的通用性比率只有 34.5%, 但多态性比率为 70%。14对多态性引物在 14份割手密中共检测到33个等位基因, 平均观测等位基因数为2.4286, 平均有效等位基因数为1.7, 平均观测表观杂合度为0.544, 平均期望杂合度为 0.3858, Nei’ s基因多样性指数平均值为 0.3716。结果表明, EST-SSR引物的通用性高于 SSR引物, 但 SSR引物的多态性更高。这对割手密遗传多样性研究和比较基因组学研究具有重要意义。     

中国白菜型油菜种质资源的遗传多样性研究

利用RAPD标记和UPGMA聚类分析, 对我国23个省市的172份白菜型油菜资源进行了遗传多样性分析. 43个随机引物扩增出248条多态性带. 聚类分析表明, 我国白菜型油菜分为15个类群, 其中, 6个类群为北方小油菜, 8个类群为南方油白菜, 及1个混合类群. 我国白菜型油菜的遗传多样性是非常丰富的; 北方小油菜品种之间的遗传差异很大, 春     

割手密过氧化氢酶基因（Ss CA T-1）的克隆与比较分析

割手密是栽培种甘蔗最重要的近缘物种之一,具有较强的抗逆性。本研究以高粱过氧化氢酶基因(NCBI登录号为XM002437586.1) cDNA序列为探针,对甘蔗EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,后经基因组PCR、分子克隆、序列分析验证成功分离了2个割手密过氧化氢酶基因cDNA序列(Ss CA T-1c和Ss CA T-1d, GeneBank登录号为KF864229和KF864230)。2条序列全长均为1532 bp,包含10 bp的5'非翻译区(UTR)和43 bp的3'UTR,以及一个1479 bp的开放读码框,编码492个氨基酸,此蛋白序列具有过氧化氢酶保守结构域,属于CAT家族。2条序列之间相似性为99.2%,存在12个单核苷酸多态性(SNP)位点,蛋白相似性99.0%,存在5个氨基酸变异位点。将推测的SsCAT-1c和SsCAT-1d蛋白序列与高粱、水稻、玉米等物种进行同源进化分析,均表现出极高的保守性。研究结果能对今后深入了解甘蔗及其近缘材料CAT基因家族的信息提供帮助,从而为进一步通过生物技术改良甘蔗品种抗逆性提供理论依据。     

RAPDs和RFLPs分析甘蓝型杂交油菜亲本的遗传多样性

利用RAPD和RFLP分子标记技术对甘蓝型杂交油菜亲本遗传多样性的分析结果表明:(1)20个亲本间具有丰富的遗传多样性,40个引物扩增出277条多态性带,其中21条带为10个亲本所特有,12个探针得到了117条多态性杂交带,其中7条带为5个亲本所特有;(2)不育系与恢复系之间的遗传差异大于不育系内和恢复系内的遗传差异;(3)依RAPDs与RFLPs估