不同抗蚜性小麦品种（系）的遗传多样性 SSR 标记分析

为了揭示小麦抗蚜品种（系）的遗传多样性,在田间蚜虫圃对150份小麦品种（系）孕穗期和灌浆期蚜量比值进行2年对比的基础上,选取抗性结果较为一致的材料,利用筛选的54对具有多态性的SSR标记检测了43个不同抗蚜水平小麦品种（系）的遗传多态性。结果表明,54对SSR标记在这43份不同抗蚜水平小麦品种（系）中检测到365个等位变异,每个引物检测到2～18个等位变异,平均为6．7个;从每条谱带在所有材料中出现的频率来看,变异范围为2．3％～97．7％;多态性信息量为0．05～0．91,平均为0．65;43个小麦品种间的相对遗传距离为0．30～0．90,平均为0．52;SSR标记聚类分析在相对遗传距离为0．55处将43个不同抗蚜水平小麦品种（系）分为五大类群。选育和推广抗虫品种时尽可能选择聚类图中亲缘关系较远的材料;抗蚜品种京冬6号单独聚为一类,与其余品种亲缘关系较远,可作为新的抗源用于抗蚜育种。因此,用SSR分子标记分析不同抗蚜水平小麦品种（系）间的遗传多样性和亲缘关系,可以为培育和推广抗蚜小麦品种提供参考。     

黄淮麦区小麦品种(系)产量性状与分子标记的关联分析

为了获得与小麦产量性状关联的分子标记,筛选相关标记的等位变异,以128份黄淮麦区小麦品种(系)为材料,在4个环境下鉴定产量性状,并选用在小麦全基因组21条染色体上的64个SSR标记、27个EST-SSR标记和47个功能标记检测所有材料的基因型。91个SSR和EST-SSR标记共检测到315个等位变异,单个引物检测到2~7个等位变异,平均3.5个;47个功能标记共检测到107个等位变异,单个引物检测到2~5个等位变异,平均2.3个。关联分析表明,49个位点与4个环境的产量性状及其均值显著关联(P≤0.005),其中38个位点在2个或以上环境或均值下被重复验证,16个位点与2个或以上性状相关联。对相对稳定的等位变异作进一步分析,发掘了一批与产量性状相关的优异等位变异,如降低株高的等位变异Ax2*-null和UMN19*-A362,增加穗长的等位变异barc21-A220,增加可育小穗数的等位变异gpw2111-A156,增加总小穗数的等位变异swes65-A120,增加穗数的等位变异VRN-A1*-A1068,增加穗粒数的等位变异cfd5-A215和增加千粒重的等位变异wmc626-A170。研究结果对利用分子标记辅助选择进行小麦产量性状的遗传改良具有一定的指导意义。     

小麦种质资源农艺性状变异及其遗传多样性分析

为了解不同小麦种质资源农艺性状变异及其遗传多样性,利用SSR分子标记分析了44份CIMMYT春小麦和45份国内主栽小麦种质资源的遗传变异。结果表明,小麦单株产量、株高和穗粒数的变异系数分别为36.7%、16.4%和15.6%,说明国内外种质材料在表型上存在较大差异。利用20对分子标记对89份小麦种质资源进行了多态性检测,结果显示,共检测到162个等位变异,每对引物检测到等位变异数目为6~9个,平均每对SSR标记能够检测到8.1个变异,其中Xgwm314的多态性最丰富;SSR标记的多态性信息含量（PIC）介于0.0223~0.8177,平均值为0.5109;平均每位点的有效等位基因数的变异范围为0.2984~8.7818,Xgwm165的多态性最丰富,平均值为1.2215;Shannon’s信息指数的变异范围为0.1114~0.3162,平均值为0.2307。聚类分析结果显示,89份小麦种质资源分为2大类群,第一类有25份,该类群株高较低,第二类有64份,国外材料大多集中在这一类中。本研究表明,44份CIMMYT春小麦及45份国内主栽小麦种质资源遗传相似性较大,地域性分布特征显著,聚类结果反映出小麦品种（系）多样性水平复杂,可为小麦新品种选育提供优异的亲本材料。     

利用SSR标记分析橡胶草种质资源的遗传多样性

为了解橡胶草种质的遗传背景和遗传多样性,为今后橡胶草育种提供理论依据。利用23对SSR引物对96份橡胶草材料进行遗传多样性分析。结果显示,23对SSR引物通过扩增得到71个等位变异,等位变异范围2-6个,平均等位基因数为3.09个。通过聚类分析,俄罗斯材料和美国材料与新疆7个居群材料被分为2大类群,类群I包含所有俄罗斯和美国材料以及5份新疆野生材料,类群II包含其余新疆7个居群的材料;俄罗斯和美国材料同属于亚群A,平均遗传相似度为0.88,说明它们存在紧密的亲缘关系;新疆7个居群的材料被分为5个亚群,显示丰富的遗传多样性,而且相互之间存在复杂的遗传关系。本研究结果证明了SSR标记能够有效地用于橡胶草的遗传多样性研究,为以后的橡胶草种质收集和遗传育种提供重要依据。     

小麦F型雄性不育系和恢复系SSR指纹图谱构建及遗传差异分析

基于荧光毛细管电泳检测系统和SSR指纹数据库管理系统,采用21对SSR核心引物对小麦F型不育系和恢复系进行SSR指纹图谱构建和遗传差异分析,以保护其品种权,同时为杂交组合的选配提供参考。结果显示21对核心SSR引物在F型不育系和442个恢复系中共检测到214个等位变异,不同位点等位变异数的变幅为6~16,平均等位变异数为10.76个;平均多态性信息含量(PIC)与基因多样性分别为0.70和0.73,21对核心SSR引物的分辨率达100%;获得了每份材料独特的DNA指纹图谱报告,为品种权保护提供了技术支撑;恢复系间的遗传距离为0.014~0.952,平均遗传距离为0.723,遗传距离大于0.500的占95%,说明恢复系间遗传多样性比较丰富;不育系与恢复系材料间的遗传距离为0.300~0.952,平均遗传距离为0.681,遗传距离大于0.500的占93%,说明不育系材料与恢复系材料间遗传差异较大,可以从中选择遗传距离大的配制组合。     

陇东地区冬小麦遗传多样性及群体结构分析

冬小麦是陇东地区最重要的粮食作物,为了解陇东地区冬小麦遗传多样性及群体结构,选取105对引物对56份陇东地区冬小麦品种进行SSR遗传多样性和群体结构分析,对电泳结果进行统计发现有85对SSR引物表现出多态性。试验发现:有多态性的85对引物总计检测到243个等位变异,变异范围在2~6之间,均值为2.86个每个标记,多样性平均值为0.438 5,多态信息含量(PIC)介于0.035 7~0.746 2之间,平均值为0.382 4,每个标记遗传多样性组成中获得有效性的平均值为93.8%,Shannon指数变幅为0.092 2~1.562 2;遗传相似性指数(GS)变幅在0.509 6~0.760 6,平均值为0.641 4,GS值为0.619 0处可将56份材料分为5个类群,群体遗传结构分析将56份材料划分为2个亚群,每个亚群包含29、27份材料。结果表明陇东地区冬小麦遗传背景相对丰富,可为今后育种工作提供丰富的亲本资源,同时也需引进更多亲缘关系较远的其他品种进而拓展陇东地区小麦品种的选育工作。     

3个大豆品种及其骨干亲本的亲缘关系和指纹图谱分析

为了研究江苏淮北地区大豆推广品种及其骨干亲本的亲缘关系和指纹图谱,以3个淮豆系列品种及其8份骨干亲本品种为试验材料,利用CTAB法提取基因组DNA,采用SSR分子标记对11份大豆品种进行亲缘关系和指纹图谱分析。结果显示：利用筛选出的46对SSR引物在11个大豆品种中共检测出125个等位变异,每对引物可检测到2~5个等位变异。使用非加权类平均法进行聚类分析,大部分供试材料间的遗传变异较小,遗传相似系数为0.5781~0.9609。SSR标记遗传距离为0.0391~0.4219,平均0.2773。从上述引物中选取5个核心引物构建的指纹图谱能够鉴别3个淮豆系列品种。上述结果不仅用于品种鉴定及其知识产权保护,还为有效选配亲本拓宽遗传基础提供了理论基础和技术支持。     

芝麻种质资源SSR标记遗传多样性与群体结构

利用42对具明显多态性的SSR引物, 分析国内外545份芝麻品种的遗传多样性和群体结构。结果检测到106个等位变异位点, 引物多态位点范围为3~9个, 平均为3.8个/引物, Y1994引物的等位位点最多, 为9个。引物Shannon信息指数(I)范围为1.4834~0.1233, 平均值为0.6450; 多态信息指数(PIC)范围为0.7481~0.0516, 平均值为0.4092, 平均杂合度(He)为0.1162。UPGMA聚类、二元主成分及群体结构分析结果基本一致; 供试545份芝麻资源可被分为3个UPGMA组群, 在群体结构上分为3个亚群; 芝麻资源整体遗传分化较小, 亲缘关系较近。中国7个生态群种质相似系数范围为0.9811~0.5462, 东北西北等区域资源与黄淮、江汉、华中华南等区的亲缘关系较远; 国外7个生态群相似系数为0.9726~0.7442, 非洲区与日本区种质亲缘关系较近, 与中国资源亲缘关系较远。中国种质资源遗传基础较为狭窄, 遗传多样性与地理分布不完全相关, 而国外资源遗传多样性丰富。在今后芝麻育种工作中, 应加强国外资源的引进与利用, 并注重国内不同类群资源利用, 拓宽我国芝麻品种遗传基础。     

110份普通玉米自交系的SSR聚类分析

为了明确110份玉米自交系的亲缘关系,更好地利用和改良玉米自交系,以代表国内主要杂种优势群的4个标准测验种(丹340、黄早4、Mo17、K12)与106份普通玉米自交系为材料,利用SSR分子标记进行遗传多样性分析,选用28对SSR引物对供试材料进行了遗传多样性研究。结果表明,在供试材料中共检测到125个等位基因变异,平均每对引物检测到的等位基因变异为4.46个,变异为2~10个,平均多态性信息量PIC值为0.85,变化范围为0.75~0.94。利用UPGMA聚类分析方法可将110份普通玉米自交系划分为6个类群。     

青海省审定小麦品种SSR遗传多样性分析及分子身份证的建立

小麦是青海省重要的粮食作物,本研究从分子水平上明确青海省审定小麦品种的遗传多样性现状并建立其分子身份证,为青海省小麦育种和资源保护提供理论依据。利用从520对SSR引物中筛选出的212对具有清晰扩增条带的引物,对青海省66个育成小麦品种进行研究。结果表明,19对引物扩增结果表现为单态,193对引物扩增结果表现为多态,共扩增出724个等位变异,变异范围为2~10个。多态性引物的多态信息含量（polymorphism information content,PIC）变化范围为0.03~0.86,平均为0.51。A、B、D 3个基因组的平均等位变异丰富度（allelic richness,R_s）和平均遗传多样性指数（Nei’s genetic diversity index,H_e）均为A>B>D。小麦的7个同源群中,第2同源群多样性指数最高,第7同源群多样性指数最低。在多样性研究的基础上,利用23对引物组合,构建了66个小麦品种的分子身份证,可将它们完全区分开,为青海省小麦品种的鉴定提供参考。     

小麦籽粒颜色与抗氧化作用

以抗活性氧活力单位、抗超氧阴离子活力单位和总抗氧化活力单位为指标，研究了白、红、紫、深紫、紫黑、蓝等不同颜色小麦籽粒的抗氧化能力，并分析了其与色素、黄酮等抗氧化物质含量和抗氧化酶活性之间的关系。结果表明，小麦籽粒颜色与其抗氧化活性之间存在着非常密切的关系，蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦籽粒的抗氧化能力高于白粒和红粒小麦。黑粒小麦的总黄酮、氨基酸、Vc、类胡萝卜素等抗氧化物质含量和SOD等抗氧化酶活性高于普通白粒和红粒小麦；并且籽粒色素含量、总黄酮含量、总氨基酸含量以及SOD活性与3个抗氧化能力指标显著或极显著正相关，Vc和类胡萝卜素含量与3个抗氧化指标之一或之二显著或极显著正相关，说明色素、黄酮、SOD、Vc和氨基酸等是蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦的抗氧化能力强于白粒和红粒小麦的主要物质基础。     

Increased anthocyanin content in purple pericarp × blue aleurone wheat crosses

Due to their antioxidant activity, anthocyanins are of increasing interest for nutritionists, food scientists and plant breeders. Anthocyanins in wheat grains are expressed in either the pericarp or aleurone layer. Previous studies revealed that different anthocyanins are present in wheat varieties carrying genes for either the purple pericarp or the blue aleurone trait. Progeny from crosses between red‐, purple‐ and blue‐grained wheat varieties were selected over several cycles for grain colour by visual scoring. Bulked F₅ grains were evaluated for their total anthocyanin content by UV‐VIS spectrophotometry and HPLC‐MS. The results demonstrate that it is possible to increase the anthocyanin content by the combination of the different genetic backgrounds for purple pericarp and blue aleurone, even though the majority of progeny were within the range of the purple‐ and blue‐grained check varieties. Visual scoring for grain colour is efficient, reliable and fast for selection in early breeding generations. Advanced breeding lines with high anthocyanin content can be identified by simple extraction methods and spectrophotometric measurements.     

120份大豆种质资源遗传多样性和亲缘关系分析

采用覆盖20条染色体的68对多态性引物在120个大豆品种（系）[包括67个中国大豆品种（系）和53个引自美国的品种（系）]进行遗传多样性及亲缘关系分析。结果表明,120份大豆材料具有丰富的遗传多样性（N_a=1.9852,N_e=1.4343,H=0.2776,I=0.4361）;中国大豆比美国引进大豆遗传多样性水平高;7个群体遗传多样性由高到低为,黄淮海地区组>引种资源组>热带亚热带地区组>长江流域地区组>北方春大豆组>西南山区组>鲜食大豆组;7个群体间总遗传多样度（H_t）为0.2807,群体内遗传多样度（H_s）为0.2361,群体间遗传分化系数（G_st）为0.1589,基因流（N_m）为2.6468,群体间存在中低度遗传分化,遗传变异主要存在于群体内部,群体间N_m较丰富;以群体和单个品种（系）为单位进行UPGMA聚类的结果基本一致,部分材料相互交错。大豆种质遗传多样性与地理来源具有一定相关性的同时,不同地区间存在丰富的基因交流;黄淮海地区、西南山区、热带亚热带地区和长江流域地区的大豆材料遗传距离较近;引进大豆、北方春大豆和鲜食大豆与其他群体遗传距离较远,可作为拓宽中国栽培大豆遗传背景的物质遗传基础。     

河南省近年审定小麦品种基于系谱和SNP标记的遗传多样性分析

为了解河南省近年小麦品种的遗传基础,利用Illumina 90k i Select SNP标记技术对豫麦34及该省2000—2013年审定的小麦品种共96个进行全基因组扫描,分析了其遗传多样性和遗传基础。结果表明,在所有SNP位点中,多态性比率为47.39%(38 661/81 587),多态性标记在基因组间分布呈现BAD。96个品种亲缘关系较近,两两遗传相似系数的平均值为0.719,变幅为0.552~0.998,且94.3%的品种间遗传相似系数在0.652~0.812之间;按UPGMA法将96个品种划分为7个类群。综合SNP和系谱分析,近10年河南省审定的96个小麦品种遗传多样性不够丰富,多数品种亲缘关系较近,在育种中迫切需要引入新的种质资源,拓宽遗传背景。     

The genetic diversity of old and modern Siberian varieties of common spring wheat as determined by microsatellite markers

The objective of this study was to assess genetic diversity within old and modern common spring wheat (Triticum aestivumL.) varieties cultivated in Siberia and to find out whether old Siberian varieties could be a potential source for genetic diversity in modern wheat breeding in Siberia. A set of 54 varieties was analysed using 22 wheat microsatellite markers (WMS), determining 23 loci located on 19 different chromosomes. In total, 151 alleles were detected with an average of 6.6, ranging from three to 11 alleles per locus. The average genetic diversity value (polymorphic information content) was 0.70. WMS located in the B genome produced more alleles per locus (7.6) compared with WMS located in the A (6.0) and D (6.0) genomes. Genetic similarity values between varieties ranged from 0.19 to 0.96 and were used to produce a dendrogram. With a few exceptions the varieties studied were clustered in two nearly equal groups consisting of predominantly old (released before 1960) and modern (released in 1960‐90s) varieties, respectively. Genetic diversity values within these two groups were similar with 0.60 and 0.58, respectively. The numbers of group‐specific alleles were 34 and 29, respectively. A significant variation in frequencies of 79 shared alleles was observed. The results obtained by using genomic microsatellite sequences demonstrated that breeding has not resulted in a decrease in the genetic diversity in Siberian spring wheat. However, significant quantitative and qualitative changes in allelic frequencies of different loci were detected. It may be suggested, that old Siberian common spring wheat varieties are a potential basis for genetic diversity in modern wheat breeding in Siberia.     

Chromosomal location of genes for resistance to powdery mildew in <Emphasis Type="Italic">Agropyron cristatum</Emphasis> and mapping of conserved orthologous set molecular markers

Agropyron cristatum exhibits resistance to Blumeria graminis f. sp. tritici. Disomic and ditelosomic chromosome addition lines of A. cristatum in ‘Chinese Spring’ wheat were utilized to determine which A. cristatum chromosomes carry resistance gene(s). Resistance is conferred by gene(s) on chromosome arms 2PL and 6PL. The availability of molecular markers capable of detecting these chromosome arms in a wheat background would be very useful for marker-assisted introgression of 2PL and 6PL chromatin into common wheat. With this aim, 170 wheat conserved orthologous set (COS) markers (92 and 78 from wheat homoeologous groups 2 and 6 respectively) were assessed for their utility in A. cristatum. A total of 116 (68.2%) COS markers successfully amplified product in A. cristatum and 46 (40.0%) of these markers were polymorphic between A. cristatum and common wheat. From marker loci mapping on wheat homoeologous group 2 chromosomes, 23 markers (34.9%) were polymorphic between A. cristatum and common wheat and from them 13 markers were assigned to chromosome arm 2PL and six markers were mapped to chromosome 4P of A. cristatum showing that this chromosome is related to wheat homoeologous group 2. From marker loci mapping on wheat homoeologous group 6 chromosomes, 23 (46.0%) markers were polymorphic between A. cristatum and common wheat and from them 17 markers were located on chromosome 6P, six of them were mapped to chromosome arm 6PS and five to chromosome arm 6PL, respectively. The specific COS markers allocated on the long arms of chromosomes 2P and 6P may have a role in marker-assisted screening in wheat breeding for powdery mildew disease resistance.     

冬小麦种质矮孟牛第一部分同源群染色体遗传差异分析

由山东农业大学创制的矮孟牛是重要的冬小麦遗传资源。为了揭示矮孟牛种质第一部分同源群染色体的遗传差异,本研究利用分子标记和基因组原位杂交方法,对矮孟牛I型至VII型7个姊妹系的遗传差异进行了鉴定。PCR结果显示,矮孟牛II型、IV至VII型中含有1RS和1BL,不含1BS和1RL;I型和III型中含有正常的1B染色体。基因组原位杂交结果证明,在矮孟牛II型、IV型-VII型中1RS取代了1BS,而在矮孟牛I型和III型中含有正常的小麦染色体组。利用138个多态性标记分析了7个类型第一部分同源群的遗传差异,其中3个标记检测到矮孟牛V型的特异片段,即位于1A染色体的标记Xwmc336和Xmag1884及位于1B染色体的Xgwm124,分别源于牛朱特和矮丰3号。本研究结果揭示了矮孟牛7个类型第一部分同源群的遗传差异,为深入研究和利用该种质资源奠定了基础。     

Allelic variation and genetic diversity of HMW glutenin subunits in Chinese wheat (Triticum aestivum L.) landraces and commercial cultivars

Wheat landraces have abundant genetic variation at the Glu-1 loci, which is desirable germplasms for genetic enhancement of modern wheat varieties, especially for quality improvement. In the current study, we analyzed the allelic variations of the Glu-1 loci of 597 landraces and 926 commercial wheat varieties from the four major wheat-growing regions in China using SDS-PAGE. As results, alleles Null, 7+8, and 2+12 were the dominant HMW-GSs in wheat landraces. Compared to landraces, the commercial varieties contain higher frequencies of high-quality alleles, including 1, 7+9, 14+15 and 5+10. The genetic diversity of the four commercial wheat populations (alleles per locus (A) = 7.33, percent polymorphic loci (P) = 1.00, effective number of alleles per locus (Ae) = 2.347 and expected heterozygosity (He) = 0.563) was significantly higher than that of the landraces population, with the highest genetic diversity found in the Southwestern Winter Wheat Region population. The genetic diversity of HMW-GS is mainly present within the landraces and commercial wheat populations instead of between populations. The landraces were rich in rare subunits or alleles may provide germplasm resources for improving the quality of modern wheat.     

内蒙古地区典型春小麦亲缘关系的SRAP分析

为明确和廓清内蒙古典型种植春小麦品种的亲缘关系,本研究利用正交设计法创建春小麦SRAP反应体系,并对其遗传多样性进行系统研究。结果显示:春小麦20μL SRAP-PCR最佳反应体系为:DNA模板量25 ng、正反向引物0.3μmol/L、2×Taq Master Mix 7.0μL;17对引物扩增出190个条带,其中112个条带具有多态性,多态比率为59.00%,平均每对引物有6.59个多态性位点,引物多态性信息量(PIC)平均为0.63;有效等位基因数(Ne)、香浓信息指数(I)和Nei's遗传相似系数(H)分别为1.6010、0.7101和0.5124;聚类分析结果表明,在遗传相似系数为0.10处,将7个春小麦品种分为2大类;在0.15处,第一大类又分为2个亚类。研究表明,地理来源相同的春小麦品种之间遗传差异较小;种植区域的环境自然选择是影响供试典型春小麦亲缘关系的重要因素。本研究所建立的春小麦SRAP反应体系稳定可靠、重复性好,条带清晰且多态性好,可为后续春小麦遗传关系、优异基因挖掘等研究具有一定参考价值。     

SSR分子标记对24个春小麦育成品种的聚类分析

为了进一步了解新疆春小麦品种的遗传基础,给春小麦育种工作提供有益参考,利用SSR分子标记技术对24个新疆春小麦育成品种进行了遗传背景分析。结果表明：41对SSR引物共检测到432个等位位点,其中多态性位点占93.1%,引物多态性信息量（PIC）平均0.86;聚类分析在遗传距离0.8处,供试春小麦品种可分为4个大类,具有亲缘关系的品种并不一定能聚成一类,说明新疆春小麦育成品种间具有很丰富的遗传差异。