以DNA位点纯合率评价小麦品种的一致性和稳定性

为了解小麦杂交组合高世代株系和我国小麦品种的DNA位点纯合率,及其评价小麦品种一致性和稳定性的可行性,采用172对SSR、99对EST-SSR和76对AFLP-SCAR引物,检测了10个F₄代株系、10个F₅代株系和511个品种的DNA位点纯合率。结果表明,F₄代和F₅代株系的DNA位点纯合率分别为82.1%~94.5%和95.7%~99.4%。根据F₅代500个单株的DNA纯合位点比率,推测出F₆代株系的DNA位点纯合率为98%~100%。在511个品种中,有10%的品种其DNA位点纯合率低于95%。通过比较证明,DNA位点纯合率越高品种的一致性和稳定性越好。对2006—2009连续3个年度国家冬小麦区域试验品种的检测证明,DNA位点纯合率高于95%的大多数品种和DNA位点纯合率为90%~95%的少数品种具备一致性和稳定性;DNA位点纯合率低于90%的品种不具备一致性和稳定性。说明可以将DNA位点纯合率作为评价小麦品种一致性和稳定性的辅助标准。并提出了以20个个体为样本、检测50个DNA位点的小麦品种DNA位点纯合率检测方法以及检测方法中需注意的细节。     

棉花品种遗传纯度的SSR分子标记鉴定技术研究

为建立适合于SSR标记的棉花品种纯度鉴定方法,利用78个SSR标记对12个棉花常规品种进行标记基因型分析.通过比较不同品种不同单株标记基因型,发现棉花品种的非纯SSR位点存在3种主要类型.通过综合分析非纯SSR位点率和异型单株率对品种遗传纯度的影响,建立了利用SSR标记在分子水平上鉴定棉花品种纯度的方法.利用该方法鉴定的12个棉花品种中有3个品种(C5、C9和Cll)的遗传纯度在98％以上,非纯SSR位点和异型株均较高的2个品种(C3和C6)遗传纯度分别为67.31％和31.79％,该方法弥补了以往分子纯度计算方法中只考虑单株混杂、不考虑SSR位点混杂的缺陷,可比较客观地反映品种的遗传纯度状况.     

小麦F4代株系的DNA位点纯合率和农艺性状变异幅度

近年来,我国部分育种者为了加快小麦育种速度而缩短系统选择年限,用F4代株系进行品种比较试验,并将其作为品种参加区域试验.本研究以10个小麦杂交组合F4代株系及其亲本为试验材料,对不同株系及其亲本的DNA位点纯合率和重要农艺性状的稳定性进行研究.结果表明,10个F4代株系的DNA位点纯合率在83.0%～94.8%之间,其亲本的DNA位点纯合率均高于95%.以DNA位点纯合率≥95%的品种为对照,10个F4代株系中仅BF-2003-82-17的农艺性状变异幅度在对照品种的变异范围之内,其DNA位点纯合率为94.2%,接近95%.其余9个F4代株系均有变异幅度大于对照品种或仍在分离的农艺性状,初步证明大多数F4代株系的一致性和稳定性尚不符合要求,只有极少数株系具备了一致性和稳定性.     

中国棉花主栽品种DNA指纹数据库初步构建研究

 基于多重PCR（Polymerase chain reaction）与毛细管五色荧光检测系统,利用36对核心引物构建了138份棉花主栽品种DNA指纹数据库,采用棉花DNA指纹数据库软件管理系统进行数据统计与分析。36对引物在138份材料中共扩增出143个多态性等位位点,每对引物的等位位点数为2～8个,平均每对引物扩增出3.97个多态性等位位点。抽查的101个主栽品种仅45.6%的位点完全纯合,中棉所系列品种61.6%的位点完全纯合。存在5种非纯合位点表现形式,以2种基因型混杂所占比例最大,其中以5∶1的混杂类型最多。4种类型的同名品种指纹比对分析表明,品种内的遗传变异度均在0～2个差异位点。初步建立了高通量的棉花DNA指纹检测与数据分析平台,提出了不同品种间的差异判别标准。     

基于苦瓜转录组序列的SSR分子标记开发

为了全面了解苦瓜转录组SSR位点特征和满足苦瓜分子育种对分子标记的需求,利用MISA软件对来自苦瓜材料‘大沥-11’6个组织的59740条转录组Unigene序列进行SSR位点搜索,共检测出31066个SSR位点,出现频率(发现的SSR个数与总Unigene数之比)为52.00%,平均每2.62 kb出现1个SSR位点。在苦瓜转录组SSR位点中,基元类型主要为三核苷酸,占总SSR位点的42.17%;其次是二核苷酸,占总SSR位点的31.66%。利用Primer 3软件对搜索到的苦瓜转录组SSR位点进行引物设计,然后把获得的引物序列比对回苦瓜的参考基因组,选择上下游引物序列都是唯一比对的序列并去除重复后共获得9135对特异SSR引物。选择MC00上的232对特异SSR引物对‘谭边大顶’和‘华艺320’两个苦瓜品种基因组DNA进行PCR扩增,其中有219对特异引物可扩增出清晰的条带,有效扩增率为94.40%;有31对特异引物扩增产物表现出多态性,多态率为13.36%。本研究开发的苦瓜转录组特异SSR引物为苦瓜的种质资源分析、基因定位、分子标记辅助选择等理论与应用研究提供了引物数据参考。     

小麦区试品系DUS测试的分子标记

为了确定测试小麦(Triticum aestivum L.)区试品系特异性、一致性、稳定性(DUS)的分子标记,采用156个来自我国不同麦区的品种对SSR、EST-SSR和AFLP-SCAR标记的1334对引物进行筛选,根据在染色体上分布均匀、多态性信息指数较高、带型清晰、不同等位变异的带型易于区分及PCR产物稳定的原则,筛选出105对小麦品种DUS测试的分子标记引物,包括63对SSR引物、21对EST-SSR引物和21对AFLP-SCAR引物,可以检测122个位点的754个等位变异,平均每条染色体上被检测位点5.8个,平均每个位点包含7.2个等位变异。根据DUS测试的需求、引物的染色体分布、PIC值大小和带型特点,将105对引物分为21对核心引物、29对一级备用引物和55对二级备用引物。核心引物分辨力较高,可以完成约80%品系的特异性检测,约95%品系的种子纯度检测和约60%品系的一致性、稳定性检测;备用引物用于确定品系DNA位点纯合率和相似品种(品系)之间的遗传相似系数,以判断DNA指纹相同或相似的品种(品系)之间的相似性和特异性,评价核心标记中具有非纯位点的品系的DNA位点纯合度,同时完成核心引物未能完成的少数品系的种子纯度检测。通过在2006-2007、2007-2008、2008-2009年度对464个冬小麦区试品系DUS测试中的应用,证明105对引物具有很好的代表性和实用性,可以完成90%以上参试品系的DUS检测。     

应用SSR技术对西瓜种子进行品种纯度鉴定的研究

本试验以4个西瓜杂交种和8个亲本为试验材料，建立了西瓜单粒干种子DNA快速提取方法，筛选出了能够区分4个杂交种与双亲，并具有互补带型的SSR引物，建立了适于SSR分子标记检测西瓜种子品种纯度的反应体系。试验结果证明，这套检测技术体系可用于西瓜杂交种品种纯度室内快速鉴定，从而为SSR分子标记技术在西瓜种子纯度鉴定中的应用和推广打下了坚实的基础。     

采用SSR标记辅助选育具有Xa22(t)的云南高原粳稻新种质

以高原粳稻新品种滇粳优1号为轮回亲本,携带Xa22(t)基因的云南地方稻种扎昌龙为供体亲本,回交后代BC3F1290株和BC3F2290个株行为供试材料,采用与Xa22(t)紧密连锁标记RM224及其它11对SSR．标记进行辅助选择。290株BC3F1个体在RM224位点上杂合基因型个体的比率为21．04％;其它11对SSR．标记位点的轮回亲本纯合基因型个体比率平均为93．07％,但不同染色体标记位点上纯合基因型的比率不同。用云南高原粳稻上的白叶枯病优势菌株YH24对亲本、BC3F1单株和BC3F2株行接种鉴定,BC3F1中RM224位点上杂合基因型的61个植株表现为抗至中抗,RM224位点上滇粳优1号纯合基因型单株都表现为感病;由RM224位点杂合基因型BC3F1单株衍生的61个BC3F2代株行表现为抗、感分离。     

栽培花生品种间SSR标记多态性及特征分析

通过筛选栽培花生间具有多态性的SSR,分析总结多态性SSR的特征,旨在选择性利用SSR标记,推动栽培种花生遗传图谱构建、相关农艺性状的QTL定位和分子标记辅助育种进程。以秦皇岛光秧、石腰豆、印度窄叶、抗019、四粒红和黑花生6个不同植物学类型的中国栽培种花生为材料,选用不同设计类型的1 523个SSR标记筛选品种间多态性SSR,并对其扩增片段长度、重复基序、重复次数等进行分析。结果表明,1 523个标记中,筛选获得43对多态性SSR标记,产生123个多态性标记位点,多态性标记数占2.8%。43对多态性SSR标记中,以ARS××的多态性最高,在6个品种中多态率达6.8%。统计各种质间具多态性的SSR,其中石腰豆与四粒红间多态性最高,共筛选到56个多态性标记位点;秦皇岛光秧与印度窄叶间多态率最低,筛选到21个多态性标记位点。在123个多态性SSR标记位点中,80%多态性SSR位点片段长度为150~300 bp;18.8%多态标记的重复基序为GA,其次为AG、TC,分别占12.5%,12.5%;多态标记中二核苷酸、三核苷酸重复基序的重复次数在15次以上的占60%。     

水稻功能性插入缺失标记（InDel）的筛选与应用

开展水稻品种纯度和真实性鉴定对水稻遗传育种和种子生产有着重要的意义。以245个长江中下游主推水稻品种为研究材料,从643个插入缺失（InDel）位点中筛选出124个功能性多态性位点,建立了InDel高效检测体系。进一步利用InDel标记vf0121641804和SSR标记RM7120分析水稻样品的纯度,同时选用覆盖12条染色体的24对InDel引物和48对SSR标准引物分析水稻品种真实性,结果表明,采用InDel标记检测水稻品种纯度和真实性的结果与采用SSR标记检测结果一致,说明水稻功能性InDel标记也可用于水稻品种纯度和品种真实性的鉴定。在此基础上,鉴定了245个水稻品种124个InDel标记的基因型遗传多样性并进行了聚类分析,结果表明,水稻材料间存在明显的群体结构,基本反映了不同品种间的亲缘关系。水稻功能性InDel标记的筛选与应用,不仅为品种纯度和真实性鉴定、遗传多样性分析提供了新方法;而且可用于分子辅助育种,提高强优势组合的预见性。     

用于区别不同棉花品种基因组特征的微卫星位点筛选

保守性强、重复性好、多态性高的微卫星位点可被有效用于构建作物DNA条形码。选取目前生产上主要推广种植、代表不同来源系统的12个棉花品种作为微卫星位点筛选材料,参考我室构建的四倍体栽培棉种种间高密度遗传图谱信息,从376对覆盖全基因组的SSR引物中,筛选出51对引物可扩增出带型清晰且多态性高的微卫星位点。这些引物在12个供试品种中共产生155个等位位点,每对引物揭示的等位基因位点在2~7之间,平均值为3.04。参照微卫星位点的染色体定位和多态信息,在每条染色体上选择一个多态性相对高的SSR位点,其相应的26对SSR引物被推荐为构建棉花品种DNA条形码的一套首选引物,并初步应用于12个品种的DNA条形码编制。其余25对引物作为候选引物。使用该套引物扩增出的微卫星位点可用于大量棉花品种DNA条形码构建,为棉花品种真实性和纯度的分子鉴定奠定基础。     

利用SSR标记区别小麦品种种子混杂和SSR位点不纯的研究

在用SSR标记检测小麦种子纯度时,种子混杂和SSR位点不纯都会造成株间SSR带型的差异,本文提出了SSR位点不纯的概念,并分析了存在这一现象的原因,指出这一现象普遍存在于小麦品种中。为此在检测小麦种子纯度时,需要注意区别种子混杂和SSR位点不纯,以免将SSR位点不纯造成的株间带型差异误认为是种子混杂,其原则是:(1)必须进行多个SSR位点的检测;(2)某单株的多个SSR位点的带型与被检测品种不同,可确认为混杂植株;(3)剔除混杂植株后,某单株的个别SSR位点的带型与被检测品种不同,将被认为是SSR位点不纯所致。     

2012年北方春大豆国家区试大豆品种纯度鉴定、分子ID构建及遗传多样性分析

为了鉴定北方春大豆组国家区域试验大豆品种的纯度、构建参试大豆品种的分子ID及品种间遗传关系分析,从而有效地指导中国北方春大豆新品种的选育和推广。通过对参加2012年北方春大豆国家区试的94份大豆材料用分布在大豆基因组8个连锁群的13对SSR标记进行分析。结果表明：94份参试大豆品种纯度分布范围为53.85%~100%,平均纯度为99.02%;利用Satt231、Satt288、Satt160、Satt193和Sat-092这5对引物可以将94份参试大豆品种区分开,并获得唯一的分子ID;94个参试大豆品种间遗传相似系数为0~0.846,平均相似系数为0.2783,说明参试大豆品种间遗传差异性较大。通过SSR标记分析,可以有效地鉴定参试大豆品种的纯度、建立参试大豆品种的分子ID及实现品种间遗传关系分析。     

利用SSR方法鉴定大豆品种纯度

本研究以遗75—14，中黄14，中品662和中品661共4个品种为试验材料，利用不同连锁群上的SSR引物对其随机选择个体进行分析，以确定分析品种纯度所需的引物数，为大豆品种资源的保存及品种指纹图谱的建立提供理论依据。通过11对SSR引物对遗75—14，中黄14，中品662各10个单株的检测，发现中品662纯度最高，遗75～14次之，而中黄14的纯度最低。用SSR引物对中品661和中品662每10个单株混合样品分析并经单株检测验证，其纯度分别为99．0％和98．3％，研究结果表明，10个植株混合时，即使有一个单株为杂合位点也能被检测出来，并发现用3—5对位于不同连锁群的SSR引物可以对随机或混合样品进行快速、准确的纯度鉴定。     

建立小麦品种DNA指纹的方法研究

建立小麦DNA指纹对遗传资源评价、品种权益保护、种子质量鉴定具有重要的意义。本研究采用15个SSR标记和20个AFLP-SCAR标记，分析了来自我国不同麦区的455个小麦品种，证明用两种分子标记建立小麦DNA指纹可以更加全面地反应品种的遗传多样性。从而，在提出采用SSR标记与AFLP-SCAR标记构建小麦品种DNA指纹的技术路线的基础上，建立了构建DNA指纹的方法模式。按此方法获得的品种指纹代码可以经条形码软件转换为条形码，使为每个品种建立身份证的设想成为可能。     

利用SSR快速鉴定棉花品种真实性和纯度

利用SSR分子标记技术对棉花品种真实性和纯度进行分析研究,旨在为棉花品种提供分子鉴定依据。以具有代表性的棉花品种为材料,经过引物初筛和复筛,确定26对均匀分布于棉花染色体上的SSR核心标记。结果表明,26对核心标记在120份材料中筛选得到138个等位位点,其中129个为多态性位点,多态性比率达93.48%。以标准样品为对照,利用26对核心标记对10份棉花常规种进行真实性鉴定,发现仅有源棉6号与标准品种的DNA图谱高度一致,其他9份常规种与标准品种均存在8~18个差异位点,分子鉴定结果与田间鉴定相符。另外分别筛选5对特征引物作为纯度检测标记,采用单位点平均法统计4份常规棉品种检测结果表明,源棉6号纯度最高,为98.0%,源棉1号最低,为90.5%,检测结果与田间纯度鉴定呈现正相关性。研究表明利用SSR标记技术鉴定棉花品种真实性和纯度的方法完全可行。     

贵州省甘蔗审定品种及区试材料的SSR-CE/FD分析

旨在保护贵州育种单位知识产权,指导当地甘蔗杂交育种亲本组合的制定。采用SSR标记和毛细管电泳/荧光检测技术相结合(SSR-CE/FD)的技术,对12个贵州甘蔗材料进行基因型分析,利用NTsys软件进行数据处理。21对多态性高的SSR引物共获得131条扩增带,多态性条带比例为90.1%,平均每对引物产生6.2个条带。其中11个条带为7个品种(系)中某一品种(系)的特征条带;利用这些特征条带可以迅速将该7个品种(系)的中某一品种(系)与其他材料区分开。引物SMC31CUQ多态性条带比例为100%,且可以将12个甘蔗材料完全区分开,是分辨率最高的引物。UPGMA聚类分析表明12个甘蔗无性系间的遗传相似系数变异范围为0.64~0.92。本研究成功构建了贵州3个审定品种和9个区试材料基于131个SSR条带的指纹图谱,12个甘蔗无性系之间遗传基础较为狭窄,育种工作中应选用遗传背景差异大的甘蔗亲本,从而拓宽贵州甘蔗品种(系)的遗传基础。     

花生新品种汕油21种子纯度SSR标记鉴定体系的建立和应用

为探索花生品种纯度的分子标记鉴定方法,采用SSR标记构建不同花生品种的指纹图谱。结果表明:利用3对SSR标记引物构建20个花生品种的指纹图谱,该图谱可以将汕油21与其它19个花生品种进行区分,这些品种包括汕油162、汕油212、汕油31、汕油33、汕油71、粤油5号、粤油7号、粤油29、粤油32、汕油27、汕油523、粤油9号、粤油13、粤油14、粤油79、粤油114、J11、仲恺花1号和泉608等;以3对SSR引物对汕油21繁育种子60个样品进行种子纯度检测,共有2对标记引物检测到3个杂株样品,该种子批的纯度为95.0%。因此,利用SSR标记构建花生品种指纹图谱并应用于汕油21品种纯度鉴定是可行的。     

Assessment of DNA markers for seed contamination testing and selection of disease resistance in cabbage

Cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata) is an important vegetable worldwide. Most Japanese commercial cultivars of cabbage use an F₁ hybrid seed production system. The purity of F₁ hybrid seeds is important and the assessment of purity based on DNA markers can be highly accurate. In addition, selection of agronomically important traits such as disease resistance based on DNA markers is useful for breeding of cabbage. The aim of this study is to demonstrate the effectiveness of DNA marker-assisted selection in cabbage. In this study we distinguished the parental S haplotypes in 35 F₁ hybrid cultivars by combining several linked DNA markers. Thirty-one highly polymorphic simple sequence repeats (SSR) markers were screened from 175 reported SSR markers, which are useful for assessment of the purity of F₁ hybrid seeds. We examined the relationship between the DNA marker based genotype and the phenotype by an inoculation test of clubroot disease. A co-dominant PCR–RFLP marker was developed for selection of Fusarium yellows resistance and the genotypes using this marker were consistent with inoculation test in all tested samples.     

Allelic changes in bread wheat cultivars were associated with long-term wheat trait improvements

Genetic impacts under selective breeding of agricultural crops have been frequently investigated with molecular tools, but inadequate attention has been paid to assess genetic changes under long-term genetic improvement of plant traits. Here we analyzed allelic changes with respect to wheat trait improvement in 78 Canadian hard red spring wheat cultivars released from 1845 to 2004 and screened with 370 mapped SSR markers. The improvements in quality, maturity, yield, disease, stem rust, leaf rust, sawfly resistance, and agronomy were considered. A total of 154 (out of 370) loci with significant allelic changes across 21 chromosomes were detected in the 78 wheat cultivars separated into improved versus non-improved groups for eight traits. The number of significant loci for improving a trait ranged from four for quality to 68 for yield and averaged 35. Many more loci with significant allelic reduction for improving a trait were detected than those with significant allelic increase. Selection for early maturity introduced more alleles, but improving the other traits purged more alleles. Significantly lower numbers of unique alleles were found in the cultivars with improved traits. The distributions of unique allele counts also varied greatly across the 21 chromosomes with respect to trait improvement. Significant SSR variation between two cultivar groups was observed for improvement in seven traits, but not in stem rust. The proportional SSR variation residing between two groups ranged from 0.014 to 0.118. The proportional SSR variations within the improved cultivar groups consistently were much lower than those within the non-improved groups. These findings clearly demonstrate the association between allelic changes and wheat trait improvements and are useful for understanding the genetic modification of the wheat genome by long-term wheat breeding.