基于木薯全基因组重测序的InDel标记开发及应用

本研究旨在开发稳定可靠、操作简便的木薯In Del分子标记,为木薯种质资源遗传多样性研究、品种鉴定等工作提供有力工具,为木薯育种发展提供保障。本研究基于22份木薯种质资源全基因组重测序分析结果随机挑选了64个In Del分子标记进行引物设计并利用琼脂糖凝胶电泳检测进行有效性验证,结果有20对引物具有多态性,多态性率为31.25%。随后将具有多态性的且扩增效果最优的18个InDel标记扩增条带数进行统计生成矩阵用于木薯种质资源遗传多样性研究,各标记的基因多样性指数于0.21～0.50之间,香农多样性指数于0.36～0.70之间。聚类结果分析将72份木薯材料在遗传相似系数0.62处划分为2大类群。且将中国的地方品种及选育品种大多划分至1#中的同一分支,其余薯肉颜色及内皮颜色相同的木薯材料大多都聚类到了一起。此外,本研究开发出的In Del分子标记IDC46具有特异性,可用于特定木薯材料鉴定。说明后期InDel引物有望成为木薯指纹图谱及分子身份证构建的有效工具,本研究结果也将对木薯育种工作后续开展具有一定的参考意义。     

基于重测序的芥蓝(Brassica alboglabra)全基因组InDel标记开发

碱基插入/缺失(MDel)在基因组中的分布密度仅次于SNP且易于基因型分型,成为分子标记开发的主要来源.为了开发芥蓝品种间有多态性的分子标记,本研究利用2份芥蓝自交系重测序数据鉴定的InDel位点,在全基因组范围内设计了367对InDel候选标记.通过PCR检测比较8个芥蓝自交系的多态性,发现284对标记在至少2个芥蓝...     

籼粳稻基因组295个InDel标记的开发

插入/缺失(InDel)分子标记具有使用简单,结果清晰可靠的优点。本研究通过比对粳稻品种日本晴和籼稻品种93-11的基因组序列,在全基因组范围内设计了634对InDel候选标记,通过PCR检测比较2种粳稻(日本晴和台中65)和2种籼稻(93-11和黄华占)的多态性,发现295对标记在2种籼稻间及2种粳稻间均带型一致,而在籼、粳亚种间有多态性,因此这套295对标记可以在涉及籼粳亚种的基因定位和分子育种中应用。     

水稻InDel和SSR标记多态性的比较分析

为评价插入缺失（InDel）标记在水稻分子育种中的应用价值,本研究用日本晴和9311序列筛选得到遍布每条染色体的20对InDel标记和53对SSR标记,分析46份粳稻和47份籼稻的遗传多样性。研究表明这些InDel标记在籼粳亚种间具有很高的多态性,亚种内多态性较低,平均多态性水平显著小于SSR标记,InDel标记具有数量多,扩增产物稳定和易于检测等优点,将InDel标记应用到遗传图谱构建、基因定位分析和标记辅助选择中可以加速研究进程。     

小麦株高相关性状与SNP标记全基因组关联分析

株高是影响小麦产量和控制倒伏的重要因素,研究小麦株高相关性状的遗传机制对高产育种具有指导意义。以205份中国冬麦区小麦品种(系)为材料,利用分布于小麦全基因组的24 355个单核苷酸多态性(SNP)标记对株高相关性状进行关联分析。共发现38个与株高相关性状显著关联(P0.0001)的SNP,分布在1B、2A、2B、3A、3B、3D、4A、4B、5A和6D染色体上。其中,11个位点至少在2个环境中稳定表达,可用于开发CAPS标记。同时,发掘了一批株高性状相关基因的优异等位变异,如降低株高的等位变异Bob White_c48009_52,平均降低株高12.9 cm;控制穗下节间长的等位变异BS00039422_51-C和IAAV1698-A,分别调控穗下节间长5.9 cm和6.6 cm。本研究发掘的控制小麦株高基因位点为在分子水平上研究小麦株高复杂性状提供了有价值的参考。     

基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因rhg1的InDel标记开发与鉴定

大豆胞囊线虫病是严重危害大豆生产的重要病害之一,根据抗病候选基因开发标记可为分子标记辅助选择抗病材料提供标记资源.本研究通过对大豆胞囊线虫抗性候选基因rhg1的序列比对分析,发现4个插入/删除位点,针对其中3个多碱基插入/缺失位点开发了InDel标记.应用开发的3个InDel标记对33份栽培大豆进行基因型鉴定,共检测到等位变异11个,平均每个位点3.67个.其中rhg1-I1位点有等位变异5个,rhg1-I2位点有等位变异2个;rhg1-I4位点有等位变异4个.各等位变异发生频率范围为0.8%～77.3%.InDel标记与大豆胞囊线虫抗性间的关联分析表明,rhg1-14为抗性相关标记,对抗病资源的检出效率为88.2%,对感病资源的检出效率为100%.该标记的288 bp等位变异和294 bp等位变异为抗病相关等位变异,269 bp等位变异和272 bp等位变异为感病相关等位变异.此标记与常用于标记辅助选择的Satt309配合鉴定可以提高SCN抗病资源的检测效率.     

甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记开发

碱基插入/缺失(InDel)是基因组上广泛分布的遗传变异形式。但甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记还未见有关研究报道。本研究以甘蓝型油菜双单倍体(doubledhaploid,DH)纯系黄花Y05和甘蓝型油菜纯系白花W01杂交构建F2群体。在F2群体中选取30株极端纯白花和30株极端纯黄花构建叶片DNA子代池,对亲本和DNA子代池进行30×重测序。以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh为参考序列, QTL-seq流程和PoPoolation2流程相互结合鉴定白花基因候选区间, 2种方法均将白花基因定位于法国甘蓝型油菜Darmor-bzh C03染色体52～54 Mb区间。利用IGV软件可视化白花基因候选区间插入缺失(InDel)变异位点,依据候选区间序列信息设计InDel引物,聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选到8个与白花基因连锁共分离的InDel标记。上述研究为甘蓝型油菜白花基因精细定位和分子标记辅助选育以及白花基因功能标记开发奠定了研究基础和工作思路。     

春小麦SSR标记与农艺性状、品质性状聚类结果的关联分析

以84份春小麦为材料,对SSR标记聚类结果和农艺性状、品质性状的聚类结果进行了关联分析,结果表明:SSR标记聚类与农艺性状聚类的对应关系主要表现在大类之间,各亚类之间无明显对应关系;与品质性状聚类间存在一定的对应关系,但这种对应关系并不明显。类间种质吻合率分析也表明,SSR标记聚类与农艺性状、品质性状聚类结果间的吻合率较低,最高上限分别为55.74%、54.55%,因此,在实际中应将不同的标记综合起来进行分析,以提高检测结果的准确性和可靠性。     

基于重测序的陆地棉InDel标记开发与评价

碱基插入/缺失(InDel)是基因组中丰富的遗传变异形式。InDel以其密度高、易于基因型分型等优点成为分子标记开发的理想来源。本研究利用262份陆地棉品系重测序数据鉴定的InDel位点,在全基因组范围内设计了3206个InDel标记并挑选均匀分布的320个标记进行验证。320个标记筛选出87个多态性标记,多态性率为26.88%。利用多态性标记对不同地理来源的262份陆地棉种质资源进行基因分型,共检测到160个等位位点;多态性信息含量(PIC)为0.0836～0.3750,平均值为0.3073;基因多样性指数变异范围为0.0874～0.5000,平均值为0.3876,表明我国陆地棉遗传基础相对狭窄。群体结构分析将262份陆地棉品系大致划分为2个亚群,聚类分析和主成分分析的结果与之基本一致。采用混合线性模型(Mixed linear model)对6个纤维品质性状的关联分析检测到65个关联位点(P 0.01),各位点对表型变异贡献率为2.57%～8.12%。本研究旨在利用重测序数据开发全基因组范围的可用于凝胶检测的InDel标记,为棉花种质资源研究和分子标记辅助选择育种提供便捷工具。     

国内外烤烟品种农艺性状的遗传多样性及与SRAP标记的关联分析

选取258份国内外烤烟品种,在2个试验点调查13个农艺性状,利用16对引物组合获得的597个SRAP标记进行分子遗传多样性和群体结构分析,选取适宜的模型进行农艺性状与SRAP标记间关联分析。结果表明,参试品种表型和基因型变异丰富,国内品种的遗传多样性低于国外品种。总材料可分为7个亚群,分类结果与材料的地理来源和遗传背景显著相关,国外材料遗传结构相对复杂。通过比较发现MIM_Q+K和MIM_PCA+K为该群体最优的关联分析模型,共检测到18个SRAP标记与6个农艺性状显著关联(–Log P>2, P<0.01),其中me1/em9-16,me1/em9-36,me4/em9-1与株高、me1/em2-14,me7/em5-34与叶片数、me6/em2-6与脚叶宽、me2/em6-15与腰叶长在不同环境下均显著关联。     

基于高通量测序的棉花InDel标记开发及其应用

【目的】获得可以用于棉花品种鉴定和纯度检测的二态性InDel标记,提高棉花种子的检验精确度和效率,为棉花的分子育种发挥作用。【方法】基于来源不同的121份棉花全基因组信息,根据高多态性信息含量筛选多态性高的InDel位点,开发二态性InDel标记,并在我国66个棉花品种的遗传距离分析和聚类分析中进行应用。【结果】基于121份棉花的二代测序数据获得10967个InDel位点,合成了85对InDel引物,选择其中有效引物64对,其中At亚组的特异引物35对、Dt亚组特异引物29对,At、Dt亚组染色体的平均最小等位频率分别为0.45、0.32,多态信息含量分别为0.49、0.40;所用的66个棉花品种的遗传距离范围是0.04~0.65cM(厘摩),平均为0.39cM,遗传距离最大的2个品种是泗棉3号和中棉所36,遗传距离最小的是徐棉18和徐杂3号。【结论】开发的64个棉花二态性InDel标记能有效地通过揭示品种间的遗传距离反映品种之间的亲缘关系,区分来源不同的棉花品种,具有一定的理论意义和应用价值。     

大麦农艺性状与SSR标记的关联分析

为了解大麦亲本材料遗传特性和主要农艺性状特征,采用156份不同来源的大麦材料,在86个多态性SSR位点上检测遗传多样性,同时对7个农艺性状在两试验点作表型鉴定,利用GLM和MLM模型进行分子标记与表型性状的关联分析。结果共检测出392个等位变异,平均每个标记4.6个,PIC值变异范围为0.0612~0.8560。群体遗传结构分析将156份材料分为2个亚群。利用GLM模型分析结果表明,与株高、穗长、芒长、穗粒数和千粒重5个性状相关联的标记有18个,单个标记对表型变异的解释率为4.81%~20.75%;利用MLM模型分析,与株高、穗长、芒长、分蘖数、穗粒数和千粒重6个性状相关联的标记有14个,单个标记对表型变异的解释率范围为6.64%~31.55%。这些关联标记对后续研究有参考价值。     

薏苡农艺性状与SRAP标记的关联分析

为寻找与薏苡农艺性状相关联的分子标记,在分析遗传多样性和群体结构的基础上,本研究通过对浏阳、耘园、桃源等试验基地82份薏苡种质资源的7个农艺性状数据和SRAP分子标记进行关联分析,发现有15对引物与薏苡7个农艺性状显著关联,它们的变异解释率范围在6.75%～18.64%之间。其中引物me8/em8与3个试验基地的薏苡千粒重极显著相关联;引物me2/em6与2个试验基地的薏苡性状粒宽和主茎茎粗显著相关联;引物me1/em7与2个试验基地的薏苡性状千粒重显著相关联。研究结果为薏苡分子标记辅助育种提供理论依据。     

陆地棉农艺性状与SSR标记的关联分析

利用关联分析方法以160对SSR引物对68份陆地棉品种2个播期组成的自然群体进行基因型检测,在利用STRUCTURE 2.3.4软件分析群体结构的基础上,采用TASSEL 4.0软件的GLM程序和MLM程序对17个农艺性状进行关联分析。结果显示,STRUCTURE群体结构分析将68份供试材料划分为3个亚群,基于Nei's遗传距离的聚类分析也将68份供试材料划分为3个亚群,与群体结构划分结果基本一致。6个SSR位点均能通过GLM和MLM程序检测到,且在2个播期下稳定出现,其中,CER0098-400与全生育期显著关联,DPL0375-250和HAU2414-147与果枝始节显著关联,DPL0504-135、HAU0883-120和NAU1298-524与衣分显著关联。本研究结果为棉花分子标记辅助选择提供了依据。     

基于腰果果实性状主成分分析

为了开发腰果破壳机,对不同等级腰果各性状进行性状比较及主成分分析。结果表明,不同性状间的标准差及变异系数不尽相同,其中变异系数最大的是果实凹处的宽度（20.03%）,表现最低的是果实长度,其变异系数仅为14.03%,因此在对破壳机进行设计时,应该优先考虑果实凹处的宽度;在进行主成分分析时,果实果长、果实宽度及果实凹处宽度等3个主成分值的贡献率达到95%以上,其所表达的信息能表述整个群体的全部的信息。     

基于名优谷子品种晋谷21全基因组重测序的分子标记开发

小米因其营养丰富日益受到重视, 而小米的品质是民众选择小米时最为关注的指标。晋谷21米质优异, 但由于缺少基因组信息, 严重阻碍了其优异米质形成机制的研究。本研究利用高通量测序技术, 对晋谷21全基因组进行重测序, 获得了14.95 Gb高质量测序数据。进一步将其与豫谷1号参考基因组比较, 发掘了169 037个InDel位点和1 167 555个SNP位点, 其中长度在13~50 bp之间适于琼脂糖凝胶电泳检测的InDel位点为14 578个。选择其中1个SNP位点和68个InDel位点验证, 表明利用二代测序技术开发的InDel和SNP标记真实可靠。基于名优谷子晋谷21重测序数据开发的InDel和SNP分子标记具有通用性, 可用于其他谷子、狗尾草和谷莠子等种质资源的相关研究。同时, 开发了一个晋谷21特异的InDel标记2G5501976, 利用该标记即可快速鉴定待测材料是否为晋谷21及其衍生品种。本研究初步揭示了晋谷21的基因组特征, 不仅为深入解析其优异米质形成的分子机制奠定了基础, 而且为相关分子标记辅助育种、遗传分析和基因克隆提供了分子标记资源。     

基于腰果果实性状主成分分析

为了开发腰果破壳机,对不同等级腰果各性状进行性状比较及主成分分析。结果表明,不同性状间的标准差及变异系数不尽相同,其中变异系数最大的是果实凹处的宽度(20.03%),表现最低的是果实长度,其变异系数仅为14.03%,因此在对破壳机进行设计时,应该优先考虑果实凹处的宽度;在进行主成分分析时,果实果长、果实宽度及果实凹处宽度等3个主成分值的贡献率达到95%以上,其所表达的信息能表述整个群体的全部的信息。