绿豆基因组SSR引物在豇豆属作物中的通用性

分子标记的种间通用性可降低其开发成本,提高利用效率,也有助于促进遗传研究较薄弱物种的分子遗传学研究。本文选取绿豆、小豆、豇豆及饭豆材料各3份, 分析1 205对新开发的绿豆基因组SSR引物在这些材料中的扩增效果,结果显示绿豆基因组SSR引物在豇豆、小豆和饭豆中的通用性比率分别为50.0%、73.3%和81.6%;多态性比率分别为4.1%、1.7%和1.5%;在4个种间均通用的引物469对。这些通用性SSR引物将有助于这4种食用豆类在多样性评价、连锁图谱的构建、基因定位及比较基因组学等方面的研究。     

近缘属SSR标记引物在光萼荷属植物中的通用性

为开发适合于光萼荷属植物的SSR标记引物,本文研究了凤梨属、丽穗凤梨属、铁兰属、艳红凤梨属和帝王凤梨属中共计84对SSR标记引物在光萼荷属植物中的通用性。结果表明,84对SSR标记引物中有68对在光萼荷属植物中的通用性较好,通用性比例高达81.0%。其中,凤梨属、丽穗凤梨属、铁兰属、艳红凤梨属和帝王凤梨属的SSR标记在光萼荷属植物中的有效扩增比例分别为80.7%、72.7%、80.0%、100.0%和75.0%。另外,利用两对SSR引物对部分光萼荷属植物F1杂交后代进行杂种鉴定,结果表明是可行的。本研究筛选出的通用性SSR标记为光萼荷属植物资源评价、杂种鉴定和今后的分子育种研究提供了新的研究手段。     

大豆基因组SSR和EST-SSR在黄芪中的通用性分析

分子标记的种间通用性可降低其开发成本,提高利用效率,促进遗传研究较薄弱物种的分子遗传学研究。为开发黄芪SSR分子标记,本研究利用大豆的66对基因组SSR(G-SSR)和43对EST-SSR引物在黄芪基因组中进行通用性分析,并选出其中条带清晰易辨的23对引物对6种不同来源的黄芪进行遗传分析。结果表明:大豆G-SSR、EST-SSR引物在黄芪中的通用性比例分别为31.82%、76.74%,多态性引物分别占18.18%、53.49%,大豆EST-SSR在黄芪的通用性高于基因组SSR,且通用的大豆SSR标记可以用于不同来源黄芪的遗传多样性分析。本研究发掘的多态性SSR引物可以有效用于黄芪的分子遗传多样性研究。     

小麦不同类型分子标记在黑麦的应用评价

对来源于普通小麦的4种不同类型分子标记在黑麦的通用性进行比较,明确它们在黑麦扩增的有效性和多态性。335对引物对普通小麦品种兰考矮早八和黑麦进行PCR扩增,结果表明,有80对SSR、93对EST-SSR、33对EST-STS和98对PLUG引物可以在黑麦中扩增出清晰的DNA条带,分别占所用引物的80.0%、93.0%、94.3%和98.0%,表明基于小麦开发的这4种引物均可以用于黑麦遗传物质检测。进一步分析不同类型引物在普通小麦品种兰考矮早八和黑麦间的多态性,发现PLUG引物在二者间的多态比例最高,达到96.0%;SSR引物的多态比例相对较低,为86.0%;EST-SSR和EST-STS多态引物比例基本一致,分别为90.0%和91.4%。总的来看,来自小麦EST序列的引物(EST-SSR,EST-STS和PLUG)在黑麦的通用性和多态性均优于基因组SSR,其中PLUG引物在黑麦的通用性最好。     

杨树SSR标记在柳树中的通用性分析

简单重复序列（simple sequence repeat,SSR）分子标记因其具有稳定性好、多等位基因、共显性遗传、数量丰富、基因组覆盖性好等优点,现己广泛应用于多种植物的遗传育种研究中。本研究利用杨树的48对基因组SSR引物及48对EST—SSR引物对6个苏柳品种进行了通用性分析。结果表明,杨树EST-SSR引物在柳树中的通用性达54．2％,而基因组SSR的通用性仅10．4％;但EST-SSR引物在有效引物中的多态性比例为80％,基因组SSR引物在有效引物中的多态性比例为100％。同时研究结果也表明,杨树SSR标记完全可以用于柳树群体或品种间的群传多样性分析。     

木薯基因组SSR和EST-SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性分析

利用木薯的419对EST-SSR引物和182对基因组SSR引物在5个麻疯树品系和2个橡胶树品系中进行通用性分析。结果显示,木薯EST-SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性比例分别为55.85%和38.90%,而木薯基因组SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性比例分别为37.36%和26.37%。由此推测,EST-SSR的通用性高于基因组SSR。此外,木薯EST-SSR和基因组SSR的通用性在麻疯树中高于在橡胶树中。本研究发掘的通用性SSR引物可以用于木薯、麻疯树和橡胶树间的比较作图、基因发掘和QTL定位研究。     

基于近缘种微卫星引物的栓皮栎SSR标记开发及群体检测

SSR标记是研究栓皮栎在天然资源锐减下群体遗传变异与进化的有效工具。为解决栓皮栎未建立DNA序列库而使得现有SSR标记数量相对不足的问题,本研究通过比较无梗花栎、蒙古栎、夏栎、麻栎、辽东栎5个栎属近缘种的62对微卫星引物在栓皮栎的扩增通用性,从而进一步获得新的栓皮栎SSR标记。62对SSR引物中有41对在栓皮栎中有稳定的PCR扩增,总的通用性比例占66.1%。其中,仅比较各物种基因组开发SSR引物,夏栎的微卫星引物通用性最高,占80%。随后,采用3个栓皮栎群体138个个体开展引物多态性检测,最终获得17对具有较高多态性SSR引物。各引物检测的等位基因数(Na)为4~14个,平均7.8个;17个位点中有15个为高度多态性位点(PIC0.5),其中多态位点大于0.8的5对引物来自夏栎(2p24,FIR053)、辽东栎(E11~12)、蒙古栎(DN726,DN717)。本研究可为开展栓皮栎群体遗传学的深入研究提供了更多的SSR标记选择。     

棉花非冗余性EST-SSR新标记的开发及其评价

利用Clustal X等软件对公共数据库现有的393 753条棉花EST序列分析,得到349 815条非冗余EST序列,借助自主开发的SSRmine软件共发掘SSR位点11 372个,分布于10 507条EST中,EST-SSR的频率是3%,平均相隔21 kb出现一个SSR。在2~6 bp的重复基元中,三核苷酸和六核苷酸分别占34.1%、40.6%,二、三、四、五和六核苷酸基序分别以AG/CT、AAG/CTT、AAAT/ATTT、AAAAG/CTTTT和AAAAAG/CTTTTT的类型最多。利用去冗余的且在亚洲棉、陆地棉、海岛棉中没有被开发过的410条EST序列设计开发了200对非冗余性SSR引物,利用自主开发的SSRD软件通过SSR引物序列下载、预处理、Blastn、提取相似性分值≥81%的引物编号、提取引物冗余对、冗余引物写成一行等6个步骤去除来源于自身部分同源序列以及与CMD释放的不同棉种相似性SSR引物,得到了非相似性引物,定名为CRIXXX (CRI即Cotton Research Institute)。并分别选用棉花12个种的代表性材料对其中100对进行引物功效评价,包括多态信息含量(polymorphism information content, PIC)及引物通用性研究。结果显示,从自主开发的100对SSR引物筛选出56对均能在12份材料间扩增出稳定明显的条带, 其中多态性引物35对,多态率占35%。引物的PIC变幅为0.097~0.888,平均为0.482;1对海岛棉EST-SSR引物在12份材料间的通用性为100%,25对亚洲棉引物通用性为81%,74对陆地棉引物通用性为80.1%。     

中山杉EST-SSR引物通用性及基因分型检测

为分析中山杉EST-SSR标记的跨科间通用性及其在基因分型中的应用效果,本研究利用从中山杉406 EST序列中开发的503对SSR引物,以中山杉302与墨西哥落羽杉2个亲本及其杂种F1群体150个单株为材料,检测了该批引物在中山杉杂种子代群体基因分型中的应用潜力。同时,以杉科、柏科、松科、红豆杉科15属16种的DNA样品为材料,根据引物在中山杉中的检测结果,选取60对引物(15对多态性扩增,15对单态扩增,30对无扩增产物),检测了该批引物跨科间的通用性。结果表明:503对引物中,17对(3.38%)引物在落羽杉属中多态性扩增,并能准确鉴别亲本及杂种F1群体150个单株的基因型,表明该批SSR引物可有效用于中山杉基因分型分析。15对多态性引物在杉科、柏科、松科、红豆杉科中的通用率分别为60%~73.33%、26.67%~53.33%、46.67%和40%,其中10对(83.33%)在杉科扩增出多态,3对(37.5%)在柏科中扩增出多态。15对无多态性引物在上述4科中的通用率分别为20%~40%、0~20%、20%和0。此外,30对在中山杉中无扩增产物的SSR引物中,2对可在其他科属中有效扩增。本研究结果表明,该批SSR引物可应用于中山杉群体遗传结构分析,指纹图谱及遗传图谱构建等领域,并进一步讨论了该批引物在其它针叶树种中的应用潜力。     

三种瓜类作物SSR扩增的通用性与多态性分析

利用940对SSR引物,对甜瓜、黄瓜和西瓜三套重组自交系群体的作图亲本DNA进行PCR扩增,分析SSR引物在不同瓜类作物问的通用性与多态性.结果表明.上述SSR引物在甜瓜、黄瓜和西瓜等不同瓜类作物问具有一定的通用性,最小通用率超过24%,说明不同瓜类作物基因组同存在一定的相似性.但瓜类SSR引物的种属特异性很强,能够检测的多态率很低,三套作图亲本之间能够共用的多态性SSR引物比例甚至不足1%.     

普通小麦背景中长穗偃麦草[Lophopyrum elongatum(Host) A. Lve]E染色体组的RGAP特异标记

利用已知植物抗病基因编码氨基酸保守区域NBS-LRR(核苷酸结合位点-富亮氨酸区域)设计了42个简并引物组合,运用抗病基因类似物多态性(resistance gene analog polymorphism,RGAP)分子标记技术,对中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体及其附加系和代换系基因组DNA进行PCR扩增。结果表明,共有38对引物组合获得扩增产物,其中35对在普通小麦中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体中能扩增出多态性,平均每个引物组合扩增出38.5个片段。在普通小麦背景下,共获得275条长穗偃麦草E基因组多态性谱带,占扩增总谱带数的17.44%,揭示出在普通小麦背景下E基因组和普通小麦A、B、D基因组间的高丰度遗传变异。另外,利用RGAP分子标记技术,构建了一套完整的长穗偃麦草1E~7E染色体的特异RGAP标记。为小麦背景中长穗偃麦草外源遗传物质的快速检测提供了新途径。     

Homologous analysis of SSR-ESTs and transferability of wheat SSR-EST markers across barley, rice and maize

Summary Comparative genetic analysis has shown that different plant species often share orthologous genes for very similar functions, especially for cereal crops. In this study, we focused on analyzing the utility of EST-SSR markers among monocots in silico and by experiment. Based on 423,611 wheat ESTs, 101,299 were found to express commonly in rice, maize and barley ESTs, which accounted for 23.94% of wheat EST data. 1707 SSR-containing ESTs (SSR-ESTs) were mined from the 101,299 homologous ESTs, which accounted for 8.8% of all the 19,434 wheat EST-SSRs. It showed that the number of homologous SSR-ESTs much less than the homologous ESTs among grasses. The number of conserved ESTs and SSR-ESTs were inversely proportional to the evolutionary distance among species. Although these SSR-ESTs were in high similarity, the number of conserved SSRs between wheat and the other three crops decreased with the increased aligning regions, and only 13 types of SSR motifs in 21 ESTs were obtained by aligning sequences over a stretch of more than 40 bp. The variation at a microsatellite came from not only the differences in the numbers of repeat units and its location shift, but also base mutations flanking microsatellite repeats. From the 428 uni-SSR-ESTs universally in the four cereals, 243 primers were designed and tested in two genotypes of each species. 154 (63.4%) primers produced clear amplicons across the four species, which showed a high efficient transferability of wheat EST-SSR markers to the other three cereal crops.     

普通小麦背景中长穗偃麦草[Lophopyrum elongatum (Host) A. Löve]E染色体组的RGAP特异标记

利用已知植物抗病基因编码氨基酸保守区域NBS-LRR（核苷酸结合位点-富亮氨酸区域）设计了42个简并引物组合，运用抗病基因类似物多态性（resistance gene analog polymorphism，RGAP）分子标记技术，对中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体及其附加系和代换系基因组DNA进行PCR扩增。结果表明，共有38对引物组合获得扩增产物，其中35对在普通小麦中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体中能扩增出多态性，平均每个引物组合扩增出38.5个片段。在普通小麦背景下，共获得275条长穗偃麦草E基因组多态性谱带，占扩增总谱带数的17.44%，揭示出在普通小麦背景下E基因组和普通小麦A、B、D基因组间的高丰度遗传变异。另外，利用RGAP分子标记技术，构建了一套完整的长穗偃麦草1E~7E染色体的特异RGAP标记。为小麦背景中长穗偃麦草外源遗传物质的快速检测提供了新途径。     

川麦42遗传背景中人工合成小麦导入位点的SSR标记检测

硬粒小麦和节节麦是六倍体普通小麦的二级基因源,六倍体人工合成小麦遗传变异丰富、蕴藏着丰富的抗性基因,可供现代小麦改良利用。利用人工合成小麦基因资源与四川小麦杂交、回交,已育成了高产、优质、抗病小麦新品种“川麦42”。本文利用217对微卫星（SSR）引物检测“川麦42”遗传背景中人工合成小麦的导入位点,发现24个位点来源于人工合成小麦,占所用引物数的11.06%,远小于理论值25%。川麦42遗传背景中人工合成小麦导入位点在A、B和D染色体组分布频率不均衡,D组>B组>A组;人工合成小麦导入位点在川麦42各染色体间差异也很大,在1B、2B和5A染色体上分布较集中、片段较长,而在1A等11条染色体上则无导入位点;表明人工合成小麦的遗传位点并不按孟德尔遗传规律传至后代,人工选择压力导致遗传位点很大的偏分离行为。     

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。     

二倍体小麦种间水分利用效率的差异及与根系生长的关系

提高作物水分利用效率(WUE)是当前半干旱地区农业研究的热点问题.利用管栽和田间干旱棚试验在两种土壤水分条件下,研究了5个不同二倍体小麦种WUE的差异及其与根系生长之间的关系.结果发现:两种水分条件下,不同二倍体小麦种间WUE存在显著差异,其从大到小的排列顺序为RR＞DD＞AA＞BB,说明R染色体组上可能存在控制高水分利用效率     

Identification of PCR-based DNA Marker Linked to High Phytase Level of Wheat

The phytase is a key enzyme to hydrolyze phytic acid present in wheat grains and improves the bio-availability of micronutrients in monogastric animals. Phytase trait being contributed by specific regions of the genome requires identification of these regions, using suitable molecular markers. Hence, in the present investigation we attempted to develop a PCR-based marker that detects the phytase level in wheat. Six sets of PCR primers were designed on the basis of nucleotides sequence variation found in the sequence of both varieties. Out of six set of primers, one set amplified two different sized bands, i.e. 334 bp and 295 in two wheat cultivars C-306 (low phytase) and DBW 17 (high phytase), respectively. It exhibited a polymorphic banding pattern with length polymorphism and clearly separating low and high phytase genotypes. The primer set was also used for PCR of 46 synthetic hexaploids and 46 release varieties of wheat to validate the developed markers. Association among identified markers and phytase activity was found to be at 99.9% confidence level based on Fisher’s exact test (F-test). Therefore, this PCR primer set will be useful to select the wheat germplasm having high phytase levels and also in wheat breeding programs aimed at improving phytase levels in bread wheat cultivars.     

Genetic Relationships in Malus Evaluated by RAPD 'Fingerprinting' of Cultivars and Wild Species

The potential use of RAPD markers for taxonomic studies in Malus was investigated using 18 accessions of wild species and 27 apple cultivars. 29 preselected random decamer primers were applied to three sets of Malus genotypes. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) ‘fingerprints’ were analysed for polymorphic amplification fragments, and coefficients estimating genetic similarity were calculated on the basis of about 50 polymorphic RAPD loci in each set of genotypes. Cluster analysis by an unweighted pair-group method with arithmetic averages (UPGMA) revealed that, in the cultivars, the molecular classification was in good agreement with the known lineage. A dendrogram generated for the wild species gave relationships that were, in principle, in accordance with the known phylogenetic information. Closely related species from section I were clearly distinguishable from those of sections III and IV. On the molecular level, a high degree of genetic diversity was found among both different apple cultivars and wild species of the genus Malus. The results gave additional evidence for the hypothesis that M. pumila and M. sylvestris were involved in the origin of the cultivated apples.     

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。     

基于RNA-seq牡丹SSR标记开发及通用性分析

从牡丹花色候选基因中开发一套SSR标记,为牡丹花色分子遗传学研究和分子标记辅助育种提供帮助。本研究基于高通量转录组测序技术(RNA-seq)获得了278条涉及调控牡丹花色形成的Unigenes序列,利用SSRIT在128条Unigenes中检测到215个SSR位点,出现频率为46.04%。其中优势重复基序为二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸重复,分别占总SSR位点的18.60%、41.86%和36.28%,优势重复基元为TC/GA和AT/TA,分别占二核苷酸重复的30.00%和27.50%。在此基础上,从中选择100对SSR引物合成,以牡丹品种基因组DNA为模板,验证其有效性和多态性。结果表明,有效引物50对(占50%),多态性引物12对(占24%)。12对多态性引物在芍药属12个不同种质内进行通用性检测,转移率范围为83.33%~100%,平均转移率为96.53%,表明牡丹SSR标记在芍药属内具有较高的通用性。利用高通量RNA-seq开发牡丹候选基因SSR标记可为牡丹功能基因挖掘、品种分子身份证构建、遗传多样性分析和分子标记辅助选择育种等提供重要的遗传资源。