利用SSR标记分析小麦骨干亲本阿夫及衍生品种(系)的遗传多样性和变化趋势

阿夫(Funo)是1956年从国外引进的小麦品种,具有穗大粒多、高抗条锈病、适应性强等特点,是我国麦区进行小麦品种改良的骨干亲本。为探讨小麦(Triticum aestivum L.)骨干亲本阿夫衍生品种(系)间的遗传多样性及变化趋势,从304对引物中筛选出稳定、清晰,有阿夫特异条带的分布于小麦各染色体上的29对SSR引物,对阿夫及衍生品种(系)共200份材料进行了分析。共检测出197个等位变异,每个SSR引物的等位变异范围为3~15个,平均7.41个,其中分布频率低于5%的等位变异数占14.21%,等位位点数在阿夫及衍生品种(系)中有逐代下降的趋势;多态性信息指数(PIC)为0.5499~0.9082,平均为0.7763,PIC在阿夫及衍生品种(系)中有较高含量。3个基因组的SSR位点平均等位变异丰富度分别为7.14、7.73和7.00(B>A>D),平均遗传多样性指数则为0.7687、0.7763和0.7517(B>A>D),B基因组的遗传多样性最丰富。7个部分同源群的平均等位变异丰富度从高到低依次为:第6群>第2群=第4群>第1群=第3群>第7群>第5群;平均遗传多样性指数从高到低依次为:第2群>第7群>第6群>第4群>第1群>第3群>第5群。结合上述2个指标分析,第5部分同源群多样性最低。SSR标记Xgwm268、Xgwm400、Xwmc398、Xwmc125、Xwmc817、Xgwm272和Xgwm383的阿夫特异带型在其衍生品种(系)出现的频率较高,但在不同基因组和染色体间的遗传贡献率存在差异。200份材料间的遗传相似性系数(Gs)在0.4162~0.9442之间,平均为0.6619。从子一代到子四代各衍生世代的Gs变幅逐渐缩小,品种间的遗传相似性呈逐渐上升趋势。非加权平均法(UPGMA)聚类结果表明,在Gs0.624处,供试材料被聚为5个主要类群,其中180(90.0%)份材料被聚在同一类群类,说明阿夫衍生品种(系)之间的遗传差异较小,遗传基础较狭窄。研究结果从分子水平揭示了小麦骨干亲本阿夫衍生品种(系)的遗传多样性和演变规律,鉴定出7个在衍生后代遗传率较高的染色体位点,为进一步解析骨干亲本阿夫的遗传基础提供了参考依据。     

SSR和SRAP标记研究油菜杂交种骨干亲本的遗传多样性

用SSR和SRAP两种分子标记方法研究51份甘蓝型油菜杂交种亲本系的遗传多样性,并对两种分子标记研究结果进行比较。结果发现,在51份材料中,45对SSR引物共扩增出194条多态性条带,平均每对引物为4.3条,25对SRAP引物共扩增出197条多态性条带,平均每对引物为7.9条。UPGMA聚类分析表明,SSR和SRAP标记都可将51份亲本材料划分为五大类群,本所选育的玻里马细胞质雄性不育系（Polima CMS）的主要保持系和恢复系都聚在同一类群的不同亚群中。根据系谱资料分析发现,SRAP标记划分的类群与系谱资料更为接近,SRAP标记更适用于遗传关系较近材料的遗传多样性分析。SRAP标记揭示的亲本间遗传距离要大于SSR标记揭示的遗传距离。两种不同标记方法揭示出油菜亲本遗传多样性的差异主要是由不同的标记方法揭示的标记位点等位基因变异数不同造成的。     

东南亚62个籼型水稻亲本SSR遗传多样性分析

为探讨东南亚水稻亲本间的遗传多样性,以东南亚62份籼型水稻亲本为材料,选择29对水稻功能基因标记以及平均分布于12条染色体、多态性较高和条带清晰的72对SSR引物进行遗传多样性和聚类分析。结果表明,32对多态性引物在62份水稻材料中检测到201个等位基因,每个位点等位基因数(Na)变异范围为2~12,平均为6.281;有效等位基因数(Ne)变异范围为1.067~5.399,平均为2.867;多态信息含量(PIC)变异范围为0.061~0.789,平均为0.515;平均Shannon信息指数(I)为1.176,变幅为0.143~1.908;观察杂合度(Ho)为0.977,范围为0.936~1.000;期望杂合度(He)为0.439,范围为0.179~0.937;固定指数(Fis)的范围为0.882~1.000;基因流(Nm)的范围为0~0.0157。聚类分析表明,在遗传相似系数为0.805处,东南亚水稻亲本被分为6大类,同一国家大多数品种聚为一类。相对于普通分子标记,功能基因标记的平均等位基因数不高,其遗传多样性参数也低于普通分子标记,东南亚各国水稻品种间的亲缘关系较近,遗传多样性程度较低。研究结果为水稻育种亲本选配、新种质资源的创制以及杂种优势利用等提供了科学依据。     

我国甘蔗亲本遗传多样性的AFLP标记分析

采用15对多态性较好的AFLP引物对我国自育的78个甘蔗亲本材料遗传多样性进行分析,结果表明,每对引物的多态性位点平均为65．67,多态陆位点率为82．55％。78个甘蔗亲本的遗传相似系数在0．4535～0．8927之间,平均为0．6821。相同组合后代的遗传相似系数较高,平均为0．7656。以遗传相似系数阈值约为0．700划分,聚类分析把78个亲本分为7大类,系谱记录中亲缘关系密切的亲本品系,大多数都能归为同一类。遗传多样性指数分析显示,不同年代亲本多样性指数差异明显,20世纪80年代最高,为0-3185,70年代最低,为0．2645;不同省区的亲本遗传多样指数变化更显著,在0．1952～0．2999之间,广东最高,云南最低。     

两系杂交水稻主要性状配合力与亲本灿粳分化关系的研究

选用４个光温敏核不育系及５４个常规品种（系）,按ＮＣⅡ设计配制杂交组合,以灿粳特异ＲＦＬＰ标记及形态指数法检测供试品种（系）的灿粳分化程度,研究两系杂交水稻主要性状一般配合力及特殊配合力与双亲灿粳分化的关系。结果表明,（１）多数品种的灿粳遗传分化和形态分化相一致,只有个别品种不一致;（２）组合间一般配合力方差大于特殊配合力方差,基因加性效应更重要;（３）亲本的一般配合力效应及其特殊配合力效应对Ｆ１     

基于SSR标记的鸢尾杂交和诱变育种材料遗传多样性分析

为加快路易斯安那鸢尾育种的进程,以5个路易斯安那鸢尾品种为试验材料,开展杂交和60Co-γ辐射诱变育种.基于短茎鸢尾和暗黄鸢尾的基于表达序列(EST)开发的微卫星标记(SSR)标记,选择其中14对SSR标记用于路易斯安那鸢尾品种、杂交后代和诱变材料共40份材料的遗传多样性分析.结果表明,5个路易斯安那鸢尾品种的杂交后代...     

杂交水稻再生力的遗传效应分析

采用增广NCII交配设计,利用3年的试验结果,研究了杂交水稻再生力的遗传规律。结果表明,1996年和1999年不符合加性—显性模型,存在显性效应和上位性效应,显性性质主要表现为超显性,显性方向在1996年为减效基因显性,1999年为双向显性;2001年符合加性—显性模型,但同样存在显性效应和上位性效应,显性性质为双向的部分显性。说明再生力特性的基因效应随亲本的遗传背景不同而有所差异。     

杂交水稻IR_（54）及其早熟突变系5460的抽穗期遗传分析

本文对ＩＲ＿（５４）及其辐射早熟突变系５４６０的抽穗期进行了遗传分析。结果表明：５４６０的早熟性是ＩＲ＿（５４）的一对显性基因发生单位点突变的结果，而这一对发生突变的显性基因和ＩＲ＿（５４）的另一对显性基因一起可与Ｖ＿（２０）Ａ的抽穗期基因互作，从而导致植株强感光迟抽穗。     

三系杂交水稻不育系Q2A通过广东省技术鉴定

2008年6月12日,由我院水稻所和重庆中一种业有限公司育成的三系杂交水稻不育系Q2A,在广东梅州市通过了由广东省种子管理总站组织的专家技术鉴定。通过对该不育系的田间考察、室内检测、听取汇报及答疑论证后,专家组一致认为Q2A株型较好,叶色深绿,剑叶直立,穗大粒多,农艺性状整齐一致,遗传性状稳定,不育度高,配合力强,综合性状优良,具有较好的生产应用前景。     

Analysis of Genetic Diversity and Relationships in Waxy Rice (Oryza sativa L.) using AFLP and ISSR Markers

Opaque endosperm is the main phenotypic indicator for waxy rice, but other phenotypic and genotypic variation among waxy rice accessions has largely been ignored. Previous studies showed that wide diversity in starch physiochemical properties exists in both indica and japonica waxy rices, especially for starch gelatinization temperature (GT) which could be divided into a high- and a low-GT group. In the present study, amplified fragment length polymorphism (AFLP) and inter-simple sequence repeat (ISSR) molecular markers were employed to examine genetic diversity and relationships of 56 waxy rice accessions. A total of 358 AFLP fragments were amplified with five primer combinations, showing a high level of polymorphism (78.3%). A total of 190 ISSR bands were generated with a single primer and a primer pair, showing a very high level of polymorphism (92.2%). The genetic distance matrices obtained from the two sets of markers were significantly correlated (r = 0.731, P = 0.004). The dendrogram generated with combined AFLP and ISSR markers could clearly differentiate the indica and japonica groups. Newly released varieties and breeding lines within each subspecies tended to be clustered together, whereas landraces were more distantly placed in the dendrogram. Only one AFLP band was found specific to the indica type, while no specific bands were found for starch GT. The implications for the conservation and breeding of waxy rice are discussed.     

籼稻胚性愈伤组织继代培养基体系优化及愈伤组织褐化原因剖析

农杆菌(Agrobactrium tumefaciens)介导的转化技术己广泛应用于粳稻品种(Oryza sativa ssp.japonica)中,但迄今未能找到适合于籼稻品种(O.sativa ssp.indica)高效遗传转化的农杆菌介导转化体系,籼稻品种的愈伤组织在继代过程中的严重褐化是最主要的制约因素之一.本研究以籼稻品种93-11为材料,通过响应面设计分析方法,进行二次多项式回归拟合,预测数学模型,研究2,4-二.氯苯氧基乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)浓度、N6-呋喃甲基腺嘌呤(kinetin,KT)浓度和碳源中蔗糖和麦芽糖的比例对籼稻品种愈伤组织诱导的影响,确定了最适宜93-11成熟胚诱导愈伤组织的培养基成分:以MS为基本培养基,添加2.92 mg/L 2,4-D、0.59 mg/L KT、16.37 g/L蔗糖和13.63 g/L麦芽糖;并以此优化培养基继代籼稻愈伤组织.为了研究93-11愈伤褐化的原因,采用组织学与解剖学方法,观察93-11正常愈伤组织和褐化愈伤组织.结果表明,两者的表观结构存在较大差异,正常愈伤组织表面粗糙,凹凸不平;褐化愈伤组织表面结构看似光滑,但是放大后发现这种平滑结构是由于所有细胞失去规则圆形变为无活性扁平状,且细胞不易成团,细胞之间空隙小而少形成的.用qRT-PCR技术分析了褐化相关基因在褐化愈伤组织中的表达情况,发现切伤后与褐化相关的基因生长素输入载体1基因(auxin1,AUX1)和蔗糖非依赖1蛋白激酶2基因(sucrose non-fermenting 1-related nrotein kinase 2,SnRK2)的表达量虽然都比较低,但是在93-11成熟胚诱导的正常愈伤组织和褐化愈伤组织中存在明显差异,而酚类物质氧化途径中与酚类物质合成的基因苯丙氨酸解氨酶基因(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)和多酚氧化酶基因(polyphenol oxidase,PPO)在正常愈伤组织还是褐化愈伤组织中都没有检测到表达量.发现组织培养切伤是愈伤组织褐化的主要原因,为进一步阐明愈伤组织的褐化机理提供参考.     

利用简单重复序列(SSR)标记分析太湖稻区现代粳稻品种的遗传多样性

太湖地区有丰富的粳稻(Oryza satiua ssp.japonica)种植资源,随着品种大面积推广应用,育种材料的遗传基础趋窄,相似性增高,使粳稻育种突破困难。本研究利用分布于水稻(Oryza satiua L.)12条染色体上的24对简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物对太湖地区的42份粳稻品种进行遗传多样性分析。结果表明,有23对SSR引物在42份粳稻材料间表现出多态性;23对引物共检测到105个等位基因,每对SSR引物检测到等位基因为2~8个,平均为4.57个,有效等位基因共有56.43个,平均每个位点为2.45个。每个多态位点的多态信息含量(polymorphism information content,PIC)变幅为0.083 0~0.8079,平均为0.496 6;每个粳稻材料多态性位点数的变幅为6~19,等位基因总数的变幅为27~55;42份粳稻品种间的遗传相似系数变幅为0.391~0.990,平均为0.610,遗传相似系数在0.50~0.80之间的材料占全部的74.45%,供试材料相似度高;非加权配对算术平均法(unweighed pair group method with arithmetic mean;UPGMA)聚类结果显示,遗传相似系数为0.50,42份粳稻材料可以分为两个类群,一个类群包含19份常规粳稻,另一个类群包括其他23份杂交粳稻。结果显示,太湖地区的粳稻品种总体上遗传背景相似度高,遗传多样性不够丰富,育种工作有待进一步加强新的基因资源引进和利用,创新水稻育种材料。本研究结果为新品种选育提供技术支持和理论根据。     

一个水稻鞘叶特异表达启动子的克隆及功能鉴定

目前在基因工程中应用最广的为组成型启动子,但是组成型启动子驱动外源基因在各组织中持续恒定的表达可能引起植物发育迟缓等问题,因此克隆来源于作物本身的组织特异型启动子逐渐受到重视。根据本实验室基因芯片数据库找到一个在水稻绿色组织特异表达的基因(TIGR Locus:LOC_Os06g21110),用 PCR 技术从水稻明恢 63(Oryza sativa L ssp. indica)基因组中克隆得到其上游启动子命名为GSP (green-tissue specific promoter),长度为1 951 bp。将GSP与带有β-glucuronidas(gus)报告基因的的植物表达载体连接,经农杆菌(Agrobacterium)介导转化水稻中花11 (O. sativa L ssp. japonica)成熟种子胚诱导的愈伤组织,获得转基因水稻阳性植株,通过组织化学染色法证明,GSP是一个叶鞘和叶片特异表达启动子。对其进行5’端缺失分析,构建了7个缺失载体,通过验证缺失载体的表达谱,证明592 bp长度的启动子就足以维持鞘叶特异表达模式,初步鉴定出了该启动子的核心功能区域。本研究所克隆出的GSP 启动子是一个未曾报道过的鞘叶特异表达启动子,基因工程中利用此类启动子可以在改良水稻性状的同时减少对水稻生理方面的副作用,有良好的应用价值。     

水稻密码子优化基因Mat#增强草铵膦抗性

来自细菌Nocardia sp.AB2253的蛋氨酸砜N-乙酰基转移酶基因(methionine sulfone Nacetyltransferase gene,Mat)编码产物具有N-乙酰基转移酶活性,能解除灭生性除草剂草铵膦的毒性,但在植物中表达效率较低.本研究用水稻(Oryza sativa)偏爱密码子优化的Mat#基因转化籼稻品系9K(Oryza sativa ssp.indica),经过PCR和Southern杂交验证,证明该基因已经整合至水稻基因组中.除草剂抗性检测结果显示,该转化体的芽期草铵膦耐受浓度至少为600 mg/L、秧苗期草铵膦耐受浓度至少为1 000 mg/L,对草铵膦的抗性水平不低于转双丙氨酰膦抗性基因(bialaphos resistance gene,Bar)水稻9KA2.酶活性测定结果显示,该转化体叶片中的N-乙酰基转移酶活性约为非转基因对照中的6.6倍.说明优化后的Mat#基因增强了草铵膦抗性,可作为转化筛选标记和抗除草剂目的基因应用于转基因作物育种.     

我国主要棉花栽培群体的遗传多样性分析

摘 要：利用ISSR分子标记对我国44个棉花栽培品种（拟似为6个群体）进行遗传多样性分析。筛选出的11个引物在所有品种中共扩增出90条带,其中70条为多态性条带,多态性条带百分率(PPB)达76.1%,Popgene32软件分析结果表明,新疆种群的遗传多样性水平最高(PPL=91.43%,H=0.3769,I=0.5464),其次是中棉种群、河南种群,而河北、山东、山西3个种群的遗传多样性水平相差较小,6个棉花种群在其总的遗传变异中有82.42%的存在于群体内,群体间的遗传变异仅占总变异的17.58%,群体分化系数Gst=0.1759,群体间总的基因流的估算值Nm=2.34。由聚类分析可知,山西、山东、河北种群的亲缘关系最近,先聚合在一起,然后依次与河南、中棉所种群聚类,最后与亲缘关系最远的新疆种群聚合。     

Influence of Mn and Fe Counteraction on Rice (Oryza sativa L.)Oranging Physiological Disease

Mn and Fe are two important micronutrients of paddy soils derived from red earths.Rice(Oryza sativa L.)oranging physiological diease in newly reclaimed red rarths is related to Fe toxicity.There have been considerable studies on Mn and Fe counteraction,but influence of Mn and Fe counteration on rice oranging physiological disease still remains unknown.This paper is to study,using two soils from USA and China respectively,the relationship between Nn and Fe counteraction and the physiological disease.Analysis for water soluble and extractable Fe and Mn showed that Mn/Fe ratios of the red earths were lower than those of the paddy soils.Fertilizing with Mn raised Mn/Fe and reduced oranging leaves,improved growth and increased yields.Analysis with electron probe showed that Mn treatment had less Fe deposit in root epidermis and more Ca and Si in roots.The results indicated that fertilizing with Mn could correct Fe toxicity.How to apply Mn and Fe counteraction in practice is worth further studying.