玉米自交系SSR多样性与穗部性状的关联分析

玉米穗部性状直接影响其单株产量。为深入剖析玉米自交系穗部性状的遗传多样性,寻找与目标性状关联的分子标记,采用145对SSR引物对186份玉米自交系进行遗传多样性分析,共检测到652个等位基因,平均等位基因数为4.5个,平均多态信息量为0.478;利用Structure软件,将186份自交系分为5个亚群(旅大红股、塘四平头、兰卡斯特、P群、瑞德);并通过GLM关联分析模型分析,共找到14个与穗行数、穗粗、轴粗、穗长、秃顶长、行粒数、单穗重、百粒重、穗轴重9个穗部性状相关的标记,各标记对表型变异的解释率为0.0211~0.2159;通过MLM关联分析模型,共检测到8个与穗部性状相关的标记,各标记对表型变异的解释率为0.0174~0.1243;这些标记分布在1、2、3、4、5、7、8、9、10号染色体上。通过研究玉米遗传多样性与穗部性状的关联分析,可以为发掘优异的等位变异基因,复杂性状的遗传学研究和分子标记辅助育种奠定基础。     

西北地区和尚头小麦遗传多样性及农艺性状的关联分析

为了解西北地区和尚头小麦种质资源的遗传特性及主要农艺性状特征,采用43份不同来源的和尚头小麦种质材料,在均匀分布于小麦21条染色体上的150个SSR(simple sequence repeats)位点上检测遗传多样性,同时对19个农艺性状在两个试验点进行表型鉴定,并采用GLM(general linear model)模型进行分子标记与表型性状的关联分析。结果表明,19个农艺性状中数量性状遗传多样性明显高于质量性状,除壳色外,其他性状之间均存在不同程度的相关性。利用45对具有多态性的SSR标记共检测出151个等位变异,各标记等位位点变化范围为2～6,平均为3.36个,PIC(polymorphism information content)值变异范围为0.044～0.771。群体遗传结构分析将43份材料划分为8个亚群。关联分析发现11个SSR标记与农艺性状显著关联,单个标记对表型变异的解释率为8.89%～24.74%,这些标记可为特色小麦分子标记辅助选择育种提供理论参考。     

西北地区和尚头小麦遗传多样性及农艺性状的关联分析

为了解西北地区和尚头小麦种质资源的遗传特性及主要农艺性状特征,采用43份不同来源的和尚头小麦种质材料,在均匀分布于小麦21条染色体上的150个SSR(simple sequence repeats)位点上检测遗传多样性,同时对19个农艺性状在两个试验点进行表型鉴定,并采用GLM(general linear model)模型进行分子标记与表型性状的关联分析。结果表明,19个农艺性状中数量性状遗传多样性明显高于质量性状,除壳色外,其他性状之间均存在不同程度的相关性。利用45对具有多态性的SSR标记共检测出151个等位变异,各标记等位位点变化范围为2～6,平均为3.36个,PIC(polymorphism information content)值变异范围为0.044～0.771。群体遗传结构分析将43份材料划分为8个亚群。关联分析发现11个SSR标记与农艺性状显著关联,单个标记对表型变异的解释率为8.89%～24.74%,这些标记可为特色小麦分子标记辅助选择育种提供理论参考。     

五节芒表型性状和SSR标记遗传多样性分析

本研究利用25个表型性状和33对SSR标记,对53份五节芒种质资源的遗传多样性进行了评价。表型性状分析结果表明,25个表型性状在不同五节芒种质间表现出较大差异,变异系数的变化范围为6.53%～69.82%,其中整株干重、三级花序数、二级花序数等性状变异较大,是造成表型差异的主要因素。表型聚类将53份供试材料划分为3个类群,大部分材料聚在第Ⅲ类群内,但仍有部分材料独立成群。SSR标记分析结果表明, 26对SSR引物在53份五节芒中表现出多态性,这些多态性引物共产生81条DNA带,其中多态性条带为74条,占91.36%。多态性信息含量(PIC)为0.086～0.374,平均为0.245。53份五节芒遗传相似性系数在0.693 2～0.965 9,平均遗传多样性指数(H)为0.258 7,Shannon信息指数(I)为0.400 4。基于SSR分子标记的聚类分析表明,种质资源与其地理分布并不存在明显的相关性。表型性状和SSR分子标记结果均表明五节芒种质具有丰富的遗传多样性。     

93份无芒雀麦种质资源产量性状的全基因组关联分析

为了解无芒雀麦（Bromus inermis）群体亲缘关系,同时挖掘控制产量相关性状的基因位点,本试验利用单核苷酸多态性（Single nucleotide ploymorphism,SNP）标记对来自国内外93份无芒雀麦进行全基因组扫描,对茎重、干草产量、节数、鲜草产量、叶重、株高、叶长、茎粗、叶宽、穗长10个重要产量性状进行全基组关联分析和群体遗传结构分析。结果表明,93份无芒雀麦共鉴定到95 708个有效SNP标记;经构建系统进化树分析,93份无芒雀麦种质材料被分成了3个类群,第I类群材料为祖先种群,第II类群材料和第III类群材料为进化分支群;通过对10个数量性状的全基因组进行关联分析,株高、穗长、茎粗、节数、叶长、叶宽、鲜草产量、干草产量、茎重、叶重分别筛选到20,24,19,21,29,19,26,31,25,33个核心SNP标记（P<0.001）。这些SNP标记经进一步筛选鉴定,可有效提高无芒雀麦新种质的分子鉴定效率,对加快无芒雀麦育种进程、加强生物多样性保护具有重要意义。     

利用EST-SSR标记分析西南扁穗牛鞭草种质的遗传多样性

利用禾谷作物EST-SSR标记对采自我国西南地区的40份野生扁穗牛鞭草和3份扁穗牛鞭草国审品种的遗传变异和亲缘关系进行了研究。试验筛选出23对引物对43份供试材料进行扩增,共获得323条带,其中多态性条带261条,多态性条带比率(PPB)达80.4%,多态信息含量(PIC)为0.354~0.500,平均值为0.474,遗传相似系数(GS)为0.690~0.913,表现出丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明,各供试材料间的聚类与其地理来源及形态特征具有一定的相关性。5 个扁穗牛鞭草地理类群间的分子方差分析(AMOVA)揭示了供试的扁穗牛鞭草类群内的遗传变异占总变异的95.32%,类群间变异占总变异的4.68%。表明禾谷作物的EST-SSR能用于扁穗牛鞭草遗传多样性研究,是一种有效的分子标记。本研究结果为扁穗牛鞭草种质的收集、利用及育种提供了理论依据。     

不同玉米自交系耐深播性评价及遗传多样性分析

为了筛选玉米耐深播鉴定指标,探讨耐深播综合评价方法并挖掘耐深播种质类群,本研究采用PVC管盆栽试验,在3,15和20cm三种深播处理下,测定各自交系的出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长,利用隶属函数法综合评价51份玉米自交系的耐深播性,并用70对SSR标记对其遗传多样性进行了分析。结果表明,随着播种深度的增加,各自交系的中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和大体呈增加趋势,而出苗率降低,苗长及根长先下降后增加。不同播深条件下,玉米自交系幼苗性状的方差分析表明,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长与自交系间的差异极显著;同时5个性状(出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长)与播深以及5个性状与自交系和播深间相互作用的差异极显著;同时根长与播深之间的差异达到显著水平,但是根长与自交系和播深间相互作用的差异不显著。另外,不同播深处理下各性状的相关分析表明,在3cm播深条件下的出苗率与中胚轴、中胚轴和胚芽鞘之和、苗长3个表型性状呈正相关;而在15和20cm播深下,出苗率与中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长都极显著正相关。利用隶属函数法筛选出了6份强耐深播系,11份中等耐深播系。同时,利用70对SSR标记共检测出222个等位基因,平均3.17个,多态性信息量平均为0.579,幅度为0.265~0.801,遗传相似系数幅度为0.496~0.946,并将供试自交系划分成两大优势群或6个亚群,其中四平头亚群(SPT)、兰卡斯特亚群(Lan)和旅大红骨亚群(LRC)的耐深播性较强,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长表现良好,含有较多的强或中等耐深播系,是重要的耐深播种质类群。     

基于小黑麦RIL群体的草产量相关性状QTL分析

为解析调控小黑麦(Triticosecale Wittmack)草产量的遗传机制,本研究以‘甘农7号’小黑麦与‘石大1号’小黑麦构建的F₆代重组自交系(RIL)群体为材料,利用小黑麦RIL群体分子图谱,结合株高、分蘖数、穗下节间长和单株鲜重的表型值,进行QTL分析。共检测到5个株高QTL,分布在连锁群LG1,LG3,LG4,LG6上,遗传贡献率为6.56%～12.86%;4个分蘖数QTL,分布在连锁群LG2,LG5,LG6,LG7上,遗传贡献率为7.11%～12.44%;3个穗下节间长QTL,分布在连锁群LG1,LG2,LG5上,遗传贡献率为7.69%～9.63%;4个单株鲜重QTL,分布在连锁群LG2,LG5,LG6,LG7上,遗传贡献率为9.65%～13.63%。其中,株高和分蘖数的主效位点为qPH6-1和qNT5-1,表型变异解释为12.86%和12.44%;单株鲜重的主效位点为qBS2-1和qBS6-1,表型变异解释率为12.17%和13.63%,二者累加对单株鲜重具有增加效应。本研究为饲用小黑麦生物产量的精细定位和分子辅助育种提供了重要理论支撑。     

饲用大豆全株蛋白含量关联SSR标记筛选

提高全株蛋白含量是饲用大豆(Glycine max)最重要的育种目标。为筛选可用于饲用大豆全株高蛋白含量育种实践的有效分子标记,本研究以甘肃省农业科学院大豆育种课题组前期筛选的55份饲用大豆核心种质资源作为供试群体材料,以大豆鼓粒期全株蛋白含量为目标性状,利用国内外文献报道的40个蛋白含量相关SSR标记对受试群体遗传多样性、群体结构进行分析,通过一般混合线性模型(GLM)和混合线性模型(MLM)两种模型对大豆全株蛋白含量与标记进行关联分析。结果表明,从40个SSR标记中筛选出多态性高、重复性好的标记21个,利用这21个SSR标记在群体中共检测出118个等位变异,每个标记的等位基因数变幅为3～10个,平均为5.6个;利用遗传相似度UPGMA聚类分析可将55份材料分成I、II、III 3类,遗传结构分析可分成POP1、POP2、POP3、POP4共4个亚群,两种方法分类结果不尽相同但基本相似;两种模型同时检测到6个SSR标记与全株蛋白含量显著相关(P <0.05),可用于全株高蛋白含量饲草大豆分子标记辅助选择育种实践。     

青稞籽粒饲草性状遗传特征

为了解青稞(Hordeum vulgare var.nudum Hook.f.)的饲草性状的遗传特征并选育具有优质饲草品质和高产的青稞新品种,对60份来源于中国青藏高原的青稞籽粒饲草性状进行研究,利用TASSEL软件的混合线性模型对其进行非条件和条件关联分析,同时结合分离群体群分离法对影响籽粒饲草性状的分子标记进行检测。结果表明,青稞品种间存在丰富的籽粒饲草性状变异;群体结构分析显示该群体可以分成3个亚群,群体的分类结果与品种的来源地有密切的相关性;在非条件关联分析中共发现23个SRAP分子标记和籽粒饲草品质性状(包括粗蛋白含量、淀粉含量、灰分含量)显著关联,而在条件关联分析中20和24个SRAP分子标记分别和籽粒粗蛋白含量、淀粉含量显著关联。同时利用分离群体群分离法,检测到37个SRAP标记与籽粒的饲草性状相关,其中2个影响籽粒粗蛋白含量,4个影响淀粉含量SRAP标记在非条件关联分析中检测到。该研究结果为青稞的籽粒饲草品质性状的改良和高产优质饲草青稞育种提供依据。     

基于高通量测序技术挖掘分子遗传标记及其在蛋鸡生产中的精准应用

高通量测序技术是研究物种复杂生物性状遗传机制的基础,随着高通量测序技术的不断优化提升,一些与生物表型性状密切相关的基因组变异被精准地挖掘出来,其中包括单核苷酸多态位点(SNP)、小片段的插入或缺失(Indel)、拷贝数变异(CNV)以及结构变异(SV)为代表的分子标记。与传统遗传标记相比较,分子遗传标记具有多态性高、遍布整个基因组、检测手段简单快捷以及成本低廉的特点。通过检测覆盖全基因组范围内的分子标记,利用基因组水平的遗传信息对个体或群体遗传资源进行评估,能够缩短世代间隔、提高选种的准确性,进而在短期内取得较大的遗传进展。作者从高通量测序技术挖掘分子遗传标记角度入手,综述了三代测序技术发展历程和应用领域以及三代分子遗传标记检测技术在蛋鸡种业创新中的应用,并详细阐述了高通量测序技术与分子遗传标记相结合在蛋鸡群体遗传多样性及进化分类、群体遗传图谱的构建和功能基因定位、数量性状形成的遗传机制解析和质量性状形成的遗传机制解析等4个方面的精准应用,以期为蛋鸡基因组选择进入实质应用阶段提供科学依据和指导。     

川西北高原短芒型老芒麦种质形态变异及遗传亲缘关系分析

本研究开展了短芒型老芒麦(Elymus sibiricus L.)种质的筛选和综合评价，以筛选优质种质。基于55个形态学指标和SCoT分子标记对川西北地区24份短芒型老芒麦种质以及两份老芒麦对照材料进行形态变异及遗传亲缘关系分析。形态学指标在26份材料之间表现出丰富的遗传多样性，Shannon-Wiener’s多样性指数(H)范围为0.66～2.01;变异系数(CV)范围为4.62%～45.93%,聚类分析将26份老芒麦资源分为5个大类。基于SCoT分子标记，共扩增出多态性条带96条，多态性比率为67.61%。平均有效等位基因数为1.46,平均Nei’s基因多样性指数为0.27,平均Shannon’ s多样性指数为0.38,供试材料的DICE遗传相似性系数为0.67～0.87。通过遗传相似系数的聚类分析，可将26份材料分为四大类。群体遗传结构分析将供试材料划分为两个类群，Q2类群来源单一，Q1类群拥有混合来源。Esdm24,Esdm6,Esdm22这3份种质的芒等相关性状具有优异的性状，可以作为短芒型老芒麦的选育的后备材料。     

他留乌骨鸡TYR基因多态性与色素性状相关性分析

通过研究鸡酪氨酸酶(TYR)基因多态性与羽色、肤色等色素性状相关性,为他留乌骨鸡色素性状基因纯化及分子标记选择提供科学依据。采用PCR扩增池测序与PCR-RFLP标记技术,研究他留乌骨鸡麻羽、白羽和黑羽3个羽色类群以及乌骨鸡与非乌骨鸡2种类群的TYR基因多态性,计算等位基因频率与基因型频率,并与色素性状进行了关联分析。结果显示,在他留乌骨鸡中共检测到20个SNP位点,其中2个SNP引起氨基酸改变。建立了TYR基因HindⅢ和MseⅠ两个PCR-RFLP分子标记,利用这两个标记对所有受试个体进行基因分型,关联分析提示,他留乌骨鸡TYR基因变异与羽色性状显著相关,但与肤色等乌骨性状相关不显著。TYR基因MseⅠPCR-RFLP标记可能是影响羽色性状变异的一个分子标记。     

分子标记在动物育种中的应用

遗传标记有着悠久的历史,经历了形态学标记、细胞学标记、生物化学标记和现代DNA分子标记(简称分子标记)。遗传标记是指一些等位基因或遗传物质,其表型易于识别,且遵循简单的孟德尔遗传规律。所谓分子遗传标记,必须能够证实它既涉及到一个可遗传的性状,又要能将它定位到基因组上的     

96份雀麦属材料遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术研究了来自国内外的96份雀麦属材料的遗传多样性。19个ISSR引物共扩增出109条谱带,其中106条是多态性谱带,多态性位点比率为97.25%。POPGENE 1.31软件分析结果显示:96份雀麦属材料总的基因多样性指数(Nei’s)为0.2756,Shannon信息指数为0.4257,遗传多样性水平较高;基因流(Nm)为1.3273,各种群间有一定的基因交流。用SLT_NTsys2.1e软件进行UPGMA聚类分析表明,96份材料可分为6个类群,与主成分分析结果基本一致。用Arlequin3.1软件进行AMOVA分析表明,种间的分子变异比率为15.85%,种内的分子变异比率为84.15%,种内分子变异较大,种内遗传多样性高于种间的遗传多样性。     

扁穗冰草不同地理种群cpDNAtrnT-trnL多态性分析

对91份不同产地扁穗冰草(Agropyron cristatum(L.)Gaertn)样品的遗传多样性和遗传结构进行研究。采用叶绿体cpDNAtrnT-trnL直接测序的方法和邻接法(NJ)对91份扁穗冰草样品进行遗传多样性和遗传结构分析。结果显示:物种水平上单倍型多样性(Hd)指数为0.608,核苷酸多样性(Pi)指数为0.00295;种群水平上Hd介于0~0.9722,Pi指数介于0~0.00749。分子方差分析表明,扁穗冰草大部分遗传变异(91.63%)发生在居群内,居群间的基因流(Nm=5.474)较高,群体内变异是扁穗冰草的主要变异来源;NJ树表明,受试的6个野生种群可分为4大类群。扁穗冰草的遗传多样性居群内遗传分化较大。     

基于SSR标记的柱花草种质资源遗传多样性与群体结构分析

种质资源遗传多样性和群体结构分析为复杂性状关联分析提供基础。本研究通过SSR分子标记技术,对68份柱花草(Stylosanthes spp.)种质资源的遗传多样性与群体结构进行分析。结果表明,30个多态性SSR标记在68份柱花草种质中共检测到146个等位基因,平均为4.867个,每个SSR标记的Shannon信息指数(I)和多态性信息含量(PIC)分别为0.676～1.690和0.363～0.764,平均为1.195和0.577。根据SSR标记数据进行遗传多样性分析,可将68份柱花草种质资源分为6类,群体结构分析中在ΔK达到最大时,K=6,因此将68份柱花草材料划分为6个群体,与遗传多样性分析结果基本一致。本研究将为柱花草遗传背景研究、种质资源评价和优良种质筛选提供依据。     

羊经济性状全基因组关联分析与基因组育种的研究进展

随着全基因组时代的到来,高通量测序在动物新基因和分子标记挖掘方面的优势日益突出,与此同时,全基因组关联分析(Genome-wide association studies,GWAS)成功建立起变异与表型的关联,借助现代分子育种和基因组选择(Genomic selection,GS)技术,这些新产生的基因组变异必将在动物经济性状改良方面发挥重要作用。目前,与家羊关键经济性状有关的分子遗传标记研究还相对较少,而高质量参考基因组的发表为性状的遗传改良提供了发展的契机。基于此,文章对绵羊和山羊关键经济性状的GWAS分析和GS育种的相关进展做一综述,以期为羊品种资源保护和利用提供借鉴。     

21份燕麦种质资源农艺性状初探

为选育稳产高产、适应性强的燕麦新品种(系)提供育种材料,丰富巴中地区燕麦种质资源的遗传多样性,以21份燕麦种质资源为试验材料,测定其株高、叶长、叶片数、拔节数、单株茎数、有效分蘖数、倒二节长、基节长、基节粗和穗长等10个农艺性状指标,并进行了农艺性状相关性及遗传多样性分析。研究结果表明,供试燕麦材料株高在125.88～192.25cm之间,受穗长影响最大;有效分蘖数是影响燕麦成穗率的主要因素,A10有效分蘖数和成穗率最高。遗传多样性分析显示,供试燕麦材料间变异范围较大,基节长变异系数最高,其次是有效分蘖数和穗长,株高变异系数最低,分别为45.31%、28.18%、21.85%、12.72%;各供试材料间多样性指数均较高,在2.96～3.04之间。综合表明,21份燕麦种质资源在10个主要农艺性状上具有丰富的遗传多样性,可为巴中地区燕麦的遗传育种和改良工作提供优异的种质资源和利用条件。     

兴凯湖梅花鹿微卫星遗传多样性与鲜茸重相关性分析

利用11个微卫星分子标记对黑龙江省兴凯湖鹿场保种兴凯湖梅花鹿进行遗传多样性检测,并将11个基因座的不同基因型与鲜茸重进行相关分析。结果表明:多态微卫星位点共检测到45个等位基因,每个座位检测到的等位基因数2～7个不等,平均有效等位基因数(Ne)为3.041个,平均遗传杂合度(H)为0.636,平均多态信息含量(PIC)为0.574,说明该群体属于高度多态,遗传多样性水平较高。得到5个与鲜茸重性状显著相关的位点,结合Hardy-Weinberg平衡检验,筛选出2个微卫星位点作为兴凯湖梅花鹿鲜茸重的分子遗传标记。为兴凯湖梅花鹿种质资源的遗传结构优化,避免遗传衰退等育种工作提供更准确的数据支持。