木薯栽培品种农艺性状与分子标记的关联分析

为寻找与木薯茎叶鲜重、块根鲜重、株高、开花、块根数和叶片叶绿素含量紧密关联的分子标记,利用145对SRAP,132对EST-SSR引物对19个木薯栽培品种进行多位点的扫描分析,并在分析群体的连锁不平衡水平基础上,通过关联分析软件TASSEL2.1将标记与这些栽培品种的以上农艺性状进行关联。结果表明:群体中非共线性的SRAP和EST-SS位点组合存在一定的连锁不平衡,在147个SRAP位点的1471个位点组合中支持的不平衡成对位点仅在木薯粗略基因组中占位点组合的0.815%(p0.01),132个ESTSSR位点的993种位点组合仅在木薯基因组中占位点组合的0.302%(p0.01);利用EST-SSR数据分析栽培品种的群体结构可划分为3个亚群,亚群的划分与群体亲缘类型相关联;共检测到29个与性状相关联的位点,其中与茎叶鲜重相关的位点11个,与块根鲜重相关的位点3个,与株高相关的位点3个,与是否开花相关的位点8个,与块根数相关的位点5个,与叶片叶绿素含量相关的位点2个。下一步工作是进行优等位基因的挖掘,找到与茎叶鲜重和株高相关的优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。     

福建省茶树品种资源初步关联分析

为挖掘茶树农艺性状相关的分子标记位点,选用38对SSR引物对43份福建茶树品种进行多态性扫描与群体结构分析.在群体遗传结构分析的基础上采用Tassel GLM(general linear model)和MLM(mixed linear model)方法进行标记与农艺性状的关联分析.共检测出238个等位变异,每个位点6.26个等位变异.供试群体的Shannon指数平均值为1.261.通过群体遗传结构分析将供试材料划分成3个亚群.以GLM分析,发现8个与种径、茶类、百粒重和花瓣数相关联的标记,对表型变异的解释率分别54.3%、13.3%~21.8%、57.2%和50.9%;以MLM分析,发现6个与种径、茶类和百粒重相关的标记,各标记对表型变异的解释率分别为54.2%、19.7%~24.2%、31.1%.     

玉米耐旱相关候选基因dhn2的等位变异与表型性状的关联分析

以95份玉米核心自交系组成的关联作图群体为试验材料,进行耐旱相关候选基因dhn2(编码脱水素蛋白)的序列多样性和连锁不平衡结构分析,挖掘不同种质资源中的等位变异。在考虑群体结构影响的基础上,进行dhn2基因多样性与耐旱相关表型之间的关联分析。结果表明：该基因编码区序列多样性较高,但LD水平较低,并检测出7个多态性位点与表型性状显著关联。     

小麦产量相关性状的全基因组关联分析

为挖掘小麦产量相关性状的优异等位变异,利用筛选的106对多态性SSR标记扫描236份小麦种质资源组成的自然群体,并进行遗传多样性分析。结果表明,利用106对引物共检测到874个等位变异,每对引物平均为8.24个,变化范围为2～23个;主要等位变异频率的变化范围为0.177～0.987,平均为0.545;多态性信息指数(PIC)的变化范围0.026～0.895,平均0.550。采用混合线性模型对4个环境的株高、穗长、主穗粒数、单株穗数和千粒重进行关联分析后,共关联到20对SSR标记,有26个显著关联位点(P0.01),其表型解释率范围为6.25%～18.97%。其中,标记 Xgwm164(1A)在4个环境下均与株高显著关联;Xgwm55(6D)同时与株高和穗长两个性状显著关联; Xwmc415(5B)在2个环境下与单株穗数显著关联。通过对等位变异表型效应的解析筛选出各关联位点的优异等位变异,包括可以降低株高4.24cm的优异等位变异 Xgwm164-1A_(118)、可以增加穗长0.75cm的优异等位变异 Xgwm429-2B_(207)、可以增加单株穗数1.07个的优异等位变异 Xwmc415-5B_(154)、可以增加主穗粒数1.93粒的优异等位变异 Xgwm232-1D_(138)及可以增加千粒重0.92g的优异等位变异 Xgwm610-4A_(170)。     

利用关联分析方法挖掘自然群体中大豆油分和蛋白质含量相关SSR标记

为研究自然群体中大豆品种的油分和蛋白质含量变化,筛选出相关标记的优异等位变异,以327份东北主推品种和优异亲本材料构成的自然群体为试验材料。以分布于大豆20条染色体的186对SSR(simple sequence repeat)分子标记检测所有试验材料的基因型,利用STRCTURE 2.3.4软件分析群体结构,将试验材料分为7个亚群。利用TASSEL 3.0软件的混合线性模型的方法对大豆自然群体的油分和蛋白质含量进行关联分析。在极显著水平(P0.01)且贡献率大于1%情况下,共检测到33个关联位点。与油分含量极显著关联位点12个,解释率为2.19%~10.05%;与蛋白质含量极显著关联位点11个,解释率为2.65%~9.08%;与油分和蛋白质含量同时关联位点6个,分别为Satt005、Satt117、Satt565、Satt469、Satt594和Satt546,其中Satt594解释率最高,油分为10.05%,蛋白质为9.08%。     

芝麻核心种质株高构成相关性状的遗传变异及关联定位

以我国216份芝麻核心种质为材料,分析芝麻株高及其构成相关性状的变异、相互关系等,利用79对EST-SSR、AFLP和SRAP引物对供试材料基因组进行检测并进行标记-性状关联分析,检测群体中与株高构成性状相关的DNA变异位点.结果表明,株高及其构成性状的变异均呈现连续变化,变异丰富,变异系数均在10％以上;相关性分析和多元回归拟合株高及其构成因素间的关系表明,主茎始蒴高度、主茎果轴长度是影响株高差异的主要因素.利用GLM(Q)和MLM(Q+K)模型共检测到34个变异位点同时与供试群体两年的株高构成显著关联,对表型变异解释率在1.89％～5.29％,平均为2.82％,其中与主茎始蒴高度显著关联的标记位点M20E12-3被2种模型均检测到.此外,研究发现株高构成因素受基因型、环境和两者互作影响,且均达到极显著水平.     

基于SSR标记关联分析挖掘大豆灰斑病10号生理小种抗病资源

培育灰斑病抗性品种可降低灰斑病对大豆生产的危害。本研究以202份黑龙江省近25年主栽的大豆品种构建关联群体,在人工接种条件下鉴定大豆品种对灰斑病10号生理小种抗病指数。利用187对SSR标记对遗传多样性、群体结构和连锁不平衡位点进行分析,通过GLM 和MLM两种模型对大豆品种的灰斑病抗性与标记进行关联分析,进一步分析抗性关联位点等位变异与抗性表型效应关系。结果表明：202份大豆品种对灰斑病10号生理小种抗性遗传变异系数为14.26%;187个标记在群体中共获得809个等位变异,平均等位变异为4.42个,变幅2~10个,其中17号染色体的平均PIC值最高（0.64）,12号染色体的平均PIC值最低（0.26）;检测到稀有等位变异146个,特有等位变异位点58个;无论共线性组合位点还是非共线性组合位点均存在不同程度LD,连锁不平衡P<0.05支持的对数占总对数的21.65%;202份大豆品种被划分为3个亚群,亚群POP1与POP3之间遗传距离最小（0.03）,亚群POP2与POP3之间遗传距离最大（0.35）;两种模型共同检测到11个SSR标记与灰斑病10号生理小种抗性显著关联,其中位于3号染色体上的Satt549的贡献率最大,可解释表型变异14.74%;具有增效效应的等位变异共有24个,增效效应超过10的等位变异有7个,增效效应最大为Satt703-247（19.62）,典型载体材料为合丰29;其次是Satt587-185（19.58）,典型载体材料为东农50;Satt549位点增效等位变异的平均效应值最高（13.87）,Sat_366位点增效等位变异的平均效应值最低（0.84）。聚合优异等位变异和载体材料可为培育抗灰斑病品种的亲本选配和后代等位条带辅助选择提供依据。     

黑龙江省大豆推广品种农艺和品质性状优异等位变异的发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明：10 个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记 与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型 效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位 变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632- 293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

黑龙江省大豆推广品种农艺品质性状优异等位变异发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明:10个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632-293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

四川地方小麦品种产量与品质相关性状SSR标记位点的优异等位变异遗传解析

为发掘控制小麦产量及品质相关性状的优异等位变异和携带优异等位变异的基因资源,本研究采用与小麦产量及品质相关性状显著关联的13个SSR标记,利用Breseghello提出的无效等位变异(null allele)方法对64份四川地方小麦品种构成的自然群体的等位变异进行遗传解析。共鉴定出38个控制产量相关性状、18个控制品质相关性状的等位变异。其中,7份四川地方小麦品种携带有较多的等位变异(50个)。优异等位变异分析显示,等位变异产生的表型效应值在方向和大小上均有所不同,在与产量性状关联的5个优异等位变异中,2个具有较大增效效应值(效应值3.00),其余3个则具有较大的减效效应值(效应值3.00);与品质性状关联的12个优异等位变异中,9个具有较大的增效效应值,3个具有较大的减效效应值。SSR标记Xgwm372的4个等位变异与产量和品质相关性状均显著关联。基于上述研究结果,这些与小麦产量与品质相关性状显著关联的SSR等位变异可为小麦育种杂交亲本的选择和分子辅助选择育种提供依据。     

小麦穗部组织 EST-SSR标记引物开发及其在小麦遗传多样性分析中的应用

为了筛选光温敏雄性不育系（PTGMS）小麦穗部的EST-SSR 分子标记,探讨其EST-SSR标记用于小麦品种遗传差异研究的可行性,用SSRSCAN软件对PTGMS小麦穗部的3 264条EST序列进行SSR 位点查找,结果得到108条含有SSR标记的序列。设计64对引物并进行PCR扩增及非变性聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳。结果显示,64对引物中有41对能在42个小麦品种中扩出PCR条带,有多态性条带的为36对,具有较高的扩增效率。聚类分析结果显示,42个小麦品种的遗传相似系数在0.64~0.87之间,3个PTGMS小麦品种具有较高的遗传相似系数。     

基于EST-SSR的福云（半）同胞系茶树品种（系）遗传多样性和亲缘关系分析

利用EST-SSR标记对以福鼎大白茶或云南大叶茶品种为亲本选育的40个品种（系）或衍生品种（系）的亲缘关系和遗传背景进行了分析评估。28对引物在40个供试品种间共检测到99个等位位点,每对引物为2~6个,平均3.54个;遗传多态性信息量(PIC)在0.13~0.79之间,平均值为0.59;期望杂合度（He）在0.08~0.84之间,平均值为0.58;观测杂合度(Ho)在0.10~1.00之间,平均值为0.71;Shannon指数平均为1.14。按相似系数为0.55可将参试的40个品种分为四大类。研究结果发现以云南大叶茶为母本的茶树品种比福鼎大白茶为母本的品种遗传多样性更高。     

圭亚那柱花草新EST-SSR标记验证及其在柱花草属上的转移

柱花草(Stylosanthes spp.)是我国南方热带地区优良豆科牧草。为获得高效的柱花草分子标记，本课题组利用热研5号圭亚那柱花草（Stylosanthes guianensis）转录组测序数据开发了2008个EST-SSR标记。为验证新EST-SSR标记的有效性及在柱花草属中的通用性，本研究从中随机挑选117个EST-SSR标记并分析了其在圭亚那柱花草中的有效性及其在其他8种柱花草中的可转移性。结果表明，有98个EST-SSR标记可获得有效扩增，其中96个在不同柱花草种质间有多态性，每个标记检测出的等位基因2～11个，共检测到等位基因456个。98个EST-SSR标记在其他8种柱花草间的可转移率为82.2％～100％，其中69个标记在8种柱花草间都能有效扩增。     

利用EST-SSR标记研究适制绿茶与乌龙茶品种的遗传多样性与遗传结构

基于26个EST-SSR标记研究了31份适制绿茶和37份适制乌龙茶品种的遗传多样性差异,结果表明两类品种在23个EST-SSR位点上的等位变异数目相等,另3个位点各存在一个等位位点的差异。乌龙茶品种遗传多样性指数（H）、多态性信息含量（PIC）和平均遗传距离(GD)均略高于绿茶品种。基于数学模型的聚类分析将供试品种分为两个亚类群,亚群A中67.9%的品种为乌龙茶适制品种;亚群B中71.0%的供试绿茶品种聚类其中。基于Nei’s遗传距离的聚类分析将供试品种分为3个类群,其中类群Ⅰ和Ⅱ中以乌龙茶品种为主,分别占聚类品种数的69.6%和66.7%;而类群Ⅲ中61.3%的供试绿茶品种聚类其中。多数品种按适制类型聚类,说明绿茶和乌龙茶品种间的遗传结构存在差异。但也有部分品种在不同的群体结构中呈穿插分布,推测与其适制类型划分的恰当性、地理来源和遗传背景有关。     

小麦矮秆种质系山农495矮秆基因的分子标记定位

为给新矮秆种质系山农495的利用提供依据,利用田间观察和室内赤霉酸鉴定与分子标记分析相结合的方法,进行矮秆性状的遗传分析和矮秆基因分子标记定位.结果表明,山农495的矮秆性状受位于4BS染色体上的1对隐性主效基因控制,且为赤霉酸不敏感型.在供试的1 589个SSR引物中,有2个基因组SSR引物(Gwm 113196、Wmc 511191)和1个EST-SSR引物(Dupw 23210)在优选小群体中能扩增出多态性谱带.利用BC1回交群体和F2群体进行连锁标记分析,Gwm 113196、Wmc 511191和Dupw 23210与山农495矮秆基因的连锁距离分别为3.9、5.2、21.6 cM和4.1、5.0、19.8 cM.     

千家寨不同海拔野生茶树的EST-SSR遗传多样性研究

利用5对EST-SSR引物对千家寨内7个海拔梯度的野生茶树居群进行遗传多样性和遗传结构的研究。在物种水平上,Shannon信息指数（I）和Nei基因多样性（He）分别为1.33和0.66,表现出很高的遗传多样性;千家寨不同海拔梯度上野生茶树居群的遗传多样性有差异,且随着海拔梯度的递增,居群的遗传多样性呈现出低—高—低的分布,并在海拔2β100βm处达到最大值;野生茶树居群间的基因流（N_m）为1.84,群体分化系数（F_st）为0.12,且基于AMOVA软件分析结果显示有16.32%的变异发生在居群间,表明野生茶树群体间属于中度分化,且大部分变异存在于居群内。野生茶树本身的遗传特性和不同海拔居群所处生境的异质性是其现有遗传格局的主要原因。     

胡椒EST-SSR标记的开发和应用

通过分析NCBI数据库中胡椒转录组数据,共得到unigene 23 524条,其中618条unigene中检测到643个EST-SSR位点,SSR发生频率为2.63%,平均分布距离为12.86 kb。在643个EST-SSR中,二、三核苷酸重复是主要重复类型,分别占27.84%和69.36%,其中(AG/CT)n、(AAG/CTT)n出现频率最高,(NNN/NNN)5类型占EST-SSR位点的42.90%。利用PRIMER3.0设计358对引物,随机合成45对引物,并选用其中11对扩增较好的多态性引物,对43份胡椒种质的遗传多样性进行初步检测,构建聚类分析树状图。结果说明,胡椒EST-SSR标记的开发是可行的,并能够有效的用于胡椒遗传分析研究,具有较高的应用价值。     

利用EST-SSR标记研究黄金茶群体遗传多样性及遗传分化

利用19对茶树EST-SSR引物对黄金茶群体的38个单株进行了遗传多样性和亲缘关系分析。19对引物共检测到等位位点37个,每个引物1~3个,平均1.95个;期望杂合度(He)在0.03~0.65之间,平均值0.32;观测杂合度(Ho)在0~0.97之间,平均值0.33;群体内的Shannon指数0.55。以上结果均说明黄金茶群体的遗传多样性较低。基于EST-SSR数据以SAHN邻接法对供试种质资源进行UPGMA遗传相似性聚类,并绘制树状聚类图,按相似系数0.77可将参试的38份种质资源分为六大类。根据不同单株间的相似系数可为黄金茶群体的遗传改良提供一定参考。同时,AMOVA分析表明,黄金茶群体的遗传变异21.77%发生在种群间,78.23%发生于单株间,不同区域的种群间基因流为1.80,这可以为黄金茶群体的保护提供一定理论依据。     

基于转录组测序的油梨 EST-SSR 引物开发

利用转录测序技术,开发油梨表达序列标签-简单重复序列（EST-SSRs）,为 SSR 标记在油梨种质资源鉴定、品种选育及遗传连锁图谱构建奠定基础。采用 Illumina 二代测序的技术,共获得 37 639 条无冗余的序列,对其进行 SSR搜索,共获得 6 419 条简单序列重复（SSR）。利用 Primer 3.0 软件设计 SSR 引物,并以 11 份油梨种质筛选多态性引物。基于转录组序列开发出的 EST-SSR 的分布频率为 17.05%。在油梨 EST-SSR 中,单核苷、二核苷和三核苷的重复占主导,占总数的 99.07%。单、二、三核苷酸重复单元分别占总 SSR 的 37.47%、31.80%和 29.80%;出现频率最高的二核苷酸重复基元是 AG/CT,占总数的 29.15%,出现最高的三核苷酸重复基元为 AAG/CTT,占 12.01%。随机选择 315 个SSR 位点合成引物,经 11 份油梨种质筛选鉴定,227 对引物可扩增获得产物,有效扩增率为 72.06%;其中 34 对引物表现出良好多态性,占有效引物的 12.78%,占总引物的 10.79%。在 34 对多态性引物中,每对引物扩增等位基因数 2~12个。利用高通量测序开发 SSR 引物有较好的实性,开发获得的 34 个具有多态性的油梨 SSR 标记可用于研究油梨及其相关近缘物种的遗传变异。