基于GBS简化基因组测序的不同黄芪种质资源遗传多样性分析

黄芪(Astragalus membranaceus)生态种植分布广、种质资源丰富,但有关不同黄芪种质间遗传多样性研究还比较少。本研究采用GBS简化基因组测序技术对来自8个省份的80份黄芪种质资源进行测序获得10 860个SNP标记,基于10 860个SNP标记进行遗传多样性分析、群体结构分析、主成分分析以及聚类分析。结果显示SNP位点变异数为2～4个,主要以转换为主;SNP标记的平均遗传多样性为0.16,平均多态性信息PIC为0.14,表明80份种质资源间遗传多样性较低。80份种质资源被分为2个亚群,分群结果显示分群类别与黄芪种质地理来源关系不大,但2个亚群遗传背景差异大,能为今后黄芪选育、种质开发与利用奠定基础。     

新疆、甘肃黍稷资源的遗传多样性与群体遗传结构研究

新疆、甘肃是我国古代丝绸之路的必经之地,同时也是黍稷的主要种植区。研究该地区黍稷种质资源的遗传多样性和群体遗传结构,对于开展黍稷起源进化研究,明确黍稷传播路径具有重要的意义。本研究利用103对SSR标记对来自新疆、甘肃的216份黍稷资源进行了遗传多样性分析,共检测到299个等位基因,平均每个位点产生2.9个等位基因,平均Shannon’s指数为0.7360,平均观测杂合度为0.6298,平均期望杂合度为0.5497,多态性信息含量指数为0.0688～0.7786,均值0.4714,具有中度多态性。216份黍稷资源的近交系数为0.5870,遗传分化系数为0.0383,遗传分化程度很小。甘肃资源的等位基因数、Shannon-Weaver多样性指数、Nei’s期望杂合度和PIC值分别为2.8252、0.7347、0.4501和0.4674,其遗传参数值均大于新疆资源,表明甘肃种质资源的遗传多样性较新疆更丰富。基于遗传距离的聚类分析将216份黍稷资源分为5个类群,类群I～IV共包含7份黍稷资源,与别的资源遗传关系较远; 96%的资源集中于类群V,在遗传距离为0.38处,类群V又分为4个亚群,亚群A和亚群D主要包含甘肃资源,亚群B和亚群C主要包含新疆资源,表明新疆与甘肃资源有明显分离和相互渗透现象。聚类分析与群体遗传结构分析结果相似,均与生态地理分布相关。     

利用 SNP 标记划分玉米地方种质杂种优势类群

利用 1021 个 SNP 标记对 20 份参照物和 100 份地方种质资源的基因型进行分析,结果表明,1021 个 SNP 标记在供试材料中的平均多态性信息含量（PIC）为 0.295,杂合率在 0~29.3% 之间,平均杂合率为 2.5% ;缺失率在 0~19.4% 之间,平均缺失率为 1.7%。120 份地方种质间遗传距离变化范围为 0.453~0.653。根据遗传距离信息,通过 NJ 聚类分析,将供试的 120份地方种质划分为 7 个杂种优势群,划群结果和系谱来源具有较好的一致性,100 份河南地方种质全部聚为一类,被划分为黄源群,表明来自河南的地方种质遗传背景相同,亲缘关系较近,纯合度较高。其中遗传距离最小的 2 个地方种质资源是短腿玉米和黄马牙,纯合度较高,遗传关系最近,遗传距离为 0.010。研究结果可作为杂优模式的选择依据。     

陆地棉种质资源遗传多样性分析及初级核心种质构建

旨在评价陆地棉种质资源的遗传多样性和筛选代表性种质,为科学评价和高效利用陆地棉种质资源提供理论依据。基于367份陆地棉种质的SNP标记及其中353份种质的表型数据分别分析其遗传多样性、构建系统进化树及初级核心种质,并对初级核心种质的构建效果进行评价。结果显示,原始陆地棉群体SNP位点多态性信息含量为0.24,各表型性状的遗传多样性指数均接近或大于2.00,与前人研究结果相近。基于SNP标记可以将供试群体划分为3个类群,构建了73份基因型初级核心种质,初级核心种质的Nei′s遗传多样性指数、多态性信息含量等指标数值大于原始种质。基于表型数据可将供试群体划分为3个类群,各性状均值呈第Ⅰ类群最小、第Ⅱ类群居中、第Ⅲ类群最大的趋势。构建了含70份材料的表型初级核心种质,各性状均值较原始种质的差异均不显著,极差、遗传多样性指数与原始种质相近,变异系数均高于原始种质。基于SNP标记构建的初级核心种质和基于表型数据构建的初级核心种质有15份重合,这些种质多为基因型第Ⅱ类群和表型第Ⅱ类群。以上结果表明,陆地棉种质资源基因型遗传多样性较低,但表型变异丰富、遗传多样性较高。本研究构建的基因型和表型初级核心...     

基于SLAF-seq技术连翘SNP分子标记开发及遗传多样性分析

连翘(Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl)是一种极具开发价值的药用植物,本研究利用特异性位点扩增片段测序技术对39份连翘种质资源进行了分子标记开发,通过测序共获得112.28 Mb reads数据,各样本reads数据在1 324 860～5 911 565之间,样本平均测序质量值Q30为96.29%;平均GC含量为36.97%。通过生物信息学分析,本研究获得535 357个SLAF标签,样本的平均测序深度为16.20倍,其中多态性的SLAF标签共有262 297个,开发获得1 809 741个SNP标记。利用开发的SNP分子标记将39份连翘种质资源分为4组,连翘SNP分子标记的研究可为连翘种质资源鉴定和遗传多样性分析提供理论基础。     

基于SRAP分子标记分析彩色马铃薯品种间遗传关系

采用SRAP标记对收集的24份彩色马铃薯种质资源遗传多样性进行分析,探讨其遗传多样性及种质间亲缘关系,以期为彩色马铃薯种质资源高效利用及新品种选育奠定基础。结果表明,14对SRAP多态性引物共检测到74个多态性位点,多态性信息量(PIC)均值为0.87,有效等位基因数(Ne)均值为1.61,Nei’s遗传多样度(H)均值为0.36,Shannon信息指数(I)均值为0.54。24份彩色马铃薯种质间遗传相似系数介于0.45～0.78之间,均值为0.61,表明供试海雀稗种质间存在较大遗传差异。聚类分析显示,当GS=0.61时24份彩色马铃薯种质被划分为四大类群。主成分分析发现,Ⅲ、Ⅳ类群间有重叠现象,说明它们之间亲缘关系较近。24份彩色马铃薯种质具有较丰富的遗传多样性,可通过进一步研究应用于新品种选育。     

利用SNP芯片解析油菜杂交种丰油10号的遗传基础

为解析高产稳产油菜品种丰油10号的分子遗传学基础,利用油菜60K SNP芯片对丰油10号及包括其2个亲本在内的20份骨干亲本系进行了基因型分析。结果表明：20份骨干亲本系间的遗传距离变幅为0.123~0.463,平均为0.348。丰油10号母本22A和父本P087-2间遗传距离为0.375,高于平均遗传距离。聚类分析将20份骨干亲本系划分为4个类群,其中母本22A归在类群Ⅰ,父本P087-2归在类群Ⅳ。基因组比较发现杂交种丰油10号与母本22A的相似性比例为64.77%,与父本P087-2的相似性比例为62.89%,其中有30.78%的基因组杂合区段来源于双亲不同基因型间的组合。同时发现丰油10号与父母本在19条染色体上的多态性比例存在比较大的差异。该研究为后续油菜品种的选育提供理论指导。     

一种基于PCR的水稻SNP标记检测方法

旨在找到一种简便的SNP检测方法用于水稻种性鉴定及遗传多样性分析,本研究以245份长江中下游主推杂交水稻品种及亲本为研究材料,从1319个SNP位点中筛选出124对多态性高的位点,建立SNP的高效检测体系。选用其中的1个标记sf0141821553和SSR的标记RM7120来检测水稻的纯度,分别利用Caps-AccI标记和SNP-sf0601764762扩增亲本及杂交后代Wx的基因型,两者结果完全一致。用124对位点对245份杂交水稻进行遗传多样性分析,聚类分析显示,245个品种间的遗传相似系数在0.64~0.97之间。以遗传相似系数0.64为阈值,可以将245个水稻品种分为2个类群,这2个类群分别在遗传相似系数为0.712和0.667处又可以分为2个亚群。结果表明材料间存在明显的群体结构,能精确区分待测品种的基因型以及品种间的遗传差异。利用聚丙烯酰胺凝胶电泳来实现SNP标记的检测,方法简便且不需要大型仪器设备和昂贵的试剂,便于实验室开展水稻品种的鉴定工作。     

基于GBS测序的不同来源菊花种质遗传结构分析

菊花(Chrysanthemum morflorium)是中国十大传统名花,也是世界四大切花之一,观赏和经济价值极高。本研究基于单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)检测,对菊花种质资源进行基因分型测序(genotyping-by-sequencing, GBS)来研究菊花的群体遗传结构和亲缘关系。以分别来自中国、日本和荷兰的136份菊花为材料,通过DNA提取、文库构建、测序、酶切后比对到参考基因组,然后进行SNP检测,对进化树、主成分和群体遗传结构进行分析。本研究共得到有效数据183.877 Gb,每个样本所得tag数均大于294 000;有效测序数据的reads数比对到参考基因组上的reads数的比对率在82.95%～94.61%之间,每个样本的平均测序深度在9.68～15.11之间。进化树构建结果发现136份菊花可被分为2个类群,不同来源的菊花主要聚集在不同的类群上,主成分分析和群体遗传结构结果与此结果一致。通过本研究可以明确不同来源的菊花品种的遗传背景和亲缘关系,对菊花优良种质的挖掘和育种效率的提高具有重要意义。     

四种天麻基于SLAF测序的SNP标记开发与分析

为了分析天麻种质资源的遗传多样性及其进化关系,开发特异性SNP(Singlenucleotidepolymorphism)标记位点。实验通过对4种不同种或不同产地的同种天麻共28个样品进行SLAF测序,首次在天麻种质资源中得到SLAF标签并开发SNP标记,通过De nove测序技术,构建SLAF文库,利用GATK和SAMTOOLS技术开发SNP标记。共获得75.95 M高质量的reads数据,471001个SLAF标签,其中多态性SLAF标签19675个,并开发出60238个群体SNP。对SNP标记的分析的结果表明,作为主要栽培种的天麻(W)由于长时间的人工培育,也许使得其遗传进化体系与其他的天麻种质资源存在较大差异。另外,所有样品中SNP标记的杂合率普遍高于20%,突出了天麻这一物种广泛的杂合性。而且,利用简化基因组测序技术SLAF-seq可以高效地、低成本地开发出大量的可用于群体遗传结构分析的SNP标记。     

基于SNP标记的二倍体芋种质群体结构和遗传多样性分析

为评价国内外二倍体芋种质资源的群体结构和遗传多样性,本研究选取来自国内和东南亚的69份二倍体芋种质资源,利用扩增片段长度测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)技术开发SNP标记;基于这些高质量的SNP标记,进行了群体结构、系统进化树、主成分和遗传多样性分析。结果显示,经筛选共获得了27 121个高质量SNP标记;将69份芋种质分为5个群,与形态分类的结果一致。其中,野芋和匍匐茎魁芋的遗传关系较近,槟榔芋与花用芋遗传关系较近;野芋遗传多样性最高(Nei氏遗传多样性指数H=0.246,核苷酸多样性指数π=0.260),而槟榔芋的遗传多样性最低(H=0.127,π=0.118);5种形态类型的二倍体芋遗传分化明显(Fst=0.109～0.422),能够解释67.1%的遗传变异;而地理分布对芋种质资源的遗传变异贡献仅为18.5%。本研究为芋种质资源鉴定、保存和遗传育种提供理论基础。     

基于SLAF-seq技术的闽楠SNP标记开发及遗传多样性分析

利用简化基因组测序技术SLAF-seq,对广泛分布在长江以南地区8个省份的33份闽楠种质进行SNP标记开发、指纹图谱构建和遗传多样性分析。本研究对各样品的测序数据进行统计,共获得107.52 Mb Clean Reads数据,每个样品的SNP标记数目介于309 012～540 030之间,样本平均测序质量值Q30为93.78%,平均GC含量为40.90%。共获得1 072 115个SLAF标签,其中多态性SLAF标签275 389个。通过序列分析,获得121 352个有效的单核苷酸多态性标记(SNP);经过指纹图谱严格的过滤条件,筛选出3 452个SNP位点作为指纹图谱SNP。利用开发的SNP分子标记,将33份闽楠种质资源分为3个亚群,这3个亚群分别包含材料为Q1:17个,Q2:11个,Q3:5个。通过进一步过滤,获得270个核心SNP标记作为指纹图谱的核心标记,可用于品种种质的鉴定。研究结果表明,简化基因组测序技术SLAF-seq能高效、低廉地开发出大量SNP标记,是一种适用于闽楠种质资源遗传分析的有效工具;利用筛选出的核心SNP分子标记构建闽楠DNA指纹图谱,为SNP分子标记应用于闽楠种质鉴定、闽楠品种改良与优质品种选育提供依据,也有利于闽楠种质的高效利用及杂种优势群的建立。     

贵定鸟王种茶树资源农艺性状和品质性状多样性分析

为了挖掘贵定鸟王群体种中的优良资源,本研究对已保存的13份贵定鸟王种茶树品系资源就18个农艺性状和14个品质性状进行了遗传多样性分析和资源评价。研究结果表明:贵定鸟王群体种农艺性状存在一定的遗传变异,多样性指数均值为0.68;品质性状存在丰富的遗传变异,变异系数均值为22.37%,多样性指数均值为1.69;聚类分析将研究材料分为三大类群,第一类群红绿茶兼制,第二、三类群适制绿茶;并筛选出高水浸出物资源8份,高氨基酸资源5份,低酚氨比资源3份,高EGCG资源1份。     

基于表型性状和EST-SSR分子标记的参薯种质资源遗传多样性分析

为明确中国南方8个省份收集的42份参薯栽培种的遗传背景,本研究利用表型性状和EST-SSR标记分析该种质资源群体的遗传多样性。结果表明,11个表型性状的变异系数区间为9.52%～80.95%。根据11个表型性状,对42份参薯种质资源进行聚类分析,发现这些种质资源可被分为两个主要类群。此外,利用83对EST-SSR引物共筛出56对具有多态性,共扩增到117个条带,其中102个为等位变异位点,每对引物检测出的多态性位点为1～4个,每个引物平均多态性位点为1.82个。采用NTSYS-pc 2.10对EST-SSR标记扩增位点获得的基因型数据进行分析,发现42份样品遗传相似性系数介于0.367 3～0.935 1之间,平均值为0.651 2,当遗传相似性系数为0.674 0时,可将42份样品划分为三大类。本研究结果说明中国南方参薯具有较丰富的遗传多样性,为进一步的特异种质资源的筛选提供理论依据。     

基于SLAF-Seq技术的广金钱草SNP位点开发及遗传分析

为分析不同来源广金钱草的遗传关系,本研究利用SLAF-seq技术对来自广东、广西、海南的20份广金钱草样品进行测序,共获得SLAF标签322 360个,鉴定到72 395个多态性SLAF标签。进行过滤后开发得到SNP多态标记220 704个,分析得到94 505个高一致性的群体SNP。通过对20份不同来源的广金钱草个体完成系统进化树、群体结构分析,结果表明,20份广金钱草来源于同一祖先,但由于地理隔离的影响使得个体间发生了遗传分化。通过系统进化树分析发现分布在广东、广西及海南琼中、屯昌的广金钱草具有较近的亲缘关系。研究结果为种质保护和遗传改良提供参考。     

95份南瓜种质资源亲缘关系的SSR分析

为研究95份南瓜资源的遗传关系,提高南瓜育种效率,应用150对简单重复序列(SSR)标记及聚类分析方法对95份核心资源进行遗传多样性分析。结果显示,有32对引物能够在不同南瓜种质间扩增出清晰而稳定的多态性标记。利用MEGA 4.0统计软件中UPGMA聚类分析,95份南瓜的平均遗传距离为0.583,最大为0.9412,最小为0;分支总长度SBL=10.3384。在分支距离为0.39时,32对SSR引物可以将95份资源可以分为3个类群。第Ⅰ类群,主要为印度南瓜,第Ⅱ类群为中国南瓜,第Ⅲ类群71号为美洲南瓜。本研究为种质资源的鉴定评价,优良种质的挖掘以及品种选育提供了参考。     

灰木莲种质资源遗传多样性的SSR分析

为探索灰木莲种质资源的遗传多样性,利用SSR分子标记技术,对越南灰木莲13个种源的遗传多样性分析。结果表明:8对SSR引物在13个种源中共检测到133个等位基因,平均每个引物扩增16.63个观测等位基因和5.47个有效等位基因,平均观测杂合度、平均期望杂合度、Shannon's信息指数和Nei's遗传多样性指数分别为0.64、0.71、1.86和0.74。各种源内的有效等位基因数平均为5.47,平均观测杂合度、平均期望杂合度分别为0.60和0.42,13个种源的Shannon's信息指数变化范围为1.41~1.80,Nei's遗传多样性指数的变化范围为0.59~0.75,各种源间的遗传多态性水平存在明显差异。种源间的遗传一致度均值为0.834,变化范围为0.655~0.967;遗传距离均值为0.194,变化范围为0.034~0.423。聚类分析表明,13个种源在遗传距离0.16处可聚为4个类群,种源LC5与其他种源间的亲缘关系较远,在分子遗传水平上的分类结果与其材料来源分类的结果并不完全一致,种源间的遗传距离与地理距离不存在显著的相关性。综上,灰木莲种质资源具有丰富的遗传多样性。     

基于SLAF-seq的葡萄种质遗传关系分析

为探明部分系谱不明的葡萄种质的遗传背景,利用简化基因组测序技术对23份鲜食葡萄种质进行遗传关系分析。共获得25.96 Gb高质量数据,开发了715 776个SLAF标签,505 092个多态性SLAF标签。基于456 776个高一致性的SNP,分析和构建了23个葡萄种质的系统发育树。通过SNP聚类分析,23个葡萄种质聚为3大类。其中,同一种质的衍生品种、具有亲子代关系的品种及姊妹系品种各聚合在一类,血缘关系相近的欧亚种和欧美种聚合在一类。研究表明,简化基因组测序技术可以高效地开发出SNP标记、准确分析遗传关系。本研究通过SNP聚类分析为2份遗传背景不明的种质找到了亲缘关系最近的葡萄品种,为葡萄种质鉴定、资源保护和高效育种提供参考依据。     

油橄榄(Olea europaea L.)核心SNP位点筛选与评价

本研究基于前期对57份油橄榄种质资源的全基因组GBS-SNP分型结果开展核心SNP位点的筛选。统计分析73482个GPS-SNP位点发现,有68030个(92.58%)SNP位点的检出率达到100%,33979个(46.2%)位点的最小等位基因频率≥0.2,29647个(40.35%)位点的杂合率为0,其中同时符合上述3个条件(检出率=100%,最小等位基因频率≥0.2,杂合率=0)的位点有14125个(19.2%),其位置覆盖全基因组,既分布于基因区也位于基因间区,与73482个SNP位点的分布高度一致(R=0.997),多态信息量平均为0.43(0.33~0.67)。进一步以14125个SNP位点信息为依据,计算57个油橄榄品种间的遗传距离,并与基于全部位点(73482个SNPs)信息获得的对应品种间的遗传距离作比较,结果显示两者呈极显著的相关性(R=0.9),表明这些SNP位点具有多态性好、代表性广、可靠性高的特点,可作为油橄榄的核心SNP位点,适用于油橄榄品种鉴定、种质评价、基因定位和分子辅助育种。本研究对核心SNP位点在油橄榄品种鉴定中的具体应用进行了探讨,并指出至少需要11个核心SNP位点组合才能实现对57个油橄榄品种的完全区分。     

山西芝麻种质资源遗传多样性分析

为了解山西芝麻种质资源遗传多样性,本研究对189份山西芝麻种质资源的10个质量性状和8个数量性状进行遗传多样性分析和聚类分析。结果表明：189份山西芝麻种质资源的表型性状存在较大的遗传差异,质量性状以主茎茸毛量的遗传多样性指数最高,为1.15,以蒴果棱数的变异系数最高,为63.88%;数量性状以节间长度的遗传多样性指数最高,为2.09,以单株产量的变异系数最高,为47.66%;通过聚类分析,将189份山西芝麻种质资源分为4个类群,类群Ⅰ可作为选育八棱、高秆品种的亲本材料,类群Ⅱ为矮秆、短节间特异材料,类群Ⅲ为高产选育目标材料,综合性状较好,可直接作为优异亲本加以利用,类群Ⅳ包含一批单花、高产特异材料。