节节麦居群间的籽粒性状变异及相关性分析

为了给节节麦的遗传研究提供信息,对来自中东地区及中国陕西、河南及新疆的214份节节麦材料的籽粒性状的变异及相关性进行了分析。结果表明,中东地区和中国新疆的节节麦籽粒性状的变异系数均高于河南和陕西的节节麦;通过对四个地区节节麦籽粒的粒长、粒宽、粒厚和粒重的平均值做单因素方差分析及S-N-K多重比较,并对上述四个形态指标的平均值做聚类分析,结果显示,新疆节节麦单独聚为一类,中东地区、陕西和河南的节节麦聚为一类,其中河南和陕西的相似性更为一致。同时对四个地区节节麦籽粒的粒形(长、宽、厚)与其粒重进行了相关性分析,结果显示,中东地区和新疆节节麦粒重主要取决于其粒长,河南节节麦粒重则主要取决于其粒宽,而陕西节节麦粒重与其粒长呈负相关,主要取决于其粒宽和粒厚。     

不同谱系节节麦的杂种优势分析

节节麦含有丰富的优良基因,可用于小麦的品质改良和产量提高。为了揭示L1和L2谱系节节麦的遗传差异和杂种优势,对L1、L2谱系节节麦开展人工杂交,采用SSR分子标记鉴定杂种F1的真实性,对其花粉活力和F1减数分裂时染色体配对情况进行观察,并对其主要农艺性状进行了调查和统计分析。结果表明,长期的地理隔离使L1和L2谱系节节麦产生一定的遗传分化,但尚未形成生殖隔离。F1的花粉活力和同源染色体配对正常,绝大部分F1的中期同源染色体联会形成环状染色体,少数出现棒状染色体。对8个杂交组合的16个主要农艺性状的统计分析表明,L1、L2谱系节节麦的百粒重和分蘖数存在杂种优势,尤其是杂交组合AY26×AY46和XJ47×AY46,其百粒重(IH>143%,OPH>21%)和分蘖数(IH>187%,OPH>57%)存在显著的杂种优势。有望通过对这2个杂交组合的进一步深入研究,揭示节节麦杂种优势的分子机理,为其在小麦产量育种中的有效利用奠定基础。     

节节麦pbf基因的克隆、序列分析及原核表达

醇溶蛋白盒结合因子(prolamin-box binding factor,PBF)通过调控籽粒蛋白的表达效率进而影响面粉的加工品质。为给深入研究小麦籽粒PBF对籽粒蛋白质表达调控的分子基础提供参考依据,进而为小麦面粉加工品质的改良提供候选基因资源,利用特异引物组合pbfF1/pbf R1分别从两份节节麦(AS90、AS2386)中克隆出pbf基因后进行序列分析,并进一步构建pbf基因的原核表达体系。结果表明,从两份节节麦中克隆得到了2个不同类型的pbf基因(GenBank登录号分别为KJ544771和KJ544772),其中来源于AS2386的KJ544772与来源于普通六倍体小麦的1个pbf基因序列完全相同。推导的氨基酸序列分析表明,KJ544771和KJ544772所编码的蛋白质均为弱碱性的亲水蛋白,具有典型的DOF蛋白结构域。与其他远缘物种来源的PBF比对结果表明,该类蛋白在NLS核心、DOF结构域及Ser铰链区相对保守,而在C-端调控区变异较大,说明PBF蛋白具有种属特异性。同时,系统演化树显示,来源于节节麦AS2386的pbf基因与迄今已知的全部普通小麦的pbf基因具有高度的相似性,因此推测该种类型的节节麦很可能参与了最初的普通六倍体小麦的形成。此外,本研究成功构建了pbf基因的原核表达体系,可为后续功能验证的开展奠定基础。     

节节麦大穗大粒相关农艺性状的遗传分析

节节麦(Aegilops tauschii,DD)是六倍体普通小麦D基因组的祖先,其自然类群中含有丰富的抗逆、高产基因,利用其与四倍体硬粒小麦合成的六倍体小麦在现代小麦育种中得到了愈来愈多的应用。本课题在野生节节麦类群中发现了大穗、大粒材料AT462,利用其作母本与节节麦材料AT18(强分蘖)杂交;构建了F2、F3群体,通过调查亲本和群体单株的穗长、小穗数、粒长、粒宽和粒重等表型,对这些穗部性状进行了相关性分析和遗传分析。结果表明:(1)在F2和F3群体中,粒重、粒长与穗长之间不存在显著相关性,而且穗长与粒宽之间在两个群体中的平均相关系数绝对值小于0.1,粒重与小穗数之间的相关系数绝对值小于0.2,表明节节麦大粒相关性状不受穗长的影响,受小穗数影响也较小;(2)采用F2单世代分离分析的方法对节节麦AT462×AT18的F2群体大穗、大粒相关性状进行遗传分析,其中穗长受2对具有加性效应的主效基因控制;粒重和小穗数均同时受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,其中加性效应占主导地位;粒长、粒宽均受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,且三种效应较为均衡。这说明控制节节麦粒重、穗长、小穗数等产量性状相关基因的加性效应在遗传中占主导地位,在育种中较易利用,且其主效基因的遗传力达0.9。     

节节麦及人工合成多倍体中Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达研究

为了了解节节麦及人工合成多倍体的Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达情况，采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯跣胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，分析了4份节节麦及其在此基础上形成的人工合成多倍体高分子量走谷蛋白亚基(high—molecular-weight glutenin subunit,HMW-GS)的组成。研究结果表明，4份节节走AS60-1、AS60-2、AS77和AS2383在Glu—D1位点上出现了4种不同的亚基类型，分别为2 10、5 12、5 10和2．1 10；2份节节走人工加倍形成四倍体AS2390、AS2410的HMW—GS分别为2．1 10和5 10；3份节节麦-圆锥麦人工合成双二倍体RSP、SHW—L1及SHW—L2的HWM—GS分别为2^*、17 18、5 10；2^*、17 18、2 10和2 10。谷蛋白王基呈现了共显性遗传，表明节节麦高分子量谷蛋白基因能在人工多倍体情况下得到正常表达。本文还对利用节节麦优良基因的方式作了讨论。     

ISSR标记揭示我国向日葵列当群体的遗传多样性

向日葵列当是目前严重危害我国向日葵生产的寄生性种子植物。为了明确我国不同地区向日葵列当的亲缘关系,本试验利用ISSR标记对采自我国不同省份的96份向日葵列当样本进行了群体遗传多样性的研究。结果表明：从100条ISSR引物中筛选出多态性高、重复性好的12条引物用于群体遗传分析;以供试的列当DNA为模板,利用上述筛选到的引物进行PCR 扩增,共扩增出147 条带,其中90 条具有多态性,多态性条带的百分率为61.2%。不同地区采集的列当群体的Shannon信息指数和Nei′s多样性指数均随着群体样本数量的增加而增大,其中内蒙古地区和新疆地区向日葵列当的多态性相对较高,Shannon信息指数分别为0.5560和0.5067。遗传聚类结果表明6个不同省区的向日葵列当可被聚成两个亚组,其中山西、河北和陕西聚成一个亚组,吉林、新疆和内蒙古聚成另外一个亚组;河北和陕西来源的列当样本亲缘关系最近,而新疆与河北两地的列当样本亲缘关系最远。     

美丽鸡血藤种质资源遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术对来自广东、广西及海南3省的19个居群57份美丽鸡血藤种质及其易混淆的3份近似种种质的遗传多样性和亲缘关系进行研究,旨在为美丽鸡血藤种质资源的鉴定、保护和开发利用提供参考。结果表明：8条ISSR引物在美丽鸡血藤基因组中扩增条带共91条,其中多样性条带76条,占84.4％;Nei’s 基因多样性指数（H）和Shannon信息指数（I）分别为0.258 3和0.396 0,这表明美丽鸡血藤种质的多样性丰富;群体遗传分化系数（Gst）和基因流（Nm）分别为0.651 5和0.267 5,这表明居群间遗传分化明显,基因流水平偏低;聚类分析结果显示所有美丽鸡血藤种质主要分为2大类,亲缘关系与地理分布并不具有明显的一致性。4个近似种间的遗传距离为0.235 2~0.416 2,其中以广东鸡血藤与美丽鸡血藤的亲缘关系最近,筛选出的4条ISSR引物能对这4个物种进行有效区分,可用于物种的鉴别分析。     

橡胶树抗寒种质遗传多样性分析

应用RAPD和ISSR技术对20份橡胶树抗寒种质进行遗传多样性分析。结果表明，16个RAPD引物和12个ISSR引物分别扩增出条带113和101条，多态性条带指数(PPB)分别为61.1%和63.4%。据Nei-Li相似系数，ISSR标记在相似系数约0.74处，可将20份材料分为野生种质和栽培种质两大类；RAPD标记在相似系数约0.70处，也可将供试材料分为野生种质和栽培种质两类，但只有XJ002420为野生种质。对2种标记的分析结果进行相关分析，结果表明，RAPD和ISSR所检测的遗传相似系数呈极显著正相关，相关系数为0.672。以上结论表明，RAPD和ISSR标记可用于橡胶树种质资源的遗传多样性研究，但鉴于ISSR较RAPD有更强的多态性检出能力，ISSR技术应作为遗传多样性研究的首选单引物标记。     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的穗发芽抗性研究

为了发掘来自节节麦的抗穗发芽基因资源,利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦栽培种(Triticum durum L cv. Langdon,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegilops tauschii Cosson.,2n=2x=14,DD)杂交,经染色体天然加倍合成了4份新六倍体小麦SHW-Z1、 SHW-Z2、 SHW-Z3和SHW-Z4 (Triticum aestivum L.,2n=6x=42,AABBDD).通过对这4份材料不同灌浆期的不同发芽处理研究表明,节节麦抗穗发芽特性得到表达,4份材料平均穗发芽率分别仅为1.75%,0.31%,1.09%和0.17%.与穗发芽抗性极强的合成六倍体小麦RSP相比,亲本为节节麦As65的合成小麦SHW-Z2和SHW-Z4具有更强的穗发芽抗性.4份合成六倍体小麦抗穗发芽的因素主要来自穗部与种子的抑制,颖壳内含物的化学抑制作用较弱.     

江苏主栽小麦品种遗传多样性的SSR分析

为了从分子水平上明确江苏省小麦品种资源的遗传多样性水平,选用138对微卫星分子标记(SSR)对江苏省近40年来的90份主栽小麦品种的遗传多样性进行研究。结果表明,在90份主栽品种中,138个SSR位点共检测到542个等位变异,平均每个位点有3.93个等位变异,变化范围2~11;多态性信息含量(PIC值)变化范围为0.032 6~0.824 5,平均为0.415 1;基因组的平均等位变异及PIC值均为BAD;对90个品种按照所应用的麦区可分为淮北麦区品种(45个)和淮南麦区品种(45个),淮北麦区品种平均PIC值为0.428 7,淮南麦区品种平均PIC值为0.356 6,淮南麦区品种基因多样性和PIC值显著低于淮北麦区,并且不同时期淮北和淮南麦区品种的遗传多样性也存在不同的变化趋势。     

利用ISSR和EST-SSR标记分析茶树遗传多样性的比较

为了比较EST-SSR和ISSR 2种标记在茶树遗传多样性分析上的适用性,应用这2种技术分析了33份茶树资源的遗传多样性.12个ISSR引物共扩增出248条谱带,多态性比率为91.94%,平均多态信息量(PIC)为0.318.30对EST-SSR引物每个位点平均等位基因数为4.9个,平均多态信息量(PIC)为0.499.2种标记都能揭示茶树资源较高的遗传多样性,但从信息量上比较,ISSR标记比EST-SSR标记有较高的分析效率.ISSR和EST-SSR揭示的茶树遗传相似系数分别为0.709和0.734,二者接近.聚类分析表明二者有一定差异,遗传相似系数矩阵相关性分析结果表明2种标记间存在一定的正相关性(r=0.817,P<0.01).因此,这2种标记均可适用于茶树遗传多样性分析.     

广东地区野生狗牙根遗传多样性的ISSR分析

应用ISSR标记,对广东地区30份野生狗牙根进行遗传多样性研究。从50个ISSR引物中筛选出15个多态性明显、反应稳定的引物,共扩增出151条谱带,平均每个引物能扩增出10.07条带,其中多态性条带总数为142条,多态性条带比率达93.7%。材料间遗传相似系数GS=0.58278～0.92715。基于遗传相似系数,利用UPGMA聚类分析表明,供试材料可聚为4类。POPGENE分析软件结果表明,平均Shannon信息指数I=0.5689,平均Nei's基因多样性h=0.3813,每位点平均有效等位基因数ne=1.6196。     

利用ISSR技术分析禾谷镰孢菌群体遗传多样性的研究

采用ISSR标记对采自我国11个省的玉米茎腐病相关禾谷镰孢的遗传多样性进行分析。利用筛选出的14个ISSR引物对供试的115株禾谷镰孢菌株进行扩增,共获得63条扩增清晰、重复性高的条带,其中多态性条带为60条,占95.2%。扩增条带分子量为150～2000bp,平均每个引物扩增出4.5条带。遗传多样性分析表明,在地理种群水平上,基因多样性指数在0～0.2919之间,平均为0.1591;Shannon‘s多样性指数在0～0.4252之间,平均为0.2360,表明不同地理种群间存在一定的遗传变异。多样性指数、等位基因数的增大与各种群内样本数量增加有关。遗传相似性分析证明,山东省种群与河南省种群间的遗传相似性最高,内蒙古种群与河北省种群间遗传相似性最低。在相似性系数为0.682时,可将115个菌株区分为2个聚类组,各组下又可分为3个亚组,分组结果与菌株的地理来源有一定相关性,表明禾谷镰孢的遗传分化与生态地理有关。     

新疆伊犁地区小麦条锈菌群体遗传结构分析

新疆伊犁地区是小麦条锈病的常发区和重发区，其年平均发生面积超过100×10⁴ hm²以上。为明确新疆伊犁地区小麦条锈菌群体的遗传结构，2021年，从新疆伊犁地区的新源县、巩留县、察布查尔县和伊宁县共采集到320份小麦条锈菌标样，利用16对小麦条锈菌SSR引物进行了群体遗传研究。结果表明，新疆伊犁地区条锈菌群体遗传多样性水平较高，群体间存在一定的遗传分化。群体间遗传变异仅占总变异的12%，群体内遗传变异占88%，不同群体间存在频繁的菌源交流，其中察布查尔县与新源县群体菌源交流最为频繁（N_m=4.717）。     

应用ISSR标记分析12份臂形草种质的遗传差异

选用17条ISSR引物分析12份臂形草种质遗传差异,结果表明:臂形草种质问的多态性高,17条引物产生了286条DNA片段,其中280条具有多态性,多态性比率高达97.90%;每个引物可扩增出6～23条DNA片段,平均16.8条,种质问遗传相似系数变化范围为0.486～0.968,平均值为0.681;通过聚类分析可将12份臂形草种质分为两类:一类为巴拉草和湿生臂形草,其余品种则聚为另一类.     

割手密种质资源遗传多样性的ISSR分析

为探讨国内割手密种质资源的遗传多样性,本研究采用ISSR分子标记对采自8省的52份割手密种质资源进行了分析。结果表明,22条ISSR引物共扩增出127条条带,其中多态性条带121条,多态率达95.3%。材料间遗传相似系数GS在0.60~0.91之间。UPGMA聚类分析结果表明:在遗传相似系数0.72时52份材料可分为4大类;ISSR分析结果显示,割手密遗传多样性丰富,可以用ISSR对割手密进行分子水平的鉴定和遗传多样性研究。     

120份小桐子种质的分子遗传多样性分析

应用32条ISSR引物对13个自然居群的小桐子(Jatropha curcas Linnaeus)共120个个体进行遗传多样性分析.结果表明:(1)小桐子的遗传多样性水平很高.在物种水平上,平均每个位点的多态位点百分率PPB=90.68%,有效等位基因数Ne=1.4005,Nei遗传多样性He=0.2430,Shannon多态信息指数Ho=0.3743;在居群水平上,PPB=69.64%,Ne=1.1138,He=0.1098,Ho=0.163 3.(2)居群间的遗传分化低于居群内的遗传分化.居群间遗传多样性分化系数Gst=0.4718,居群间遗传分化占总遗传变异的47.18%,居群内的遗传变异为52.82%,基因流Nm=0.5598.导致居群内高的遗传变异水平原因主要是有限的基因流和遗传漂变.根据Nei遗传多样性分析和主成分分析结果,居群间的地理距离与遗传一致度不存在相关性.