农业生物技术在水稻种子纯度鉴定中的应用

【研究目的】为了选择直观、准确、可靠、经济可行和易于操作的水稻种子纯度鉴定技术;【方法】分析和总结了电泳鉴定法、DNA分子标记鉴定法和叶色标记技术鉴定水稻种子纯度的研究进展及应用概况;【结论】作者认为电泳鉴定法及DNA分子标记鉴定法只能获得杂交水稻杂种纯度的基本数据,不具备有效排除假杂种的功能,也不可能采取后补救措施解决因纯度低而造成的产量损失。白化转绿型叶色标记技术运用在杂交水稻上,将结束传统种子纯度的检测方法,引发种子纯度检测的革命,具有极其广阔的市场前景。     

叶色标记技术在杂交水稻种子生产中的应用

概述了田间种植鉴定、同工酶电泳鉴定、DNA分子标记鉴定三种纯度鉴定技术的优点和不足，介绍了提高和鉴定杂交水稻种子纯度的新技术－叶色标记技术。     

DNA分子标记技术在农作物种子质量检验中的应用

种子质量是农业生产中的重要元素,它包括种子真实性和品种纯度2个方面。目前检测种子质量大致主要有3种方法：大田鉴定法,生化标记鉴定法和DNA分子标记鉴定法。大田鉴定法和生化标记鉴定法在实践过程中存在着一些无法解决的问题,使得它们的应用受到一定的局限性。DNA分子标记技术是随着分子生物学的发展而发展起来的一种新型的鉴定方法。它具有简便、快速、准确的特点,弥补上述2种传统鉴定法的缺点。本文对几种生产中常用的DNA分子标记技术根据其特点进行了分类,介绍了每种标记方法的基本概念,基本原理,并对其应用过程中优缺点进行了简要概括;主要就每种标记技术在种子真实性和品种纯度检测应用方面对前人的研究进行了详细综述;列举了理想的作物种子真实性和品种纯度鉴定方法应该满足的基本要求。DNA分子标记技术在农作物种子真实性和品种纯度鉴定方面存在的问题主要是,目前还没有建立专门针对杂交种纯度检测的分子标记,这也制约了分子标记应用的普遍性。DNA分子标记技术与大田鉴定法和生化标记鉴定法相比具有独特之处,故在农作物种子真实性和品种纯度检验中成为首选的方法。但是其更为广阔的应用前景还有赖于DNA分子标记技术的进一步发展。     

应用SSR技术对西瓜种子进行品种纯度鉴定的研究

本试验以4个西瓜杂交种和8个亲本为试验材料,建立了西瓜单粒干种子DNA快速提取方法,筛选出了能够区分4个杂交种与双亲,并具有互补带型的SSR引物,建立了适于SSR分子标记检测西瓜种子品种纯度的反应体系。试验结果证明,这套检测技术体系可用于西瓜杂交种品种纯度室内快速鉴定,从而为SSR分子标记技术在西瓜种子纯度鉴定中的应用和推广打下了坚实的基础。     

SSR分子标记技术在杂交油菜种子纯度鉴定中的应用初探

采用形态学方法和SSR分子标记技术，对甘蓝型杂交油菜贵杂4号及其亲本进行杂种性状表现、DNA指纹图谱和种子纯度的研究结果表明：田间形态学观测结果杂种性状表现亲子间存在明显亲子关系和母本效应，利用作物的这一共性特点可对作物种子真实性和纯度进行鉴定；采用SSR分析从100对SSR引物中筛选出5对多态性很强且极易识别的特殊引物，通过这5对特殊引物的指纹组合构建了贵杂4号及其亲本的DNA指纹图谱；利用遗传决定的蛋白质组分不受环境影响和其在组分上的差异性反映的是基因型的原理，通过特殊引物组合对种子的扩增图，可快速有效的对种子真实性和纯度进行鉴定。     

利用SSR鉴定水稻杂交种子纯度的研究

为发展DNA标记技术在种子纯度鉴定上的应用，对12个目前在生产上大面积推广的水稻杂交种进行了SSR纯度鉴定。筛选出一批在常用亲本上具有较高多态性的SSR引物，并与田间纯度鉴定结果进行比较研究。结果表明：SSR鉴定的平均纯度与田间鉴定结果无显著差异，SSR可以用于杂交水稻种子纯度鉴定。     

缺乏亲本材料条件下鉴定杂交水稻种子纯度的研究

通过直接利用杂交水稻种子筛选SSR标记，进行种子纯度鉴定。结果表明，采用10粒杂交种子的DNA建立DNA池用于引物的筛选，可以有效地避免采用单粒杂交种子时，因假杂种可能造成的干扰。该方法克服了已有的DNA分子标记在鉴定种子纯度技术中对亲本材料的依赖，实现了即使在经销商不愿或无法提供亲本材料时也可以进行杂交种子纯度鉴定。此外，本方法还缩短了鉴定时间，并节约了鉴定费用。     

SSR标记技术在种子纯度鉴定中的研究进展

种子纯度在种子生产中的地位日益提高,以往的形态鉴定等方法难以满足种子强度鉴定的要求。分子标记技术越来越多地被应用到种子纯度鉴定中。本文介绍了SSR分子标记技术的基本原理和特点,简要叙述了SSR标记技术在农作物种子纯度鉴定上的研究进展,并就其在杂交种纯度方面的应用潜力进行了探讨。     

SSR分子标记在棉花遗传育种中的应用及进展

SSR（Simple Sequence Repeat）是在PCR（Polymerase Chain Reaction）基础上发展起来的一种新的分子标记技术,具有高度多态、共显性、保守性、且仅需少量的DNA、操作简便、重复性好、稳定可靠等优点,在动物、植物、微生物等研究领域中得到了广泛应用。简述了SSR分子标记技术在棉花上的DNA提取方法、引物开发、PCR反应体系、扩增后检测方法优化上的进展及其在棉花遗传育种中的遗传图谱的构建、遗传多样性的鉴定、功能基因和QTLs的定位、标记辅助育种和品种、杂种、突变体、亲缘关系的鉴定及种子纯度的检测方面的应用情况,从而为相关工作者在这方面的研究提供参考。     

DNA分子标记在作物杂交种纯度鉴定中的应用

作物杂交种的纯度鉴定是实现植物新品种保护及种子商品化生产的关键技术环节,对农业生产的经济效益和社会效益具有重要影响。本文全面的归纳了近年来DNA分子标记技术在作物杂交种纯度鉴定中应用,并具体分析了RAPD、SSR、AFLP、SARP、In Del和SNP等分子标记技术在杂交种纯度鉴定中的特点,显示其在作物杂交种的纯度检测上的广阔应用前景。     

分子标记技术在农作物品种鉴定上的研究进展及未来展望

概述了以AFLP、ISSR、SRAP以及SSR 等4 种主要的分子标记技术在农作物品种鉴定上的研究进展,提出了SSR将是未来利用分子标记技术鉴定品种纯度以及品种DUS测试的首选分子标记技术。同时介绍了在快速鉴定品种纯度上的研究进展,并预测未来利用互联网技术将分子标记指纹图谱和农作物品种形态学特征相结合实现品种快速检索、不同品种之间数字指纹比对以及比对信息快速输出以实现品种的快速鉴定,实现在农作物任何生长期均可达到快速鉴定品种纯度和真实性的目的,促进农作物品种权的保护以及中国种业的健康发展。     

DNA指纹图谱技术及其在作物品种资源中的应用

随着各种新型DNA分子标记的出现,带动了DNA指纹图谱技术的快速发展。本文简要阐述了几种常见DNA指纹鉴定技术,如限制性片段长度多态性(restrictionfragmentlengthpolymorphism,简称RFLP)、随机扩增多态性DNA(randomamplifiedpolymorphicDNA,简称RAPD)、扩增片段长度多态性(am-plifiedfragmentlengthpolymorphism,简称AFLP)、简单重复序列或微卫星标记(simplesequencerepeat,简称SSR)、内部简单重复序列(inter-simplesequencerepeat,简称ISSR)和单核苷酸多态性(singlenucleotidepoly-morphisms,简称SNPs)等的基本原理、在技术上的优缺点及其在作物品种资源中的应用,包括品种的鉴定、纯度的检测、品种亲缘关系与分类的研究及品种专利权的正当维护等。同时,对DNA指纹图谱技术在应用中的存在问题及相应的解决途径进行了简单的讨论,如目前DNA的提取方法与育种应用的大规模群体不相适应和大多数DNA指纹图谱检测技术仍比较繁琐,限制了该技术在育种中的大规模应用等。     

亲本未知的棉花F1杂种及其F2单株的SSR分子鉴定

在棉花品种区域试验中,杂交种纯度的分子检测一直是比较困难的课题,尤其是在亲本未知的情况下,杂交种的纯度的分子检测研究尚未见报导。本研究利用17对SSR核心引物对参试品种邯6402的F1进行纯度检测,SSR标记纯度达100%,17对引物中有12对呈现共显性,5对引物为非共显性。同时,构建了F1的SSR指纹图谱,以此可以鉴定邯6402的真实性。继续用这些引物对F2的44株棉苗进行检测,F2群体棉苗均有不同程度的分离,绝大部分基因型为杂合体,许多位点显示共显性,且共显性位点互不相同,在分子水平上验证了F2群体的杂合状态。应用这一套SSR核心引物,能够在室内鉴定棉花杂交种的真实性和纯度,还能够鉴别是F1杂交种还是F2分离群体,比对杂交种的指纹图谱能检测出F1中掺杂成分。     

水稻功能性插入缺失标记（InDel）的筛选与应用

开展水稻品种纯度和真实性鉴定对水稻遗传育种和种子生产有着重要的意义。以245个长江中下游主推水稻品种为研究材料,从643个插入缺失（InDel）位点中筛选出124个功能性多态性位点,建立了InDel高效检测体系。进一步利用InDel标记vf0121641804和SSR标记RM7120分析水稻样品的纯度,同时选用覆盖12条染色体的24对InDel引物和48对SSR标准引物分析水稻品种真实性,结果表明,采用InDel标记检测水稻品种纯度和真实性的结果与采用SSR标记检测结果一致,说明水稻功能性InDel标记也可用于水稻品种纯度和品种真实性的鉴定。在此基础上,鉴定了245个水稻品种124个InDel标记的基因型遗传多样性并进行了聚类分析,结果表明,水稻材料间存在明显的群体结构,基本反映了不同品种间的亲缘关系。水稻功能性InDel标记的筛选与应用,不仅为品种纯度和真实性鉴定、遗传多样性分析提供了新方法;而且可用于分子辅助育种,提高强优势组合的预见性。     

用Rim2超级家族分子指纹鉴别杂交水稻及预测杂种优势

选用5对Rim2引物对21份籼稻和20份粳稻材料进行了DNA指纹扩增,共扩增出38条谱带,其中多态性谱带26条,多态性水平为69.64%;粳稻平均多态性水平为56.67%,明显高于籼稻。根据Nei’s遗传距离计算获得的聚类树状图表明,参试21份籼稻材料聚为6组,20份粳稻材料聚为7组。亲缘关系分析表明,Rim2分子指纹可以区分多数的籼稻或粳稻材料,且显示出材料的遗传特征。考察部分籼稻和粳稻杂交组合的产量对照优势与双亲间遗传距离的关系,发现杂交粳稻的遗传距离与杂交优势表现出相关性,而杂交籼稻无此相关性。     

Molecular fingerprinting of hybrids and assessment of genetic purity of hybrid seeds in rice using microsatellite markers

Microsatellite markers were used for fingerprinting of hybrids, assessing variation within parental lines and testing the genetic purity of hybrid seed lot in rice. Ten sequence tagged microsatellite sites (STMS) markers were employed for fingerprinting 11 rice hybrids and their parental lines. Nine STMS markers were found polymorphic across the hybrids and produced unique fingerprint for the 11 hybrids. A set of four markers (RM 206, RM 216, RM 258 and RM 263) differentiated all the hybrids from each other, which can be used as referral markers for unambiguous identification and protection of these hybrids. Cluster analysis based on Jaccard's similarity coefficient using UPGMA grouped the hybrids into three clusters. Within the cluster all the hybrids shared a common cytoplasmic male sterile line as female parent. The genetic similarity between the hybrids ranged from 0.33 to 0.92 with an average similarity index of 0.63. The analysis of plant-to-plant variation within the parental lines of the hybrid Pusa RH 10, using informative markers indicated residual heterozygosity at two marker loci. This highlights the importance of STMS markers in maintaining the genetic purity of the parental lines. The unique value of the restorer gene linked marker for testing the genetic purity of hybrid seeds is demonstrated for the first time.     

分子标记技术在蔬菜作物品种鉴定与纯度检测中的应用

品种鉴定与遗传纯度检测是蔬菜作物种子品质检验极为重要内容。本文综述了以蛋白质、DNA为基础的分子标记,如蛋白质与同工酶、RELP、RAPD、SSR、ISSR等分析技术应用于蔬菜种子检测的基本原理与进展。利用标记分析技术成功进行F1种子纯度检测的关键是亲本与杂交种间稳定差异位点的获得。已获得的重要园艺性状紧密连锁的遗传标记将有利于F1种子纯度鉴定。由于分子标记客观、稳定、快速、高效,这些技术将在今后种子检测中起到重要作用。