基于SSR的中国糜子遗传多样性分析

以40份来自中国的糜子种质资源为材料,利用5对糜子特异性SSR引物研究上述试材的遗传多样性,以期为糜子育种提供一定的理论数据。结果表明,40份试材中共检测出14个等位基因位点,每对引物的等位位点数在2~5之间,平均为3.5。PIC值在0.42~0.69之间,平均为0.52。相似性系数分析表明,遗传相似系数在0.61~0.99之间,平均为0.8;聚类分析结果发现,在相似系数0.68处将40个品种分为5大类群,第一类群共12个品种,属于北方春糜子区;第二类群共7个品种,属于西北春夏糜子区;第三类群共16个品种,大多属于华北夏糜子区;第四类群的4个品种来自不同的生态区,包括东北春糜子区、北方春糜子区、黄北高原春夏糜子区和华北夏糜子区;第五类群只有来自山东的1个品种,来源于华北夏糜子生态区。该结果可为中国糜子的分类以及育种提供参考依据。     

利用荧光SSR分析中国糜子的遗传多样性和群体遗传结构

【目的】利用荧光SSR研究中国糜子的遗传多样性与群体遗传结构,为糜子品种改良、种质创新和资源利用提供依据。【方法】用不同地理来源且表型差异较大的6份糜子材料对SSR引物进行筛选,通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳获得条带清晰、稳定性好、多态性高的糜子SSR引物,对筛选出的引物5′末端进行6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光标记,利用基因分析仪检测不同等位变异的扩增片段大小,并以此来分析131份糜子材料的遗传多样性和群体结构。【结果】从202对SSR引物中共筛选出22对扩增稳定、多态性好的SSR引物,能同时适用于传统变性PAGE胶电泳和荧光SSR标记-全自动分析检测技术。22对SSR引物共检测出128个主要等位变异,平均每个位点5.82个;基因多样性指数变化范围为0.3572—0.8132,平均0.6284;多态性信息含量为0.2934—0.8150,平均0.5874;Shannon多样性指数为0.5427—1.7681,平均1.2062。不同生态区糜子种质间遗传距离的变化范围为0.0764—0.7251,平均0.3121,遗传一致度的变化范围为0.4843—0.9265,平均0.7465。其中,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传距离最小,遗传一致度最高,亲缘关系较近。UPGMA聚类分析显示,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的材料聚为一类,个体间聚类,东北春糜子区的育成品种和农家种聚类结果一致,黄土高原春夏糜子区的育成品种在多个组群中都有出现。通过绘制K与△K的关系图,K=4时,△K最大,据此将131份糜子材料划分为4个类群,类群Ⅰ代表北方春糜子区;类群Ⅱ主要来自东北春糜子区;类群Ⅲ主要是北方春糜子区,群组Ⅳ主要是黄土高原春夏糜子区。各群体中大部分品种亲缘关系单一,少数品种含有其他组群的遗传成分。基于遗传距离的聚类分析与群体遗传结构分析结果基本一致,表明糜子的遗传差异与地理来源相关。【结论】北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区的遗传多样性比较丰富,东北春糜子区的育成品种主要以农家种为遗传背景选育而来,黄土高原春夏糜子区在育种过程中引种资源广泛,与其他生态区存在基因交流。     

糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析

【目的】糜子生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高,了解糜子资源的遗传多样性和遗传结构,为今后糜子杂交育种、种质创新、挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。【方法】采用表型鉴定和SSR分子标记对糜子资源进行遗传多样性检测。利用模糊隶属函数法分析糜子种质的株高、主穗长、叶片长、叶片宽、主茎节数、主茎粗、单株穗重、单株粒重和千粒重9个表型性状的分布情况。利用DPS7.05软件进行表型性状的遗传多样性分析、相关性分析和主成分分析,综合评价糜子种质资源的优劣。利用CTAB法提取糜子嫩叶基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对不同地区的96份糜子种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,后经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染后显色。利用PowerMaker 3.25软件计算每对引物的等位基因数（A）、主要等位基因频率（M）、基因多样性指数（He）和多态性信息含量指数（PIC）,并进行N-J遗传距离的统计分析;利用Structure 2.3.1分析群体遗传结构。【结果】糜子表型遗传多样性分析表明：9个表型性状分布集中,且绝大部分呈极显著相关;单株粒重和单株穗重遗传变异最丰富,不同省份的资源在表型性状上表现出不同的遗传多样性,山西资源表型遗传多样性最丰富。采用主成分分析法和综合评价法表明,内糜1号的综合性状表现最差,宁糜15号的综合性状表现最好。采用19对SSR引物对96份糜子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出112个等位变异;每个位点的等位变异数为3-9个,平均5.9个;平均主要等位基因频率为0.7045;平均基因多样性指数为0.4097;平均多态性信息含量位点百分数为39.2%。不同地理来源糜子种质资源的遗传多样性分析表明,各省份间糜子资源的亲缘关系均较近;山西省资源的基因多样性指数及多态性信息含量百分数最高,分别为0.357和33.01%。基于模型的遗传结构分析和基于遗传距离的聚类分析将试验材料划分为3个类群,两种分类结果有一定相似性,皆与生态环境密切相关。【结论】糜子遗传变异较为丰富,遗传多样性高,尤其是山西糜子资源的遗传多样性最丰富;不同地理来源的糜子种质资源亲缘关系均较近,且其遗传多样性与生态环境密切相关。     

用SSR标记分析高油栽培大豆品种的遗传多样性

利用47 对SSR 引物对我国56份高油栽培大豆的遗传多样性进行分析.结果表明: 47对SSR引物在上述品种中共检测到289个等位变异,平均6.15个;引物遗传多样性指数在0.223 9～0.858 7,平均0.667 9;品种间遗传相似系数变异在0.117～0.926,说明高油大豆中存在丰富的遗传变异.利用品种间的遗传相似系数进行聚类分析结果可将56份材料分为6个类群, 其类群分布表现出一定的地域相关性.     

微卫星标记对籼稻品种遗传多样性分析

从水稻全基因组12条染色体上的439对SSR引物中选取30对,对国内外的12个籼稻品种进行遗传多样性研究。结果显示,试验选取的30对SSR引物中有29对具有多态性,多态性位点百分率为96.7%。这些多态性引物在12个材料中共扩增出137条多态性条带,平均每对SSR引物可检测到2～8个等位基因,平均4.7/位点。等位基因有效数(Ae)变幅为1～5.539,平均为3.47。多样性指数中,香浓多样性指数(I)为0～0.819,平均0.651;而Nei基因多样性指数变幅为0～1.907,平均1.3。Nei遗传距离及系统聚类和带型分析结果表明,利用SSR标记可将12份材料分为2个类群,国内和国外两个群体。说明SSR标记在区分水稻品种的生态型及遗传多样性研究方面具有重要作用,进一步证实了SSR标记是研究水稻种质资源分类、地理分布、生态类型的有效手段     

糜子农艺性状的遗传多样性分析

对27份糜子种质资源的7个农艺性状的遗传多样性进行了分析。结果表明:糜子种质资源遗传变异丰富,穗重的多样性指数最高,为2.02,千粒重的多样性指数最低,为1.66。基于农艺性状的聚类分析把27份种质分为4大组群,其中,第二组群的012-77和043-8的穗重和穗粒重最高,属于丰产型种质,应作为糜子杂交育种的亲本加以重点利用。     

利用SSR标记进行粳稻品种的遗传多样性研究

利用37对SSR引物分析了72个不同生态类型粳稻品种的遗传多样性，共检测出了186个等位基因，平均每对SSR引物可检测出2～11个等位基因变异，平均为5．1个。UPGMA聚类分析结果表明，利用SSR分子标记将72个材料分成7大类群，说明SSR标记在区分水稻品种生态类型和品种的遗传多样性方面具有重要作用，也证实了SSR标记是研究水稻种质资源分类、地理分布、生态类型的有效手段。     

利用SSR分子标记分析番茄的遗传多样性

简单重复序列(SSR)是进行遗传多样性研究的一种有效分子标记。选用来自国内外的番茄材料共36份,利用番茄的SSR引物进行扩增,采用聚类分析方法对供试材料进行了遗传多样性分析。从400对SSR引物中筛选到24对多态性高、扩增稳定、重复性好的引物,利用NTSYS软件进行聚类分析结果显示,36份材料被聚成7大类。     

96份糜子种质的遗传多样性分析

以96份糜子种质资源为试材,对其9个农艺性状的遗传多样性进行了分析。结果表明：糜子种质资源遗传变异丰富,其中,主茎粗变异系数最大（35.54％） ,其次是单株粒重（26.36％）和单株穗重（25.15％）;除主茎节数外,其他农艺性状的遗传多样性指数均＞0.8。基于农艺性状的聚类分析和主成分分析结果显示,96份糜子种质分为4大组群;主要农艺性状可归纳为株高、主穗长、单株粒重、单株穗重、千粒重5个主成分,累计贡献率为89.417％。该结果可为糜子育种时选配亲本提供参考依据。     

利用小麦微卫星引物分析小麦及其近缘种遗传多样性

利用竹通大麦染色体上的引物218条对小麦SSR引物对小麦及其近缘种共22个材料进行PCR扩增。从中筛选到39对多态性高、重复性好的引物,这些引物可在供试材料中检测出213个等位基因变异,平均每个位点可检测到5．4个等位基因。位点多态性信息量（PIC）变幅为0．38～0．89,平均为0．57。NTSYS软件分析表明22份材料的遗传相似系数范围为0．46—0．94,平均遗传相似系数为0．67,聚类分析结果显示小麦、偃麦草、大赖草、黑麦均各自聚类,与传统的形态分类结果有较高的吻合度。这表明：①SSR可以应用于小麦与其近缘种的遗传多样性研究。②SSR揭示的小麦与其近缘物种间的多态性高,可以用来鉴定小麦近缘种。     

基于SSR标记的黍稷种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

【目的】利用SSR标记,分析黍稷种质资源（野生材料和地方品种）的遗传多样性水平,揭示不同来源黍稷种质资源的亲缘关系和遗传群体结构差异,为黍稷起源进化研究奠定基础。【方法】用6份地理差异显著的黍稷种质资源对137对小宗作物课题组开发的具有多态性的SSR引物进行初步筛选,最终筛选103对条带清晰、扩增良好且多态性稳定的SSR引物,利用这103对多态性SSR标记对146份黍稷材料进行PCR扩增,通过遗传参数、聚类、遗传结构等分析,评估不同个体间及不同群体间的遗传多样性,探讨遗传结构差异。【结果】103对SSR标记共检测出308个等位基因（Na）,平均值为2.99,平均Shannon-Weaver指数（I）为0.8478,平均期望杂合度为0.3642,平均多态性信息含量指数（PIC）为0.5544。103对SSR标记的分布区间为0-1、1-2、2-3、3-4和4-5,分辨率范围为0.334-4.002,77.67%的标记分布于区间1-4,具有适度分辨力。国内资源的观测等位基因数（2.9126）、多样性指数（0.8302）、期望杂合度（0.5023）、多态性信息含量指数（0.5278）均高于国外资源,遗传多样性更丰富。12个群体的遗传距离的变化范围为0.0783-0.5762,均值为0.2938;遗传一致度变化范围为0.5620-0.9247,均值为0.75,遗传相似性与地理分布具有一定相关性,地理分布越近,遗传距离越小,遗传一致度越高。聚类分析在遗传距离为0.15处可以把12个群体分为4个组群,其中南美洲和山西资源各自独立分为一支,与其他资源亲缘关系较远。个体间聚类中,国内外资源划分非常显著,在遗传距离为0.63处,146份黍稷资源可分为3大组群,组群Ⅰ和组群Ⅱ为国外资源,组群Ⅲ为国内资源。组群Ⅱ在遗传距离为0.39处又分为3个亚群,组群Ⅲ在遗传距离为0.45处分为5个亚群,其中亚洲与欧洲资源、中国河北与中国山西、中国内蒙古资源的遗传关系较近。遗传结构分析结果显示国内外群体间存在明显的遗传分化,其中5个组群（组群2、组群5、组群6、组群7和组群9）为国内野生资源特有基因型,分布较为分散;2个组群（组群1和组群4）为国外资源特有基因型,分布较为集中。中国宁夏、南美洲资源的群体结构趋向单一化,中国河北、中国黑龙江、亚洲资源的群体结构趋向多元化。UPGMA聚类结果与遗传结构分析结果一致,且不同地区黍稷资源群体间遗传关系远近均与其地理分布相关。【结论】野生资源的遗传多样性高于国外资源,其中中国河北群体的遗传多样性最丰富,中国河北可能是黍稷的起源中心。     

利用SSR分子标记研究国内外黍稷地方品种和野生资源的遗传多样性

【目的】从分子水平研究国内外黍稷种质资源的遗传多样性差异,为黍稷种质资源的研究、保护和利用提供依据。【方法】用不同地理来源且性状差异显著的6份黍稷种质资源对来自高通量测序技术开发的黍稷基因组SSR引物进行筛选,从而获得条带清晰,稳定性好的63对SSR黍稷基因组引物,利用这63对SSR多态性引物对来自国内外的192份黍稷地方品种和野生种质进行遗传多样性分析。统计各试材在同一引物中的条带情况,并以此来分析试材的遗传多样性与所在群体间的亲缘关系。【结果】63对SSR引物共检测出161个等位变异位点,平均每个SSR位点2.56个;平均Shannon-Weaver指数(I)为0.6275,平均基因多样度(Nei)为0.3874,平均PIC值为0.4855。10个不同地理来源群体间表现出显著的遗传多样性差异,各群体的有效等位变异变化范围较窄,最小的是南方群体,为1.2407±0.4315;最大的是内蒙古高原群体,为1.8846±0.4892。国内群体Shannon-Weaver指数为内蒙古高原东北地区黄土高原西北地区南方地区,而国外Shannon-Weaver指数排序依次为前苏联欧洲蒙古印度美国。从Nei’s基因杂合度分析,观察杂合度(Ho)最小的是印度群体,为0.2372±0.2962,最大的是内蒙古高原群体,为0.3966±0.3250。期望杂合度(He)最小的是美国群体,为0.3114±0.2203;最大的是内蒙古高原群体,为0.4622±0.1862。从国外种、国内栽培种和国内野生种3个大群体来看,野生种质资源有效等位基因数(1.9285±0.5101)、Shannon-Weaver指数(0.6948±0.2852)、Nei基因多样性指数(0.4373±0.1773)远大于国外种和国内栽培种。而对国内外两大群体而言,国内资源的有效等位基因数(1.8145±0.4519)、Shannon-Weaver指数(0.6657±0.2413)和Nei基因多样性指数(0.412±0.1574)均大于国外资源(1.6862±0.4527、0.5897±0.2469、0.3652±0.1655)。UPGMA聚类分析结果显示,10个地理群聚为三大类,内蒙古高原地区、黄土高原地区、东北地区、西北地区、蒙古地区聚为一类,前苏联、美国、印度、欧洲地区聚为一类,南方地区单独聚为一类。其中,来自东北黑龙江齐齐哈尔的泰来小野糜(34号)在截距0.37处被独立分为一支,来自甘肃的野黍子(19号)在截距0.34处被分为独立个体,表明这两个材料与其他材料遗传差异较大。但从整体遗传多样性上来看192份材料国内外群体遗传分化不明显,群体间的亲缘关系较近,且不同群体间材料存在着互相渗透。【结论】内蒙地区、东北地区、黄土高原地区种质资源遗传多样性最丰富,是遗传关系最为复杂的地区,进一步印证了中国是黍稷起源的中心。     

新疆糜子种质资源遗传多样性及亲缘关系分析

[目的]分析新疆糜子种质资源遗传多样性和亲缘关系,为选育糜子优质种质资源提供理论依据.[方法]采用ISSR分子标记,对来自新疆3个地区的25份糜子样品的遗传多样性进行分析,并与来自陕西的5份样品进行比较,探讨其亲缘关系.[结果]用筛选出的13条多态性高、重复性好的引物,分别对供试材料的基因组进行扩增,共获得147条清晰可辨的谱带,其中多态性带134条;多态性比率为91.16;,Nei's基因多样性指数为0.195,平均Shannon信息指数为0.323,遗传分化系数Gst=0.255 7;采用UPGMA法对4个不同来源的糜子材料的聚类分析表明,新疆的糜子聚为一支.[结论]研究材料的遗传变异主要存在于群体内,来自新疆的糜子材料与来自陕西的存在一定的遗传分化.研究从分子水平上为加强对糜子种质资源的挖掘、优良品种的选育及杂交亲本的选配等提供参考依据.     

利用EST-SSR评估糜子资源遗传差异

【目的】用微卫星标记分析糜子种质资源（国内外6个不同生态区）的遗传多样性水平,揭示不同来源糜子种质资源的亲缘关系和遗传结构差异,便于对糜子资源分类和优异种质的筛选利用。【方法】 用144个（高、低碱基序列重复分别为64和80个）SSR标记评估96份国内外（国内、国外分别为71和25份）糜子资源;用PowerMarker 3.25和PopGen 1.32计算遗传多样性参数,用MEGA 5.0和Structure 2.2进行遗传距离和结构聚类,用Ntsys 2.11进行主成分分析。【结果】 144个EST-SSR标记共检测出368个观测等位变异（Na）,每个位点检测到等位变异2—3个,平均为2.5556个;观测杂合度（Ho）为0.4070（RYW15）—0.9789（RYW85）,平均为0.8288;期望杂合度（He）为0.4369（RYW59）—0.6693（RYW58）,平均为0.5535;Nei's基因多样性指数（Nei）为0.4344（RYW59）—0.6653（RYW58）,平均为0.5505;多态性信息含量（PIC）为0.1811（RYW68）—0.7508（RYW58）,平均为0.4279。Shannon多样性指数（I）为0.6474—1.0956,平均为0.8415。就6个生态区材料的遗传多样性参数而言,北方春糜子区材料的PIC值和Shannon多样性指数最高,西北春夏糜子区材料最低。就不同生态区糜子种质间的遗传距离和遗传一致度而言,不同生态区糜子种质间的遗传距离为 0.0111—0.1425,遗传一致度为 0.8672—0.9889,北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区间遗传距离最小和遗传一致度最高,西北春夏糜子区和华北夏糜子区间遗传距离最大。基于UPGMA聚类将试验材料划归3个类群（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。类群Ⅰ主要为北方春糜子区材料;类群Ⅱ主要为国外材料;类群Ⅲ主要为北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区材料;基于Structure聚类将糜子资源划归4个群组,红色群组,主要为北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区材料,代表北方和黄土高原基因库;绿色群组,主要为北方春糜子区材料,代表北方基因库;蓝色群组,主要包括黄土高原春夏糜子区材料,代表黄土高原基因库;黄色群组,代表国外基因库。就各分类群的遗传多样性参数而言,群组Ⅱ的PIC值最大（0.4606）,群组Ⅳ最小（0.3539）;主成分分析将试材划归6类,与其地理来源一致。【结论】 144个SSR标记可以准确评估96份糜子资源的遗传变异,基于不同依据划分的类群与6个生态区材料的地理来源基本一致,北方春糜子区材料的遗传多样性较丰富。     

大麦SSR标记遗传多样性及其与农艺性状关联分析

【目的】分析大麦亲本材料的遗传多样性,寻找与部分农艺性状相关联的分子标记,为大麦杂交组合的配置及分子标记辅助育种提供依据。【方法】利用86个SSR标记对113份大麦亲本材料进行多态性扫描,并进行遗传多样性分析。挑选57个标记进行群体遗传结构分析,在此基础上采用Tassel 2.1 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。【结果】86个标记共检测出200个等位变异,变异范围为1—5个;基因频率的变异范围为0.0088—1.0000,Shannon指数变异范围为0.0000—1.2236;遗传相似系数（GS）变异范围在0.5504—0.9897,平均值为0.7477。通过群体遗传结构分析将供试材料分为4个亚群。以GLM分析,发现9个与株高、穗长、芒长、穗粒数和小穗着生密度相关联的标记,各标记对表型变异的解释率在0.0507—0.2766;以MLM分析,发现6个与株高、芒长和小穗着生密度相关的标记,各标记对表型变异的解释率在0.0238—0.1999。【结论】利用SSR标记分析了113份大麦亲本材料的遗传多样性及群体遗传结构,并通过2种关联分析模型,分别寻找到了9个与株高、穗长、芒长、穗粒数相关联,6个与株高、芒长和小穗着生密度相关联的标记,这些标记位于1H、2H、3H、4H和7H染色体。     

糜子育成新品种的鉴定与评价

糜子(Panicum miliaceum L.)起源于中国,种质资源丰富,类型繁多,近年来培育出了适应不同生态条件和需求的新品种。对收集到的44个糜子新品种进行了主要农艺性状的鉴定与分析,并根据其形态指标分别对糯性和粳性品种进行了聚类分析。结果表明:各品种间农艺性状表现差异较大,糯性糜子品种中晋黍8号产量(5 766.9 kg/hm2)最高且抗倒伏,粳性品种中陇糜7号产量(5 733.6 kg/hm2)最高、内糜1号表现为极早熟(生育期最短);农艺性状变异丰富,其中糯性和粳性糜子品种农艺性状的变异系数均以分蘖数最高,生育期最低;糯性和粳性糜子品种农艺性状的多样性指数均1.3;基于农艺性状的聚类分析和主成分分析,结果显示,在卡方距离2.75处将20份糯性糜子材料分为3大组群,在卡方距离1.5处将24份粳性糜子材料分为3大组群,而粳性糜子宁糜11号、内糜1号和内糜6号没有被分到任何组群。     

基于SSR标记的中国绿豆种质资源遗传多样性研究

【目的】分析中国栽培绿豆种质资源的遗传多样性、亲缘关系和遗传分化,为资源的有效利用、新基因的挖掘和新品种选育奠定基础。【方法】利用40对SSR引物对18个不同地理来源（共272份种质）的绿豆群体进行遗传多样性分析。【结果】共检测到125个等位基因,平均等位基因数（NA）为3.1个,平均有效等位基因数（NE）为1.8个,平均Nei’s基因多样性（H）为0.4233,平均多态性信息含量(PIC)为0.3497,平均期望杂合度（He）为0.4241,平均Shannon信息指数（I）为0.6754,比较发现,河北、山东和安徽是绿豆资源遗传变异较为丰富的地区;平均观测杂合度（Ho）为0.1001,种群内总近交系数（Fis）为0.6759,表明中国绿豆种质间存在一定程度地近交现象;18个参试群体整体水平上的基因流（Nm）值为0.6936,种群间遗传分化系数（Fst）为0.2649,遗传变异水平较高;基于Popgene软件的聚类结果可将272份参试个体聚为2大类,将18个参试群体分为3大类,群体间地理来源越近,亲缘关系也越近。【结论】中国绿豆种质资源遗传多样性较高;地理生态条件等对绿豆种质资源的遗传变异影响很大;群体间遗传分化较大,但同时也存在一定程度地近交现象。