Molecular analysis of genetic variation in potato (Solarium tuberosum L.). I. German cultivars and advanced clones

Summary The genetic variation of 69 potato cultivars and advanced clones from a commercial German breeding programme were analysed by using 6 AFLP primer combinations or 26 microsatellite (SSR) primer pairs. Available pedigree information was reflected in genetic distances. Cluster and principal coordinate analysis showed clear patterns of related genotypes with slight differences dependent on the marker system used. AFLP analysis, in particular, differentiated groups based on their genetic background: Clones with common ancestors separated from unrelated cultivars. A minimum of 150 polymorphic markers were necessary to obtain reliable results. Diversity index, effective multiplex ratio, and the resulting marker index were calculated for both marker systems. Their use for parent selection is discussed in relation to achieving maximum heterosis.     

Genetic diversity analysis of Mediterranean faba bean (Vicia faba L.) with ISSR markers

Crosses among inbred lines from different Mediterranean-type faba bean gene pools appear promising for the production of high yielding synthetic varieties. The purpose of the present study was to (1) describe the genetic diversity of Greek faba bean local populations, using Inter-Simple Sequence Repeats (ISSRs), and (2) classify the local populations and compare the classification results with those derived from morphological/agronomic data. Four ISSR primers were used on 57 bulked samples of 20 faba bean local populations, five minor-type and 15 Mediterranean-type populations. A total of 192 DNA bands were obtained, of which 190 were polymorphic. Analysis of molecular variance (AMOVA) revealed high levels of within population genetic variation. Based on Nei's standard genetic distances, both cluster analysis using unweighted pair-group method with arithmetic mean (UPGMA) and principal coordinate analysis (PCoA) separated four minor-type populations from the Mediterranean-type populations. The Mediterranean-type populations were further classified into two clusters, with the resultant groups being less diverse than the initial Mediterranean-type gene pool. Mantel test showed that the ISSR markers classification using Nei's genetic distances was statistically different from that derived from morphological/agronomic data using Manhattan distances. Conclusively, the present study supported the suggestion that Mediterranean-type faba beans can be subdivided into at least two different germplasm pools. The groups studied are promising for the production of synthetic varieties.     

春小麦品种农艺性状的主成分分析与聚类分析

为给春小麦育种中品种资源的合理利用提供依据,选取国内外43个春小麦品种为试验材料,根据株高、主茎穗长、主茎穗小穗数、单株有效穗数、主茎穗粒数、抽穗期、散粉期、成熟期、单株粒数、单株粒重和千粒重11个农艺性状进行主成分及聚类分析。结果表明,通过主成分分析将11个农艺性状简化为彼此互不相关的5个主成分,即籽粒产量因子、成熟因子、有效穗数因子、穗长因子和千粒重因子,提供的信息量占全部信息量的90.05%。利用这5个主成分因子进行系统聚类,将43个春小麦品种划分为7大类群,其中第4类群的品种综合产量性状好。分类结果与品种系谱基本一致。     

西北地区糯玉米自交系遗传多样性研究

采用32对SSR引物对西北地区的40份糯玉米的遗传多样性进行分析,研究西北地区糯玉米种质资源的遗传多样性。结果表明,供试材料中检测出152个等位基因变异,每对引物可检测等位基因2～9个,平均4.75个。SSR的引物的PIC值介于0.303～0.862之间,平均多态性信息量为0.632。聚类分析表明,在遗传相似性系数（GS）0.662水平上40个自交系可聚成5类,主坐标分析将其分为4类9组。2种分类方法获得的结果基本吻合,主坐标分析能更为真实反映40个糯玉米自交系间的亲缘关系。     

部分太湖流域粳稻品种的AFLP分析

 研究了24份太湖流域粳稻品种的AFLP，根据AFLP资料分析了太湖流域粳稻地方品种在推广品种中的渗透情况，结果表明大部分江、浙推广品种与地方品种间存在着相对较大的遗传距离，即地方品种在推广品种中的遗传组分较小，相反渗透进了较多的其他种质的遗传组分,这与推广品种的系谱分析结论一致。     

基于表型和SRAP标记的盆栽菊遗传多样性分析

基于20个表型性状和相关序列扩增多态性（sequence-related amplified polymorphism,SRAP）标记技术对30个国外引进盆栽菊品种遗传多样性进行研究。结果表明,参试盆栽菊品种表型变异丰富,性状变异系数为14.67%~ 78.25%,最低和最高变异系数分别为冠幅和舌状小花数。性状主成分分析结果显示,前5个主成分贡献率达76.68%,综合反映了花型大小、叶片形态和花色的重要性。基于表型性状的聚类分析可将30个盆栽菊品种划为3个类群：第Ⅰ类群包含14个品种;第Ⅱ类群包含2个品种;第Ⅲ类群包含14个品种。表型性状的聚类结果与花径和观花期有一定联系。SRAP分析筛选到11对多态性引物,获得1866个多态性位点,多态性比例为92.61%。品种间的遗传相似系数为0.67~0.85,表明30个品种存在一定的遗传变异。基于品种间遗传距离构建的NJ（neighbor joining）进化树结果显示,30个盆栽菊品种可划分为3个类群：第Ⅰ类群包含2个亚群,共17个品种;第Ⅱ类群包含10个品种;第Ⅲ类群包含3个品种。2种分类方法均将研究对象分为3个类群,但这3个类群的品种组成并不一致,推测可能和菊花材料本身复杂的遗传背景与试验选材的局限性有关。     

红花种质资源形态性状遗传多样性分析

为促进红花品种改良及种质资源的高效利用,以筛选出的68份优异种质为材料,对19个形态性状进行调查分析,研究其遗传多样性。利用主成分分析和聚类分析,结果表明：国内外不同地理来源红花资源群体间的遗传多样性丰富,数量性状上存在较大变异。主成分分析以5个主成分因子反映了13个数量性状的全部信息。累计贡献率达85.08％,各主成分包含的信息具有一定的相关性,表明主成分分析结果与参试资源和性状指标的选择均有关系。将主要农艺性状归纳为产量构成因子,生长势因子和子粒因子。采用DPS 7.0软件,进行系统聚类分析,根据19个性状在红花种质资源间的不同表现,在遗传距离13.29处将68份供试材料聚为7大类群。聚类结果表明,不同地理来源的种质资源多样性较丰富,聚类分析中部分地理来源相同或遗传背景相似的资源能够聚在同一类群,但也有一些地理来源及遗传背景不一致的种质资源也聚在同一类群,少部分资源品种表现差异大,表明品种类群间的性状分化与地理分布既有一定的联系又不绝对相关,即不同地区的材料聚类呈现一定的地理分布规律。研究结果表明：供试的红花种质资源具有丰富的遗传多样性,其中多样性指数最高的是分枝总数为15.779 2,其次为单株有效果球数、单株产量和分枝长度,依次为15.673 9、10.617 5和10.415 5,多样性指数越高,表明遗传多样性越丰富。实践证明在杂交或其他方法育种中,选配亲本材料应依据主成分的排序,具体分析与全面评价每个亲本材料综合指标的优劣,依据红花育种目标,结合聚类分析,合理地选配组合。对于红花品种改良及资源的进一步开发利用具有重要意义。     

马铃薯品种遗传多样性的RAPD和AFLP标记分析

利用RAPD和AFLP分子标记技术对19份马铃薯品种进行了遗传多样性分析。试验表明:在RAPD分析中,19份马铃薯品种的遗传距离介于0.1707￣0.7222之间,平均值为0.3917;AFLP分析表明,19份材料的遗传距离介于0.2091￣0.7679之间,平均值为0.4811。两种方法均适于马铃薯品种遗传多样性分析,其中RAPD简便、快速、成本低,较适用于分析马铃薯品种亲缘关系,指导育种实践,而AFLP技术具有很高的分辨率,更适于进行马铃薯品种鉴定。     

甘薯主要亲本材料的主成分分析及聚类分析

对我国甘薯杂交育种中常用的亲本材料40份进行了主成分及聚类分析。方差分析表明品种间确实存在真实遗传差异。用9个主成分中代表95.26%变异的6个主成分计算品种间遗传距离,将供试材料聚为8个类群,性状差异大的品种分别聚为不同的类群。     

45个莲瓣兰品种的表型多样性研究

收集45个莲瓣兰（Cymbidium tortisepalum）主栽品种,对29个表型性状进行数据收集。计算性状变异系数,进行主成分分析、相关性分析及聚类分析探究莲瓣兰品种间亲缘关系及遗传差异大小。结果表明：45份材料各性状的变异幅度为10.1%~133.1%,具有丰富的遗传差异;主成分分析结果表明共得到7个特征值大于1的主要成分,累积方差贡献率高达75.461%,其中第一和第二主成分主要代表了花部综合性状;相关性分析结果表明大部分性状都具有相关关系,其中93对性状显著相关,65对性状极显著相关;聚类分析结果表明在欧式遗传距离15时可将45份莲瓣兰分为3个类群。     

ISSR在茶树品种分子鉴别和亲缘关系研究中的适用性分析

ISSR是最近发展的一种基于PCR技术的分子标记,已在植物种质鉴别和遗传多样性分析等方面得到广泛应用。本文对其在茶树品种分子鉴别和亲缘关系的适用性进行分析,利用筛选出的8个ISSR引物对六个茶树品种的基因组DNA进行扩增,共扩增出99条带,多态性平均为79.6%。由两个ISSR引物TRI22和TRI30扩增的指纹图谱可清楚区分六个不同品种,利用特殊ISSR标记的存在或缺失以及不同标记组合也可以鉴别不同品种。根据Nei-Li系数将六个品种聚为两类,茂绿、翠峰、青峰、迎霜和劲峰五个品种聚为一类,龙井43单独聚成一类,聚类分析证实了它们的亲缘关系。结果显示,ISSR作为一种信息量高、重演性好的分子标记,应用于茶树品种鉴别和亲缘关系分析是非常有效的。     

长期土壤干旱下扬花期冬小麦部分生理生化反应及抗旱性分析

为明确冬小麦在扬花期对长期土壤干旱的生理生化响应及其与抗旱性的关系,以西农979等7个品种为材料,测定和分析了干旱胁迫条件下小麦扬花期功能叶部分生理生化指标和根系活力,并利用主成分分析、聚类分析对其抗旱性进行综合评价。结果表明,长期中度和严重干旱下,扬花期小麦功能叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性、可溶性糖含量、脯氨酸含量和胞间CO2浓度均不同程度上升,根系活力、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均不同程度下降,可溶性蛋白含量的变化则因品种不同表现不一。通过综合分析,7个品种中,晋麦47和小偃22抗旱性较强,矮抗58、西农979、西农509抗旱性中等,郑麦9023和郑麦36抗旱性较弱。     

89份油菜区试品种的AFLP指纹图谱分析

以2004-2005年度全国冬油菜区试的89份参试品种为材料，运用筛选确定的4对AFLP核心引物对这些品种进行分子标记分析，共获得67个多态性片段，其中多态性位点占总扩增位点的27.80％，利用67个多态性片段初步构建了这些品种的AFLP指纹图谱。聚类结果显示，在相似系数为1.00时，89份区试品种完全区分开；同一单位育成的品种的遗传距离较近。对不同类型品种（品系）遗传多样性指数分析, 结果显示，三系杂种的遗传多样性程度最高，常规种居中，两系杂交种最低。     

利用SSR标记研究85个玉米自交系的遗传多样性

利用均匀分布在玉米基因组上的70对SSR引物研究了73个国内外早熟类群玉米自交系、6份CIMMYT标准测验种和6份国内标准测验种的遗传多样性。研究结果表明，70对引物在供试材料中共检测出286个等位基因变异，每对引物检测出2～8个等位基因，平均4.1个。每个位点的多态性信息量(PIC)变化为0.18～0.81，平均为0.58。85个自交系之间的遗传相似系数变化范围在0.43～0.93之间，平均为0.66。UPGMA聚类分析表明，85份供试自交系划分为6个亚群合并后为A、B两大类群，主坐标分析结果与聚类分析结果相似，均与自交系系谱来源关系基本一致。外来种质和未知自交系被划分到相应的杂种优势类群。     

不同小麦品种对干旱锻炼响应的综合评价

为明确不同小麦品种对干旱锻炼响应的差异,采用PEG6000模拟干旱胁迫,选取江苏、山东、河南、河北等地大面积种植的110个小麦品种进行水培试验,分析了不同小麦品种叶片相对含水量、叶面积、地上部干鲜重、根干鲜重、植株干物质积累量、根系形态、脯氨酸含量、可溶性总糖含量和蔗糖含量等14个指标的锻炼系数,通过主成分分析、聚类分析方法对这些品种的锻炼响应进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下经锻炼处理的植株各指标总体均值大于未经锻炼处理的植株。小麦不同指标的锻炼系数存在差异,其中,可溶性糖、脯氨酸等渗透物质含量的锻炼系数较大。采用主成分分析将14个形态及生理指标综合成4个相互独立的综合指标,其累计贡献率为77.178%;根据主成分综合得分评价值进行系统聚类,可将110个小麦品种分为锻炼敏感型和锻炼不敏感型两大类,前者包括扬麦158、晋麦33、济麦22、豫麦47、洛旱11等81个品种;后者包括淮麦20、淮麦28、泗水38、苏麦188等29个品种。     

Estimation of genetic variation and relationship in potato (Solanum Tuberosum L.) cultivars using AFLP markers

Amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers were used to distinguish commercial cultivars and to assess the level of polymorphism in potato. AFLP analysis templates were made using Eco RI and Mse I as described in the Gibco BRL AFLP kit protocol. Seven primer combinations with three selective nucleotides on both primers were screened individually with 12 potato cultivars. Multiple polymorphisms could be detected in a single reaction to the extent that all 12 commercial potatoes tested could be distinguished using any one primer combination. Up to 84 polymorphic bands were detected with a single primer combination among 12 accessions. The seven primer combinations generated a total of 466 bands, of which 409 (88%) were clearly polymorphic among the cultivars. The presence or absence of each AFLP markers was scored and then phylogenetic and genetic distance analyses were used to generate dendrograms showing genetic relationships among the cultivars evaluated. The analyses based on amplified DNA fragments did not always reflect the known genetic relationships among the cultivars. These results demonstrate that AFLP DNA markers can be of great value in identification and measurement of variation, but should be treated with caution for purposes of estimating true measures of genetic similarity in potato.     

大豆亲本及其杂交后代农艺性状与产量关系分析

以晋大52、晋大57及其杂交衍生的55个稳定后代品系为材料,研究了株高、分枝数、生育期等15个农艺性状与产量的遗传关系。通过主成分分析,将15个指标综合成为累计贡献率达85.81%的6个新指标;经多元线性逐步回归分析得出产量与主成分值之间的回归方程;用回归方程预测品种产量,方程估产的误差百分率绝对值除2、10、21、22、30、39、53号品系外,其余品系误差绝对值均低于10%;以主成分值为指标的聚类分析将57个材料聚为高产、中产、低产3类。结果证明主成分回归法可以应用于大豆产量相关性状的研究;总荚数、总粒数、主茎荚数、分枝数、叶绿素含量等指标对产量的影响较大;大豆的产量能力可通过研究不同性状间的差异水平来评估。     

旗草内生真菌的遗传多样性分析

从形态学水平和DNA水平上对11个旗草内生真菌交织顶孢霉Acremonium implicatum分离物的遗传多样性进行研究。结果表明,分离物在形态学和DNA水平上都表现出遗传多样性。在PDA培养基上,依据生长特性将这11个分离物划分为9类。通过11个随机引物对旗草内生真菌分离物基因组DNA进行RAPD分析,当相似系数为0．93时,11个旗草内生真菌分离物被聚类为7组。用4对选择性引物进行AFLP分析,当相似系数为0．95时,这些分离物也被聚类为7组。RAPD聚类结果与AFLP聚类结果的相关系数大于0．98。RAPD和AFLP聚类结果与形态学上的分类基本一致。旗草内生真菌分离物遗传多样性的存在,说明在A．implicatum的自然株系中有可能筛选出有利于旗草生长,但却不产生家畜毒性物质的优良菌株,从而加速旗草的抗性育种和高产育种。     

Genetic Diversity of a Global Population of Colletotrichum Coccodes Using Amplified Fragment Length Polymorphism Markers

The present study tested the hypothesis that the global C. coccodes population is genetically differentiated by region of origin. A total of 855 isolates, originating from North America (475), Europe (147), Israel (66), Australia (86), South Africa (14) and additional testers (67), which previously were assigned to VCGs (21 international VCGs) were examined for their genetic diversity. Using the previously assigned North American VCGs as the leading sub-population, and with the aid of amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers, the isolates were grouped into five VCG/AFLP sub-populations (1, 2, 3, 4/5 and 6/7). These were distributed between two phylogeny clusters, designated Cc-A and Cc-B. Cluster Cc-A was unique and composed of isolates from VCG/AFLP6/7 only, whereas cluster Cc-B was composed of the remaining four VCG/AFLP sub-populations, which was further divided into 17 sub-clusters. VCG/AFLP4/5 was the most common VCG globally, followed by VCG/AFLP2. Most of the variation among the four geographic regions originated from the within population differentiation (84 %). It is concluded from these studies that the global population of C. coccodes exists as one large population with five main VCG/AFLPs worldwide and that they are probably of the same origin, however, geographic isolation caused these populations to differentiate and form distinct sub-clusters.     

红麻种质资源遗传多样性和分子鉴定技术研究——Ⅱ．红麻种质资源的遗传多样性和亲缘关系的AFLP分析

用扩增性酶切片段长度多态性(AFLP)分析了来源于世界不同国家地域的23份红麻种质资源和2份红麻近缘种玫瑰茄资源。用选取的6对引物组合获得了505条AFLP分子标记。结果认为AFLP分析是红麻品种鉴定和遗传关系检潮的非常有效的手段，同时根据AFLP分子标记检测到的红麻与玫瑰茄之闻的遗传差异支持了它们在分类学上的独立性。红麻种质资源的AFLP分析结果支持了红麻起源于非洲的假设，并证实了栽培红麻首先被引到亚洲．并进一步被传播到中北美洲。