高灌蓝莓CBF基因的单核苷酸多态性分析

本研究以21个高灌蓝莓品种为试材,克隆VcCBF基因,测序后分析其单核苷酸多态性(SNP),共克隆到123个非重复序列,发现120个SNP位点,单核苷酸多态性发生频率为1/695bp,核苷酸多态性值(Pi)为0.01251。在120个SNP位点中,单态突变位点62个;简约信息位点58个,其中双突变55个,三突变3个。对其碱基替换方式进行分析发现,转换91个,颠换26个,转换与颠换的发生比率为3.5∶1。通过单倍型分析发现,21个蓝莓品种的VcCBF基因存在5种单倍型。     

16个高丛越橘品种VcCBF基因的单核苷酸多态性(SNP)分析

CBF是与植物抗寒、抗旱等抗逆性相关的一种转录因子,在植物抵抗逆境过程中发挥重要作用.以16个高丛越橘品种为试材,采用直接测序法克隆VcCBF基因,共克隆到94个非重复序列,对这些序列进行单核苷酸多态性分析,测序总长度63732 bp,共发现103个SNP,单核苷酸多态性发生频率为1/619 bp,核苷酸多态性值(Pi)为0.01274.在103个SNP中,单态突变位点为52个,简约信息位点为51个,其中双突变为50个,三态突变为1个.通过碱基转换方式的分析发现,转换共83个,颠换19个,转换与颠换的发生比率为4.37 1.通过单倍型分析发现在16个越橘品种中VcCBF基因存在5种单倍型.     

‘早佳’杨梅的果实品质形成规律

为研究不同品种杨梅Myrica rubra果实在成熟过程中的品质变化,以‘早佳’‘Zaojia’和‘荸荠种’‘Biqizhong’2个杨梅品种为试材,比较研究了果实的单果质量、可食率以及可溶性固形物、总糖、总酸、有机酸、维生素C质量分数和在成熟过程中糖和酸的变化情况。结果表明:‘早佳’杨梅单果质量高于‘荸荠种’杨梅,可食率及可溶性固形物、总糖和总酸质量分数相近。随着果实成熟,2个品种杨梅的总糖质量分数在果实成熟中后期均快速上升,总酸质量分数在果实成熟期都呈现出先缓慢上升后快速下降的趋势,而2个品种维生素C质量分数变化趋势不相一致。成熟果实的品质指标表明:‘早佳’杨梅柠檬酸质量分数占总酸质量分数的92.0%,草酸质量分数最低,仅占4.0%,因此‘早佳’杨梅属于柠檬酸型水果。‘早佳’杨梅商品经济价值优于‘荸荠种’杨梅,成熟期早,完全成熟的‘早佳’杨梅果实中的总糖、葡萄糖和果糖质量分数均高于‘荸荠种’杨梅,完全成熟的‘早佳’杨梅中葡萄糖、果糖质量分数比‘荸荠种’杨梅高28.0%和51.2%,总酸质量分数接近,糖酸比相对较高。     

刺梨GGP和DHAR基因序列多态性及其与果实维生素C含量的关联分析

高含量的维生素C是刺梨果实的重要性状,挖掘与维生素C含量相关联的基因序列变异及单倍型对刺梨的品种改良具有指导意义。在21份野生刺梨资源中对GGP和DHAR基因进行PCR扩增和测序,分析基因序列多态性及其与果实维生素C含量的相关性。GGP基因在21份野生刺梨中共扩增出长度为2 035 bp的同源序列,其中包含22处变异位点,产生15种单倍型,在0.01显著性水平上,3个单核苷酸多态性(SNP)及Hap15与刺梨果实高含量维生素C相关;在0.05显著性水平上,3个SNP及Hap7与刺梨果实低含量维生素C相关;GGP基因单倍型存在网状进化。DHAR基因在21份野生刺梨中共扩增出长度为1 609 bp的同源序列,其中包含69处变异位点,产生9种单倍型,在0.05显著性水平上,8个SNP、9个InDel及Hap9与刺梨果实中低含量维生素C相关,1个SNP及单倍型Hap4～Hap6与刺梨果实中高含量维生素C相关;DHAR基因单倍型呈现扇形进化。GGP基因具有更高的单倍型多样性,DHAR基因具有更高的DNA多态性;GGP基因特异单倍型Hap15和DHAR基因特异单倍型Hap4共同存在于刺梨中时,可以使果实维生素C含量表现为高的状态;而GGP基因特异单倍型Hap7和DHAR基因单倍型Hap9同时存在于刺梨中时,可以使果实维生素C含量表现为低的状态。     

杨梅优选单株‘苏杨2号’的生物学特性及其ISSR鉴定

从苏州洞庭山的杨梅(Myrica rubra Sieb.et Zucc.)种质资源中筛选到一个优良单株—‘苏杨2号’(SY-2),并对该单株的生物学特性、果实品质及亲缘关系进行分析。运用ISSR-PCR分析方法对10个主栽品种和优选单株‘苏杨2号’进行分析,12个引物,共扩增出90个DNA片段,其中多态性片段70个,占总扩增片段的77.8%;并运用NTSYS-pc 2.10e软件,采用UPGMA法构建了遗传分子系统树。‘苏杨2号’树势强健,树形高大,果实圆球形,果实成熟时紫红色,平均单果重12.63 g,可溶性固形物11.46%,可溶性总糖含量为9.62%,花色苷含量为203.85 nmol/g,6月上中旬成熟,较‘小叶细蒂’早熟5～7 d。ISSR分析表明,在遗传相似系数0.74结合线处,供试杨梅品种可以分为5组,其中‘苏杨2号’与细蒂品种划分在同一组,且‘苏杨2号’与‘小叶细蒂’品种的相似系数最高,为0.777 8。‘苏杨2号’为一早熟、优质的杨梅单株,是一个不同于其它杨梅品种的新品种。     

国内外5个典型鹅品种线粒体DNA遗传多样性与系统进化分析

为探讨国内外典型鹅品种资源的遗传多样性与系统进化关系，本文利用Sanger测序，测定了5个大、中、小型鹅品种，共100个样本的线粒体DNA细胞色素b(mtDNA Cytb)基因部分序列，并使用MEGA、DNASP等软件进行分析。结果显示：在矫正后的mtDNA Cytb基因606 bp序列中发现了23个多态性位点，占总碱基数的3.79%,其中简约信息位点21个，占多态性位点的91.30%;5个品种共具有31个单倍型，其中共享单倍型2个。5个鹅品种按种间遗传距离的远近，大致可分成2大类族群，霍尔多巴吉鹅为一类，其他4个鹅品种为一类。狮头鹅、浙东白鹅、扬州鹅、太湖鹅的核苷酸多样性和单倍型多样性高；其Fu’s Fs值和Tajima’s D值均为正值且符合中性检验，同时碱基错配分布曲线呈多峰分布，表明群体趋于稳定。霍尔多巴吉鹅群体内未发现多态位点，且与上述4个鹅品种遗传距离较远，可作为父本或母本与上述4个大、中、小型鹅品种杂交，利用杂交优势培育专用品系或生产商品代霍杂鹅。     

利用2b-RAD测序结合HRM分析技术开发与梨矮生性状相关的DNA分子标记

【目的】果树的矮生性状是一种重要的农艺性状,对果树的集约化栽培具有重要意义。来自西洋梨实生变异品种‘Le Nain Vert’的矮生性状受控于一个单显性基因Pc Dw,目前关于该基因的序列信息等还不清楚。本研究的目的是开发与其紧密连锁的DNA分子标记,为鉴定该基因提供依据。【方法】根据分离群体分组分析的原理,以‘矮生梨’ב茌梨’和‘2-3’ב绿宝石’2个F1杂交分离群体为试材,应用IIB型限制性内切酶的RAD技术(Restriction association site DNA,2b-RAD)对2对矮生型/普通型对比基因池进行基因组测序分析,在对比基因池间筛选出单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点,从中筛查出位于Pc Dw定位染色体上的SNPs,用高分辨率熔解曲线分析技术(High-resolution melting analysis,HRM)在群体上进一步检测验证,以确定其与Pc Dw位点的连锁关系。【结果】对4个样本(即4个对比基因池)的2b-RAD标签测序文库的测序结果共产生67 186 260条reads,平均每个样本测序reads数为16 796 565。将原始reads进行质量过滤后的统计结果表明,每个样本获得平均unique标签数目为86 810,平均测序深度为77×,该测序深度能够达到准确分型的标准。SOAP软件定位结果表明,4个测序文库中含有酶切位点的高质量reads占测序原始reads的70%以上,表明测序质量较好。在来自2个不同群体的矮生型基因池与普通型基因池间进行对比分析,初步筛选出SNP位点1 317个,其中有8个位于PcDw的定位染色体scaffold00074上。用HRM技术对这8个SNP标记在群体上的进一步检测结果表明,在‘矮生梨’ב茌梨’群体上有2个SNP标记、在‘2-3’ב绿宝石’群体上有4个SNP标记表现出与Pc Dw位点共分离的特性,根据其扩增子的熔解曲线形状差异,可有效区分矮生型和普通型表型。在来自‘矮生梨’ב茌梨’群体的215个杂种后代和来自‘2-3’ב绿宝石’群体的168个杂种后代中,未发现有标记与性状的重组类型。【结论】2b-RAD测序技术与HRM分析技术相结合,进行果树重要农艺性状分子标记的开发,是一种行之有效的方法。基于这一策略,本研究鉴定获得了4个与西洋梨矮生性状单显性基因Pc Dw连锁的SNP标记。     

甜樱桃DFR基因内含子2和内含子3的多态性

【目的】研究70个甜樱桃品种DFR基因多态性与果皮颜色的相关性。【方法】通过DNA序列分析,以不同果皮颜色的10个甜樱桃品种（Prunus avium L.）为材料,检测DFR基因的多态性。根据多态性出现的位点设计特异引物,通过PCR扩增检测70个甜樱桃品种DFR基因的多态性。【结果】获得甜樱桃DFR基因约1 kb的片段,测序结果用BLAST分析发现,其核苷酸序列与樱桃李（Prunus cerasifera）的核苷酸相似性为80 %,预测的氨基酸序列与已知的甜樱桃（P. avium）DFR氨基酸序列相似性达99 %。该片段由3个外显子和3个内含子组成,2个多态性位点分别在内含子2和内含子3上。在黄色、黄底红晕和红色果皮3个组的70个甜樱桃品种中发现3个单倍型,共5种单倍型组合。通过SAS 9.0软件分析发现,所检测到的DFR基因的等位基因频率在黄底红晕果皮品种组和红色品种果皮组中的分布无显著差异。【结论】本研究在甜樱桃DFR基因座上得到2个差异位点,分别在内含子2和内含子3内,其优势基因频率依次为：0.864和0.679;但未发现DFR基因内含子2和内含子3的多态性与果皮颜色之间存在直接关系。     

杨梅S-SAP分子标记体系的建立及应用

基于杨梅全基因组Ty1-copia类型逆转座子LTR序列设计开发S-SAP引物组合,利用48份杨梅试材对其多态性指数进行评价,使用UPGMA(Unweighted Pair Group Method with Arithmatic Mean)法,构建了系统聚类树,并进行了二维和三维主坐标分析,进而探讨了杨梅种质资源遗传亲缘关系。成功开发了18个杨梅S-SAP引物组合,共扩增获得3739个条带,平均每个引物组合可扩增208个条带(100~500 bp),每个引物组合扩增条带数量范围为98~292,Shannon信息指数范围为0.2041~0.4522。其中,引物组合JY20的多态性最高,可扩增出292个条带。基于18个S-SAP引物组合,使用UPGMA法构建所有试材的系统聚类树,结果共分为3个组及3个亚组。聚类分析与主坐标分析结果高度相似,具有相同地域来源的品种大部分被划分于同一个分组,使用聚类分析与主坐标分析所得结果基本一致,但是聚类结果与果实色泽没有明显的关联性,利用三维主坐标分析更能全面且真实地反映杨梅品种间的亲缘关系。     

绵羊MHC-DQB2 exon3单倍型的构建及其与布鲁氏菌病易感性相关性

为探究绵羊MHC-DQB2基因exon3单核苷酸多态性及其单倍型与布鲁氏菌病易感性的相关性,对145只哈萨克绵羊进行了布鲁氏菌虎红平板检测(RBPT),并通过PCR-SSCP试验选取不同基因型个体进行扩增测序,对测序结果进行统计分析。结果发现,在exon3 282 bp内共有22个单核苷酸多态性位点,其中140A/C/T/G位点、155T/C位点在病例和正常组间存在显著差异(P0.05);在22个单核苷酸多态位点中,有18个符合Hardy-Weinberg平衡定律,最终构建得到21个单倍型,其中有2个单倍型(Hap6、Hap9)在病例和正常组间存在显著差异(P0.05),一个单倍型(Hap4)存在极显著差异(P0.01)。由此表明,绵羊MHC-DQB2 exon3单核苷酸多态性与布鲁氏菌病存在显著相关性。     

The Mining of Citrus EST-SNP and Its Application in Cultivar Discrimination

Single nucleotide polymorphisms （SNPs） are the most abundant sequence variations found in plant genomes and are widely used as molecular genetic markers in cultivar identification and genetic diversity studies. The objective of this study was to identify SNP markers useful for discrimination of citrus cultivars, since large numbers of expressed sequence tags （ESTs） of sweet orange are available from the National Center for Biotechnology Information （NCBI）. We now have the opportunity to discover SNP markers suitable for determining the haplotypes with which to distinguish very closely related cultivars and to assess genetic diversity within or between related species of citrus. SNPs and small insertions/deletions （Indels） from ESTs of sweet orange and satsuma were identified by the in silico SNP discovery strategy. 55 296 EST sequences of sweet orange and 2 575 of satsuma retrieved from the NCBI repository were mined for potential SNPs. Cleaved amplified polymorphic sequences （CAPS） and sequencing approaches were used to validate putative SNPs in a sample of 30 citrus accessions. A total of 3 348 putative SNPs were identified based on the abundance of sequences and haplotype cosegregation. Of these 3 348 SNPs, the transitions, transversions and Indels ratios were 47.9, 36.1 and 16.0%, respectively. The SNPs occurred on average at a frequency of 1 per 164 bp in the coding region of citrus. 14 SNPs were randomly selected and genotyped according to 30 citrus accessions including 23 accessions of sweet orange; 11 SNPs displayed polymorphism with an average polymorphism information content （PIC） of 0.20 among 30 citrus accessions. The genetic diversity present in sweet orange was low, so the 14 SNP markers failed to discriminate different cultivars of sweet orange, but they did succeed in distinguishing accessions of inter-species of citrus. In this study, SNPs were mined from EST sequences of sweet orange and satsuma, which displayed potential capability as molecular markers to discriminate inter-species accessions of citrus. It is anticipated that these putative SNPs could be applied in citrus genetics research and breeding.     

基于选择清除分析鉴定影响枣果实大小的基因

目的通过全基因组水平上比较大果型和小果型两种类型枣品种间遗传多样性水平,检测基因组的选择清除区域,以期鉴定影响枣果实大小的潜在相关基因,为解析枣果实大小差异形成的分子机制奠定基础。方法本研究通过利用12个大果类型枣品种和25个小果类型枣品种群体的简化基因组测序,获得SNP标记后进行主成分和遗传多样性分析,解析枣品种的群体遗传关系;同时,基于遗传分化系数（Fst）和核苷酸多态性（π）进行选择信号检测,进一步对受选择区域所包含的基因进行基因功能及通路的生物信息学分析,并对其中与细胞周期调节以及激素相关的基因在‘桐柏大枣’和酸枣果实中的相对表达量进行了比较分析。结果共获得130 077个高质量的SNPs,大果群体的遗传多样性（π:0.32）低于小果群体（π:0.33）,大果和小果群体分别检测到83和149个受选择基因。通过基因的功能注释和富集分析,我们确定了6个参与细胞周期或激素合成调控途径的候选基因（LOC107404981、LOC107406728、LOC107424132、LOC107426306、LOC107418232、LOC107432595）。qRT-PCR检测发现,LOC107424132、LOC107426306、LOC107418232、LOC107432595表达量在花后75天增加,候选基因LOC107404981、LOC107406728的表达量在花后45天和75天显著增加。进一步分析发现这些候选基因在枣品种和酸枣之间存在差异表达。结论结果表明LOC107404981、LOC107406728基因可能与枣果实大小的分子调控有关,为进一步揭示该基因的调控机制奠定了基础。      

甜瓜SSR标记遗传多样性的研究

采用50对SSR特异引物对甜瓜栽培品种(系)进行分析,其中48对扩增出谱带,46对引物具有多样性。扩增带分子量在250￣1750bp之间,187条谱带中有130条谱带具有多态性(占69.52%),平均每个引物可扩增出3.729条带。46份材料经过NTSYS软件分析后分为9组,从9组中再选取21个具有代表性材料重新进行聚类,应用NTSYS软件的立体旋转模拟分析和聚类分析两种方法。结果表明,21份材料分为8组,15份材料具有相同的分析结果,6份材料具有不同的分析结果。聚类结果显示21份材料可分为绿麻瓜类、黄白皮瓜类、白皮瓜类、面瓜类、菜瓜类等几个类型,基本与形态学分类相似,但也有特殊性,如花皮面瓜聚到绿麻瓜一类中。分析结果说明这两种方法具有各自的特点,要根据研究目的来选择和确定分析方法。此外,运用分子标记的方法可以提高甜瓜栽培品种多样性分析的准确性。     

122份栽培桃品种（系）黄白肉性状的分子标记辅助鉴定

【目的】 类胡萝卜素裂解双脱氧酶基因（Carotenoid Cleavage Dioxygenases 4,CCD4）控制桃果肉颜色（白/黄）,CCD4存在3种等位基因。本研究利用Indel、SSR荧光标记毛细管电泳及SNP鉴定等基因分型技术分析我国主要桃黄白肉品种（系）中CCD4等位基因的差异,为主要黄/白肉品种（系）的基因型鉴定、亲本选配和选择相应的分子标记对不同来源子代的果肉颜色进行鉴定奠定基础。【方法】利用已经报道的桃不同果肉颜色中CCD4等位基因3种突变类型,合成不同引物进行PCR扩增,LTR反转录转座子插入突变经1%的琼脂糖凝胶电泳检测,CT单元重复的PCR产物在ABI3730XL测序仪上进行SSR荧光标记毛细管电泳检测,SNP标记经Sanger测序后利用ContigExpress软件分析CCD4等位基因的碱基替换（A→T）。综合以上结果,统计每份材料中CCD4等位基因的突变类型与果肉颜色的一致性。【结果】通过对不同来源的122份桃品种（系）材料进行基因型分析,发现CCD4发生LTR反转录转座子插入突变材料的基因型共有31份,占总材料的25.4%,其中纯合插入突变材料的片段扩增长度为729 bp,共有8份,占总突变的25.8%;CCD4发生微卫星重复序列突变材料存在2 bp的插入,扩增片段长度为179 bp,该类型共有68份,占总材料的55.7%,其中纯合插入材料25份,占总突变的36.8%;CCD4发生A→T碱基替换突变的材料较少,仅有1份,占总材料的0.82%,实际应用中可以不考虑该种类型。CT和LTR插入的两种突变类型的黄肉品种（系）有7份,占总材料的5.7%。研究结果表明,LTR反转录转座子插入突变和微卫星序列重复突变是黄肉桃中CCD4等位基因的主要突变类型。其中CCD4发生一种纯合突变或两种杂合突变桃品种（系）为黄肉类型,分子标记鉴定结果与调查的122份桃品种（系）黄白肉表型性状完全一致,准确率为100%。【结论】采用分子标记明确了122个桃品种（系）黄/白肉性状的基因型,为不同亲本组合子代表型鉴定的标记类型选择提供了技术支撑,为建立桃种质材料黄/白性状的分子辅助育种体系和黄肉桃的选育奠定了基础。     

茄子品种基于WRKY转录因子的指纹图谱构建及遗传相似性分析

应用WRKY转录因子分子标记构建34个茄子品种的指纹图谱及进行遗传相似性分析,筛选出5对多态性高的引物进行PCR扩增,结果显示,扩增多态性带663条,每对引物检测到多态性条带84～181条,平均为132条。对所得到的34个茄子品种的指纹图谱进行组合和综合分析,可以将供试的34个茄子品种区分开来。表明利用WRKY转录因子分子标记技术可以用以鉴定茄子种质资源。按照UPGMA法进行聚类,从分子水平上将供试品种大体分为5个类群,第一类群又可分为2个亚类群,WRKY转录因子分子标记分类与传统的以果形或果皮颜色单一形态学性状为基础的分类没有直接的相关性。     

不同来源中国李（Prunus salicina L.）的多样性与近缘种关系

目的 中国李资源丰富、分布广泛。更好地明晰不同来源中国李栽培品种的多样性、遗传结构差异以及与同域近缘种的关系,将有利于明确中国李驯化扩散历程以及近缘种在栽培驯化过程中的作用,促进中国李地方品种资源的深入挖掘和新品种的选育。方法 利用均匀分布于基因组的22对SSR分子标记,采用荧光毛细管电泳检测技术对48份种质进行基因分型,其中包括38份不同来源的中国李种质、10份变异类型或近缘种。通过GenAlEx 6.41软件评估22对SSR引物的多态性,对参试种质按不同来源分析遗传多样性;利用NTSYS-pc 2.1软件构建48份材料的树状聚类分析图;并根据贝叶斯模型的Structure 2.2软件分析不同居群间的遗传结构差异。结果 基于48份供试材料的数据,22对SSR引物等位变异范围为3—21个,平均每个位点检测到13.54个;总共检测到298个等位变异,其中有51.8%的等位变异属于稀有等位变异。在不同居群间进行比较,根据平均有效等位变异（Ne）、平均Shannon’s多样性指数（I）、观察杂合度（Ho）和期望杂合度（He）可以看出,南方品种群的多样性最高,其次为东北品种群;而杏李的多样性最低,且明显低于华北品种群。通过分子方差分析,认为中国李的多样性有69%的遗传变异来源于居群内,仅有31%的遗传变异来源于居群间。基于遗传分化系数和Nei’s遗传距离的数据比较,认为不同居群间存在显著的遗传分化,同时不同地理来源种质间存在适当的基因交流。树状聚类分析暗示国外育成品种与我国南方品种群具有较近的亲缘关系;而华北品种群与杏李关系密切;东北品种群与乌苏里李关系紧密。群体结构分析可以将栽培中国李种质资源划分为南方小果脆肉品种群、南方大果品种群（包括国外育成品种）、华北品种群和东北品种群。结论 我国南方地区中国李的多样性最为丰富,按东北品种群、国外品种群、华北品种群顺序依次降低。东北品种群为了提高适应性融入了乌苏里李基因;杏李是从华北品种群中高度驯化后的特化类型,且该类型通过无性繁殖保存了其高度杂合性状态。我国南方江浙地区的大果型种质对国外育成品种起着重要作用。     

Genome-wide association study for starch content and constitution in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)

Starch is the most important component in endosperm of sorghum grain. Usually, two types of starch are present: amylose (AM) and amylopectin (AP). The levels of AM and AP contents play a significant role in the appearance, structure, and quality of sorghum grains and in marketing applications. In the present study, a panel of 634 sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) accessions were evaluated for starch, AM, and AP contents of grain, which included a mini core collection of 242 accessions from the International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) in India, and 252 landraces and 140 cultivars from China. The average starch content was 67.64% and the average AM and AP contents were 20.19 and 79.81%, respectively. We developed a total of 260 000 high-confidence single nucleotide polymorphism (SNP) markers in the panel of 634 accessions of S. bicolor using specific locus amplified fragment sequencing (SLAF-seq). We performed genome-wide association studies (GWAS) of starch, AM, and AM/AP of grain and SNP markers based on a mixed linear model (MLM). In total, 70 significant association signals were detected for starch, AM, and AM/AP ratio of grain with P<4.452×10^–7, of which 10 SNPs were identified with significant starch, 51 SNPs were associated with AM, and nine SNPs were associated with the AM/AP ratio. The Gene Ontology (GO) analysis identified 12 candidate genes at five QTLs associated with starch metabolism within the 200-kb intervals, located on chromosomes 1, 5, 6, and 9. Of these genes, Sobic.006G036500.1 encodes peptidyl-prolyl cis-trans-isomerase CYP38 responsible for hexose monophosphate shunt (HMS) and Sobic.009G071800 encodes 6-phospho-fructokinase (PFK), which is involved in the embden-meyerhof pathway (EMP). Kompetitive allele specific PCR (KASP) markers were developed to validate the GWAS results. The C allele is correlated with a high starch content, while the T allele is linked with a low level of starch content, and provides reliable haplotypes for MAS in sorghum quality improvement.     

Establishment and application of an SNP molecular identification system for grape cultivars

We aimed to develop a set of single nucleotide polymorphism (SNP) markers that can be used to distinguish the main cultivated grape (Vitis L.) cultivars in China and provide technical support for domestic grape cultivar protection, cultivar registration, and market rights protection. A total of 517 high-quality loci were screened from 4 241 729 SNPs obtained by sequencing 304 grape accessions using specific locus amplified fragment sequencing, of which 442 were successfully designed as Kompetitive Allele Specific PCR (KASP) markers. A set of 27 markers that completely distinguishes 304 sequenced grape accessions was determined by using the program, and 26 effective markers were screened based on 23 representative grape cultivars. Finally, a total of 46 out of 48 KASP markers, including 22 markers selected by the research group in the early stage, were re-screened based on 348 grape accessions. Population structure, principal component, and cluster analyses all showed that the 348 grape accessions were best divided into two populations. In addition, cluster analysis subdivided them into six subpopulations. According to genetic distance, V. labrusca, V. davidii, V. heyneana, and V. amurensis were far from V. vinifera, while V. vinifera×V. labrusca and V. amurensis×V. vinifera were somewhere in between these two groups. Furthermore, a core set of 25 KASP markers could distinguish 95.69% of the 348 grape accessions, and the other 21 markers were used as extended markers. Therefore, SNP molecular markers based on KASP typing technology provide a new way for mapping DNA fingerprints in grape cultivars. With high efficiency and accuracy and low cost, this technology is more competitive than other current identification methods. It also has excellent application prospects in the grape distinctness, uniformity, and stability (DUS) test, as well as in promoting market rights protection in the near future.