利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性

【目的】利用功能基因标记分析三系杂交稻亲本的遗传多样性。【方法】利用44个根据文献共同报道的QTL位点或者已经被精细定位或已克隆的与水稻产量性状基因紧密连锁的功能基因标记,以及29个覆盖水稻12条染色体的在三系杂交水稻亲本间多态性高、带型清晰、重复性好的SSR标记分析76个三系杂交水稻亲本的遗传多样性。按POPGEN32分析软件要求将PCR扩增产物的凝胶电泳结果数字化,将数字化的矩阵数据转换为基因型数据,在POPGEN32软件下计算等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、多态性位点百分率（P）、Nei’s遗传多样性指数（He）,用于评价所有亲本材料的基因多样性;计算遗传分化系数（Fst）、Nei遗传距离（D）,进行遗传结构和遗传关系检测。利用NTSYS-pc2.10e软件计算品种间遗传相似系数（GS）,并根据GS按非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析,绘制品种间遗传聚类树状图。【结果】44个功能基因标记中有37个标记具有多态性,多态性位点百分率（P）84.09%,共检测到86个等位基因位点,平均每个位点2.32个,变化范围2-4个;其中有效等位基因（Ne）62.95个,占73.2%,Nei’s遗传多样性指数（He）变幅为0.049-0.831,平均值0.585。76份材料间的遗传相似系数（GS）变幅为0.323-0.973,平均值0.650。聚类分析表明在遗传相似系数0.618处分为保持系和恢复系两类。保持系和恢复系间的遗传分化系数（Fst）为0.151,属高度遗传分化,Nei遗传距离（GD）0.185,类群内遗传距离相对较小,类群间遗传距离相对较大。29个SSR标记共检测到72个等位基因位点,平均每个位点2.48个,变化范围2-4个;聚类分析表明未能将保持系和恢复系分为两类,部分保持系聚类在了恢复系群,部分恢复系聚类在了保持系群。【结论】相对于普通分子标记,功能基因标记具有较高的DNA多态性检测效率,用于类群划分和种质资源的多样性分析等方面更具准确性和可靠性;三系杂交稻亲本在44个产量功能基因位点的亲缘关系较近,遗传基础狭窄,同源性较高。但保持系群和恢复群系间在这些功能基因位点的遗传差异较大,遗传分化程度较高,杂交水稻骨干亲本在产量性状上仍具有较高的杂种优势利用空间。     

陕西省水稻种质资源的遗传多样性分析和指纹图谱构建

对陕西省40份大田推广品种及其亲本和100份省水稻区域试验材料进行遗传多样性分析。结果表明,从陕西省40份大田推广品种及其亲本共检测到160个等位基因,平均每个标记检测到6个等位基因,每个SSR位点的遗传多态性信息含量为0.29～0.97,平均为0.64。聚类分析表明,40份大田推广品种及其亲本的遗传相似系数为0.55～0.97。100份陕西省水稻区域试验材料中,72个晚熟水稻材料的遗传相似系数为0.43～0.91,平均为0.67。28个中早熟水稻材料的遗传相似系数为0.56～0.87。     

我国75份小麦品种SNP和SSR指纹图谱构建与比较分析

联合利用Illumina 90K SNP芯片和毛细管高通量SSR检测技术,构建75份育成品种384个SNP和42个SSR位点的指纹图谱,比较两种标记在遗传多样性、遗传相似系数和鉴别能力等方面的特征。结果显示,SNP标记揭示的遗传多样性指数明显低于SSR标记,但能较好地反映品种间的遗传多样性;SNP标记揭示的遗传相似系数明显高于SSR标记,但两者呈极显著线性相关;384个SNP位点鉴定近等基因系的能力低于42个SSR位点,但去除近等基因系后,仅需8个SNP或4个SSR位点组合即可区分剩余的74份品种,表明最优位点组合具有较高的鉴定效率,在品种鉴定时可先采用少量标记进行初鉴,对于极近似品种可加大标记密度。首次结合SSR和SNP标记构建指纹图谱,证实了两者之间的一致性,提出了分子身份鉴定技术标记数量的选择思路,为小麦品种DNA身份鉴定技术标准制定提供了重要的参考依据。     

基于KASP技术的稻瘟病抗性基因Pi9分子标记的开发与评价

【目的】开发抗稻瘟病基因Pi9的荧光分子标记,为抗稻瘟病水稻品种分子育种提供简便、可靠的基因分型检测方法。【方法】利用PCR克隆测序,并比对供体亲本与受体亲本之间抗稻瘟病基因Pi9序列的差异,开发1个基于SNP位点的高通量KASP分子标记。【结果】利用该标记对水稻杂交群体278个单株进行基因分型检测,结果发现141个单株的基因型为T/T,137个单株的基因型为C/C,分型结果与SSR分子标记检测结果一致;通过在岑溪稻瘟病高发区进行稻瘟病鉴定,验证了Pi9-KASP分子标记有较强可靠性。【结论】基于SNP位点开发的Pi9-KASP分子标记可以高效应用于水稻抗稻瘟病品系的种质资源鉴定及分子标记辅助选择育种中。     

基于SSR标记的福建省若干水稻品种DNA指纹图谱构建及遗传多样性分析

以24份杂交稻品种和18份杂交稻亲本为材料,利用SSR分子标记进行DNA指纹图谱构建和遗传多样性分析。24对引物在研究材料中共检测到74个多态性片段,平均每对引物的多态性片段为3.1个。基于24个SSR标记的扩增结果,利用NTSYS 2.10e软件计算Dice遗传相似系数,并建立UPGMA聚类图,结果表明:42份材料之间的相似系数变化范围为0.60~1.00,在遗传相似系数0.68处可以将42份材料分为6个类群,较好地反映了供试材料的亲缘关系,可为水稻育种中亲本选择提供参考。同时建立了42份材料×12个SSR标记的指纹图谱,为杂交水稻品种纯度和真伪鉴定提供科学数据。     

标记辅助改良热带粳稻利用水稻亚种间杂种优势

培育亚种间杂交水稻品种是开发水稻产量潜力的一个重要研究内容。本研究通过复合杂交结合分子标记辅助选择(MAS)培育出新型的籼稻基因渗入热带粳稻品系。这些基因渗入系表现出良好的农艺性状，经RAPD标记检测，遗传上更相似于热带粳稻，大部分品系具有广亲和特性。进一步用SSR和SSR-RAPD分子标记分析这些籼稻渗入系热带粳稻与3个温敏核雄性不育系间的遗传差异性，利用具有较大的分子标记多态性的组合亲本配制杂交稻种子，鉴定获得了多个具有强杂种优势的组合。结果表明，MAS是亚种问杂交水稻育种中辅助选择杂交亲本、鉴定广亲和位点、育种品系的遗传多样性和遗传距离分析和杂交稻组合选配的有效技术手段。     

基于SRAP分子标记的春大豆杂交种核心亲本杂种优势群划分

为明确杂交大豆核心亲本的遗传多样性特点及群体结构特征,以来源中国东北和国外的100份杂交大豆核心亲本为材料,通过SRAP分子标记多态性分析和UPGMA聚类分析等方法进行聚类分析。结果表明:1)SRAP标记共扩增出2 135条条带,其中多态性条带2 130条,多态性位点占比99.76%,每对引物组合扩增出的多态性谱带数为137~204条,平均为178条,引物的多态性信息含量范围在0.074 0~0.153 7,平均值为0.125 7;2)根据遗传相似系数于0.450 0处划分为2个类群,在遗传相似系数0.460 0处将类群Ⅰ划分2个亚群,又在遗传相似系数0.480 0处将类群Ⅱ划分2个亚群,并将主要来源于中国东北的保持系材料划分为类群Ⅰ,主要来源于美国的恢复系材料划分为类群Ⅱ;3)通过对10个已审定强优势杂交种的13个亲本进行分析发现,杂交种亲本间的遗传相似性多分布在0.329 2~0.637 6;4)通过遗传多样性分析发现,类群I与类群Ⅱ内遗传多样性相似,4个亚群中的亚群Ⅰ-1和Ⅱ-2遗传多样性均大于亚群Ⅰ-2和Ⅱ-1;通过主坐标分析,亲本同样被划分为2个类群,验证了聚类分析的结果。综上,基于SRAP分子标记成功将100份春大豆杂交种核心亲本划分为两大类群;其中,类群Ⅰ的中国东北材料与类群Ⅱ的国外材料之间杂交配制组合存在较强的杂种优势。     

半糯粳稻品种核心标记的筛选及DNA指纹图谱的构建

目的 构建一套基于水稻重要性状基因标记的品种DNA指纹鉴定体系,为加强主栽优良食味半糯粳稻品种的种质管理与品种保护奠定基础。方法 以34个江浙沪主栽优良食味半糯粳稻品种为供试材料,通过已知标记多态性鉴定、公共数据库基因序列比对、基因组重测序等多种方法对水稻重要性状调控基因的关键差异位点进行筛选,开发核心SNP或InDel标记;利用As-PCR技术将SNP标记发展为依据电泳条带鉴别的简单PCR标记,通过电泳条带特征化和类型分析获得基因型信息,构建半糯粳稻品种的DNA指纹图谱库。结果 筛选出来源于40个水稻重要性状调控基因的54个核心标记,包括18个SNP标记和36个InDel标记;54个标记在20个品种中共检测到155个有效特征化条带,转化为155个0/1数据位点,建立各品种的DNA指纹数据库,可区分全部供试品种。遗传多样性分析表明,品种间遗传相似性变异范围为0.47—0.90,其中,南粳7718与苏香粳100的相似性系数最小,而南粳9308与南粳9036的相似性系数最大,二者存在8个数据位点差异。亲缘关系分析可将供试品种划分为6个分支,其中,南粳7718为独立分支,表明其与其他品种间的亲缘关系较远。核心标记鉴定效果的进一步验证表明,该套标记可以对14个半糯粳稻新品种进行有效区分,聚类图显示其分布于Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 3个类群,证实各品种间基因型信息的差异性;并利用该套标记鉴定了一个未知半糯水稻的品种真实性,根据基因型和聚类分析,将其判定为南粳9108。结论 经优化筛选,获得可准确区分当前主推半糯粳稻品种的54个核心标记,并发展为可电泳检测的简单PCR标记,利用该套标记组合构建了34个江浙沪地区主栽优良食味半糯粳稻品种的DNA指纹图谱。     

黑稻资源遗传多样性的SSR分析

利用24对SSR引物比较了来自中国6个省市的29个黑稻品种的遗传多样性。结果表明,24对引物在上述品种中共检测到76个多态位点;多态位点的等位基因丰度、遗传多样性指数和平均香农指数分别为3.17、0.5287和0.9058,品种间遗传相似系数变异在0.0833-0.9583之间,说明黑稻中存在丰富的遗传多样性。利用品种间的遗传相似系数进行聚类分析,可将29份材料分为3个类群,其SSR分子标记分析表现出一定的地域相关性。     

Using of AFLP Marker to Predict the Hybrid Yield and Yield Heterosis in Rice

利用AFLP分子标记对46个水稻品种进行遗传多样性分析,继而研究分子标记遗传距离与按照NC设计获得的195个杂交组合的产量及特殊配合力的相关性,探讨预测杂种优势的可能性。结果表明:(1)通过UPGMA聚类分析(图3),可将供试材料分为16个类群,并把来源不明的品种(系)划分到相应类群中,从而对这些材料进行初步鉴定。可见,AFLP分子标记是检测类内品种间遗传差异的有效方法,为水稻品种(系)亲本选配提供理论依据。(2)分子标记遗传距离与杂种产量优势、F1产量、特殊配合力之间都呈显著正相关,相关系数介于0.3235-0.7713之间。但相关程度还不足以预测杂种优势。增效座位和减效座位以及使用与杂种优势有关的QTL连锁标记位点可能提高杂种优势的预测能力,但最终解决,将依赖于杂种优势遗传机理的研究。     

麻核桃遗传多样性的SSR分析

本试验利用SSR标记技术对20个麻核桃品种的遗传多样性进行研究。从12对引物中筛选出6对用于正式PCR扩增,共检测到52个遗传位点,其中多态性遗传位点50个,多态位点百分率为96%。遗传相似性分析结果显示麻核桃种质间具有丰富的遗传多样性,遗传相似系数变幅为0.17~0.90,说明SSR标记能将20份种质完全区分开。UPGMA聚类结果显示,供试材料在相似系数为0.61处聚为4类。     

橡胶树部分种质资源的荧光A F L P分析

利用荧光AFLP分子标记技术,采用5对EcoR I/MseI引物对景洪橡胶树种质资源圃内的54份魏克汉种质进行遗传变异分析,共扩增出多态性位点245个,平均多态性位点百分率96.73%;所有检出位点的平均观测等位基因Na、平均有效等位基因Ne、平均Neis基因多样度H和平均香农信息指数I分别为1.967 3,1.573 3,0.345 8,0.519 7,不同种质之间存在明显的遗传变异;基于相似系数对所有供试材料进行UPGMA聚类分析,在相似系数为0.66时,共分为9支,但各支中包含的种质表现为无规律性的交错分布.     

Development of a core set of SNP markers for the identifi cation of upland cotton cultivars in China

Considering the advantages of single nucleotide polymorphisms(SNP) in genotyping and variety identification, the first set public SNP markers at Cotton Marker Database(http://www.cottonmarker.org/) were validated and screened across standard varieties of cotton distinctness, uniformity and stability(DUS) test, aiming to obtain an appropriate set of core SNP markers suitable for upland cotton cultivars in China. A total of 399 out of 1 005 SNPs from 270 loci including 170 insertions-deletions(In Dels) were evaluated for their polymorphisms among 30 standard varieties using Sanger sequencing. As a result, 147 loci were sequenced successfully, 377 SNPs and 49 In Dels markers were obtained. Among the 377 SNP markers, 333 markers(88.3%) were polymorphic between Gossypium hirsutum and G. barbadense, while 164 markers(43.5%) were polymorphic within upland cotton. As for In Del markers, the polymorphic rate is relatively lower than that of SNP both between species and within species. The homozygous DNA locus ratio of 121 SNPs was higher than 86.2% while that of other 43 SNPs was less than 70%. Only 64 SNPs displayed completely homozygous genotypes among all of the detected upland cotton varieties with 100% homozygous DNA locus ratio. At last, a set of 23 pairs of core SNPs were achieved in view of avoidance of linkage, with polymorphism information content(PIC) values varying from 0.21 to 0.38 with an average of 0.28. Genotype characteristics and genetic diversity were analyzed based on the set of core markers, while 40 pairs of core simple-sequence repeats(SSR) primers comprised of 10 sets of four multiplex PCR combinations were also used for analysis based on fluorescence detection system. Comparison results indicated that the genetic diversity level was almost equal, while various varieties were significantly different from each other. Genetic relationship revealed by SSR markers is related to geographic source to a certain extent. Meanwhile clustering results analyzed by SNP markers are more consistent with kinship, which demonstrated that the screen strategy for core SNP marker is effective.     

甘蓝SNP标记开发及主要品种的DNA指纹图谱构建

【目的】搜集生产上的主要甘蓝品种,构建基于SNP标记的品种指纹图谱,为鉴定甘蓝品种的特异性、真实性提供依据。【方法】首先,利用50个甘蓝高代自交系的重测序数据,与甘蓝参考基因组（02-12）进行比对筛选SNP位点。挑选多态性较好、在染色体上均匀分布的SNP位点,并将其转化为KASP标记,利用KASP平台对供试材料进行检测,得到59个甘蓝品种的基因分型数据。根据基因分型数据,筛选出多态性信息含量（PIC）高、无基因型数据缺失且在染色体上均匀分布的标记作为构建指纹图谱的核心标记。将核心标记的分型结果转化为二元编码数据,获得甘蓝品种SNP-DNA指纹图谱。在59个甘蓝品种中随机挑选15个品种,另外增加5个未推广的新组合用于构建人工虚拟混合群体,并利用此群体对甘蓝品种指纹鉴定技术进行验证,检测核心标记构建的SNP-DNA指纹图谱的准确性与可靠性。【结果】利用重测序数据与参考基因组（02-12）进行比对开发SNP标记,最终获得2.54×106个SNP标记。从中筛选出500个SNP位点用于KASP标记开发,平均每条染色体上55.6个。500个SNP位点中有442个成功转化为KASP标记,转化成功率为88.4%。KASP平台检测结果显示,在442个SNP标记中,有25个位点的未分型材料数＞5,在后续分析中去除。剩余417个SNP位点的PIC值的变化范围为0.12—0.38,平均值为0.36,表现为中度多态性。在59个供试甘蓝品种中,全部417个SNP位点的杂合度大于30%的有57个,占所有品种的96.6%。其中,品种‘豫生早熟牛心’的杂合度最高,为67.8%。最终筛选出50个SNP位点作为核心标记,并利用这些标记构建甘蓝主要品种的指纹图谱。50个核心位点的PIC值的变化范围为0.35—0.38,平均值为0.36,其中位点Bol2-56的PIC值最高。基于核心SNP标记的聚类分析结果表明,59个品种的遗传相似系数为0.43—0.98。利用人工虚拟混合群体对核心SNP标记进行了验证,结果表明,利用核心标记可对甘蓝品种的特异性和真实性进行有效鉴定。【结论】基于甘蓝自交系重测序数据进行比对,共获得SNP位点2.54×106个;从中筛选获得50个核心SNP标记用于构建59个甘蓝品种的指纹图谱,并采用人工虚拟混合群体对核心SNP标记进行了验证。     

太湖地区24 份杂交粳稻DNA指纹图谱的构建及遗传相似性分析

利用SSR标记对24份太湖地区杂交粳稻品种初步建立了DNA指纹图谱和进行遗传相似性分析.结果表明:24对引物在研究材料中共检测到105个多态性片段,平均每对引物的多态性片段为4.38个.筛选出5对核心引物(RM336、RM72、RM1195、RM19和RM267)建立了24份材料的DNA指纹图谱.24份材料之间的相似系数变化范围为0.69～0.99,相似系数比较大,表明供试材料的遗传基础多样性相对狭窄.在遗传相似系数0.71水平处可以将24份材料分为3个类群.