世界栽培豌豆(Pisum sativum L.)资源群体结构与遗传多样性分析

【目的】评价国家种质库长期保存的国内外栽培豌豆(Pisum sativum L.)资源的遗传多样性水平,揭示其遗传多样性、等位基因和群体结构差异,据此评估其重要程度及价值,为中国豌豆资源研究策略和方向的正确选择、国内外资源的充分发掘利用和深入研究提供理论依据。【方法】利用21对豌豆多态性SSR引物,对来自国外五大洲66个国家和中国28个省(区、市)的1984份栽培豌豆进行SSR标记遗传多样性和群体结构分析;采用Structure2.2软件完成资源群体结构剖析、推断参试材料的合理组群数、确定每份参试材料的适当群体划入及其相关参数计算;利用NTSYSpc2.2d软件估算其遗传距离,进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;采用PopgeneV1.32估算种质群的等位位点分布等参数,利用FstatV2.9.3.2进行种质群间遗传多样性差异显著性测验。【结果】通过对国、内外栽培豌豆资源群间SSR等位基因数(NA)、有效等位基因数(NE)、有效等位基因所占比重(NE/NA)、等位基因丰度(AR)、基因多样性指数(GD)、Shannon's信息指数(I)的比较,发现除等位基因数(NA)外,国内资源的其它5个遗传多样性指标全面高于国外资源。在21个SSR基因位点中,国内、外资源群在7个位点间存在等位基因种类的差异。群体结构分析将1984份世界栽培豌豆资源划分成三大组群。组群A包含96.49%的国外栽培豌豆参试资源,可代表典型的国外栽培豌豆资源类型;组群B的资源88.18%来源于陕西和内蒙古,可代表中国典型的春播区栽培豌豆资源类型;组群C的资源52.05%源于中国秋播区,47.44%源于中国春播区,可代表中国秋播区和除陕西、内蒙古外的春播区栽培豌豆资源类型。组群间遗传多样性差异达到显著水平。PCA作图分析也明确显示世界栽培豌豆资源群体中存在3个边界明显的资源富集区(基因库I、II、III),且与三大组群的群体结构分析结果精确对应。【结论】国内资源的遗传多样性程度整体上超过国外资源,国外资源群体内个体间的差异程度平均高于国内资源。群体结构分析侦测到世界栽培豌豆资源中存在A、B、C共三大资源类群,类群间的遗传多样性差异达到了显著水平,且与PCA做图分析显示的3个边界明显的基因库间存在着精确对等关系:"类群A"几乎等同于"基因库I","类群B"几乎等同于"基因库II",而"类群C"几乎等同于"基因库III";基因库I由国外资源富集而成,基因库II由中国陕西和内蒙古资源富集而成,基因库III由中国秋播区资源和陕西、内蒙古以外的春播区资源富集而成,由此得出世界栽培豌豆由3个基因库构成的结论。国外栽培豌豆种质资源构成了"基因库I",国内栽培豌豆种质资源构成了"基因库II"和"基因库III",表明国内、外资源均很重要,但国内资源甚于国外。     

ICRISAT花生微核心种质资源SSR标记遗传多样性分析

【目的】评价ICRISAT花生微核心种质资源的遗传多样性水平,揭示ICRISAT花生微核心种质资源遗传多样性,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用ICRISAT花生微核心种质资源提供必要信息。【方法】采用27对花生SSR引物,对ICRISAT微核心花生种质168份材料(来自世界五大洲42个国家)进行遗传多样性分析;利用NTSYS-pcV2.0软件进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图。【结果】27对SSR引物共扩增出115条多态性条带,每对引物平均扩增出4.2930个等位变异,其中有效等位变异数2.7931,有效等位变异所占比重为65.49%;PM137、16C6、14H6、8D9和7G02等引物最为有效,其Shannon’s信息指数均在1.5以上,等位变异数5个以上,有效变异数3.7个以上。在多粒型群体中,来源于南美洲和印度种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在珍珠豆型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲和非洲种质资源的遗传多样性较高;在普通型群体中,来源于北美洲种质资源的遗传多样性较低,来源于南美洲、美国和非洲种质资源的遗传多样性较高。来自南美洲的花生种质资源具有较高的遗传多样性,与花生起源于南美洲的结论一致。PCA分析,发现栽培种花生种质资源由4个差异明显的基因源构成,"hypogaea"包括普通型种质资源,"vulgaris"包括珍珠豆型种质资源,"fastigiata1"包括多粒型种质资源,"fastigiata2"包括多粒型种质资源。植物学分类单位间的Nei78遗传距离介于16.336—23.607cM,UPGMA聚类方法将花生属植物学分类单位聚成5个组群,"组群1"对应"hypogaea"基因源,"组群2"对应"vulgaris"基因源,"组群3"对应"fastigiata1"、"fastigiata2"基因源之和,"组群4"和"组群5"分别代表秘鲁型和赤道型基因源,聚类结果支持4个基因源的划分。【结论】ICRISAT花生微核心种质资源具有丰富的遗传多样性,不同来源的变种群间存在明显的遗传差异,并分化成4个基因源,研究结果部分支持栽培种花生传统的植物学分类体系。为拓宽花生育成品种的遗传基础,应充分发掘ICRISAT微核心种质各基因源的遗传潜力。     

豌豆基因组SSR标记在蚕豆中的通用性分析

分析了21对豌豆(Pisum sativum)基因组SSR引物在10个蚕豆(Vicia faba)品种中的通用性。结果表明,豌豆基因组SSR引物在蚕豆中的通用性达38.10%,有效引物在蚕豆品种中的多态性比例为100%。     

SSR标记分析谷子遗传多样性

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。选用来自山西、西藏、黑龙江等省区的品种共96份,利用SSR分子标记技术,引用小麦的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100多对引物中筛选到5对有多态性、扩增稳定、重复性好的引物,34个多态位点的平均PIC值为0.7324,96份材料被聚成5大类。     

部分桑树品种的SSR遗传多样性分析

利用SSR(Simple sequence repeat)技术对17个桑树(Morus alba L.)种质资源的遗传多样性进行了分析。结果表明,28对SSR引物扩增产物在17份桑树品种中均存在多态性;17份桑树品种间的遗传一致度变异范围为0.550 9~0.905 7,平均遗传一致度为0.728 3,大十与康利1号的遗传一致度为0.905 7。利用桑树品种间的遗传距离进行聚类分析,可将17个桑树品种分成4个大类。这一结果与《中国桑树品种志》上的形态学分类结果一致。     

核桃属材用核桃SSR标记的遗传多样性分析

以美国黑核桃、核桃楸、青林核桃实生子代及部分普通品种共86份种质资源为试验材料,利用8对SSR引物进行遗传多样性分析及聚类分析。结果表明,8对黑核桃引物共扩增出48条带,其中多态性带44条,占总扩增带的91.67%;遗传多样性指数为0.197 2～0.473 4,Shannon指数为0.304 3～0.666 3。说明黑核桃微卫星在核桃近缘种中能得到有效扩增,可以用于近缘种遗传多样性分析和核桃属种间关系研究。聚类结果表明,青林实生子代具有丰富的遗传多样性,与核桃楸及黑核桃具有明显差异,但与其他普通品种界限不明显。     

柿属植物种质资源遗传多样性的SSR分析

【目的】用SSR标记分析柿属植物种质资源的遗传多样性,为其有效利用提供依据。【方法】以7个柿种或变种的48份材料为研究对象,利用30对SSR标记对其进行遗传多样性分析。采用NTSYS-pc2.10e分析软件对SSR数据进行聚类分析。【结果】共检测到83个等位基因,每对SSR引物检测到3～6个等位基因变异,平均为4.9个。供试柿品种间的遗传相似系数介于0.397～1.000,平均为0.698,范围较大,说明柿资源种类较多、来源较广泛、遗传多样性较丰富。48份柿材料在相似系数为0.66水平上分为4大类,第Ⅰ类包括浙江柿和5个美洲柿及1个柿品种;第Ⅱ类只有2个资源,即油柿和野柿;第Ⅲ类为柿种下的大部分柿品种(27个);第Ⅳ类包括2个有核君迁子、3个无核君迁子、2个野柿、3个金枣柿及2个柿种下的品种;不同种类的柿种质资源基本分别聚在一起。同一种类下的不同类型也能区分开来。【结论】SSR标记是研究柿种质资源遗传多样性的有效手段。     

黑龙江省水稻品种SSR标记遗传多样性分析

选用分布于水稻12条染色体上的52对SSR引物,对黑龙江省近几年育成品种(系)和过去主栽品种以及日本引进品种共54份材料进行遗传多样性分析。结果表明,供试品种的20项表型性状均有显著或极显著的遗传差异,其中黏滞峰消减值变异系数最大,整米粒率与下降黏度值次之,糙米率和糊化开始温度变异系数最小;在52对SSR引物中45对引物有多态性,共扩增出160个等位位点,平均3.6个,香农指数变幅为0.040～0.702,平均为0.285;高多态性SSR位点主要发生在染色体2、5、7、11上,低多态性SSR位点主要发生在染色体6、8、10、12上;供试品种的遗传相似系数变幅为0.667～0.963之间,平均值为0.786,且83.4%的供试品种其遗传相似系数在0.740～0.840之间,亲缘关系较近;通过UPGMA聚类,供试品种被分为3大类,绝大多数供试品种都聚在同一类。     

中国328个玉米品种（组合）SSR标记遗传多样性分析

【目的】从育成年份、种植区域角度分析中国328个玉米品种的遗传多样性,在分子水平上分析各适宜种植区域品种的遗传分化特点,为玉米品种区域试验、审定管理以及育种策略提供一定的理论依据。【方法】利用均匀分布于玉米基因组的40对核心SSR引物,采用10重荧光毛细管电泳检测技术对328个代表性育成品种进行基因分型;通过Power-Marker ver.3.25软件评估40对SSR引物多态性,对参试品种按年份、区试组分析遗传多样性情况;利用多变量统计分析软件MVSP ver.3.13对328个品种按区试组进行主坐标分析。【结果】基于328个玉米品种数据,检测到40对SSR引物等位基因变异范围为3-16个,平均8.10个,多态信息指数（PIC）值变化范围为0.18-0.85,平均为0.63。参试品种不同年份间遗传多样性变化不大,PIC值在0.60左右摆动;8个区试组品种的总等位基因和总基因型变异范围为170-262和200-511,京津唐和西南组分别表现出了最低值和最高值,京津唐组PIC值最低为0.51,其余组均接近于0.60,平均杂合度均在0.60左右。8个区试组主坐标分析显示鲜食、极早熟品种遗传分布偏离普通玉米区域,具有明显的种质特异性;青贮玉米由于早期对照品种为普通玉米导致遗传分布向普通玉米延伸,仅有少数品种分布偏离普通玉米;京津唐、西南、东北早熟三组品种遗传分布相对集中;极早熟、京津唐、西南三组之间品种遗传分布几乎无重叠区域;东华北和黄淮海两组参试品种遗传分布具有明显的分化但也有部分重叠,原因与对照品种曾经相同、育种同质化有关。【结论】利用SSR标记分析328份玉米品种的遗传多样性及遗传分化特点,表明近年来育成品种遗传多样性指数在不同年份间变化不大,除京津唐组之外在其它区试组间差异性也不大。参试品种主坐标分析显示各区试组划分、对照品种设置起到了育种导向的作用。     

玉米SSR分子标记试验体系优化及其遗传多样性研究

为优化玉米SSR分子标记体系,丰富种质资源的多样性,以基础玉米自交系CK及其诱变系M为材料,优化了SSR分子标记试验体系,并对诱变玉米自交系遗传多样性进行了分析。结果表明:(1)优化后SSR分子标记试验体系,可以有效提高试验效率,减少试验误差;(2)利用23对SSR引物对诱变玉米自交系进行PCR扩增,共扩增得到59个等位基因,平均每对引物检测到2.565个等位基因;位点的多态信息量(PIC)和基因型多样性指数变化范围为0.110~0.525和0.234~1.061,平均值分别为0.331和0.643,说明基础材料CK与诱变材料存在真实的遗传差异。     

Identification and Analysis of Genetic Diversity Structure Within Pisum Genus Based on Microsatellite Markers

To assesse the genetic diversity among wild and cultivated accessions of 8 taxonomic groups in 2 species, and 5 subspecies under Pisum genus, and to analyze population structure and their genetic relationships among various groups of taxonomy, the study tried to verify the fitness of traditionally botanical taxonomic system under Pisum genus and to provide essential information for the exploration and utilization of wild relatives of pea genetic resources. 197 Pisum accessions from 62 counties of 5 continents were employed for SSR analysis using 21 polymorphic primer pairs in this study. Except for cultivated field pea Pisum sativum ssp. sativum var. sativum （94 genotypes）, also included were wild relative genotypes that were classified as belonging to P. fulvum, P. sativum ssp.abyssinicum, P. sativum ssp. asiaticum, P. sativum ssp. transcaucasicum, P. sativum ssp. elatius var. elatius, P. sativum ssp. elatius var. pumilio and P. sativum ssp. sativum var. arvense （103 genotypes）. The PCA analyses and 3-dimension PCA graphs were conducted and drawn by NTSYSpc 2.2d statistical package. Nei78 genetic distances among groups of genetic resources were calculated, and cluster analysis using UPGMA method was carried out by using Popgene V1.32 statistical package, the dendrogram was drawn by MEGA3.1 statistical package. Allelic statistics were carried out by Popgene V1.32. The significance test between groups of genotypes was carried out by Fstat V2.9.3.2 statistical package. 104 polymorphic bands were amplified using 21 SSR primer pairs with unambiguous unique polymorphic bands. 4.95 alleles were detected by each SSR primer pair in average, of which 65.56% were effective alleles for diversity. PSAD270, PSAC58, PSAA18, PSAC75, PSAA175 and PSAB72 were the most effective SSR pairs. SSR alleles were uniformly distributed among botanical taxon units under Pisum genus, but significant difference appeared in most pairwise comparisons for genetic diversity between taxon unit based groups of genetic resources. Genetic diversity level of wild species P. fulvum was much lower than the cultivated species P. sativum. Under species P. sativum, P. sativum ssp. sativum var. sativum and P. sativum ssp. asiaticum were the highest in gentic diversity, followed by P. sativum ssp. elatius var. elatius and P. sativum ssp. transcaucasicum, P. sativum ssp. elatius var. pumilio, P. sativum ssp. sativum vat. arvense and P. sativum ssp. abyssinicum were the lowest. Four gene pool clusters were detected under Pisum genus by using PCA analysis. Gene pool ＂fulvum＂ mainly consisted of wild species Pisum fulvum, gene pool ＂abyssinicum＂ mainly consisted of P. sativum ssp. abyssinicum, and gene pool ＂arvense＂ mainly consisted of P. sativum ssp. sativum var. arvense. While gene pool ＂sativum＂ were composed by 5 botanical taxon units, they are P. sativum ssp. asiaticum, P. sativum ssp. elatius var. elatius, P. sativum ssp. transcaucasicum, P. sativum ssp. elatius var. pumilio and P. sativum ssp. sativum var. sativum. ＂sativum＂ gene pool constructed the primary gene pool of cultivated genetic resources; ＂fulvum＂ gene pool, ＂abyssinicum＂ gene pool and ＂arvense＂ gene pool together constructed the secondary gene pool of cultivated genetic resources. Pairwise Nei78 genetic distance among botanical taxon based groups of pea genetic resources ranged from 7.531 to 35.956, 3 large cluster groups were identified based on the UPGMA dendrogram. Group Ⅰ equals to ＂sativum＂ and ＂arvense＂ gene pools, Group Ⅱ equals to ＂abyssinicum＂ gene pool, and Group Ⅲ equals to ＂fulvum＂ gene pool. The UPGMA clustering results generally supporting the PCA clusting results. There were significant differences among most botanical groups under Pisum genus, with clear separation of four gene pools for genetic diversity structure. The research results partially support the traditional botanical taxonomy under Pisum genus, and pointed out its advantage and shortcoming. In order to broaden the genetic bases of pea varieties, the genetic potentials in the four gene pools should be thoroughly exploited.     

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.     

高蛋白栽培大豆品种遗传多样性的SSR分析

利用47对SSR引物对我国80份高蛋白栽培大豆的遗传多样性进行了分析.结果表明,47对SSR引物在上述品种中共检测到309个等位变异.平均为6.57个:引物遗传多样性指数在0.279 6～0.8694之间,平均为0.639 0;品种间遗传相似系数变异在0.102～0.150之间,说明高蛋白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80份材料分为5个类群,其类群分布表现出一定的地域相关性.     

鸡与鹌鹑属间杂交种遗传多样性研究

选用鹌鹑上的12个微卫星位点,对随机选取属间杂交种24个个体进行多态性检测,共检测到54个等位基因,每个座位平均等位基因数为4.5个.该群体平均杂舍度和平均多态信息含量分别为0.685 6和0.665 9,群体遗传特性的体型、外貌、行为习性、生长速度均有明显差异.结果表明,鸡与鹌鹑属间杂交种属多态性较丰富的群体,选择微卫星标记分析属间杂交种,能较好反映出其遗传多样性,且具有较高可信性.     

利用SSR标记对不同类型抗虫棉品种的遗传多样性分析

以97014,BR—S-10和sGK321等14份不同类型的抗虫棉花品种（系沩试验材料,利用SSR分子标记技术,对这些棉花品种（系）的遗传多样性进行了研究．结果表明,从126对SSR引物筛选出的22对引物均能在14份抗虫棉品种（系）中产生明显的扩增差异带,共检测出97个等位基因位点,其中多态性位点69个,多态性比率达71．1％．引物等位位点数在2～7个,平均每对引物为4．4个．利用Jaccard遗传相似系数计算了14份抗虫棉品种（系）的SSR数据的距离矩阵,按UPGMA方法进行聚类,发现14个品种（系）间的遗传距离在0．035～1．056．聚类分析表明,14份棉花品种（系）可分为2大类4亚类,其中,第1大类是以转基因的抗虫棉为主,第Ⅱ大类包括3个品种（系）,分别是中棉所的ISA4ne,BR—S-10和湖南农业大学的97014,这3个品种都为无蜜腺的形态抗虫棉品种,故较早的聚为一类．本研究表明,用SSR分子标记技术分析棉花不同品种间的遗传多样性是町靠的,揭示了抗虫棉花品种种质资源的多样性,大多数品种的遗传基础比较狭窄．     

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     

利用SSR标记进行粳稻品种的遗传多样性研究

水稻育成品种遗传基础的宽窄及品种间遗传距离的大小是品种能否在当地有效推广种植的关键因素。为了扩大水稻杂交育种中亲本的选择,选用分布于水稻基因组的12条染色体上的30对SSR引物,对国内外的18个粳稻品种进行遗传多样性研究。结果显示,选取的30对SSR引物有28对具有多态性,多态性位点百分率为93%。这些多态性引物在18个材料中共扩增出144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5.14/位点。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18份材料分为4个类群,同一生态型的稻种基本聚为一类,部分不同生态型的稻种聚在一起,说明这几个品种之间有了一定的基因交流,具有相对较近的亲缘关系。育种亲本的选择不能单单考虑生态型。     

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。     

利用SSR标记分析糯高粱种质资源的遗传多样性(英文)

为了解析糯高粱种质资源之间的亲缘关系,用25对SSR引物检测了29份糯高粱种质资源的遗传多样性。结果表明,25对引物共检测出59个等位基因,平均每对引物检出2.28个,平均有效等位基因为1.81个,引物位点的多态信息量变幅为0.17～0.62,平均为0.34。29份糯高粱种质资源的遗传相似系数范围在0.203～0.949之间,平均为0.593,UPGMA方法将29份糯高粱品种在遗传相似系数0.475处聚为两大类。不同地理来源的品种被聚在同一亚类,农艺性状近似的品种聚在同一亚类。结果表明,糯高粱品种的亲缘关系与地理来源关系不大,该研究中的糯高粱种质资源具有较为丰富的遗传多样性。     

青海省小麦主栽品种遗传多样性的SSR标记分析

采用SSR标记对青海省66份小麦主栽品种进行遗传多样性分析,筛选出20对扩增谱带稳定的引物,共检测出81个等位基因,平均每个位点检测出的等位基因为4.05个,变异范围2～8个,引物xgwm133-6B和xgwm3-3D的等位位点最多,均为8个;其次是xgwm2-3A和xgwm107-4B,均为6个。66份小麦材料的遗传相似系数为0.530 9～0.975 3。多态信息含量PIC为0.686 5,用popgene算出Shannon’sInformation index为0.367 2,Nei’s gene diversity为0.237 6。聚类分析结果显示,66份材料聚为4大类群,部分材料在聚类时从亲缘关系上没有被明显区分,说明这些材料的生长习性与所研究的SSR引物位点相关性状存在独立性,但总体上基于SSR多态性的聚类与材料来源地区存在一定的相关性,在一定程度上反映了供试材料间的亲缘关系。