基于SLAF-seq技术的苹果SNP位点开发及遗传多样性分析

为了解黑龙江苹果种质资源的遗传关系,利用特异性位点扩增片段测序技术(SLAF-seq)对在黑龙江地区收集的31份苹果种质资源进行SNP位点开发和遗传多样性分析。最终获得了107.52 Mb读长数据,不同材料的SNP标记数目在309 012～540 030间,样品测序质量值平均Q30为93.78%,平均GC含量为40.90%。共开发获得1 072 115个SLAF标签,其中,多态性SLAF标签有275 389个。通过序列分析,共得群体SNP位点121 352个,基于开发SNP分子标记,结果表明,31份苹果种质资源分为3个亚群,特异性的苹果SNP位点开发和研究可为苹果种质资源鉴定和遗传多样性分析提供理论基础。     

基于SLAF-seq技术的甘薯SNP位点开发

【目的】单核苷酸多态性（SNP）是基因组中最普遍的遗传变异,是构建遗传图谱、完成分子标记辅助育种的一种非常重要的遗传标记。新一代高通量测序平台为SNP位点的检测提供了强有力的技术支持。多倍体作物通常表现为基因组序列大且重复比例高,一直以来多倍体作物的SNP位点挖掘面临巨大的挑战。【方法】共收集300份甘薯种质资源,利用SLAF-seq测序技术进行测序。首先以马铃薯基因组为参照,通过生物信息学分析进行实验方案的系统设计,筛选特异长度的DNA片断,构建SLAF-seq文库。后通过高通量测序的方式获得海量序列,进而通过软件分析比对,获得多态性SLAF标签,最后在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点。【结果】对照拟南芥的测序数据与其参考基因组进行比对的结果表明,双端比对效率在本试验中为87.71%,酶切效率为93.22%,说明本试验SLAF建库正常。通过测序共产生498.14 Mb的读长数据,测序后各样品所获得的读长数目在441 595-2 731 920范围内,其中,冀薯4号获得的数据量最大,共计获得2 731 920个读长,对照拟南芥数据量最小,共计获得441 595个读长。测序质量值Q30的范围在88.37%-90.67%,样品3043 Q30测序值仅为87.31%,样品鄂紫1号Q30测序值为91.31%,所有样品Q30值均在80%以上。测序获得GC含量的范围在37.23%-38.09%,样品苏薯9号和浙薯2号存在极端值,样品苏薯9号的GC含量在39.80%,样品浙薯2号GC含量在37.10%,所有样品GC含量均值为37.64%,GC含量普遍不高,说明达到测序要求。本研究共计获得597 094 个SLAF标签,样品的平均测序深度为11.77×,其中多态性SLAF标签260 000个,占SLAF标签总数的43.54%。根据所获得的260 000个多态性SLAF标签来统计SNP位点信息,共计获得795 794个群体SNP位点。【结论】共获得498.14 Mb的读长数据,597 094个高质量的SLAF标签,260 000个多态性SLAF标签,从260 000个多态性SLAF标签上共计开发获得795 794个高质量SNP位点。表明SLAF-seq技术可以很好地应用于甘薯SNP位点的开发,其效率远远高于SSR、AFLP、RAPD等分子标记技术。从全基因组范围获得的SNP位点可以进一步的用来完成后续群体进化分析和特异性SNP标记的开发。     

基于SLAF-seq技术的山西省地方梨品种的SNP分析

利用简化基因组测序技术 SLAF-seq 测序对30个山西省地方梨品种群体结构与亲缘关系进行分析,旨在为梨育种及其资源利用提供参考。通过序列分析,获得603 177个SLAF标签,其中多态性的SLAF标签302 703个,共得到2 140 079个群体SNP。利用这些SNP标签分析可得30个梨品种可以分为两大类。通过构建进化树发现,‘金梨’与‘大黄梨’虽田间性状比较相似,但在进化树上显示两者亲缘关系较远,可以断定二者为不同梨品种。     

基于SNP分子标记的宁夏4个野生枣种群遗传多样性对比分析

在实地勘察的基础上,以宁夏不同生态立地分布的野生酸枣为材料,对宁夏境内4个野生酸枣种群的遗传多样性进行分析,为宁夏野生酸枣资源可持续原位保存及创新利用提供理论依据。在宁夏选取4个地域代表性的不同野生酸枣种群,从中分别随机选取植株30棵树,采集其叶片,采用新型的基因组及分子标记SNP（单核苷酸多态性）技术,从分子水平上揭示宁夏4个野生酸枣的遗传结构和进化关系。主要研究结果如下：通过SNP标记评价宁夏野生酸枣种群的遗传特性,地理分布上可分为两个主要地理类群,分别代表宁夏中部和北部地区,中部地区包括吴忠红寺堡种群,北部地区包括中卫日照山、灵武白芨滩与贺兰山滚钟口种群;野生酸枣种群之间的亲缘关系表现为贺兰山滚钟口种群与灵武白芨滩种群更接近,而中卫日照山种群和吴忠红寺堡种群各自单独成一类。中卫日照山种群与灵武白芨滩种群遗传分化程度最高,其F_st值为0.191,分化程度较大,分化程度最低的是宁夏贺兰山滚钟口种群与灵武白芨滩种群,其F_st为0.084,属中等分化程度。     

白皮松及其遗传多样性研究进展

白皮松是园林绿化和生态林业的优良树种,古时在我国西北诸省广泛分布,现如今呈现零星块状分布,部分群体已经濒危,因此应引起人们的重视,并从形态标记、生化标记和分子标记方面对白皮松遗传多样性的研究进行了综述。     

基于SLAF-BSA技术的蝴蝶兰花底色关联SNP分子标记开发与验证

为筛选与蝴蝶兰花黄白底色相关的单核苷酸多态性(Single-nucleotide polymorphism,SNP)位点,以'黄金豹'蝴蝶兰(♀)和'白天使'蝴蝶兰(♂)及其杂交后代为实验材料,选择33个分布在5个不同颜色分布类型组群中的黄色底色杂交后代和仅有的2个纯黄色个体作为黄色底色群体,35个分布在对应5个颜色分布类型组群中的白色底色杂交后代作为白色底色群体,分别提取DNA并等量混合后构建2个不同底色DNA混池,采用特异位点扩增片段测序(SLAF-seq)结合BSA技术,对与花底色密切相关的候选标记进行鉴定。结果表明:共获得164 874个SLAF标签,其中含21 031个多态性SLAF标签,多态率为12.76%。SLAF标记在亲本中的平均序列深度为42×,在子代中的平均序列深度为46×。关联分析表明,在阈值0.745 5时,筛选得到15个与花底色相关的SLAF候选标记,具27个SNP位点。采用SNaPshot测序技术在2个亲本、11个子代和4个不同的种质资源中验证SNP位点,筛选发现,Marker35886和Marker70907的2个SNP位点与相关SLAF序列中的SNP位点一致,对花底色的鉴定准确率分别为66.67%和73.33%,组合准确率达93.33%。本研究筛选到的2个SNP位点可作为有效的分子标记位点在蝴蝶兰育种早期进行辅助选择。     

青鱼生长相关SNP标记在不同地理群体中的验证

单核苷酸多态性分子标记(single nucleotide polymorphism, SNP)是目前常用的分子标记辅助育种的工具之一。本研究在前期构建的青鱼(Mylopharyngodon piceus)高密度连锁图谱和QTL定位结果的基础上,利用体质量QTL区间中的2个SNP标记在3个青鱼群体中进行验证,目的是为了检测通过QTL定位得到的SNP是否存在并能应用于其他地理群体,利用对分子标记的侧翼序列进行基因型组成分析、遗传多样性分析及中性检验等方法,对3个群体的2个SNP侧翼序列进行分析。遗传多样性结果显示,snp8107的扩展片段的单倍型多样性(H_d)在邗江群体、湘江群体和石首群体中分别为0.782、0.515和0.497;各位点的观测杂合度(H₀)为0.067～0.533,平均为0.239;期望杂合度(H_e)为0.127～0.506,平均为0.306;多态信息含量(PIC)为0.117～0.374,平均为0.246。中性检验显示3个群体在历史上可能发生过瓶颈效应导致稀有等位基因丢失的现象,结合遗传多样性结果推测,...     

基于SNP标记的粳型香稻品种品质性状差异及遗传多样性分析

对29份粳型香稻品种品质性状及遗传多样性进行分析,旨在了解供试材料品质特性及亲缘结构。结果表明,12个品质性状的变异系数在2. 5%～160. 5%之间,垩白粒率、垩白度的变异系数分别为142. 1%、160. 5%。根据SNP标记计算的品种间遗传相似系数在0. 456～0. 998之间,平均值为0. 675。供试材料在品质性状上分为3个差异明显的类群,在亲缘结构上形成亲缘关系不同的4个类群。本研究为香稻品种种质资源研究及品质性状改良提供依据。     

番茄Cf-5基因的SNP分子标记开发

根据已知的叶霉病抗性基因Cf-5基因序列,设计了3对嵌套引物。以4份抗病材料和4份非抗病材料DNA为模板,扩增番茄Cf-5基因并比较了抗感材料Cf-5基因的序列,在580、2 879 bp位点分别有T与C、G与T的碱基替换,设计了等位基因特异引物,获得了稳定的等位基因PCR产物,成功地开发了抗叶霉病基因Cf-5的SNP标记,为培育抗叶霉病番茄品种奠定了基础。     

利用SLAF-seq技术开发十倍体长穗偃麦草专化分子标记

为开发长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)分子标记,以小偃68(西农)为试验材料,利用SLAF-seq技术获得9 667个小偃68外源染色体特异标签,筛选出823个长穗偃麦草专化分子标记。选取其中100个标记扩增20份小偃麦易位系,发现染色体构成相似的易位系具有相同的扩增结果,并得到小偃麦易位系的特异分子标记。应用这些标记可以快速检测长穗偃麦草遗传物质。     

2021 年 7 期目录

  目的  白皮松作为我国濒危的乡土树种,具有重要的经济和园林观赏价值,为进一步开发和利用白皮松种质资源,本研究基于EST-SSR标记对北京地区3个不同种源地的白皮松群体遗传多样性开展评价。  方法  以白皮松转录组数据为依据,对其微卫星位点进行筛选并设计合成了96对引物,并对北京温泉苗圃栽培收集的3个不同种源地（北京、山东、山西）的白皮松群体,共60个植株开展遗传多样性分析,对其群体内与群体间的遗传结构进行评价。  结果  96对引物中共筛选获得了5对多态性引物,其观察杂合度、期望杂合度、多态性信息含量和等位基因位点个数变化范围分别为0.203 ~ 0.433、0.211 ~ 0.530、0.187 ~ 0.484和2 ~ 5。3个白皮松样本群体中等位基因数量、有效等位基因数量、香农信息指数、观察杂合度和固定指数变化范围为2.400 ~ 3.000、1.516 ~ 1.761、0.484 ~ 0.606、0.295 ~ 0.362和?0.075 ~ 0.081,平均值分别为2.677、1.632、0.560、0.333和?0.007。遗传分化系数和基因流变化范围分别为0.021 6 ~ 0.115 3和1.399 6 ~ 11.340 0,平均值分别为0.090 2和2.521 2。AMOVA分析显示遗传变异主要来自于群体内,群体间差异较小,仅占据11%。  结论  本研究共获得了5对多态性的白皮松EST-SSR引物,可用于后续白皮松群体遗传多样性分析和分子标记辅助育种工作;北京温泉苗圃栽培收集的3个不同种源地的白皮松群体分析结果表明,当地现有收集的白皮松种源群体遗传相似度较高,在未来种质资源保存和苗木繁育工作中应考虑增加其他种源地的白皮松群体。      

利用转录组测序开发甘蔗SNP分子标记

【目的】利用转录组测序开发甘蔗SNP分子标记,为甘蔗建立一种高效和低成本的分子标记开发方法。【方法】以40个甘蔗栽培品种为试验材料,使用高通量测序平台获得其转录组数据,经质控后将其匹配到参考基因组,然后使用GATK软件检测和过滤SNP分子标记,并使用snpEff对SNP进行注释及统计分析。利用这些SNP分子标记进行系统发生分析、主成分分析和群体结构分析。最后,开发KASP标记并随机验证其有效性。【结果】转录组数据经质控后平均每个样本获得6.5 Gb的序列。通过变异分析和多重过滤筛选后,共获得220397个注释到染色体上的双等位基因SNP位点,平均密度为3 SNP/kb。SNP类型及分布特征分析结果表明,编码区错义突变与沉默突变的比值（N/S）为1.05,转换类型和颠换类型的比值（Ts/Tv）为1.89,杂合SNP占38.66%～49.91%,位于转录本的SNP比例为44.74%。系统发生分析、主成分分析和群体结构分析结果均表明,甘蔗栽培品种遗传来源较为单一,但群体分化较大。开发了11176个KASP分子标记,并随机合成25组KASP引物进行多态性验证,共有23组（92%）引物能检测到扩...     

基于基因组数据库的杂草稻叶绿体分子标记开发

[目的]杂草稻的起源与演化是一个未澄清的热点问题,分子标记技术是最重要的研究手段之一。由于已经应用的分子标记数量有限,与栽培水稻缺乏特异性,因此探索新的分子标记仍然十分必要。[方法]使用网络基因组数据库中13份栽培水稻和野生稻叶绿体全基因组序列进行比对和分析,针对其中的高频变异区域设计标记引物,进而对60份杂草稻样品的标记区域测序并进行多态性验证。[结果]13份样品叶绿体全基因组中存在1020个单核苷酸多态性(SNP)位点,111个插入/缺失(InDel)位点,表现出丰富的遗传变异;选定其中3个高频变异区域,分别针对trnG-trnfM基因间区、psbM-trnC基因间区和trnT-trnL基因间区设计了3对引物,对60份杂草稻材料进行了检测,发现3个片段总长1966bp,共存在7个SNP位点,6个InDel位点,总变异序列长度为34bp,占序列总长的1.73%。系统发育树结果显示,60份杂草稻被划分为4个类群。另外,将网络数据库中的13份栽培水稻和野生稻数据进行分析,发现不同栽培稻和野生稻的籼粳类型分别被聚到杂草稻的相应类群中。[结论]所开发的3对叶绿体分子标记可以对上述杂草稻进行良好的分类,因此可以作为研究杂草稻遗传多样性及演化的分子标记。     

外生菌根菌肥对白皮松光响应的影响1）

为研究外生菌根对白皮松（ Pinus bungeana）光合作用的影响,设置200、400、600 mL 3个菌肥剂量,干施、湿施2种施用方式,采用Li－6400便携式光合测定系统,测定田间8年生白皮松苗的光响应曲线。结果表明：直角双曲线修正模型适合白皮松光响应曲线的拟合。施用菌肥显著提高了白皮松的光合生理特性,表现为净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均显著高于对照;不同程度地提高了表观量子效率、最大净光合速率和光饱和点,并降低了暗呼吸速率和光补偿点。菌肥剂量与光合作用间无明显规律;施肥方式中,湿施处理比干施处理更能提高白皮松叶片的光合特性。各处理组在促进白皮松光合作用上,200 mL施肥量、湿施的处理方式效果最优。     

山西五鹿山白皮松林的群落结构

在山西五鹿山的白皮松林中共设立标准地6块,对这些标准地资料进行统计,以研究五鹿山地区白皮松林的群落结构、白皮松的生长规律以及群落生产力.结果表明:该群落生活型谱中以高位芽为主,不同于同纬度的温带植物群落特征.白皮松林的垂直结构简单,有乔、灌、草3层,3层共出现了60余种植物.乔木层白皮松为建群种;灌木层以虎榛子的重要值最大,为22.4;草本层以披针苔草重要值最大,达到75.5.白皮松林的径级结构呈不对称山状曲线;各径阶树木中,幼苗、幼树在数量上占优;随着胸径的增大,立木株数逐渐减少,这表明白皮松林更新良好,种群处于稳定的发展状态.     

白皮松胚性愈伤组织诱导因素的研究

以不同发育时期的未成熟合子胚为外植体,对白皮松胚性愈伤组织诱导因素进行了研究。结果表明,DCR1培养基为白皮松胚性愈伤组织诱导的最适培养基;6 mg·L-12,4D和2 mg·L-16BA是最优激素组合,诱导率高达97.22％;最佳采样时期为6月30日前后。第2期李 茜等白皮松胚性愈伤组织诱导因素的研究     

畜禽群体中基于SNP标记的亲子鉴定及亲本推断方法

利用双亲高密度SNP标记信息,在畜禽群体中进行亲子鉴定及亲本推断新方法的计算机程序开发,并使用模拟的600 000个SNP标记对该程序进行测试。结果表明:对系谱正确性进行鉴定时,SNP标记数大于100即可达到100%的亲子鉴定准确率;对错误的系谱关系进行潜在亲子关系推断时,SNP标记数大于300可保证100%的推断准确率。标记平均MAF较低会降低亲子推断准确率。在程序运行效率方面,当使用50 000的SNP标记对1 000条错误率为10%的系谱进行亲子鉴定和推断时,共耗时332.87s,且计算耗时与标记数及个体数呈线性变化。本研究基于孟德尔遗传原理,设计并开发了基于双亲及后代基因型的亲子鉴定及亲本推断程序,该方法运行速度快,操作简单,准确性高,值得在畜禽群体基因组相关研究方面进行推广应用。