适于甜菜遗传多样性分析的SSR引物筛选

采用CTAB法提取甜菜基因组DNA,对不同作物（甜菜、苜蓿、玉米）的SSR引物进行了筛选。每对引物都有其最适宜的退火温度（TM）,Tm的高低对扩增结果有较大影响。该实验主要通过改变PCK扩增的退火温度（当退火温度比较低时,SSR-PCR扩增的效果条带较多,特异性不好;当退火温度比较高时扩增的条带较少,而且条带也较弱,扩增效率不高）选择合适的引物。从不同作物查阅的91对SSR引物中共筛选出带纹清晰的引物7对,作为甜菜遗传多样性的SSR分析引物,为进一步进行甜菜的分子育种提供理论依据。     

小麦穗部组织 EST-SSR标记引物开发及其在小麦遗传多样性分析中的应用

为了筛选光温敏雄性不育系（PTGMS）小麦穗部的EST-SSR 分子标记,探讨其EST-SSR标记用于小麦品种遗传差异研究的可行性,用SSRSCAN软件对PTGMS小麦穗部的3 264条EST序列进行SSR 位点查找,结果得到108条含有SSR标记的序列。设计64对引物并进行PCR扩增及非变性聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳。结果显示,64对引物中有41对能在42个小麦品种中扩出PCR条带,有多态性条带的为36对,具有较高的扩增效率。聚类分析结果显示,42个小麦品种的遗传相似系数在0.64~0.87之间,3个PTGMS小麦品种具有较高的遗传相似系数。     

剑麻斑马纹病菌EST-SSR标记开发与评价

剑麻斑马纹病是剑麻生产中具有破坏性的一种真菌病害。本研究从Gen Bank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nucest)中随机下载10 525条寄生疫霉EST序列,经过去冗余处理后得到5 519条无冗余EST。利用MISA(MIcro SAtellite identification tool)软件进行SSR发掘,从中共搜索到199个1~6碱基SSR,其中三核苷酸重复基元类型最多,共鉴定到55个,占SSR总数的27.6%;其次是二核苷酸重复基元类型和单核苷酸重复基元类型,分别鉴定到51和47个,各占所鉴定SSR总数的25.6%和23.6%。进一步分析表明,AG/CT二核苷酸重复基元类型为优势重复类型,占二核苷酸SSR总数的76.5%。而AAG/CTT和AGC/CTG 2个基元类型在三核苷酸中出现频率最多,分别为15和11次,分别占三核苷酸SSR总数的27.3%及20.0%。从鉴定的199个SSR中,选取含有SSR的合适区段设计了22对引物,并通过18个剑麻斑马纹病菌菌株的基因组DNA进行了评价,结果只有其中9对引物能从剑麻斑马纹病菌基因组DNA中有效扩增,其扩增移效率为40.9%。由此表明,利用此方法来开发剑麻斑马纹病菌的分子标记具有可行性,只是存在一个转移效率问题。     

芝麻EST-SSR引物的开发与应用

为丰富芝麻EST-SSR引物,本研究从实验室构建的高油芝麻品系中芝14号的不同种子发育期cDNA文库中获得45 569条表达序列标签（expressed sequence tags,EST）,通过前处理得到总长17.428Mb的无冗余EST共32 421条。利用MISA和SSR finder软件包工具对EST序列进行SSR位点查找,在这些序列中发现有1 688条Unigene,共有1 949个SSR。共226个序列含2个或2个以上SSR位点。这些SSR中出现频率最高的重复基序类型为三核苷酸(74%)。为开发芝麻EST-SSR引物,探讨EST-SSR用于芝麻品种遗传差异研究的可行性,用12份不同含油量品系材料评价其中34对与油脂代谢相关的基因SSR引物,全部成功扩增,共有3对引物获得多态性条带。结果表明,芝麻EST-SSR 标记开发效率较高,是芝麻SSR标记开发的重要措施,对于芝麻品种的鉴定与遗传多样性分析具有很高的应用价值。       

胡椒EST-SSR标记的开发和应用

通过分析NCBI数据库中胡椒转录组数据,共得到unigene 23 524条,其中618条unigene中检测到643个EST-SSR位点,SSR发生频率为2.63%,平均分布距离为12.86 kb。在643个EST-SSR中,二、三核苷酸重复是主要重复类型,分别占27.84%和69.36%,其中(AG/CT)n、(AAG/CTT)n出现频率最高,(NNN/NNN)5类型占EST-SSR位点的42.90%。利用PRIMER3.0设计358对引物,随机合成45对引物,并选用其中11对扩增较好的多态性引物,对43份胡椒种质的遗传多样性进行初步检测,构建聚类分析树状图。结果说明,胡椒EST-SSR标记的开发是可行的,并能够有效的用于胡椒遗传分析研究,具有较高的应用价值。     

叶用甜菜随机扩增多态DNA(RAPD)分析

利用ＲＡＰＤ技术,对３０（１份糖甜菜,对照）份Ｂｅｔａ属叶用甜菜种质资源材料的总ＤＮＡ进行ＲＡＰＤ分析,并利用ＵＰＧＭＡ法绘制聚类分析图谱。结果表明：１）２９份叶用甜菜样品和１份糖甜菜样品护增多态性高,１２个引物共扩增出１１０条带,公共带９条,多态性频率高达９１．８１％,平均每个引物扩弱９．１７条带,特有带６条;２）３０个材料间遗传距离变异范围为０．１５００～０．６７１２,亲缘关系最近的是ＢＣ００４和ＢＣ００５（０．１５００）,最远的是ＢＣ０２７和甜研７号（０．６７１２）;３）来源于希腊、土耳其的叶用甜菜与中国叶用甜菜种质间存在一定的种内遗传变异,一部分与中国叶用甜菜亲缘关系更近一些。本研究首次建立了以叶用甜菜聚类在一起,尤其是与中国叶用甜菜亲缘关系更近一些。本研究首次建立了以叶用甜菜嫩花蕾为试材,采用略有改进     

利用SRAP分析东北地区甜菜品系遗传多样性

采用SRAP分子标记方法对东北地区的100份甜菜材料进行了遗传多样性分析。利用4个表型差异显著的甜菜品系对SRAP的88对引物组合进行扩增,筛选出有效引物组合33对。SRAP的33对引物组合共产生694条扩增带,其中有424条多态性条带,多态性条带的比率平均为61.0%。按照UPGMA方法进行聚类分析,在遗传距离0.20处,将参试材料分为四大类群,分别为高产低糖低抗型、中产高糖高抗型、高产高糖高抗型、高产低糖抗丛根病型。聚类结果与生物学和经济学性状分类基本吻合,较好地显示了甜菜材料丰富的遗传多样性和遗传基础的差异性。遗传相似系数平均值大小为国外引进品种0.8642单胚品系0.7910多胚四倍体品系0.7497多胚二倍体品系0.7101。从聚类图来看,只有个别材料和外国品种聚类到一起,可能是由外国品种杂交改良而成,遗传基础相近。从SRAP扩增条带来看,外国材料只有8～12条,东北材料有16～28条之多,中外材料之间确实存在较大差异,东北材料中缺少丰产基因型,可能是基因组成比较复杂所致。     

RAPD分子标记技术及其在甜菜上的研究进展

ＲＡＰＤ技术自１９９０年由Ｗｉｌｌｉａｍｓ等首先创立以来,由于该项技术具有快速、简便、通用性好、ＤＮＡ用量少、标记的多态性高等优点,已被国内外学者广泛用于植物遗传资源的诸多研究领域中。近几年来,ＲＡＰＤ技术也被有效地应用到了甜菜的研究中。本文就该技术的原理、可靠性和应用以及在甜菜上的研究进展作一简要介绍。     

甜菜主要数量性状遗传研究与应用

测定了16个甜菜单胚杂交组合后代的几个性状，结果表明，甜菜叶长、含糖率性状的遗传主要由加性基因效应引起，父本对杂种F1的叶长、含糖率影响大于母本。叶宽和根体最大周长的加性基因效应达显著水平，由其引起的变异占总变异的50％左右。母本对杂种F1的根体最大周长性状的遗传效应大于父本，表现出母性效应特点。在叶宽性状上，父本的遗传效应大于母本。非加性基因对株高、叶柄长、根体长和根产量的遗传起主导作用，杂种优势利用潜力较大。在根产量方面，加性基因效应引起的变异占总变异的1／4，加性效应在单胚型甜菜根产量性状的遗传中也起着比较重要的作用。根产量的母本一般配合力方差（σ^2gca）远远大于父本的σ^2gca，表明母本对杂种F1根产量性状的遗传效应大于父本，表现出较强的母性效应。     

微卫星分子标记在野生大豆遗传多样性研究中的应用

微卫星分子标记即SSR标记,因为具有共显性,重复性高,高度丰富的多态性等优点,十分有利于遗传多样性分析.本综述主要从微卫星序列的基本特征、原理等方面阐述了微卫星分子标记,对在野生大豆遗传多样性研究中的应用进行了系统论述,为微卫星分子标记在野生大豆遗传多样性研究体系的建立提供理论依据.     

基于瓠瓜转录组测序的EST-SSR标记的开发及其应用

为丰富瓠瓜分子标记库、开发瓠瓜SSR标记、寻找有效的瓠瓜种质资源鉴定方法,利用MISA软件对瓠瓜转录组测序获得的87 518条unigene序列进行筛选,共检测出11 029个SSR位点,发生频率为9.85%,分布距离为平均每8.3 kb有1个SSR 位点。其中只包含1个SSR位点的unigene 序列有6759条,其发生频率为7.72%;有1858条unigene序列含有2个及2个以上的SSR位点,发生频率为2.123%;有920条unigene序列属于混合形式的SSR标记,频率为1.051%。瓠瓜转录组中优势重复基序为单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的55.51%、25.41%和17.07%。A/T、AG/CT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元,分别占总SSR重复类型的98.22%、55.39%和39.86%。用Primer 3.0共设计出8617对SSR引物,利用6对条带清晰、多态性稳定的SSR引物构建了36个品种的指纹图谱,部分位点具有高度的一致性,说明基因来源范围较小。聚类分析显示,在相似系数为0.68时将36个瓠瓜品种分为6类。其表明我国瓠瓜品种资源遗传多样性非常狭窄,利用现有瓠瓜资源开展品种选育潜力有限,应加强对野生特异种质的引进与发掘利用。利用瓠瓜转录组数据进行SSR标记开发,获得的SSR位点能为其遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更丰富可靠的标记选择。     

苎麻茎皮表达序列标签(ESTs)分析

以生长中期的苎麻[Boehmeria nivea (L.) Gaud]茎皮为材料,构建库容量为2.2×105pfu/mL的cDNA文库并随机挑选部分克隆进行测序和生物信息学初步分析,得到275条有效序列.通过与NCBI等数据库比对分析,获得已知功能基因或具推测功能基因的EST91条,已知EST37条,新的EST147条,具已知或推测功能的ESTs大致分为9类,其中与蛋白质合成有关的ESTs所占比例最大.cDNA文库的构建和ESTs分析为苎麻功能基因组学研究提供了一条方便快捷的途径.     

SRAP对东北区骨干甜菜单胚品系的遗传多样性分析

为了探明东北区甜菜单胚不育系的遗传基础和类群划分,使用SRAP分子标记技术对48份东北区甜菜单胚品系骨干材料的遗传多样性进行分析。筛选出21对多态性较高的引物组合对供试材料进行PCR扩增,共扩增出366条带,其中196条是多态性带,平均多态性条带比率是53.6%。平均遗传距离是0.3945,平均遗传相似系数是0.6740。利用MEGA3.1软件,在遗传距离0.20处,供试材料被分为5个类群。结果表明,东北区48份甜菜单胚品系骨干材料的遗传多样性较为丰富,利用各类不育系做亲本,将可获得杂交优势好的杂交组合。     

氮素对甜菜硝酸还原酶活性的调控

利用营养液培养方法，研究了不同氮素形态对甜菜硝酸还原酶活性的影响。研究表明，生育期间硝酸还原酶活性在内外源基质条件下的变化规律是一致的，出现两个高峰期；甜菜硝酸还原酶的活性首先受氮素水平的影响；在氮素水平一致的条件下，又受铵态氮和硝态氮比例的影响，并且随着铵态氮比例的增加，硝酸还原酶活性降低。     

S-ABA对甜菜氮代谢关键酶活性的影响

采用盆栽试验探讨植物生长调节剂S-ABA对甜研7号和双丰319氮代谢相关酶活性的影响.结果表明,从全生育期来看,功能叶片的NR和叶片及块根的GS活性均表现为苗期至块根增长初期酶活性呈逐渐增加趋势,而后酶活性又逐渐降低,生育后期稍有回升;低浓度的S-ABA对NR和GS活性有促进作用,30 mg/kg的促进作用最强,当浓度达到40 mg/kg时对酶活性产生抑制作用,其顺序为30 mg/kg＞20 mg/kg＞35 mg/kg＞对照＞40 mg/kg;S-ABA为35 mg/kg时块根产量最高,30 mg/kg时含糖率最高.     

甜菜硝酸还原酶基因编码氨基酸偏好及功能预测分析

利用同源序列克隆方法从标准偏高糖型甜菜二倍体纯系Ty7中获得氮素诱导甜菜硝酸还原酶基因片段,通过RACE技术克隆基因全长序列;该基因ORF长度2718 bp,编码905个氨基酸,分子量大小为102kD(ExPaSy的分子量分析),等电点为6.12,含有147bp的5'UTR和382 bp的3'UTR,Genbank上的...     

Genetic mapping and quantitative trait locus analysis of resistance to sterility mosaic disease in pigeonpea [Cajanus cajan (L.) Millsp.]

Sterility mosaic disease (SMD), considered as the “green plague of pigeonpea” and caused by pigeonpea sterility mosaic virus (PPSMV) is one of the major biotic factors, which leads to heavy yield losses and hence poses a big challenge for pigeonpea production in the Indian subcontinent. Variability in the sterility mosaic pathogen revealed the occurrence of five different isolates in India. Among them, three distinct SMD isolates have been characterized, viz., Patancheru, Bangalore and Coimbatore. Molecular tools offer a viable option to tackle these biotic stresses via identification of the genomic regions associated with the trait such as SMD resistance. With an aim of identifying the gene(s)/QTLs linked with SMD resistance, two F₂ populations, i.e. ICP 8863 × ICPL 20097 (segregating for Patancheru SMD isolate) and TTB 7 × ICP 7035 (segregating for both Patancheru and Bangalore SMD isolates) were developed and F_2:3 families were phenotyped for resistance to respective isolate(s) of SMD. After screening over 3000 SSR markers on parental genotypes of each mapping population, intra-specific genetic maps comprising of 11 linkage groups and 120 and 78 SSR loci were developed for ICP 8863 × ICPL 20097 and TTB 7 × ICP 7035 populations, respectively. Composite interval mapping (CIM) based QTL analysis by using genetic mapping and phenotyping data provided four QTLs for Patancheru SMD isolate and two QTLs for Bangalore SMD isolate. Identification of different QTLs for resistance to Patancheru and Bangalore SMD isolates is an indication of involvement of different genes conferring the resistance to these two SMD isolates. One QTL namely qSMD4 identified within an interval of 2.8 cM on LG 7 explaining 24.72% of phenotypic variance, once it is validated in other genetic background, seems to be a promising QTL for use in marker assisted selection. In summary, this is the first study on development of intra-specific genetic maps and identification of QTLs for SMD resistance in pigeonpea.     

Accumulation and distribution of free folic acid content in red beet (Beta vulgaris L.)

Among vegetable plants, red beet contains a relatively high level of the B vitamin folic acid. Although many leafy green vegetables contain high levels of folic acid, red beet is consumed primarily as a root vegetable. Folic acid levels have been quantified in various vegetable plants, but little information exists regarding the accumulation and distribution of this vitamin in plant tissues. The objective of this study was to characterize free folic acid content (FFAC) in shoot and root tissue during growth of two red beet inbreds. Experiments were conducted in a greenhouse during 1993, 1994 and 1995. Two inbreds, W384 and W357, were planted in randomized complete blocks and shoot and root tissues were separately harvested at 60, 80, and 100 days after planting (DAP). Significant differences between years, tissue portions, and among harvest dates were detected, however, similar patterns in FFAC accumulation and distribution were observed between inbreds and years. FFAC in shoot tissue was significantly greater than root tissue for both inbreds. Accumulation of FFAC was linear for both inbreds across harvest dates for root tissue but not for shoot tissue. FFAC accumulation in shoot tissue increased sharply from 60 to 80 DAP but decreased sharply from 80 to 100 DAP. These results demonstrate that FFAC accumulates differentially in root and shoot tissue in a red beet plant. Maximum folic acid levels in shoot tissue are achieved prior to those in root tissue.