基于DUS测试的玉米标准品种在贵州地区的表达差异及多样性分析

植物品种DUS测试是品种授权、审定登记及认定、维权执法等的必要程序与重要手段。通过对玉米DUS测试指南中36份标准品种2018—2019年的田间测试,采用符合系数对标准品种在贵州地区的性状表现与玉米测试指南中的代码进行表达差异性分析,评价玉米标准品种在贵州地区的表达的准确性及形态多样性。结果表明,36个标准品种中有30个品种的符合系数大于0.95,占83.3%;39个测试性状中有30个性状的符合系数大于0.95,占76.9%,性状平均符合系数为质量性状(1)假质量性状(0.982)数量性状(0.967);39个测试性状在36份标准品种中检测到199个等位变异,变幅在1～9之间,平均为5.103个;有效等位变异数在1～6.694间,平均为3.282; Shannon-Weaver多样性指数介于0～2.008之间,平均为1.234;36份标准品种的形态相似系数范围为0.64～0.84,相似系数在0.81时,可将36份标准品种划分为31个类群,因此可将标准品种数量调减至31个。     

四川省2005-2006年区试小麦品种(系)的SSR遗传多样性

为明确四川近年来普通小麦的遗传差异情况,本研究采用微卫星分子标记(SSR)对四川省2005～2006年参加区试的66个小麦品系进行了遗传多样性研究,用18对扩增谱带稳定的SSR引物,共检测到106个等位位点,每对引物等位位点数为2～13个,平均5.89个.SSR引物的PIC介于0.22～0.91之间,平均多态性信息0.498.聚类分析表明,品种间遗传相似系数(GS)变异范围为0.390～0.834,平均值为0.608,品种间遗传相似性变幅较大,表明这次小麦区试品种(系)间存在着不同程度的遗传多样性差异.根据品种间遗传相似系数聚类,66份材料被聚成五类.     

含斑茅血缘的甘蔗回交后代遗传多样性SSR分析

利用SSR分子标记对44个含斑茅血缘的甘蔗回交后代和38个常规甘蔗栽培种进行遗传多样性分析。结果显示,在80对SSR引物中筛选出17对扩增带型清晰、多态性较好的引物,共扩增出40条多态性条带,每对引物的扩增条带数介于1～5条之间,平均2.4条。引物检测到的有效等位基因数(Ne)介于1～3.1,平均值为1.809 8;多态性信息量(PIC)介于0～0.611,平均值为0.307 9;Shanoon指数(I)介于0～1.238 2,平均值为0.591 2;Ne's基因多样性指数(H)介于0～0.677 8,平均值为0.357 4。82份试验材料之间的遗传相似系数介于0.425～0.975之间,平均值为0.679,含斑茅血缘甘蔗回交后代品系间的平均遗传相似系数为0.700,常规甘蔗栽培种间的平均遗传相似系数为0.673,而含斑茅血缘甘蔗回交后代与常规甘蔗栽培种间的平均遗传相似系数为0.666。采用非加权组平均法(UPGMA)聚类分析表明,在遗传相似系数为0.59处,所有材料被划分为2个类群,‘台糖95-8899’独成一类,其他81个材料划分为另外一个类群,定为A类群;在遗传相似系数0.612处,A类群被划分为2个亚类群,‘崖城03-191’独成一类,其余80个材料划分为另外一个亚类群。本研究基于SSR分子标记技术,揭示了含斑茅血缘的甘蔗回交后代的遗传多样性,为含斑茅血缘的甘蔗回交后代的杂交利用提供了一定的参考依据。     

山东省不同年代栽培大豆SSR标记遗传多样性分析

从分子水平探讨山东省大豆种质资源遗传多样性,为山东大豆今后的大豆育种和遗传改良奠定基础;对山东省36份不同年代材料进行SSR标记,计算遗传相似系数,并对供试品种进行UPGMA聚类分析;20对SSR引物共扩增出138个等位变异,平均每对引物扩增出6.9个等位变异.遗传相似系数的变化范围为0.66～0.97,总体平均值为0.78;相似系数大,品种间遗传差异较小.利用SSR标记的数据结果,对供试品种进行聚类分析,东解1号单独聚为一类,其他品种聚成2个类群,聚类结果表明其多样性与地理来源及系谱关系相关联,但从年代上并没有很好的划分.对山东大豆的多样性分析也有必要采取多种方法对其进行综合有效的鉴定.     

基于DUS测试性状的向日葵品种遗传多样性分析

利用NY/T 2433-2013中的43个基本测试性状对巴彦淖尔分中心的63个向日葵参试品种进行遗传多样性分析,并与32个近似品种作比较,结果表明：参试品种表型性状中共检测到124个等位变异,平均每个性状检测到3.0244个,变幅为1~8个。Shannon’s多样性指数（H＇）平均值为0.5582,变幅为0~1.8101,41个有效测试性状中有17.07%的性状存在5个及以上等位变异,有51.22%的性状存在3个及以上等位变异,参试品种的等位变异数、每个性状的等位变异数及其变异幅度、多样性指数平均值等均大于近似品种。在外观形态上,参试品种的遗传多样性比近似品种更丰富。UPGMA聚类分析发现,在相似系数为0.860时,可将95个向日葵品种分为2个类群。主坐标分析结果与UPGMA聚类分析结果基本一致,但是可以通过向日葵品种在主坐标中的位置更加直观地判断95个向日葵品种间的遗传相似性。总体看来,参试品种与近似品种形态差异较小,建议育种家拓宽向日葵亲本选育材料,从而促进向日葵材料创新及新品种选育。     

基于DUS测试的上海地区小麦新品种评价

本研究通过分析小麦DUS测试指南中标准品种、测试性状在上海地区的表达差异,评价小麦DUS测试指南在上海的适应性,同时对15个引进品种及9个申请审定的品种在上海的表现进行评价。通过2016-2017年的田间种植试验,用符合系数对标准品种和测试性状在上海地区的性状表现与小麦测试指南中的代码进行了差异性分析,并对性状间的相关性进行了分析。结果表明,小麦测试指南中的33个测试性状中有8个性状的符合系数为1,占24.2%,数量性状的表现受环境条件的影响较大,符合系数小于0.9的2个性状都是数量性状;小麦测试指南中的42个标准品种中有21个品种的符合系数为1,其性状表达状态非常稳定。‘矮变1号’的符合系数最低,其次是‘川育6号’、‘济南16号’、‘科麦2号’,其他品种的符合系数均大于0.95。大部分品种可以作为标准品种应用于上海地区的小麦DUS测试。‘植株:高度’与多个性状存在显著相关性,3个蜡质性状间相关程度较高。‘籽粒:大小’与指南中的7个性状显著相关。引进品种在上海地区的表现较好,均具备一致性,亲缘关系较近。待审定品种‘润麦1号’表现优于所有参试品种。     

棉花DUS测试标准品种的SSR指纹数据库构建

基于SSR核心引物,采用荧光毛细管电泳检测系统与多重PCR技术相结合,构建我国棉花DUS(Distinctness,Uniformity and Stability)测试标准品种的DNA指纹数据库并进行遗传多样性分析。依据多重PCR组合的基本原则与五色荧光检测系统的特点,采用40对核心引物构建了10个4重PCR组合,利用DNA遗传分析仪进行指纹检测与数据采集。40对荧光引物在30份DUS测试标准品种中共扩增产生146个等位变异,每对引物的等位变异数为2~7个不等,平均每对引物产生3.65个等位变异。海7124与陆地棉品种明显划分为2类,来源于新疆的新陆早1号区别于其他陆地棉品种,单独聚为1类。多色荧光检测系统相比常规聚丙烯酰胺凝胶电泳具有高精度、高通量、自动化程度高的优点,尤其适用于大规模指纹数据库的构建,提出了通过构建已知品种DNA指纹数据库,将分子标记技术应用于棉花DUS测试的初步设想。     

小麦区试品系DUS测试的分子标记

为了确定测试小麦(Triticum aestivum L.)区试品系特异性、一致性、稳定性(DUS)的分子标记,采用156个来自我国不同麦区的品种对SSR、EST-SSR和AFLP-SCAR标记的1334对引物进行筛选,根据在染色体上分布均匀、多态性信息指数较高、带型清晰、不同等位变异的带型易于区分及PCR产物稳定的原则,筛选出105对小麦品种DUS测试的分子标记引物,包括63对SSR引物、21对EST-SSR引物和21对AFLP-SCAR引物,可以检测122个位点的754个等位变异,平均每条染色体上被检测位点5.8个,平均每个位点包含7.2个等位变异。根据DUS测试的需求、引物的染色体分布、PIC值大小和带型特点,将105对引物分为21对核心引物、29对一级备用引物和55对二级备用引物。核心引物分辨力较高,可以完成约80%品系的特异性检测,约95%品系的种子纯度检测和约60%品系的一致性、稳定性检测;备用引物用于确定品系DNA位点纯合率和相似品种(品系)之间的遗传相似系数,以判断DNA指纹相同或相似的品种(品系)之间的相似性和特异性,评价核心标记中具有非纯位点的品系的DNA位点纯合度,同时完成核心引物未能完成的少数品系的种子纯度检测。通过在2006-2007、2007-2008、2008-2009年度对464个冬小麦区试品系DUS测试中的应用,证明105对引物具有很好的代表性和实用性,可以完成90%以上参试品系的DUS检测。     

基于SCoT分析‘醉金香’葡萄及其突变体遗传多样性

为探究‘醉金香’葡萄及其诱变育种M1代植株遗传多样性,筛选具有潜在育种价值的优良变异单株。以~(137)Cs-γ射线辐照‘醉金香’葡萄种子得到的50份变异单株为研究对象,利用SCoT分子标记技术进行遗传多样性及变异分析,并进行聚类研究。结果表明:(1) 36条SCoT引物均产生丰富的多态性,且扩增结果有明显的亮带,扩增效率以及多态率为100%。(2) 36条引物共扩增出221条谱带,其中175条具有丰富的多态性,平均多态性百分率为80.3%,平均遗传相似系数为0.916。(3)观测等位基因数(Na)范围在4～8之间,平均值为6.138 9;有效等位基因数(Ne)其范围为1.277 2～5.632 2,平均值为3.596 8;期望杂合度(He)范围为0.219 2～0.834 4,平均值为0.696 5;观测杂合度(Ho)范围为0.165 6～0.780 8,平均值为0.303 5;Nei's基因多样性指数(H)范围为0.217 0～0.822 4,平均值为0.686 3;Shannon-Wiener指数(I)范围为0.518 6～1.859 7,平均值为1.451 7。(4)对51份材料进行UPGMA聚类分析,发现在遗传距离为0.856时,可以将供试材料分成三组。试验表明‘醉金香’辐射变异种质资源的遗传多样性丰富,此外,SCoT分子标记技术可以将遗传距离较近的材料进行良好的区分,可用于葡萄变异材料的早期鉴定技术。本研究为‘醉金香’葡萄优良变异种质的开发提供理论基础。     

基于AFLP分子标记的30个风信子品种遗传多样性分析

风信子作为春季园林景观中的流量花卉,应用方式灵活多样。由原种风信子(Hyacinthus orientalis)培育而来的现代风信子品种资源极为丰富,部分园林常用品种存在同物异名或同名异物现象,本研究利用AFLP分子标记对风信子园艺品种进行有效分类,为新品种选育提供新思路。利用64对引物对30个常见园艺风信子品种进行AFLP分子标记测定,使用NTSYSpc2.1软件计算其遗传相似系数。并通过NTSYSpc2.1软件中的UPGMA法构建聚类树状图。筛选出的8对AFLP引物通过PCR扩增获得条带11 703条,其中多态性条带9 033条,多态性比率为77.18%;所有品种的遗传相似系数范围在0.796 9～0.916 7之间,平均值为0.864 9。以相似系数0.830 0为阈值,30个风信子品种可分为两大类群、两个亚类、五个组群,其中,‘White Pearl’和‘Carnegie’相似系数最大,为0.916 7;‘Jan Bos’和‘Atlantic (2008)’相似系数最小,为0.796 9,小组群多个品种间的遗传系数均达到0.900 0以上,如‘Sky Jacket’与‘Aiol...     

基于SSR标记的小豆品种鉴定体系建立及应用

小豆是中国重要的食用豆类作物,建立小豆品种鉴定体系有助于品种测试、种子市场监管等工作。本研究选择不同地理来源、表型性状差异较大的12个小豆品种为实验材料,筛选出59对扩增稳定、多态性较高的初选核心引物,在5’端进行荧光标记后,另选择96份小豆品种进行复筛,进一步决选出28对核心引物,构建了182个小豆品种的DNA指纹库。这些引物共检测到245个等位变异,等位变异数范围为2～20个,平均每对引物检测到8.75个等位变异;Nei’s基因多样性指数变化范围为0.27～0.89,平均为0.62;PIC值在0.246～0.877之间,平均为0.583。对核心引物未能区分开的品种进行1个生长周期田间种植对比鉴定,表明分子指纹聚类结果与基于表型的分类结果相同。本研究建立的基于毛细管电泳平台的小豆SSR分子标记品种鉴定体系,可用于小豆种质资源鉴定和遗传多样性分析、DUS测试辅助筛选近似品种、品种真实性鉴定等工作。     

不同类型江苏粳稻主推品种的遗传多样性分析

利用48对SSR分子标记对2007—2013年江苏省审定的65份不同类型常规粳稻品种和7份对照品种进行遗传多样性分析。结果表明：42对分子标记在供试材料间存在多态性,42对SSR标记共检测到101个等位基因,变化范围为2~4个,平均每个位点2.40个。基因多样性指数变异范围为0.03~0.64,平均0.21。多态信息含量(PIC)变异范围为0.03~0.58,平均0.18。65份江苏省常规粳稻品种间的遗传相似系数变异范围在0.78~0.97之间,平均0.91,95.4%的供试品种其遗传相似系数在0.87~0.97之间。3个不同类型的粳稻品种群体内,迟熟中粳检测出的等位基因数量最高,迟熟中粳的平均位点PIC值和基因多样性指数均高于晚粳品种和中熟中粳。UPGMA聚类结果表明,以遗传相似系数0.87为界,可将除‘通鉴981’、‘扬农稻1号’和‘盐稻10号’以外的62份江苏省常规粳稻品种分为2类;江苏省大面积生产主推粳稻品种的遗传多样性不够丰富,品种间的遗传距离较小,同一育种单位选育的品种间遗传距离更小。     

96份中、日春兰资源遗传多样性的ISSR分析

为了探讨中、日春兰优良种质资源的生物遗传多样性,本研究通过L9(34)正交试验,确立ISSR-PCR最佳扩增反应体系,筛选ISSR引物对4个类群96份中、日春兰种质材料进行标记扩增。结果表明:本试验筛选出的ISSR-PCR最佳扩增反应体系中主要影响因子的浓度为:Mg2+浓度2 mmol/L,引物浓度0.4μmol/L,Taq聚合酶用量1.5 U/20μL,d NTPs浓度0.2μmol/L;筛选出的13条引物在93份材料中扩增出126个条带,每条引物平均扩增条带数为9.69,多态性比例(PPB)为100%,种群总等位基因数(Na)为2.000 0,有效等位基因数(Ne)为1.304 5,Nei’s基因多样性(He)为0.203 3,Shannon’s信息多样性指数(Ⅰ)为0.334 0,种群水平上的遗传多样性较高;在类群水平上PPB平均值为82.94%,Na平均值为1.829 4,Ne平均值为1.301 1,He平均值为0.193 8,Ⅰ平均值为0.311 9;类群间的遗传分化系数(Gst)为0.052 1,基因流水平(Nm)为9.089 6,类群间的基因交流程度很高,类群间的变异低于类群内的变异;各类群的遗传多样性水平由高到低依次为Ⅰ类群(中国春兰正格花品种)>Ⅲ类群(中国春兰杂交种)>Ⅱ类群(中国春兰蝶花品种)>Ⅳ类群(日本春兰品种),4个春兰类群两两之间的遗传相似性系数(GS)范围为0.966 1~0.995 1,总体上遗传距离较小。UPGMA聚类分析结果显示,ISSR分子标记能很好的鉴定表型性状相似的春兰原生种和杂交种,在遗传相似系数为0.82时,Ⅱ类(中国春兰蝶花品种)品种和Ⅳ类(日本春兰品种)品种能分组聚类,Ⅰ类(中国春兰正格花品种)品种和Ⅲ类(中国春兰杂交种)种质混合在一起。春兰是中国的传统特色花卉,春兰优良品种的产业化开发潜力大,中、日春兰种质资源的遗传多样性研究对春兰种质的保护、利用和创新有重要的意义。     

15份葡萄种质遗传多样性的SSR分析

本研究利用SSR标记对15份葡萄种质进行了遗传多样性分析。从30对SSR引物中筛选出11对多态性引物,共扩增出107条带。每对引物可检测到等位位点数为4～22,多态率为75%～100%。根据SSR扩增结果,利用NTSYSpc2.10e软件进行Jaccard相似性系数分析,15份葡萄种质的遗传相似系数在0.20～0.98,平均遗传相似系数为0.398。UPGMA聚类分析结果表明,在遗传相似系数0.29处,15份葡萄材料可分为2大类群。第一类包含7份山葡萄资源,2个山欧杂交品种,第二类包含3个欧亚种品种、2个欧美杂种品种和1个美洲杂种品种。由此可见,山葡萄与欧亚种、美洲杂种的亲缘关系较远,欧亚种与美洲种之间亲缘关系较近。此外,引物Vmc9a2.1、VMC4F3、VMC4A1、Scu14vv分别在欧亚种‘无核白’、‘山葡萄雄株’(雄1-2,雄1-3)、山葡萄‘左山二’、山葡萄‘双丰’扩增出一条特性条带,这为利用SSR标记鉴定葡萄品种或品系提供了基础数据。     

北疆早熟陆地棉品种的遗传多样性分析

从SSR水平分析北疆早熟陆地棉品种的遗传多样性,为该棉区种质资源的创新和新品种选育提供依据。利用38个SSR引物对北疆33个早熟陆地棉品种进行遗传多样性分析,通过NTSYS-pc2.11软件计算品种之间的相似系数,并进行聚类和系谱追溯。38个引物在33个品种中共扩增出126个条带,平均每个引物为3.32个。共检测出160个等位基因,等位基因变异的多态信息含量(PIC)在0.1690～0.8503。33个品种间的遗传相似系数在0.4120～0.9560,遗传相似系数在0.57～0.61可将33个棉花品种分为2类。其中,第Ⅰ类包含17个品种,第Ⅱ类包含16个品种。在第Ⅰ类中以贝尔斯诺血统为主,第Ⅱ类中以中棉所17和新陆早16号血统为主。SSR标记分析与系谱分析的结果对北疆棉花品种间的遗传多样性分析结论基本一致。本研究表明北疆棉花品种的遗传基础狭窄。     

水稻DUS测试标准品种在上海地区的性状表达差异性分析

为了分析水稻DUS测试指南中标准品种在上海地区的性状表达差异,为长江下游平原丘陵地区的水稻品种审定和保护提供完善、准确的测试标准品种,通过对水稻测试指南中39份标准品种2015—2017年的田间测试试验,用符合系数对标准品种在上海地区的性状表现与水稻测试指南中的代码进行了差异性分析,并进一步对部分性状的标准品种进行了优化。结果表明,水稻测试指南中的52个测试性状中有40个性状的符合系数为1,占76.9%,数量性状的表现受环境条件的影响较大,符合系数小于1的12个性状中有10个为数量性状;水稻测试指南中的39个标准品种中有26个品种的符合系数为1,其性状表达状态非常稳定。‘广陆矮4号’的符合系数最低,‘Heuknambyeo’次之,其他品种的符合系数均大于0.99。大部分品种可以作为标准品种应用于上海地区的水稻DUS测试,并对某些性状的标准品种给予了优化。     

芝麻种质资源SSR标记遗传多样性与群体结构

利用42对具明显多态性的SSR引物, 分析国内外545份芝麻品种的遗传多样性和群体结构。结果检测到106个等位变异位点, 引物多态位点范围为3~9个, 平均为3.8个/引物, Y1994引物的等位位点最多, 为9个。引物Shannon信息指数(I)范围为1.4834~0.1233, 平均值为0.6450; 多态信息指数(PIC)范围为0.7481~0.0516, 平均值为0.4092, 平均杂合度(He)为0.1162。UPGMA聚类、二元主成分及群体结构分析结果基本一致; 供试545份芝麻资源可被分为3个UPGMA组群, 在群体结构上分为3个亚群; 芝麻资源整体遗传分化较小, 亲缘关系较近。中国7个生态群种质相似系数范围为0.9811~0.5462, 东北西北等区域资源与黄淮、江汉、华中华南等区的亲缘关系较远; 国外7个生态群相似系数为0.9726~0.7442, 非洲区与日本区种质亲缘关系较近, 与中国资源亲缘关系较远。中国种质资源遗传基础较为狭窄, 遗传多样性与地理分布不完全相关, 而国外资源遗传多样性丰富。在今后芝麻育种工作中, 应加强国外资源的引进与利用, 并注重国内不同类群资源利用, 拓宽我国芝麻品种遗传基础。     

玉米抗粗缩病种质资源的发掘和遗传多样性分析

通过对572份玉米种质资源(包括266份地方品种和306份普通自交系)进行粗缩病抗性鉴定,筛选到高抗材料2份,抗性材料11份,中抗材料9份,占总鉴定材料的3.9%。利用40对SSR标记对这些抗病材料进行遗传多样性分析,将玉米材料进行杂种优势类群的划分与归类。所得数据表明:共检测出328个多态性片段,平均每对引物检测出的等位变异数为8.2个。多态性信息含量PIC值在0.344~0.807之间,平均值为0.660。品种间的遗传相似系数为0.509~0.949,平均值为0.689,利用UPGMA法作图,将供试材料聚为7类。表明这些抗粗缩病材料存在较高的遗传多样性,具有较高的利用潜力。     

贵州省2007～2009年度区试小麦品系的SSR分析

采用微卫星分子标记(SSR)对贵州省2007～2009年参加区域试验的20个小麦品种(系)的遗传多样性进行了研究.结果表明,12对引物共检测到46个等位位点,每对引物等住位点数在2～7之间,平均为3.83个.聚类分析表明,品种间遗传距离(D)变异范围为0.116～0.526,平均值为0.321,SSR标记能将全部材料区分开来,20个小麦品系可分为5类.本研究表明,采用核心引物进行不同小麦新品种的遗传多样性分析,对小麦新品种的特异性检测和品种保护是一种有效的手段.     

中国西部芥菜型油菜遗传多样性研究

利用23对SRAP引物、11对AFLP引物和10对SSR引物对我国西部地区的芥菜型油菜及其近缘种108份材料进行了遗传多样性分析, 共检测到313个等位变异, 3种标记的每对引物平均分别可检测到6.8、12.5和1.9个等位变异。包括白菜型和芸芥在内的108份品种间遗传相似系数在0.378~0.936之间, 103份芥菜型油菜品种间遗传相似系数在0.545~0.936之间。聚类分析结果表明, 在相似系数0.558处, 5个参照品种白菜型油菜、小白菜以及芸芥首先被聚出芥菜型油菜之外; 在相似系数0.70处, 103份芥菜型油菜可分为云贵陕南冬播(A)、关中冬播(B)、新疆I (C)、新疆II (D)和西部春播(E)五个类群, 其中A、B基本为冬播品种, C、D、E为春播品种。A类群品种间遗传差异最大, B类群其次。陕西和新疆的品种均分别被聚到3个类群, 表现出更广泛的遗传多样性。春播类型绝大部分被聚到E类群, E类群可分为3个亚类, 其中陕北及其邻近一带春播黄芥为一类, 形成一个独立的遗传群体, 群内遗传多样性较高; 西藏的10个品种为一类, 相似系数高达0.83以上, 表现出西藏品种遗传系统的独立和遗传基础的单一; 澳大利亚2个品种单独为一类, 与我国的春播品种关系较近。由此说明, 地理和生态条件是影响芥菜型油菜类群的主要因素, 我国的冬播品种间的遗传多样性高于春播品种, 陕西和新疆的芥菜型油菜遗传多样性较高。