适于玉米杂交种纯度鉴定的SSR核心引物的确定

为了确定一套适于玉米杂交种纯度鉴定的核心SSR引物,利用10个SSR引物对420份已知玉米(Zea mays)杂交种进行DNA指纹分析。综合考虑多态性和杂合率两个指标,确定bnlg161和bnlg1450为玉米杂交种纯度鉴定的首选核心引物,利用这两个引物进行筛选,412个品种(占98%)能够找到具有杂合带型的鉴定引物,确定5个引物bnlg439、bnlg125、umc2105、umc1705和bnlg1792为玉米杂交种纯度鉴定的备选核心引物。研究了纯度鉴定所用特异引物的选择,将特异引物分为两类:第一类是利用单个引物检测,某品种的基因型仅出现1次,将该引物作为该品种在特定品种范围内的特异引物,在420个品种中,累计29个品种具有第一类特异引物,其中umc1705和bnlg1450作为特异引物的次数最多,均为8个,phi072和phi065没有作为特异引物;第二类是根据引物基因频率表,将预测基因型频率低于2.40E-03(即1/420)的基因型作为特异基因型,除了phi072和bnlg161外,其它8个引物均可能成为具有特定基因型品种的第二类特异引物。利用推荐的7个纯度鉴定用核心引物可进一步筛选每个玉米杂交种的双亲互补型引物,建立了已知玉米杂交种的纯度鉴定DNA指纹图谱。     

适于玉米杂交种纯度鉴定的SSR核心引物的确定及纯度鉴定图谱绘制

为了确定一套适于玉米杂交种纯度鉴定的核心SSR引物，利用10个SSR引物对420份已知玉米杂交种进行DNA指纹分析。综合考虑多态性和杂合率两个指标，确定bnlg161和bnlg1450为玉米杂交种纯度鉴定的首选核心引物，利用这两个引物进行筛选，412个品种（占98%）能够找到具有杂合带型的鉴定引物；确定bnlg439、bnlg125、umc2105、umc1705、bnlg1792这5个引物为玉米杂交种纯度鉴定的备选核心引物；phi072、bnlg162和phi065因多态性或杂合率低，不推荐作为玉米纯度鉴定用引物。研究了纯度鉴定用特异引物的选择问题，并确定了部分品种的纯度鉴定用特异引物。基于以上研究结果，进一步筛选玉米杂交种的双亲互补型引物，建立已知玉米杂交种的纯度鉴定DNA指纹图谱。此外，对玉米杂交种纯度鉴定用核心引物及特异引物的选择标准进行了探讨。     

利用核心简单重复序列(SSR)标记分析无籽西瓜品种的DNA指纹及遗传多样性

为构建无籽西瓜品种的DNA指纹,实现无籽西瓜品种的快速准确鉴定,客观评价品种的遗传多样性,本研究利用核心SSR标记对我国54份无籽西瓜(Citrullus lanatus)主栽品种进行了分析。结果显示,23对多态性引物共扩增出63种基因型,基因型数2～5个不等,平均2.74个;平均多态性信息量(PIC)为0.39,变化范围为0.04～0.67,有5个品种具有特征谱带;54个品种遗传相似系数变化范围为0.643 9～1.0,平均0.859 3,参试品种具有较高的遗传相似性;组合23对引物,除无法区分雪峰花皮无籽与郑抗无籽1号、郑抗新1号与广西3号、黒宝无籽与桂冠1号,其余品种均能一一区分开,利用PIC0.4的10对引物构建了5份主要参试品种的DNA标准指纹图谱;采用类平均法进行聚类分析,在相似系数0.82处,可将54个品种分为7大类。本研究建立了参试品种的标准DNA指纹图谱,为我国无籽西瓜品种的真实性鉴定和知识产权保护提供了技术基础。     

云南杂交玉米SSR标记核心引物的筛选及多样性分析

为降低合成引物成本,加快杂交玉米品种鉴定进程,筛选适用于云南玉米杂交种SSR标记鉴定的核心引物.本研究用玉米SSR标记鉴定规程中推荐的40对SSR引物对12个杂交玉米品种DNA进行扩增,筛选出多态性高、扩增效果好、稳定性好的20对引物,推荐其作为云南玉米杂交种特异性鉴定的核心 引物.并用筛选的核心引物对云南220个杂交...     

河南粳稻品种SSR指纹图谱的构建及遗传差异分析

为了建立河南粳稻品种的DNA指纹图谱,了解河南粳稻种植品种的遗传多样性,本研究利用均匀分布于水稻(Oryza sativaL.)12条染色体的37对SSR引物,以河南1963～2010年间主要推广种植的37个粳稻(O.sativaL.ssp.japonica)品种为材料,进行简单序列重复(SSR)指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明,33对引物具有特异多态性片段,共检测到114个等位基因,平均每位点3.53个等位基因;引物多态性频率为0.054～0.739。37个品种的遗传相似系数为0.627～0.992,平均为0.812。17个品种都至少具有1对SSR特征引物,其余20个品种的鉴定需要结合不同的SSR引物。利用19对核心SSR引物构建的指纹图谱能逐一区分出36个粳稻品种。采用非加权类平均法(UPGMA)进行聚类分析,在遗传相似系数0.710处可将37个品种分为2大类,河南选育品种基本都聚到同一大类群,表明河南推广的粳稻品种遗传基础狭窄。     

SSR标记的彩色马铃薯遗传多样性分析及指纹图谱构建

彩色马铃薯(指块茎的皮或肉为红、蓝、紫、橙色等)近年来日益为育种工作者所关注,很多彩色马铃薯品种(系)从形态学上难以鉴定是否为同一基因型,给育种工作带来诸多不便。本研究利用SSR标记对50份彩色马铃薯(Solanum tuberosumL.)材料进行了遗传多样性分析及指纹图谱构建。研究筛选出56对马铃薯SSR引物,对50份材料的基因组DNA进行PCR扩增,共检测出236个等位位点,其中多态性位点230个,多态性比率达97.46%。分析显示,基因型间遗传相似性系数在0.50~1.00之间。UPGMA聚类分析表明,在相似系数0.63处可将全部材料分为3大类。利用5对核心引物构建了50份供试材料的指纹图谱,并证明其属于44个基因型的,为彩色马铃薯资源鉴定和利用提供了依据。     

香菇表达序列标签(EST)的SSR分析及EST-SSR引物的筛选

从真菌基因组计划网站(FGP)和NCBI网站数据库下载了总长度为8.1Mb的11150条香菇的EST(包括香菇的10条cDNA)序列，通过SSRhunter 1.3软件结合手工查找，从中发现2.83％即316条EST含有一共469个SSR.，平均每17.3kb出现一个EST-SSR。在所有EST-SSR中，三碱基和六碱基SSR出现最多，分别占EST-SSR总数的38.00％和20.00%，出现较多的基元为(A)n、(T)n、(GA)n、(AG)n、(TGA)n、(GAT)n和(TCTTT)n，占所有EST-SSR的35.39％。利用Oligo 6.0软件设计了51对EST-SSR引物，并选用其它物种的24对引物，对香菇菌株进行了PCR扩增。实验结果表明，设计的51对引物有39对具有明显的扩增产物，选用的其它物种的24对引物均没有清晰可见的特异性扩增产物。部分有扩增产物的EST-SSR引物具有多态性。     

小麦优异品系遗传构成的简单重复序列(SSR)分析

为了探讨优良品种形成的遗传学基础,本研究利用简单重复序列(SSR)标记分析了近期育成的3个丰产小麦(Triticum aestivum L.)品系(百农金光588、百农AK58-18和百农T5)及其姊妹系(百农0487和百农高光3709)的遗传构成.结果表明,2个杂交组合(周麦18/百农AK58和周麦16/温麦8号//百农160)中亲本对不同姊妹系的遗传贡献率均具有较大差异,其中百农AK58对百农金光588、百农AK58-18和百农0487的遗传贡献率分别为51.2％、57.0％和54.0％,高于亲本周麦18的贡献率;百农160对百农高光3709和百农T5的遗传贡献率分别为41.9％和36.4％,高于另外2个亲本(周麦16和温麦8号)的贡献率.在A、B、D基因组及21对染色体上,衍生后代对不同亲本遗传物质的继承率也表现丰富的多样性.百农金光588、百农AK58-18和百农T5分别具有109、36和55个不同于其他姊妹系的SSR特异位点,分别形成了11、3和3个特异染色体区段.这些基因组区段上存在许多与产量和抗病等重要农艺性状相关的基因和QTL,对提高小麦丰产性可能起了重要作用.     

玉米自交系产量和品质相关性状与简单重复序列(SSR)的关联分析

为寻找并确定控制玉米产量、品质的基因组区域,本研究利用64对核心SSR(simple sequence repeats)标记对257份玉米(Zea maysL.)自交系构成的群体进行基因分型,分析群体连锁不平衡位点、群体结构,在此基础上,采用TASSEL软件的GLM(general linear mode)程序对株高、穗位、生育期、穗长、穗行数、百粒重、脂肪含量、蛋白质含量和淀粉含量共9个性状的表型数据与标记进行回归分析,确定标记对表型的解释率。结果表明:(1)在公共图谱上的SSR位点组合都有一定程度连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD),P<0.01时,LD成对位点占总位点组合20.29%,D’>0.5成对位点比例为12.65%。(2)SSR数据遗传结构分析表明,群体可分为5个亚群。(3)共鉴定出26个标记位点与9个性状相关联,大多集中在4、6、7和10染色体上,其中第7染色体上标记最多,为5个。8个位点的变异分别与株高、穗位、生育期、穗长、穗行数和蛋白质含量等6个表型性状极显著相关(P<0.01),分别为umc1294作用于株高,对表型的解释率为7.2%;umc1741及phi116作用于穗位,对表型的解释率为11.37%和8.57%;phi328175及phi260485作用于生育期,对表型的解释率为4.74%和5.6%;umc1741作用于穗长,对表型的解释率为5.77%;umc1309作用于穗行数,对表型的解释率为6.68%;bnlg1450及bnlg1185作用于蛋白质含量,对表型的解释率为9.41%和9.81%;其他18个标记与9个性状显著相关(P<0.05)。与单个性状关联的标记数目为1～7个,解释率为4.74%～14.31%。与产量相关性状关联的位点(次)累计为30个,与品质相关性状关联的位点(次)累计为7个,位点数目上品质性状远少于产量性状。部分标记与多个性状关联,可能是性状相关或一因多效的遗传基础,一些标记同时与某性状关联,多数标记与定位于遗传图谱的QTL(quantitative trait loci)一致,也有互补性。研究结果表明,这些位点及其区域内存在很多与产量、品质等性状相关的QTL,对提高玉米产量、改善玉米品质可能起到重要作用。     

利用简单重复序列(SSR)标记分析太湖稻区现代粳稻品种的遗传多样性

太湖地区有丰富的粳稻(Oryza satiua ssp.japonica)种植资源,随着品种大面积推广应用,育种材料的遗传基础趋窄,相似性增高,使粳稻育种突破困难。本研究利用分布于水稻(Oryza satiua L.)12条染色体上的24对简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物对太湖地区的42份粳稻品种进行遗传多样性分析。结果表明,有23对SSR引物在42份粳稻材料间表现出多态性;23对引物共检测到105个等位基因,每对SSR引物检测到等位基因为2~8个,平均为4.57个,有效等位基因共有56.43个,平均每个位点为2.45个。每个多态位点的多态信息含量(polymorphism information content,PIC)变幅为0.083 0~0.8079,平均为0.496 6;每个粳稻材料多态性位点数的变幅为6~19,等位基因总数的变幅为27~55;42份粳稻品种间的遗传相似系数变幅为0.391~0.990,平均为0.610,遗传相似系数在0.50~0.80之间的材料占全部的74.45%,供试材料相似度高;非加权配对算术平均法(unweighed pair group method with arithmetic mean;UPGMA)聚类结果显示,遗传相似系数为0.50,42份粳稻材料可以分为两个类群,一个类群包含19份常规粳稻,另一个类群包括其他23份杂交粳稻。结果显示,太湖地区的粳稻品种总体上遗传背景相似度高,遗传多样性不够丰富,育种工作有待进一步加强新的基因资源引进和利用,创新水稻育种材料。本研究结果为新品种选育提供技术支持和理论根据。     

基于累积分布函数匹配的多源遥感土壤水分数据连续融合算法

数据融合是解决不同来源遥感数据无法直接对比分析这一瓶颈的有效方法。实时更新的SMOS土壤水分数据(soil moisture and ocean salinity)可开展实时干旱评价(2010年至今),但由于序列短无法开展频率及演变分析。CCI(climate change initiative)土壤水分数据是联合了多种主被动遥感数据合成的长序列数据产品(1979—2013年)。为提高不同来源遥感数据的融合精度,该研究基于累积分布匹配原理构建了多源遥感土壤水分连续融合算法,将SMOS和CCI融合成长序列、近实时的遥感土壤水分数据。经验证分析,累积概率曲线相关性中表征干旱的低值区纳什效率系数由0.52提高到0.99,且融合后土壤水分数据可以较准确地反映当地的干旱事件。该研究提出的多源遥感土壤水分连续融合算法显著提高了现有融合算法的融合精度。     

大白菜简单序列重复(SSR)和插入/缺失(InDel)标记的开发及通用性分析

为探讨大白菜基因组序列中SSR位点的分布规律并开发SSR引物,利用SSRHunter软件对大白菜A10(16899818～17299817)的DNA序列进行简单序列重复(SSR)位点查找,共得到394个SSRs,平均每1.02kb出现1个SSR。二核苷酸和三核苷酸重复是最主要的SSR类型,分别占79.44%和18.78%。为了提高SSR标记开发的准确性和通用性,对检索得到的含SSR位点的序列进行了同源比对,选取符合条件的15条SSR序列并设计引物;依据Blast过程中发现的在SSR位点不存在差异而在其侧翼序列中存在插入/缺失(InDel)差异的序列,设计了19条InDel引物。用34对SSR及InDel引物在6个大白菜(Brassica rapassp.pekinesis)材料中进行多态性研究,发现28对引物能扩增出理想的PCR产物,有效扩增率为82.35%,其中27对引物具有多态性,多态性比率为79.41%。为验证SSR引物的真实性,随机对4对SSR引物的部分白菜扩增片段进行了测序,发现100%的片段具有相应的SSR位点。28对SSR和InDel引物在甘蓝(B.oleracea)、油菜(B.napus)和萝卜(Raphanus sativus)品种的有效扩增率分别为85.71%、100%和77.78%,说明新开发的SSR和InDel标记具有较好的多态性和通用性。利用6对引物分析了48份十字花科种质的遗传多样性,结果表明48份材料被明显地区分成白菜和甘蓝组、萝卜组、油菜组3大类群,与传统分类一致。大白菜SSR和InDel标记的开发对于十字花科种质亲缘关系及遗传多样性分析具有重要的应用价值。     

基于SSR标记的我国主栽日本栗品种(系)遗传结构分析和指纹图谱构建

为解析我国主栽日本栗品种资源的遗传多样性并构建其指纹图谱,本研究通过毛细管电泳和高质量的17个SSR分子标记对日本栗品种资源进行位点检测。结果显示,日本栗与茅栗具有较近的种间亲缘关系。在59份日本栗品种(系)中共检测到131个等位位点,每个标记平均有7.706个等位位点;多态信息含量(PIC)变幅为0.375~0.815,平均值为0.605;供试日本栗品种表现出高的遗传多样性。系统发育树、群体结构和主坐标分析结果一致,支持中国境内的部分日本栗品种(系)独立形成一个分支,且大多品种为杂交资源。此外,本研究根据多位点匹配分析确定了CmSI0922、CmSI00702和CmSI0658为核心引物,并利用这3个核心引物构建了59份日本栗品种(系)的指纹图谱。综上所述,相比其他栗属植物,日本栗分布范围较狭窄,但其具有丰富的遗传多样性,且品种资源间存在广泛的基因流。本研究成功构建了59份日本栗品种(系)资源的具有唯一对应关系的指纹图谱,为栗属植物的资源鉴定和保护利用提供了有力支撑。     

基于多源卫星数据的黑河中游绿洲区土地利用分类与作物类型提取及其时空变化分析

研究土地利用与作物种植结构变化是分析农业生产活动和生态环境变化的重要手段。黑河中游绿洲是我国西北地区最重要的绿洲之一,也是甘肃省主要的商品粮基地。为准确研究黑河中游绿洲的时空变化情况,本文利用2001—2015年MODIS卫星数据,提取分析了近15年黑河中游绿洲范围的时空变化特征;基于2001—2016年的Landsat/TM,利用支持向量机分类法获得该绿洲区土地利用分类;基于2011—2016年的HJ1A/CCD数据,利用HANTS滤波后的NDVI时间序列曲线,获得作物种植面积的精细分类。经验证,该土地利用分类精度高于88.46%,kappa系数为0.81;小麦和玉米与实地验证点对比的分类精度高于90.8%。结果表明:1)黑河中游绿洲面积总体为增加趋势,仅2014年、2015年略有减少,绿洲面积从2001年的2 701 km2增加到2015年的2 936 km2。2)2001—2016年间,裸地面积减少436.7 km2,耕地面积增加91.3 km2,草地、林地面积增加289.6 km2。3)2011—2016年,小麦、玉米种植面积均有减少,小麦共计减少195.77 km2,玉米减少144.37 km2。研究结果可为当地农业种植结构的调整和作物估产及绿洲生态保护提供一定依据和参考。