构树SRAP分子标记

建立构树DNA提取方法及最佳SRAP-PCR反应体系,用SRAP分子标记研究构树种质资源的遗传多样性.结果表明:SRAP扩增的清晰条带大小在100～1 000 bp,用17对引物对21份材料扩增出439条带,其中多态性条带319条,占72.6%,Shannon信息指数(I)均值为0.227 5,物种水平的Nei基因多样性(H)均值为0.133 6,表明构树的遗传多样性不高.聚类分析结果显示与地理分布有相关性.同时发现一些特异性条带,可以转化为SCAR标记,这为构树的遗传图谱构建、遗传育种等研究提供了参考.     

利用SRAP分子标记分析杨属遗传变异和亲缘关系

目的 对采集自不同地区的22个杨属树种33个样本的遗传变异和亲缘关系进行研究。 方法 利用从72对引物中筛选出的40对相关序列扩增多态性（SRAP）引物组合对杨属不同树种进行遗传变异和亲缘关系分析。 结果 40对引物共扩增出487条清晰条带,其中,多态性条带为441条,多态性条带比率为90.55%。利用UPGMA得到的聚类分析结果表明了33个样本间的遗传关系,遗传相似系数为0.448 6~0.910 3;白杨派和胡杨派的派间平均遗传距离最大,为0.377 7。聚类分析结果表明,33个样本可分为4大类,这一聚类结果与传统的分类结果一致。通过系统发育树可以看出,白杨派单独形成一个分支,黑杨派、胡杨派和青杨派形成另一分支,可能暗示白杨派与其他各派的亲缘关系较远,青杨派与黑杨派和胡杨派的亲缘关系则比较近。 结论 不同的杨树品种在SRAP位点有较高的多态性,SRAP分子标记适用于分析杨属的遗传变异和亲缘关系,研究结果为杨属树种的分类鉴定、系统进化等提供了一定的理论依据。     

基于SRAP分子标记的小果油茶遗传多样性分析

利用SRAP分子标记,从126对引物组合中筛选出11对引物,对小果油茶全分布区的19个居群514个样品进行遗传多样性分析.结果表明:11对引物组合总共扩增出226条谱带,平均每对引物组合扩增20.55条谱带,其中多态性条带为226,占条带总数的100％.19个居群的遗传距离为0.021 6～0.164 5,显示了较近的亲缘关系.UPGMA聚类结果表明,除了福建6个居群和江西3个以外,其余地理位置相近的居群未能聚在一起.多态性比率(PPB)、Nei's基因多样度(H)及Shannon信息指数(I)变化幅度分别为84.96％ ～ 95.58％,0.321 3～0.388 7及0.473 2 ～0.567 6;从物种层次来看,PPB,H,I分别为100％,0.422 3及0.612 6,揭示小果油茶具有丰富的遗传多样性.AMOVA分子变异分析显示,在小果油茶总的遗传变异中,居群内占86.58％,而居群间仅占13.42％.     

分子标记在品种鉴定中的应用及前景

该文综述了DNA分子标记技术在品种鉴定中的重要意义、发展历程和应用前景。介绍了常用的DNA分子标记技术(RFLP、RAPD、AFLP、SSR等)以及其他几种新兴的标记技术(ISSR、STS、SRAP、TRAP、SNP等)的原理、优缺点及其在品种鉴定中的应用现状,认为利用DNA分子标记技术来鉴定品种真实性和纯度,具有客观、准确、快速、便于实现鉴定自动化,且可鉴定形态上很难或者根本无法鉴别的品种等优点。分子标记技术已成为品种鉴定技术领域的主流和发展趋势,应加大力度构建不同品种的DNA标准指纹图谱,实现品种鉴定的简单化、自动化和商业化。     

基于SRAP分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析

【目的】利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记对来自17个省(区)的31个苦楝种源进行遗传多样性分析,为苦楝种质资源的保存和育种计划的制订提供依据。【方法】通过SRAP分子标记获得1/0数据矩阵,计算SRAP分子标记各项遗传参数,同时进行分子方差分析(AMOVA)。随后计算遗传距离矩阵并进行主坐标分析(PCo A)、邻接法聚类分析(Neighbour-Joining)以及遗传距离和地理距离Mantel相关性分析。【结果】从783对SRAP引物中筛选出的20对引物可扩增出257条清晰的条带,其中145条具有多态性。引物多态性信息指数(PIC)为0.262~0.478,均值为0.385。PIC值较高的10对引物,可扩增出56条特异多态带,可以作为快速鉴别苦楝种源的工具。AMOVA结果显示,38.96%的遗传变异来源于种源间,61.04%的遗传变异来源于种源内。山区的贵州册亨和黎平,云南勐腊和麻栗坡,湖南东安、炎陵和浏阳,四川达州,河北保定,安徽滁州种源的遗传多样性高于其他种源。邻接聚类法根据Nei’s遗传距离将31个种源分为东西2类,西部云南、四川、贵州和甘肃的8个种源构成类群Ⅰ,其他地区的23个种源构成东部类群Ⅱ。类群Ⅱ中北方的济南、保定、泰安、渭南和许昌5个种源聚为一小类,华南地区的屯昌、五指山、钦州和仁化种源聚为一小类,其他相邻和相近的种源大多聚在一起。PCo A分析的种源间双标图结果与邻接法聚类结果基本一致。种源内双标图显示相同种源内的单株大都聚在一起,且种源间和种源内双标图总体分布大体一致。Mantel检验结果表明,种源间遗传距离和地理距离相关性显著(r=0.256,P=0.003)。【结论】SRAP分子标记可以准确、有效地用于苦楝遗传多样性分析。苦楝遗传变异主要来源于种源内,而种源间基因交流有限。种源遗传多样性整体偏低,而部分山区种源遗传多样性较高。在选择高遗传多样性种源的基础上,苦楝选育应侧重种源内家系和单株选择。苦楝种源特征明显,地理环境差异对其遗传多样性具有一定的影响。31个种源大致可分为东西2类,东部种源从北到南有多个聚类中心,其种质资源应采用多点就地保存方式。我国苦楝遗传多样性起源中心或许存在于2类不同种源的生态过渡区。     

滇杨性别相关的SRAP分子标记

【目的】滇杨作为一种利用价值较高的雌雄异株树种,备受林业科学研究者的关注。由于个别不利性状的存在,限制了滇杨在生产上的有效推广。天然群体中,滇杨雌株极为罕见,导致其遗传基础较为狭窄,给其遗传改良工作带来一定的局限性。滇杨直到成年开花后,才能辨别其性别,这为研究其雌株的濒危以及雌雄植株的分别利用带来较大的困难。因此,亟需建立一种快速且准确的性别早期鉴定方法,以加速研究并解决上述问题。【方法】试验利用SRAP技术,以60株已知性别的滇杨个体为材料,筛选与滇杨性别相关的分子标记,并利用获得的SRAP标记,对30株未知性别的滇杨幼苗进行性别鉴定,并对鉴定结果的一致性进行比较。【结果】在参试的20对SRAP引物中,2对引物可在已知性别的60株滇杨植株间产生差异条带,且均为雄性相关的特异性条带。其中引物Me1可以在1 600 bp处扩增出特异性条带,而另一对引物Me10的扩增条带在710 bp处。利用这2对SRAP引物对30株苗期滇杨进行性别鉴定,2对引物所得鉴定结果完全一致。【结论】通过试验可初步认为,试验所筛选出的2对SRAP分子标记引物,可以准确对滇杨早期性别进行鉴定。研究结果可为滇杨不同性别植株的分别利用提供早期选择,也可为雌株濒危的原因提供理论参考。     

基于随机森林算法的林地分类研究

基于随机森林分类器,利用Landsat多光谱数据对北京市门头沟地区林地地类识别分类,根据是否进行特征筛选将分类方案分为原始特征组与筛选特征组,分类结果显示:筛选特征组分类精度为60.87％高于原始特征组分类精度52.17％,4种林地地类相比,阔叶混交林地分类精度最高,其次为其他灌木林地与针叶混交林地,分类效果最差的为混...     

分子标记SRAP及其在林木研究中的应用

分子标记SRAP是近年来发展起来的新型分子标记系统, 具有简单、高效、稳定、部分共显性、扩增片段易测序等优点。它可检测基因的可读框(ORFs)区域, 揭示DNA序列的多态性。介绍了SRAP标记的基本原理与流程, 综述了该标记目前在遗传图谱构建、遗传多样性分析、QTL定位、基因组图谱比较、转录图谱绘制、基因克隆等方面的研究进展。尽管SRAP标记在林木研究中的应用刚刚开始, 但已显示出十分广阔的应用前景。     

新型分子标记SRAP及其在植物中的应用

相关序列扩增多态性(SRAP)是一项基于PCR技术的新型分子标记技术,由于它具有操作简便、结果稳定、高共显性、重复性、易于分离条带及测序等优点,被广泛地应用到植物的研究中。通过查阅大量文献,阐述了SRAP分子标记的设计原理与特点,以及SRAP标记技术在植物应用中的进展。     

基于SRAP分子标记的广宁红花油茶种质资源遗传多样性研究

利用SRAP分子标记建立广东省4个种群153个单株的广宁红花油茶种质资源遗传多样性评价体系,从594对引物组合中最终选出13对引物,结果表明:13对引物组合共扩增出206条带,平均每对引物组合获得15.85条,多态性条带为187条,多态性条带比率(PPB)为90.78%。种群Nei's基因多样度(h)、Shannon多样性指数(I)、多态性位点百分比(PPL)变化范围分别为0.217 9~0.356 3,0.321 7~0.524 8及58.25%~92.72%,平均值分别为0.307 8,0.456 3及83.62%,表明广宁红花油茶具有丰富的遗传多样性。聚类分析表明,当阈值为0.93时,可将广宁红花油茶4个种群分为2大类,广东清远单独成为一类,第二类包括广东广宁县,广东增城,广东云浮。广东云浮与广东增城遗传距离为0.019 3,遗传距离最小,说明二者的亲缘关系最近。AMOVA分子变异方差分析显示,在广宁红花油茶总的遗传变异中,种群内占95%,而种群间仅占5%。     

基于随机森林算法的纤维板表面缺陷识别

【目的】提出一种基于随机森林(RF)算法的分类模型,以实现纤维板表面大刨花、胶斑、杂物、油污的快速、准确识别。【方法】获取100张规格为4 800 mm×2 400 mm的纤维板表面图像,利用Otsu阈值分割算法对图像进行分割,提取缺陷区域的面积(S)、周长(L)、长宽比(OR)、紧凑性(J)、矩形度(P)、圆形性(O)、灰度均值(u)及灰度的标准差(σ_D)、平滑度(σ_P)、偏度(σ_S)、峰度(σ_K)和均方根值(σ_R)12个特征属性的特征值作为试验数据。使用100份试验数据构建RF分类器,采用Bootstrap方法随机抽取2/3数据和8个特征作为输入构建k株决策树,组成RF,以每株决策树袋外数据(OOB)误差率均值作为RF分类器的评估指标确定决策树数量k。采用100张纤维板厂家提供的带有大刨花、胶斑、杂物和油污的纤维板对分类模型进行测试。【结果】当k=600时,RF分类器的OOB误差率均值最低为0.004,利用构建的RF分类器对纤维板厂家提供的100张纤维板进行缺陷识别,正确率为99%,每张纤维板的识别时间为525 ms,在识别时间和正确率上明显优于神经网络(NN)和支持向量机(SVM)。【结论】基于随机森林算法的分类器用于纤维板表面缺陷在线识别具有可行性,能够实现纤维板表面缺陷的快速、准确识别,满足纤维板缺陷在线检测系统的的准确性和实时性要求。     

基于机载激光雷达点云和随机森林算法的森林蓄积量估测

【目的】基于机载激光雷达点云数据提取的森林高度参数和郁闭度,结合分层地面样地调查数据,采用随机森林算法构建森林蓄积量估测模型,分析机载激光雷达点云数据在森林蓄积量反演方面的潜力,为森林蓄积量高效准确估测提供方法依据。【方法】以直径30 m的地面样圆离散点云数据为数据源,经数据校准等预处理后,利用Li DAR360软件提取森林高度参数(最大高、平均高等)和郁闭度,并将数据随机分成训练数据(70%)和验证数据(30%)。采用随机森林算法构建森林蓄积量估测模型,对仅用高度参数建模以及联合高度参数和郁闭度建模结果进行比较;同时运用R软件VSURF工具包筛选建模变量,对筛选后变量的建模结果进行分析。【结果】仅用高度参数建模的估测精度为R~2=0.75、RMSE=40.07 m~3·hm~(-2)、MAE=29.21 m~3·hm~(-2)、MRE=49.40%,联合高度参数和郁闭度建模的估测精度为R~2=0.79、RMSE=36.23 m~3·hm~(-2)、MAE=26.16 m~3·hm~(-2)、MRE=38.35%。通过变量筛选,建模参数从24个减少至7个,可极大提高运算效率,同时R~2未变化,RMSE从36.23 m~3·hm~(-2)升至36.50 m~3·hm~(-2),rRMSE从31.92%升至32.97%,MAE从26.16 m~3·hm~(-2)降至26.08 m~3·hm~(-2),MRE从38.35%降至38.05%。【结论】机载激光雷达点云数据可以提取森林的垂直结构信息(高度参数)和水平结构信息(郁闭度),具备三维结构参数提取能力。采用随机森林算法,增加林分郁闭度信息可显著提高森林蓄积量估测精度。通过变量筛选,虽然能够降低参数数量,但对模型精度具有一定影响,在建模精度要求较高的情况下,建议使用全变量进行蓄积量估测;而在数据量较大的情况下,建议使用筛选变量进行蓄积量估测。基于机载激光雷达点云数据估测森林蓄积量显著优于光学遥感数据,可为森林蓄积量高效准确估测提供方法依据,能够满足大范围森林蓄积量快速反演需求。     

基于Boruta和极端随机树方法的森林蓄积量估测

森林蓄积量是反映森林资源数量的重要指标之一。本研究应用Boruta特征选择方法和极端随机树(Extremely randomized trees,Extra-trees)方法,以小班为研究单元,估测龙泉市部分区域森林资源的每公顷蓄积量,为县域尺度森林蓄积量的估测提供新的方法和思路。基于研究区的森林资源二类调查数据、高分二号(GF-2)遥感影像数据、数字高程模型数据,提取多元特征组成原始特征集。通过Boruta选择方法对原始特征集进行筛选,利用Extra-trees方法建立森林蓄积量估测模型,选用十折交叉验证法对模型进行检验,并与随机森林(Random Forest,RF)方法和梯度提升(Gradient Boosting)方法进行对比分析。研究结果显示:1)经过Boruta特征选择方法得出的特征有土层厚度、年龄、郁闭度、海拔、坡度和坡向;2)极端随机树方法采用网格搜索调参得到的最优参数组合为:树的个数为250,树的最大深度为14;3)基于Boruta和极端随机树方法的森林蓄积量估测模型的测试精度为84.14%,R²为0.92,RMSE为19.65m³     

基于SSR标记月季品种鉴定及遗传关系分析

以36个月季品种为材料,应用荧光SSR标记进行月季品种分子鉴定和品种间遗传关系研究。结果显示8个SSR位点检测出85个等位基因变异,等位基因变异范围为6～15个,平均每个位点产生10.6个等位基因变异。结合8个SSR位点,每个品种均具有独特的等位基因表现型,其中位点Ra043a品种鉴定的分辨率最高,产生32个等位基因表现型,区分所有品种最少需要2个SSR位点。品种间成对遗传相似度变幅介于0.105～0.791之间,聚类结果显示36个品种聚为6类;中国月季聚为一类,与其他月季品种存在遗传差异,起源相近月季品种分别聚为一类。研究认为SSR标记在月季品种鉴定中具备可行性,还可用于品种的遗传关系分析。现代月季遗传背景的深入研究可为未来月季新品种培育、种质资源保存等提供参考依据。     

基于随机森林算法的林区环境因子异常检测

利用森林火灾形成初期情形下的多节点传感器采集数据,通过随机森林算法建模分析林火形成初期周边林区环境因子变化情况。同时,通过特征重要性排序,发掘林火形成初期不同的林区环境因子对模型的影响,从而为建立基于无线传感网的林区环境监测提供一定的算法模型参考。     

基于表型和SSR标记的陇南油橄榄品种鉴定与遗传多样性分析

目的 该研究对我国油橄榄主产区甘肃省陇南市现有品种进行了的准确鉴定和遗传多样性计算,为我国油橄榄种质资源引种和驯化、育种及利用提供参考。 方法 利用13个SSR标记对来自83个油橄榄品种的110棵单株进行品种鉴定和遗传多样性分析,并对其中属于68个品种的90棵单株进行叶片、果实和果核形态性状的测定和分析,最后开展了基于表型性状和SSR标记的单株聚类和结果比较。 结果 陇南油橄榄表型数量性状和质量性状多样性指数分别为1.83和0.79;SSR分析发现83个品种包括78个不同的基因型,观测杂合度和期望杂合度分别为0.683和0.754;这些基因型可分为3大组,基因型所属分组与其起源地有一定相关性;我国选育品种的基因型大多与起源意大利的品种分组更近;与基于表型的聚类树相比,基于SSR基因型的聚类树更倾向于将同一品种的不同单株聚在同一支。 结论 陇南共有78种不同基因型的品种,SSR标记比表型鉴定品种更具准确性,且能反映亲缘关系。该地区油橄榄表型多样性和遗传多样性较高,引种品种主要是来自地中海西部和中部国家,国内选育品种与意大利起源的品种相似;为更多样化可考虑引种或选育更多起源国的品种。     

基于SRAP标记的土沉香遗传多样性分析

【目的】在我国野生土沉香被大量被采伐,种质资源越来越少,甚至面临消失的情况下,为了利用与保护野生土沉香提供理论依据,采用SRAP分子标记对其种源遗传多样性进行分析。【方法】基于我国11个土沉香种源群体和越南2个土沉香种源群体的SRAP结果,应用POPGEN32软件对遗传多样性参数进行计算。【结果】各群体Nei's基因多样度指数的变化范围为0.1715~0.5394,Shannon多样性指数的变化范围为0.2491~0.4837,多态位点百分比的变化范围为42.03%~76.81%。运用GenAlex 6.4软件对土沉香13个群体进行分子方差分析(Analysis of molecular variance,AMOVA),结果显示有30%的遗传变异来自土沉香群体间,70%的遗传变异来自土沉香群体内。【结论】13个土沉香种源有中度的遗传多样性和遗传分化,野生土沉香种质资源正日渐稀少,应该加强资源的保护与利用。     

基于SRAP标记的油橄榄品种遗传多样性分析

[目的]油橄榄作为重要的油料经济作物,其健康价值越来越受到人们的重视,相关产业在我国已初具规模.引种品种混乱和遗传关系不明确影响了我国油橄榄事业的进一步发展,因此我国油橄榄品种的遗传变异有待评估.[方法]采用SRAP技术对32个来自四川西昌市的油橄榄品种进行遗传多样性分析,其中5个油橄榄品种为国内育种品种,27个油橄榄品种为国外引种品种.利用改良的CTAB法提取得到32个油橄榄品种的基因组DNA.[结果]25对SRAP引物共扩增出293条多态性条带,平均每对引物扩增出11.72条多态性条带,平均多态性比率为90.75％;引物组合M5E5扩增出的多态性条带最多(37条);期望杂合度(He)为0.804～0.958(平均0.896),多态性信息含量(PIC)为0.773～0.955(平均0.884),一致性概率(PI)为0.004～0.067(平均0.024).筛选得到的25对SRAP引物扩增条带多态性好,具有更强的鉴别能力.基于UPGMA法的聚类分析结果显示,所有品种分为3大类,品种间的遗传相似性为0.59～0.89(平均0.74),遗传相似性最高的2个品种(‘希腊3号’和‘配多灵’)为0.89.国内育种品种分布于不同的类群中,‘中山24’为通过‘阿斯’实生选优而来的,二者在形态学和遗传学方面均有较高的相似性,进一步证实了国内品种育种途径以及与国外品种的亲缘关系.‘哥朗米扎’与‘未知米扎’聚在一类,‘希腊3号’与‘配多灵’聚在一类,且遗传相似性系数最高.主坐标分析(PCA)显示,所有油橄榄品种可分为3个群体,累计贡献率为20.4％.UPGMA分析中的第Ⅱ类的所有品种都聚在PCA分析的Group I内,两者分析结果一致.[结论]综合不同油橄榄品种形态学(果质量、含油率、叶片形状等)和遗传学数据(育种背景、遗传相似性系数等)分析,部分引种品种的分类并未按照其地理起源来划分,而是由其遗传学和形态学数据共同来决定的.由以上结果可知,SRAP标记技术用于分析油橄榄遗传多样性简便、可靠.油橄榄遗传多样性比较丰富,我国引种油橄榄品种存在同种异名、命名混乱、受外界影响存在高度的遗传变异等情况.今后要加大运用SRAP和其他一些新型分子标记对油橄榄进行遗传多样性分析和种质鉴定,开辟基因定位和功能鉴定新途径,加大遗传图谱构建的密度和遗传距离;将传统育种方法与分子标记相结合,缩短育种年限,提高育种效率.     

基于SSR和SRAP标记的簸箕柳×绵毛柳遗传框架图

以簸箕柳×绵毛柳的F1代为作图群体,构建1份柳树遗传连锁框架图,该图谱包含117个标记(56个SSR,54个SRAP,5个SCAR和2个性别标记),图谱总图距为1 631.4 cM,标记间平均图距为14.1 cM.估算柳树基因组的大小为2 261.39 cM,总的图谱覆盖率为72.14%.2个性别标记Sex-F和Sex-M被定位于该图谱第1和第17连锁群上,在第1连锁群上存在与雌性性别共分离的标记位点SCAR_AE08-780-5.通过基因组图谱初步比较研究发现,柳树框架图与毛果杨全基因组之间共有46个同源标记、15个同源连锁群,80.95%的同源标记具有共线性,这说明杨柳科基因组在进化过程中具有较高的保守性.     

用SRAP标记构建松树良种指纹图谱方法的研究

利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记对三种松树各16个样本进行检测,旨在构建三个树种的指纹图谱,为松树品种鉴定提供依据。采用5个引物组合对样本进行了SRAP扩增,在湿加松、火加松和马尾松上分别检测到46、53和44个多态性位点,平均每对引物多态性位点分别为9.2、10.6和8.6个。根据扩增产物的电泳条带进行赋值,把SRAP图谱转换为由1和0组成的数字指纹图谱,仅用2个或3个引物组合就可以把同一树种的不同单株完全鉴别出来,为松树优良品系的鉴定提供了一种可行的方法。