基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因rhg1的InDel标记开发与鉴定

大豆胞囊线虫病是严重危害大豆生产的重要病害之一,根据抗病候选基因开发标记可为分子标记辅助选择抗病材料提供标记资源.本研究通过对大豆胞囊线虫抗性候选基因rhg1的序列比对分析,发现4个插入/删除位点,针对其中3个多碱基插入/缺失位点开发了InDel标记.应用开发的3个InDel标记对33份栽培大豆进行基因型鉴定,共检测到等位变异11个,平均每个位点3.67个.其中rhg1-I1位点有等位变异5个,rhg1-I2位点有等位变异2个;rhg1-I4位点有等位变异4个.各等位变异发生频率范围为0.8%～77.3%.InDel标记与大豆胞囊线虫抗性间的关联分析表明,rhg1-14为抗性相关标记,对抗病资源的检出效率为88.2%,对感病资源的检出效率为100%.该标记的288 bp等位变异和294 bp等位变异为抗病相关等位变异,269 bp等位变异和272 bp等位变异为感病相关等位变异.此标记与常用于标记辅助选择的Satt309配合鉴定可以提高SCN抗病资源的检测效率.     

基于大豆胞囊线虫抗病候选基因rhg1的InDe1标记发掘与鉴定

大豆胞囊线虫病是严重危害大豆生产的重要病害之一,根据抗病候选基因发掘标记可以为分子标记辅助选择抗病材料提供标记资源。本研究通过对大豆胞囊线虫抗病候选基因rhg1的序列比对分析,发现4个插入/删除位点,针对其中3个多碱基插入/缺失位点开发了InDel标记。应用开发的3个InDel标记对33份栽培大豆进行基因型鉴定,共检测到等位变异11个,平均每个位点3.67个。其中rhg1-I1位点有等位变异5个,rhg1-I2位点有等位变异2个;rhg1-I4位点有等位变异4个。各等位变异发生频率范围为0.8%~77.3%。InDel标记与大豆胞囊线虫抗性间的关联分析表明,rhg1-I4为抗性相关标记,对抗病资源的检出效率为88.2%,对感病资源的检出效率为100%。该标记的288 bp等位变异和294 bp等位变异为抗病相关等位变异,269 bp等位变异和272 bp等位变异为感病相关等位变异。此标记与常用于标记辅助选择的Satt309配合鉴定可以提高SCN抗病资源的检测效率。     

毛细管电泳在基因分型中的应用

为提高工作效率,实现高通量材料检测分析,本实验以312份大豆F3群体个体为材料,用12对引物采用毛细管电泳法对材料进行基因型检测分析。探讨了插入或缺失(InDel)标记产物长度、InDel片段大小以及模板浓度对实验结果的影响。实验结果表明,标记产物长度对基因分型没有影响;插入或缺失片段越大基因型越容易辨析,但毛细管电泳法InDel片段不能低于7 bp;模板浓度不易于高于200 ng,过高模板浓度导致高产物浓度影响分离结果。实验表明毛细管电泳具有灵敏高效的特点可用于基因型鉴定。     

基于重测序的芥蓝(Brassica alboglabra)全基因组InDel标记开发

碱基插入/缺失(InDel)在基因组中的分布密度仅次于SNP且易于基因型分型,成为分子标记开发的主要来源。为了开发芥蓝品种间有多态性的分子标记,本研究利用2份芥蓝自交系重测序数据鉴定的InDel位点,在全基因组范围内设计了367对InDel候选标记。通过PCR检测比较8个芥蓝自交系的多态性,发现284对标记在至少2个芥蓝自交系间有多态性,阳性率为77.4%。本研究利用重测序技术开发芥蓝品种间InDel标记效率较高,为种质资源分析、基因定位、分子标记辅助育种等提供了便捷工具。     

水稻InDel和SSR标记多态性的比较分析

为评价插入缺失（InDel）标记在水稻分子育种中的应用价值,本研究用日本晴和9311序列筛选得到遍布每条染色体的20对InDel标记和53对SSR标记,分析46份粳稻和47份籼稻的遗传多样性。研究表明这些InDel标记在籼粳亚种间具有很高的多态性,亚种内多态性较低,平均多态性水平显著小于SSR标记,InDel标记具有数量多,扩增产物稳定和易于检测等优点,将InDel标记应用到遗传图谱构建、基因定位分析和标记辅助选择中可以加速研究进程。     

甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记开发

碱基插入/缺失(InDel)是基因组上广泛分布的遗传变异形式。但甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记还未见有关研究报道。本研究以甘蓝型油菜双单倍体(doubledhaploid,DH)纯系黄花Y05和甘蓝型油菜纯系白花W01杂交构建F2群体。在F2群体中选取30株极端纯白花和30株极端纯黄花构建叶片DNA子代池,对亲本和DNA子代池进行30×重测序。以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh为参考序列, QTL-seq流程和PoPoolation2流程相互结合鉴定白花基因候选区间, 2种方法均将白花基因定位于法国甘蓝型油菜Darmor-bzh C03染色体52～54 Mb区间。利用IGV软件可视化白花基因候选区间插入缺失(InDel)变异位点,依据候选区间序列信息设计InDel引物,聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选到8个与白花基因连锁共分离的InDel标记。上述研究为甘蓝型油菜白花基因精细定位和分子标记辅助选育以及白花基因功能标记开发奠定了研究基础和工作思路。     

杂交水稻骨干亲本鉴定标记的开发及应用

随着现代杂交稻育种的发展,利用表型进行品种特异性鉴定、品种真实性鉴定以及种子纯度测试的方法表现出诸多局限性,已经不再适合现代育种的进程.本研究利用水稻基因组插入缺失(insertion-deletion,InDel)位点开发了9个InDel标记用于鉴定生产中常用的29份杂交稻骨干亲本.利用标记电泳图谱做了供试材料的聚类分析,在遗传相似系数0.55左右可将所有供试材料分为5个类群,另外根据不同的亲缘关系和来源地区,又可以将供试材料分为9个亚群.最后利用品种鉴别标记和生长测试两种方法对一份杂交稻种子'广两优476'纯度进行了检测,结果表明两者基本一致.因此,分子标记可以有效应用于现代育种的各个环节,从而加快新品种选育.本研究结果将为水稻育种、新品种审定、品种鉴定以及种子生产提供有益的帮助.     

苦瓜杂交一代种子纯度InDel分子标记鉴定技术研究

以6份苦瓜自交系及其配组的3个苦瓜杂交一代组合为试验材料,对6份苦瓜自交系进行高深度重测序,鉴定获得覆盖苦瓜全基因组的InDel变异位点信息,并针对InDel变异位点设计引物进行PCR扩增验证,成功开发3个苦瓜杂交一代组合的各自特异多态性InDel分子标记,将多态InDel分子标记应用于苦瓜杂交一代种子纯度鉴定。结果表明,InDel分子标记纯度鉴定结果与田间种植鉴定结果一致,初步建立了苦瓜杂交一代种子纯度InDel分子标记鉴定技术体系。     

分子标记辅助选择改良优质水稻恢复系明恢63的稻米品质

明恢63是我国育成的一个籼型三系强优势恢复系,其直链淀粉含量适中,但是糊化温度和胶稠度较差,并且仍然存在心白.从控制稻米糊化温度的alk基因和控制香味的fgr基因编码区寻找插入缺失长度多态性(insertion deletion length polymorphism,InDel)位点,并开发出InDel标记进行辅助选择育种,经回交聚合向明恢63品种导入来自中国香稻的alk和fgr等位片段,改良品系的稻米糊化温度显著降低,胶稠度升高,具有了香味,并且心白粒率得到了降低.外观品质、蒸煮食味品质得到了显著的改善.     

基于转录组数据的三雌蕊小麦中SNP/InDel位点的挖掘

为了进一步定位Pis1基因,加快小麦的分子标记辅助育种工作,获得高质、高产、稳产的小麦品种。以川麦28(CM28)与其三雌蕊近等基因系CM28TP为研究材料,对CM28和CM28TP幼穗的3个阶段(幼穗长度为0.2～0.5 cm, 0.5～0.7 cm, 0.7～1.0 cm)进行转录组测序,然后通过GO数据库对变异位点所在的基因进行分类分析,并选取4个位于Pis1基因附近的SNP标记进行验证。结果表明,CM28TP和CM28幼穗3个阶段共有的SNP/InDel位点为5 310个,其中SNP位点5 024个,InDel位点286个。SNP位点中转换类型(63.33%)多于颠换类型(31.28%),两者的比值达到了2.02;InDel位点中插入类型(152个)多于缺失类型(134个);SNP/InDel位点在A基因组上分布最多、其次是B基因组、D基因组上最少。对SNP/InDel所在的基因进行GO分类注释表明,生物学进程中基因的占比最高,其次是细胞组分和分子功能。SNP/InDel位点对蛋白质功能的影响预测表明,有36个变异位点会严重影响蛋白质功能,中度影响蛋白质功能的位点有1 279个。从Pis1基因的定位区间附近筛选了4个SNP位点进行PCR扩增和测序验证,发现这4个位点与RNA-Seq分析结果一致,这表明挖掘出的SNP/InDel位点是准确的。本研究丰富了小麦中的SNP/InDel标记,为小麦高密度遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助选择育种奠定了基础,同时开发出的4个位于Pis1基因附近的SNP标记,为图位克隆该基因提供了可能。