利用高通量测序快速定位目标性状位点的研究

为了快速鉴定目标性状遗传位点,开发与性状连锁的分子标记,用于剔除高世代选育株行中不利性状,从而加速育种进程。以大豆MS轮回群体中发生花色分离的F_6株行为研究材料,利用其衍生的F_(6∶7)中20个紫花和17个白花纯合家系分别构建2个DNA混池,通过高通量重测序技术获得变异信息,明确SNP富集区,并在SNP富集区内开发分子标记对目标性状进行连锁分析。结果显示,在2个DNA混池间发现329 992个SNP位点,表明混池间的遗传背景已经非常相似,但未发现明显SNP富集区,表明可能存在较多假阳性位点;进一步对高质量(Quality100)的SNP变异位点进行筛选,并去除杂合SNP位点,最终获得3 371个可信位点。其中,位于13号染色上的SNP变异有700个(占比20.77%),并在20～30 Mb的物理区间形成一个最大的SNP富集区,推测调控花色的W1位点可能位于此区间内。利用该区间内SNP信息开发出dCAPS-1、dCAPS-2分子标记,连锁分析结果显示其与W1位点紧密连锁(W1-(0.4 cM)-dCAPS-1-(2.3 cM)-dCAPS-2),表明W1位点位于SNP富集区内。综上所述,通过构建高世代株行的分离群体混池,利用高通量测序方法可以快速定位控制目标性状的遗传位点,且开发的dCAPS标记可以有效剔除不利性状,从而加速遗传育种进程。     

油菜杂交种DNA高通量获取方法

通过油菜(Brassica napus)杂交种深孔板内发芽,简化碱裂解法提取DNA步骤,配合高通量研磨器FastFluid Management SK300样品混匀仪的使用,提供了一整套快速高通量低成本获取油菜杂交种子叶DNA样品的集约化方案。该方法可以实现10 h完成万份DNA样品的提取,极大提高了DNA获取效率,有利于利用分子标记对杂交油菜种子进行纯度鉴定。     

川渝地区地方和育成大豆品种SSR标记多样性分析?

利用基本均匀分布于大豆20条染色体的135对SSR标记，对232份包括6个地方品种地域亚群和1个育成品种亚群进行全基因组扫描。结果表明：所有的标记都有多态性，所有检测到的位点都是纯合基因型，说明所选用品种高度纯合，每个标记存在2～4个等位变异，平均2.66个。亚群多态信息含量变异范围0.2751-0.3165，整个群体为0.3208；亚群内Nei遗传距离变异范围0.325 8～0.359 4，整个群体为0.3711，说明川渝地区大豆遗传变异较小。亚群间的遗传一致度（GI ≥ 0.8862）较高，亚群间遗传距离（GD ≤ 0.1208）较小，地方品种亚群间遗传差异更小，育成品种亚群与自然地域亚群的遗传差异相对较大。亚群间基因分化系数（Fst）平均为 0.0722，基因流（Nm）平均为 3.214，说明不同亚群之间存在一定的基因交流。主坐标分析表明第一、二和三主成分分别解释总变异的4.97%、3.54%和3.33%。来自同一区域的品种资源基本聚集在同一亚群，聚类分析同样表明同一自然地域亚群品种资源虽不能完全聚集到同一个遗传类群中，但具有一定的聚集效应，说明川渝大豆品种资源遗传变异与地理位置有一定的关系。分子方差分析表明亚群内变异占总变异的97%，亚群间变异仅占总变异的3%。Mantel收敛分析表明地方品种自然地域亚群的遗传距离与所处的地理位置距离（纬度和海拔）呈显著的正相关关系（R2=0.723）。川渝地区大豆种质资源群体遗传丰富度不高，当前的育成品种未蕴含本地区所有遗传变异。     

辣椒雄性不育分子生物学研究进展

遗传定位、基因标记与克隆、标记辅助选择(MAS)等分子生物学技术在作物品种改良中发挥了重要作用。近年来,辣椒分子生物学研究取得了一定进展:(1)构建了一批分布广泛、覆盖整个基因组的种间或种内遗传图谱。(2)对C.annuum及其野生种C.annuum var.glabriusculum 和C.baccatum的全基因组进行测序,明确了辣椒基因组的大小(3.48 Gb)为番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组(900 Mb)的4倍。(3)开发了一批连锁标记,奠定了利用基因克隆和MAS技术培育优良品种的基础。(4)发现20个独立遗传的核雄性不育(NMS)基因,开发了与ms1、ms3、ms8、ms10、ms_k、msc-1和一个未命名基因的连锁标记,但除ms1、ms3、ms8和ms10外,其他的NMS基因尚未定位。(5)开发了与辣椒胞质雄性不育系(CMS)不育性相关的线粒体基因atp6的标记,鉴定了与育性恢复(Rf)相关基因,但Rf没能在遗传图谱中定位;鉴定和标记了影响CMS系育性恢复的相关核基因(pr)。综述了辣椒分子生物学研究进展,这些信息将对辣椒种质资源评价、利用MAS培育NMS系和提高NMS系选育效率、利用rf和Rf基因选育CMS的保持系和恢复系,以及杂交种子纯度鉴定等具有一定参考价值。     

抗条纹叶枯病基因STV11的功能性分子标记建立及粳型抗源筛选

条纹叶枯病是水稻(Oryza sativa L.)上最严重的病害之一。STV11是从籼稻Kasalath中鉴定的条纹叶枯病抗性基因,根据Kasalath型条纹叶枯病基因STV11 KAS6个碱基缺失的功能性多态性序列差异,设计基于PCR的功能性分子标记qstv11。利用此标记对299份试验材料[5份抗病品种、5份感病品种、41份辽宁省育种材料、17份日本粳型材料、142份秋光/七山占重组自交系(群体A)、85份笹锦/Habataki//笹锦回交重组自交系(群体B)、群体亲本4份]进行基因型分析并进行抗病性鉴定。结果表明,qstv11能够较好区分抗感基因型,而且在测试材料中与条纹叶枯抗性整体呈现共分离。41份辽宁材料中鉴定出含有STV11-R(抗)材料1份;日本粳型材料该位点均为STV11-S(感);群体A和B中分别筛选出粳稻背景STV11-R型材料24份和6份。     

被动式电子标签在监测高原鼢鼠种群生态变化中的应用

地下啮齿动物种群生态学研究经常需要对动物个体进行标记,而传统的剪耳、剪趾标记法会造成动物伤害、影响动物行为等,与动物福利相悖。利用PIT标签于2014年秋季在祁连山东段标记高原鼢鼠30只,研究高原鼢鼠种群密度及越冬后体重、体长和尾长变化。结果表明,样地内高原鼢鼠估算种群密度为44只/hm2;越冬后高原鼢鼠平均体重为222.07g,显著高于越冬前平均体重193.74g,平均体长为19.4cm,显著高于越冬前平均体长18cm;雌性与雄性的体重增长率无显著性差异(P0.05)。被动式电子标签同时可适用于地下啮齿动物的种群生态学研究,是地下啮齿动物种群生态学研究中的一项新型技术手段。     

小白菜自交不亲和性相关基因的分子标记开发

以自交亲和系WS-199和自交不亲和系WS-85为亲本杂交获得的F_2分离群体为供试材料,采用BSA法结合SNP芯片技术,筛选出与自交不亲和性相关的SNP标记,并将SNP差异位点序列信息与白菜基因组序列进行比对分析,并进一步开发SSR标记,共获得了与自交不亲和性相关的SSR分子标记BrA1-2、BrA1-3和BrA1-14,为分子标记辅助自交不亲和性杂交种生产提供技术支持。     

分子标记辅助选择改良水稻恢复系R1813稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱抗性研究

R1813是湖南隆平种业有限公司选育的高产、抗倒、迟熟优良籼型两系恢复系,以R1813为父本,已经选配出一批组合通过审定。该研究利用分子标记辅助选择和回交转育技术,将MD12086-41携带的抗稻瘟病基因Pi9、抗白叶枯病基因Xa23、抗褐飞虱基因Bph14和Bph15渗入到R1813的背景中,选出3个携带Pi9、Xa23、Bph14和Bph15基因的近等基因系ST15005-1-106-9、ST15005-1-318-4和ST15005-1-318-14。抗性鉴定结果表明,这3个改良株系均表现抗稻瘟病、高抗白叶枯病和中抗褐飞虱,与R1813相比,3种病虫害的抗性都明显提高。田间试验和品质分析表明,3个改良株系的产量、主要农艺性状和稻米品质主要指标都与R1813相似。对少量测配组合的抗性鉴定、田间试验和品质分析表明,除了抗性有明显提高以外,产量、主要农艺性状、稻米品质主要指标都与R1813所配组合相似。     

基于刚毛柽柳转录组测序的EST-SSR标记识别与开发

表达序列标签-简单序列重复(EST-SSR)能为植物适应环境提供分子基础。通过对5个不同样地刚毛柽柳(Tamarix hispida)进行转录组测序、组装及比较,共识别出该物种1 187个多态性EST-SSR位点。其中,三核苷酸重复数目最多(54.42%),其次是二核苷酸重复(37.66%)。分别有500、176和211个EST-SSRs位于829个转录本的编码区(CDSs)、3′非翻译区(UTRs)和5′UTRs中;AGC/GCT、AT/AT和AG/CT重复类型的EST-SSRs分别在各基因区域内出现频率最高;含多态性SSRs的基因序列主要被注释到"调节转录"、"转录因子活性"、"细胞核"等GO条目,以及"代谢途径"和"植物激素信号转导"等KEGG代谢通路;通过PCR扩增、测序及毛细管电泳验证,从15个随机挑选的SSR位点中开发出13个多态性SSR标记。本研究为开展刚毛柽柳的种群遗传学和SSR变异相关的适应进化机理研究奠定了基础。