Genome wide association studies (GWAS) of element contents in grain with a special focus on zinc and iron in a world collection of barley (Hordeum vulgare L.)

Genome wide association studies (GWAS) were carried out to map Quantitative Trait Loci (QTL) associated with element contents in the grain using 336 spring barley. Of the elements analyzed, Fe content ranged from 21.9 to 91.0 mg kg⁻¹, Zn from 10.4 to 54.5 mg kg⁻¹, Ba from 0.2 to 8.9, Ca from 186.4 to 977.5, Cu from 1.5 to 9.8, K from 353.2 to 7721.5, Mg from 1049.8 to 2024.2, Mn from 8.1 to 22.9, Na from 55.9 to 627.9, P from 2272.9 to 5428.8, S from 880.7 to 1898.0, Si from 19.1 to 663.2, and Sr from 0.35 to 2.62 mg kg⁻¹. GWAS were carried out using 6519 SNP markers and multiple elements in MLM:PCA + K model in TASSEL software. Population analyses showed two sub-populations, primarily based on row types. GWAS for row types showed association with INTERMEDIUM-C, a modifier gene for lateral spikelet fertility in the 4H chromosome, validating current GWAS approach. GWAS also showed that 2 QTL for Ba, 2 for Ca, 4 for Cu, 11 for Fe, 2 for K, 3 for Mg, 6 for Mn, 4 for Na, 3 for S, 5 for Si, and 3 for Zn were mapped in barley chromosomes. The QTL identified in the current study are valuable for breeding nutrient dense barley cultivars in the future, especially Zn and Fe.     

分离群体中常染色体上标记基因的数量遗传方差——Ⅰ.含有一个数量性状位点(QTL)时的计算方法

应用常染色体上的标记基因研究能够加快数量性状的遗传进展。亲代由标记基因遗传给后代的加性遗传方差值可以用来测定标记基因这种效益。分别在个体水平上以及在复合连续平衡的分离群体水平上建立了标记基因加性遗传方差值的理论方程。这些方程包括与标记基因连锁的数量性状位点数、这些数量性状位点的效应值以及与标记基因有关的重组率。并就分离群体中标记基因加性遗传方差的期望值进行了推导。在分离群体的系谱选择方案中,常染色体上遗传方差中绝大部分与位于该染色体上的标记基因相关。对于牛的一个平均长度染色体来讲,这部分值大约是该染色体孟德尔分离方差值的40% 。标记基因的位置效应和干扰因素对这一期望值的影响是很小的,而染色体的长度对期望方差值影响很大。如果标记基因缺乏多态型以及染色体替代效应估计偏差会大大降低MAS的选择效果。常染色体上标记基因遗传方差期望值的大小表明:即使当标记基因处在一个非活动位点,在分离群体中,仍有较大的染色体替代效应存在。     

凤尾桑及其芽变品系间遗传变异的ISSR分析

利用ISSR引物,从分子水平分析了凤尾桑及其芽变株系的遗传变异。从8个ISSR引物扩增结果来看,3个引物的扩增产物在株系间无差异,从变异株系扩增条带来看,凤尾芽变变异最大。本结果从分子水平证明了芽变株系的遗传结构差异。     

SSR和ISSR标记及其在牧草遗传与育种研究中的应用前景

SSR和ISSR的高突变率、丰富的多态性以及在基因组中的广泛性,使其成为了居群遗传学研究、种质资源鉴定、亲缘关系分析、遗传图谱构建和分子标记辅助选择的重要手段.概述了SSR和ISSR在植物基因组中的分布、结构和遗传方式,并对其研究方法和应用前景进行扼要阐述,旨在为从事牧草遗传育种研究的工作者提供有益的帮助.     

凤凰单丛茶树资源遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术对48份凤凰单丛茶品种(系)进行了遗传多样性分析。选用10个多态性高、分辨力强的ISSR引物分别对供试材料基因组DNA进行扩增,共获得121个位点,其中多态位点带98个,多态位点比率(PPB)为81.0%。品种(系)之间的遗传相似系数变化范围在0.590 9~0.967 4之间。UPGMA聚类分析结果表明,在GS值为0.792的水平上供试材料可划分为7大类,其亲缘关系远近与地理来源关系不大且与香味类型没有必然的联系。     

大豆胞囊线虫主效抗病基因Rhg4(GmSHMT)的CAPS/dCAPS标记开发和利用

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)严重危害世界大豆生产,Rhg4(resistance to Heterodera glycines 4)是控制大豆SCN抗性的2个主效位点之一。本研究针对Rhg4(Gm SHMT)上的2个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)位点开发了快速、经济、简便易行的CAPS(Rhg4-389)和d CAPS标记(Rhg4-1165),并用开发的2个标记鉴定了以大豆胞囊线虫应用核心种质为主的193份代表性抗感种质。结果表明,Rhg4-389和Rhg4-1165位点间存在显著连锁不平衡(P=0.0001,r2=0.87),可形成4种单倍型。Rhg4-389-G/Rhg4-1165-T和Rhg4-389-C/Rhg4-1165-A为优势单倍型,稀有单倍型Rhg4-389-G/Rhg4-1165-A和Rhg4-389-C/Rhg4-1165-T是在中国抗源中新发现的单倍型。结合193份种质对SCN 3号小种抗性鉴定分析发现,Rhg4-389-G和Rhg4-1165-T主要存在于抗病种质,它们形成的单倍型对抗病种质鉴定效率可达94.1%。本研究开发了可用于辅助大豆SCN抗性鉴定且方便育种家利用的CAPS/d CAPS标记,且用其摸清了应用核心种质等重要抗源在Rhg4位点的"本底",为育种家有效利用这些优异抗源提供了重要信息。     

贵州野生枇杷资源遗传多样性的ISSR分析

本文采用ISSR标记,构建了贵州39份野生枇杷种质的DNA指纹图谱,并对其遗传多样性进行了评价。结果表明,以筛选出的15条引物进行PCR扩增,获得清晰、重复性好的谱带125条,其中多态性谱带108条,多态性比例为86.4%;应用引物815、825和841的组合,构建了39份枇杷种质的ISSR指纹图谱,可以有效区分所有供试材料;15条引物的谱带数据聚类分析表明,供试种质的遗传相似性系数为0.40~0.98,在相似性系数为0.70时,可将供试种质分成五大类。聚类结果与种质表型相关,与地理分布的相关性不明显。     

ISSR标记在侧耳属菌株分类学中的初步应用

基于重复序列(TATG)4,设计了7条引物P0~P6,对侧耳属的22个菌株和1株双孢蘑菇菌株的基因组DNA进行重复序列间区序列(ISSR)PCR扩增。引物P0、P1在23个菌株上扩增共得到120条带。聚类分析结果显示,在0.71水平将以上侧耳菌株分为5组:阿魏蘑、白阿魏蘑、杂交阿魏蘑位于第2组;凤尾831、16号秀珍菇位于第3组;鲍鱼菇位于第4组;其他供试菌株位于第1组。利用引物P1对17号日本秀珍菇扩增得到了1条约1.3 kb片段,经克隆和测序分析,验证了重复序列(TATG)4的存在,并达到了微卫星基序的最低重复次数。     

朱顶红幼嫩花梗胚性愈伤组织诱导和高效植株再生

为建立高效的朱顶红植株再生和种苗繁育技术体系,以幼嫩花梗为外植体开展胚性愈伤组织诱导和植株再生研究。对2,4-D和噻苯隆（TDZ）浓度、外植体发育时期及大小进行了筛选,结果表明：将切片厚度为1 mm的幼嫩花梗外植体置于添加0.5 mg ? L-1 TDZ 和2.0 mg ? L-1 2,4-D的MS固体培养基上培养8周,胚性愈伤组织诱导率最高,达85.3%。将胚性愈伤组织转移至相同的培养基上,每月继代1次,平均每月增殖10.6倍。在不含任何生长调节剂的MS培养基上,胚性愈伤组织的植株再生率达98.0%,平均每块愈伤组织可再生出12.3个小植株。经过36次（3年）继代培养后,胚性愈伤组织的增殖和植株再生效率没有显著变化。幼苗移栽至温室驯化,成活率达97.5%。再生植株移栽到田间,没有发现明显的表型变异。对随机选择的再生植株和母株进行简单序列重复区间（ISSR）扩增分析,证实再生植株没有发生DNA水平变异。