用SSR标记检测杂交籼稻三系亲本的遗传差异

随机选用分布于水稻(Oryza sativa L.)12条染色体上的110对引物,共筛选出26对具有多态性的SSR引物,对24份杂交籼稻三系亲本材料进行遗传多样性和亲缘关系分析.全部24份亲本中共检测出116对等位基因,每个SSR引物可检测到的等位基因数目为2～7个不等,平均每对引物可以检测到4.4个等位基因.多态信息量(PIC)的变动范围为0.068 9～0.803 6,平均PIC值为0.603 4;期望杂合度(He)的变动范围为0.081 6～0.829 8,平均值为0.616 9;多样性指数(1)变幅为0.173 2～1.791 3,平均为1.160 0.对供试亲本材料根据遗传距离进行UPGMA聚类分析,结果表明,SSR微卫星标记可以将24份亲本材料分为3个大群,各组亲本间的遗传差异较大.通过分子标记辅助育种,可以有效地鉴定供试亲本材料之间的亲缘关系,分析预测新种质材料的遗传差异,可作为选育强优势组合杂交水稻的重要参考指标之一.图2表3参24     

柚类资源及其近缘种SSR标记的分子评价

采用31对SSR引物对122份柚类种质资源及其近缘种的遗传多样性进行了研究.31对SSR引物可以检测到335个等位基因变异,平均每个位点可检测到9.85个等位基因.每个位点多态性信息指数(PIC)平均值为0.7085.从这些引物中有效地筛选出21对高信息量SSR引物,与31对引物在122份柚类资源间遗传关系达到极显著相关(r=0.99104).柚类资源及其近缘种等位基因平均数(A)、平均杂合位点百分比(P)、SSR表型杂合度(H0)分别为2.8、83.54%、0.524.用UPGMA方法将122份研究材料分成7个组群,110个柚类品种在相似系数0.712时可细分成18个亚组,分类结果有利于今后有目的地利用这些丰富育种材料的遗传背景.图3表2参21     

黄连木居群遗传多样性的SSR标记分析

为系统揭示黄连木天然居群在遗传多样性水平上的差异及遗传分化状况,采用SSR(Simple sequence repeats)分子标记对其8个居群进行遗传多样性分析.在建立良好的反应体系基础上,从已有的阿月浑子SSR引物中筛选出9对适合进行黄连木遗传分析的引物,在8个黄连木居群中共检测到43条等位基因,位点平均等位基因数为4.78,平均多态位点百分率达90.28%.各居群内平均有效等位基因数为2.08,平均期望杂合度(He)为0.472,说明各居群的遗传多样性处于中等水平.按检测到的有效等位基因数(Ne)和期望杂合度(He),各居群的遗传多样性由高至低依次为安康唐县顺平辉县略阳栾川林州涉县.居群间的遗传分化系数(FST)平均为0.319,说明居群内变异是黄连木变异的主要来源,并根据遗传距离将8个居群分为三大类.     

中国大麦育成品种(系)的遗传多样性

为了解我国大麦育成品种(系)的遗传基础现状,利用位于大麦7个连锁群上不同位置的25对SSR引物对来自国内不同区域的大麦推广和新育成品种(系)的遗传多样性及其亲缘关系进行分析.结果表明,25对SSR引物在73个大麦品种间均有多态性扩增,每一对引物检测到的等位基因数目在2-6之间,平均为3.92个.SSR引物的多态性信息含量(PIC)变幅为0.252-0.780,平均为0.569.遗传多样性分析发现,我国不同大麦产区的皮大麦品种(系)间遗传相似性系数(GS)变化范围为0.661-0.767(平均值0.714),青藏高原地区青稞品种(系)间遗传相似性系数变化范围为0.533-0.925(平均值0.699),表明目前国内皮大麦和青稞的遗传多样性均较差、品种遗传背景单一.通过聚类分析,在遗传相似系数0.671水平处,42份皮大麦材料聚为2大类;在遗传相似系数0.618水平处,31份青稞材料聚为5大类,来源地相同的材料通常聚在同一大类或亚类,材料聚类结果与其地理来源有一定相关性.本研究表明SSR标记具有较好的遗传变异检测能力,对大麦品种(系)间的遗传多样性评价可为我国大麦育种过程中亲本材料的选择和利用提供重要依据.     

用SSR标记检测同源四倍体与二倍体水稻的遗传差异

随机选用分布于水稻(Oryza stativa L.)12条染色体上的15对SSR(simplej sequence repeats)引物，对18种中科院成都生物所培育的四倍体水稻和9种大面积种植的二倍体水稻进行了SSR多态性分析．11对具多态性的引物共检测到33条多态性条带，平均每对引物检测到3个等位基因．研究结果发现，所用同源四倍体水稻的基因组与二倍体水稻基因组大部分相同，只是在某些位点上具有差异，并筛选出部分SSR标记来区分二倍体与其同源四倍体．本研究还对二倍体与同源四倍体之间遗传差异的原因进行了初步的探讨．图2表2参12     

产生全雄子代罗非鱼亲本的分子标记及其遗传多样性分析

通过1对1的配对实验,选取产生全雄性杂交子一代的奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼亲本,对其进行RAPD分析.在40个引物中筛选出22个重复性好的引物用于两个亲本群体的分子标记和遗传多样性研究,其中5个引物(S236、S328、S471、Opz6、Opz8)扩增出的特异性DNA片段,可以作为区分两个亲本群体的分子标记.在奥利亚罗非鱼群体内,共检出133个位点,多态位点数15,多态位点比例为11.28%,在奥利亚罗非鱼群体内,共检出134个位点,多态位点数26,多态位点比例为19.40%.两个亲本群体内较高的遗传相似指数(S分别为0.9787、0.9462),说明两个群体内的遗传变异较小,纯度高;奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼的种间遗传距离较大(D=0.2595),表明有产生较强杂种优势的可能     

基于分子标记的油松种群遗传保护分析

利用分子标记技术分析了山西5个天然油松种群140个个体的遗传特征,比较了不同种群的多态位点显性频率、遗传多样性指数、基因流和分化系数.筛选的5个ISSR引物和5个RAPD引物共扩增到位点68个,其中多态位点50个遗传参数的统计分析显示,多态位点的显性频率、遗传多样性指数、分化系数分别介于0.000 0～1.000 0、0.0200～0.500 0和0.003 7～0.615 62:间,表明油松种群遗传多样性的主要来源是等位基因频率的不同和部分位点较大程度的遗传分化.根据油松的种群遗传学特征,认为只有加强天然油松林的生境保护,使其不产生片断化,才能使油松的遗传资源得到有效保护.图2表4参16     

基于中华猕猴桃“红阳”转录组序列开发EST-SSR分子标记(英文)

为开发猕猴桃EST-SSR标记,了解28个品种猕猴桃间的遗传多样性和遗传关系,对中华猕猴桃"红阳"的转录组序列进行分析,并根据分析结果设计SSR引物.之后采用CTAB法提取28个品种猕猴桃的DNA作为SSR-PCR的扩增模板,并根据扩增结果进行聚类分析.研究中共得到包含SSR的序列21 848条,其中重复单元为单碱基、双碱基、三碱基、四碱基、五碱基和六碱基的序列分别为1 642、15 965、3 141、248、368和484条,随机选择其中46条序列设计SSR引物.根据初步的PCR扩增,筛选出32对条带较少且明亮的引物分别对28个品种猕猴桃的DNA样本进行扩增,并对引物对应的SSR序列进行定位.结果显示,32对引物对应的序列中有19条能够得到完整的所在基因、染色体以及染色体中具体位置的信息.这些引物中有26对具有多态性,共统计到等位基因120个,每对引物得到1-11个等位基因,平均3.75个.28个猕猴桃品种之间的遗传相似性系数在0.53-0.97之间,在遗传相似系数为0.72的水平上,可将它们分为5大类,分类结果与传统形态学的划分基本一致.本研究揭示的各样本间的遗传关系可为未来猕猴桃的种质改良提供依据.图4表5参33     

基于山桐子转录组序列的SSR分子标记开发

为研究山桐子遗传多样性,对山桐子转录组数据进行分析,开发SSR分子标记技术.将山桐子高通量转录组测序获得的84 213条Unigene进行简单重复序列(SSR)位点挖掘和分析,并结合引物验证,初步证明其可行性.通过软件分析,共获得含SSR位点的序列数23 077,出现频率为27.40%,涉及序列数量为29 953条,发生频率为35%.SSR序列中包括1 620种重复基元类型,其中单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸为优势重复类型,SSR位点数分别为9 782(32.67%)、6 921(23.11%)和5 420(18.10%).单核苷酸中A/T类型比例最高,为9 630(32.15%),二核苷酸和三核苷酸中以类型AG/CT(4 679;15.62%)和AAG/CCT(1 220;1.53%)为主.SSR位点重复次数差别较大,主要是3次(4 748;15.70%),其次为6次(3 707;12.25%)和5次(3 475;11.60%).运用多态性分析的方式初步验证SSR位点在不同地区山桐子标记中的可行性.同时,利用Primer 5.0进行引物设计,随机筛选100对引物进行验证,31对引物可以扩增出条带,19对引物扩增出预期大小的条带,8对引物能特异性区分宜宾、资阳、宁强、成都4个不同地区的山桐子.本研究通过分析山桐子高通量转录组序列的SSR信息,筛选出8对引物验证不同地区山桐子的遗传多样性,将有助于山桐子基因挖掘、分子标记育种和资源保护等后续工作的开展.     

高产小麦品种川麦42产量性状QTL分析

解析骨干亲本产量性状分子模块对小麦品种分子设计与分子育种具有重要作用.以突破性高产小麦品种川麦42和川农16及其构建的127个重组自交系(RIL)群体(F10)为实验材料,分别于2014年和2015年在四川双流、什邡3个环境下种植,并测量千粒重、穗粒数等产量性状.利用Illumina公司的小麦90K SNP芯片对亲本和群体进行全基因组81 587个单核苷酸多态性分型.使用QTL Ici Mapping软件绘制遗传连锁图,并定位到一些控制产量性状的数量性状位点(QTL).结果显示:遗传图谱含8 580个SNP标记,全长3 147.1 c M,平均密度0.37 c M/标记.共定位到21个效应来自川麦42的产量性状QTL(解释表型变异10%),分别位于1B、1D、2B、2D、3B、3D、4A、5A、5B、6B和7B,控制着株高、穗长、穗重、千粒重等性状,解释表型变异10.01%-23.07%.其中,1D、2B、5A、5B存在控制株高、籽粒面积、千粒重、穗长、穗重,并且在多个环境下均出现的QTL.此外,2B、5A、5B、7B上存在同时控制多个性状的QTL.这些研究结果可为深入了解骨干亲本川麦42产量性状遗传特性提供重要信息.     

大麦EST-SSR分子标记开发及特征分析

大麦是一种古老的栽培作物,也是分子遗传学研究中常用的模式植物,为满足大麦基因作图、遗传多样性、种质资源鉴定和分子辅助育种等研究的需求,拟在NCBI公共数据库基础上,开发基于表达序列标签(EST)的简单序列重复(SSR)分子标记.从NCBI数据库中获得了525 781条大麦EST序列,将这些序列进行聚类和去冗余后共获得61 902个Unigene,随后通过MISA软件搜索Unigene中的SSR位点,并设计引物9 659对,最后通过电子PCR(E–PCR)和普通PCR对引物进行验证.结果显示:(1)61 902个Unigene中含有SSR位点24 648个,其中复合SSR位点5 843个,约占3.42%,单纯SSR位点23 805个,约占96.58%;(2)经E-PCR验证后发现9 659对SSR引物中有1 060对(11%)能够成功扩增出产物;(3)随机选取的11对引物经普通PCR验证发现,这些引物都能在2份野生大麦品种、2份栽培大麦品种及1份小麦、硬粒小麦、荆州黑麦和节节麦中成功扩增.本研究表明日益丰富的EST公共数据库是大麦SSR分子标记的重要来源;利用EST公共数据库、SSR搜索软件,结合E–PCR验证是开发SSR分子标记省时高效的手段.     

水稻Wx基因PCR-Acc Ⅰ标记与稻米AC的关系及其辅助育种效果

利用PCR-AccⅠ分子标记分析了105个水稻品种的Wx基因型,结果表明,用该标记检测的Wx基因型与该品种的稻米直链淀粉含量有较好的对应关系,利用PCR-AccⅠ标记可以鉴别籼稻品种直链淀粉含量的高或低;同时,对2个杂交组合F2分离群体的分析表明,PCR-AccI标记与稻米直链淀粉含量是紧密连锁、共分离的.另一方面,以直链淀粉含量中等的优质籼稻保持系D香1B为优质Wx基因供体,运用PCR-AccⅠ分子标记辅助选择,对综合性状优良、配合力高,但直链淀粉含量过高、品质欠佳的籼稻保持系G46B进行品质改良,结果在BC3F2代成功获得了直链淀粉含量中等的纯合TT基因型目标植株,表明PCR-AccⅠ标记用于优质Wx基因的分子标记辅助选择育种是有效的,因而该标记对改良稻米品质有重要作用.图2表3参13     

金花茶遗传多样性和遗传结构AFLP分析

利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记技术,对金花茶(Camellia nitidissima) 4个天然种群的遗传多样性和遗传结构进行研究,为金花茶资源的有效保护和高效利用提供科学依据。结果表明,8对引物共扩增出1 619个DNA位点,其中1 473个位点具多态性,多态性位点百分率为90. 98%。金花茶物种水平基因多样性指数和Shannon信息指数为0. 146和0. 246,种群水平基因多样性指数和Shannon信息指数为0. 131和0. 215; 4个金花茶种群的多态位点百分率、基因多样性指数和Shannon信息指数变化趋势一致,其中多态位点百分率介于56. 83%～72. 11%之间,基因多样性指数介于0. 122～0. 138之间,Shannon信息指数介于0. 197～0. 228之间。金花茶种群间的遗传分化系数介于0. 139～0. 289之间,遗传变异主要存在于种群内。分子变异分析(AMOVA)结果表明,金花茶种群内遗传变异为81. 52%,种群间遗传变异为18. 48%,遗传变异主要存在于种群内。非加权组平均法(UPGMA)聚类结果表明,种群间遗传变异与其地理距离无明显相关性。应加强现有金花茶种群的就地保护,促进种群自然更新,同时加强迁地保护。     

缢蛏6个群体遗传结构的ISSR分析

采用ISSR分子标记对采自福建宁德(ND)、浙江台州(TZ)、上海崇明(CM)、山东海阳(HY)、天津汉沽(HG)和辽宁庄河(ZH)的缢蛏6个野生群体进行遗传多样性和遗传关系分析.筛选出10条ISSR引物对6个群体共216个样品进行扩增,共得到138个清晰的扩增位点,其中多态性位点135个,多态位点百分率为97.83%,在物种水平上的遗传多样性较为丰富.群体遗传多样性分析结果表明,6个群体的多态位点百分率在61.59%～72.46%之间,基因多样性指数和Shannon's信息指数分别在0.104 3～0.176 6和0.178 9～0.280 8之间,其中ND群体的多样性指数最低.群体间遗传分化、遗传距离和聚类结构显示,ND群体和TZ群体亲缘关系最近,首先聚为一支,之后依次与CM群体及HG群体和HY群体聚类,最后与ZH群体聚在一起,表明地理位置较远的群体,遗传距离也较远.     

入侵植物加拿大一枝黄花和本地一枝黄花的遗传多样性比较

为了阐明加拿大一枝黄花成功入侵的机制,利用简单序列重复区间标记(ISSR)方法对加拿大一枝黄花和本地一枝黄花的遗传多样性进行比较研究。从100条引物中筛选出12条引物用于PCR扩增,利用POPGEN32软件对2种一枝黄花进行遗传多样性分析。结果表明,加拿大一枝黄花在物种水平上的多态位点百分率为95.19%,Nei’s基因多样性指数为0.308 5,Shannon’s信息指数为0.415 8;本地一枝黄花在物种水平上的多态位点百分率(89.80%)、Nei’s基因多样性指数(0.249 1)和Shannon’s信息指数(0.383 4)都比加拿大一枝黄花小。加拿大一枝黄花和本地一枝黄花居群间遗传分化系数分别为0.118 2和0.131 3,居群内变异分别为0.881 8和0.868 7,表明2个物种居群间的遗传分化不明显,遗传一致度高,且主要的遗传变异存在于居群内。入侵植物加拿大一枝黄花具有较高遗传多样性,且高于本地一枝黄花,这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的原因之一。     

海拔及细胞质背景对水稻测交群体遗传分化的影响

温度是导致水稻（Oryza sativa L.）遗传分化的一个重要环境因素,而海拔是导致环境温度差异的一个重要的地理因素。水稻的雄配子即花粉粒的活性极易受环境温度的影响。研究用来自云南2 670 m海拔的粳稻地方品种小麻谷与具籼稻细胞质背景的籼粳交后代品系南34正反交产生的F1,然后将其分布种植在海拔高低相差达1 800 m的4个海拔点并与育性稳定的1个滇Ⅰ型细胞质不育系杂交产生了8个测交群体,用SSR标记检测发现海拔因素和细胞质背景都对测交群体的遗传分化产生了影响。结果表明：同一海拔产生的正反交群体（合系42A//小麻谷/南34）间的遗传多样性具有比较明显的差异。正交组合F1（小麻谷×南34）在1 860 m的海拔产生的群体的遗传多样性最高,在1 600 m的海拔产生的群体的遗传多样性最低。在反交组合F1产生的群体中,群体的遗传多样性随产生群体海拔（400 m海拔除外）的升高而降低。利用Nei′s遗传距离评价各群体间的遗传分化,正反交组合F1产生测交群体间的遗传分化均高于同一组合在不同海拔下产生的测交群体之间的遗传分化,同一组合在4个海拔产生的测交群体间的遗传分化总体趋势是随海拔差异的增加而增大。研究证实了环境温度差异及细胞质背景导致F1产生的雄配子基因型发生选择,导致雄配子基因型的遗传比例偏离孟德尔规律,影响其后代群体的遗传多样性和遗传分化。     

岩生植物金发草遗传多样性的ISSR和AFLP比较研究

禾本科岩生植物金发草〔Pogonatherum paniceum(Lam.)Hack.〕具有开发为新型国产草坪草种的潜力.用IS-SR与AFLP分子标记,分析了四川、重庆、云南及广西等地22个金发草种群的遗传多样性.用14个ISSR引物、10对AFLP引物分别扩增出239、485条谱带,多态位点百分率分别为94.98%、90.93%.两种标记均揭示出金发草种群具有丰富的遗传多样水平.由于标记原理不同,两种标记的结果呈现出微小的差别.相对而言,基于ISSR标记分析的遗传多样性参数高于AFLP标记得到的遗传多样性参数,这可能是由于金发草种群间存在着大量的微卫星变异所致.两种标记基于Nei遗传距离的聚类分析结果存在着一定的差异,但用Mantel测试对两种方法检测的遗传一致度进行相关性分析表明,它们之间存在着显著的相关性(r=0.3146,P=0.0150),用SPSS11.5软件进一步分析两种标记遗传一致度的相关性,Pearson相关系数为0.315(在0.01水平上),两种标记的聚类分析都揭示出金发草的遗传变异呈现出一定的地域分布规律.ISSR标记与AFLP标记均能应用于金发草种群的遗传多样性研究.图1表2参16     

水稻H14早熟性的遗传分析及基因定位

品种生育期是水稻最重要的农艺性状之一,对水稻生育期基因进行定位具有重要意义.水稻籼粳中间型材料H14具有显性早熟特性,它与多个不同类型的中、迟熟品种杂交,F1抽穗期均与早熟亲本H14相近或更早.H14与明恢63和蜀恢881等杂交F2和B1F1抽穗期呈双峰分布,从峰谷处进行分组,早熟植株与迟熟植株分离比经χ2测验分别符合3:1和1:1,表明该早熟特性主要受一对显性基因控制.以H14/明恢63 F2作定位群体,采用微卫星标记将H14所携带的显性早熟基因定位于水稻第6染色体短臂,位于微卫星标记RM314和RM276的一侧,与RM314的遗传距离为8.2 cM.认为该基因是一个新的水稻显性早熟基因,暂命名为Ef-h(t).图3表2参22     

利用RAPD标记分析卧龙自然保护区不同海拔沙棘种群的遗传变异

从1800m到3400m五个海拔连续取样,用RAPD分子标记研究了卧龙自然保护区中国沙棘种群的遗传结构和遗传变异.用11条寡核苷酸引物,扩增得到151个重复性好的位点,其中143个多态位点,多态率达94.7%.在5个沙棘种群中,总遗传多样性值(HT)为0.289,B种群内的遗传多样性值为0.315,这完全符合沙棘这种多年生、远交的木本植物高遗传变异的特性.5个种群内遗传多样性随海拔升高呈低—高—低变异趋势,在2200m海拔处的B种群遗传多样性达最大值0.315,3400m海拔处的E种群则表现最小,仅0.098.5个种群间的遗传分化值GST=0.406,也即是说有40.6%的遗传变异存在于种群间,59.4%存在种群内.1800m海拔处的A种群与其他种群的明显分离是造成种群间遗传分化大的原因.UPGMA聚类图和PCoA散点图分别进一步确证了5个种群间关系和所有个体间的关系.最后,经过Mantel检测,遗传距离与海拔表现了明显的相关性(r=0.646,P=0.011).     

杏鲍菇转录组数据SSR位点的生物信息学分析

为了开发杏鲍菇分子标记,利用前期高通量测序技术获得的杏鲍菇转录组数据,采用生物信息学软件Trinity拼接,然后通过MISA软件检索并分析杏鲍菇转录组简单重复序列(Simple sequence repeats,SSR)位点.共获得45 833条unigene,在其中的3 256条unigene中检测到3 811条符合软件参数的SSR序列,发生频率为8.31%.SSR位点平均长度为15 bp,平均分布频率是1/15.91 kb.在杏鲍菇转录组的SSRs中,单核苷酸与三核苷酸重复基元为主要重复类型,分别占总SSRs的45.24%和35.53%.SSR基元的重复次数为5-24次,其中5次或10次重复是发生频率最高的,SSR重复基元共有85个类型,其中A/T是最常见的重复基元,比例为38.97%,其次为AG/CT,比例为8.24%.对3 811个SSR位点设计出3 644对SSR引物,随机选择20对引物进行PCR扩增,其中9对在3个杏鲍菇品种中表现出多态性.本研究表明杏鲍菇转录组SSR位点多态性丰富,具有较高的应用潜力.