芒果^(60)Co-γ、EMS诱变及SC-SSR分子标记遗传多样性分析

诱变育种是短时间内增加物种遗传多样性和表型变异的最有效方法之一。为探明诱变创制芒果突变体基因库可行性,本研究以凯特芒果为试验材料,通过^(60)Co-γ射线辐射枝条和EMS溶液浸泡种子创制诱变群体材料,利用SC-SSR分子标记进行遗传多样性分析。结果表明:^(60)Co-γ射线辐射半致死剂量为31.37 Gy,0.2%EMS溶液浸泡半致死时间为5.9 h;利用16对SC-SSR引物分析100份诱变材料和1份凯特材料的遗传多样性,共检测出117个多态性位点,引物多态性条带百分比、多态性信息含量(PIC)、观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon’s信息指数(I)平均值分别为93.18%、0.610、1.923、1.583、0.334和0.493;试验材料间遗传相似系数在0.373~0.984之间,平均为0.779。诱变增加了芒果遗传信息,其中EMS诱变种子变异更大,本研究结果为芒果诱变育种提供了理论依据。

小麦条锈病抗性基因定位及分子标记技术研究进展

条锈病流行对小麦生产造成巨大损失,选育和种植持久抗性品种是防治小麦条锈病最经济有效的策略。为达到多基因聚合培育持久抗病品种的目标,必须不断发掘抗病种质、解析其抗病遗传机制并开发分子标记。基于文献,对条锈病抗性基因发掘涉及的抗病性、分子标记、基因定位方法和定位进展及其在育种中的应用进行了综述,明确了小麦条锈病基因定位涉及技术的现状、局限性及优势,从而为后续的条锈病抗性基因发掘、多基因聚合和持久抗性小麦品种的选育与生产布局提供技术指导,以降低西北麦区和小麦主产区条锈病流行的频率,进一步促进国家粮食安全。

大豆花叶病毒抗性基因及分子标记研究进展

大豆花叶病毒(SMV,soybean mosaic virus)病是世界大豆主产区广泛存在且普遍发生的主要病害之一,对大豆的产量和品质均可造成严重危害。本文综合分析了近年来通过遗传定位发现的大豆花叶病毒抗性基因及其紧密连锁的分子标记,探讨了分子标记在提高大豆抗病育种中的应用,总结了R_(SC3(w))、R_(SC14-r)和R_(SC18)等抗大豆花叶病毒基因的物理位置及其候选基因。基于候选基因测序、实时荧光定量PCR、病毒介导基因沉默(VIGS,virus induced gene silencing)和基因编辑CRISPR/Cas9等技术梳理出GsCAD1、GmCAL和GmMLRK1等一系列直接或间接参与大豆花叶病毒抗性的相关基因,为大豆抗大豆花叶病毒基因调控网络的完善奠定了基础。本综述总结分析了大豆与大豆花叶病毒的相互作用机制,聚焦分析大豆抗性基因Rsv3等对大豆花叶病毒抗病机制研究进展,并对抗大豆花叶病毒育种的研究方向提出了展望,以期为大豆抗性基因分子标记的应用和分子调控机制的研究提供参考。

小麦主推品种‘百农207’和‘百旱207’表型比较与分子标记分析

‘百农207’是目前黄淮南部麦区及河南省大面积种植的小麦品种。本试验利用表型、品质性状及分布于小麦全基因组的SSR和STS分子标记对‘百农207’及其系选品种‘百旱207’进行比较分析,以期为小麦育种亲本选配及新品种培育提供参考。分析结果表明,‘百农207’的株高(70.33 cm)显著低于‘百旱207’(79.17 cm);‘百农207’的穗粒数(49.88粒)、可育小穗数(21.50个)和总小穗数(23.67个)均高于‘百旱207’,但后者的千粒重(44.48 g)高于前者(37.24 g);‘百农207’的籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值、出粉率及硬度指数均显著高于‘百旱207’。分子标记检测结果表明,485对引物中仅有62(12.8%)对在‘百农207’和‘百旱207’间存在差异,其中基因组SSR、EST-SSR和STS引物分别有46、3和13对。2个品种在D基因组的多态引物比例最高(21.3%),A和B基因组的多态引物比例基本一致(分别为11.5%和11.4%)。进一步分析它们在7个部分同源群及染色体水平的遗传差异,发现二者在第1、3和5部分同源群多态引物比例相对较高,分别为16.0%、16.3%和16.9%,而二者在7D染色体的遗传差异最大,多态引物比例达到50.0%。‘百农207’和‘百旱207’差异的染色体位点可能与品种具有的优良特性密切相关。

SNPs分子标记在地方品种鸭鉴定中的应用

为建立利用分子标记鉴定高邮鸭等优异地方品种资源的方法,研究在全基因组范围内比较分析高邮鸭、绍兴鸭、建昌鸭、北京鸭等多个地方品种鸭遗传变异信息,筛选高邮鸭、绍兴鸭、建昌鸭品种特异性SNPs分子标记组合,基于贝叶斯定理计算SNPs分子标记组合鉴定概率,建立地方鸭品种鉴定方法。结果显示:获得高邮鸭、绍兴鸭、建昌鸭品种特异性SNPs分子标记数分别为7个、8个和6个,针对上述SNPs位点分别设计引物,共21对引物,选用不同引物组合,经PCR反应和测序鉴别鸭品种,鉴定准确率100%,利用贝叶斯公式计算品种内任意基因型及其组合的鉴定准确概率,其中任意对基因型鉴定准确概率最低为71.94%。综上所述,研究成功筛选到高邮鸭、绍兴鸭、建昌鸭特异性分子标记,并建立操作简便、准确性高的品种鉴定方法,为地方鸭种质资源鉴定提供可靠的分子鉴定手段。

抗稻瘟病水稻恢复系的分子标记辅助选育及抗性鉴定

【目的】开展抗稻瘟病水稻恢复系的分子标记辅助选育及抗性鉴定,为育成持久、广谱抗病优质杂交水稻新品种提供优异的遗传资源和技术参考。【方法】利用分子标记辅助选择和回交育种技术,将持久、广谱的抗稻瘟病基因Pi1、Pi2和Pigm导入恢复系桂R1703,获得了单基因、双基因和三基因导入系,并对其进行稻瘟病鉴定和农艺性状调查,分析不同抗稻瘟病基因间的抗性效应及抗性基因导入对受体亲本农艺性状的影响。【结果】通过对杂交后代和回交群体的Pi1、Pi2和Pigm基因相关分子标记检测,发现抗稻瘟病基因Pi1、Pi2和Pigm已成功导入到桂R1703中,筛选获得7个携带有抗稻瘟病基因且抗性和农艺性状综合表现优良的导入株系,表现出较强的稻瘟病抗性。单基因导入系中,抗稻瘟病基因的抗性效应排序为为Pigm>Pi2>Pi1;双基因和三基因导入系的稻瘟病抗性均强于单基因导入系,尤其以三基因导入系抗性最强,不同基因聚合的抗性效应排序为Pi1+Pi2+Pigm>Pi2+Pigm>Pi1+Pigm>Pi1+Pi2。7个瘟病抗性基因导入株系与桂R1703在穗长和千粒重方面无显著差异(P>0.05,下同),有2个瘟病抗性基因导入系的株高显著高于桂R1703(P<0.05,下同);有1个瘟病抗性基因导入系的单株有效穗显著高于桂R1703;有3个瘟病抗性基因导入系的单穗总粒数显著高于桂R1703;有5个瘟病抗性基因导入系结实率显著低于桂R1703;有2个瘟病抗性基因导入系的单株产量显著低于桂R1703;有4个瘟病抗性基因导入系的单株产量显著高于桂R1703。【结论】通过分子标记辅助选育可有效聚合多基因(Pi1、Pi2和Pigm基因),使恢复系桂R1703的稻瘟病抗性得到明显提升,获得一系列抗稻瘟病且与亲本其他性状相近的遗传材料,可作为亲本材料用于选育抗病优质的杂交稻。

玉米籽粒皱缩突变体sh2019的分子标记初步定位

玉米籽粒作为光合产物的重要贮藏器官,其发育直接影响百粒重和产量。本研究以玉米籽粒皱缩突变体sh2019、野生型玉米自交系Mo17及两者的杂交F_(2)代为材料,进行表型分析、遗传分析和分子标记初步定位。结果表明,突变体sh2019籽粒干瘪,种皮皱缩,百粒重和出苗率均比野生型显著下降,分别下降43.55%和69.56%。遗传分析发现突变体sh2019的籽粒皱缩表型受1对隐性核基因控制。利用F_(2)分离群体借助集团分离分析法进行的分子标记定位结果表明,sh2019基因被定位于玉米3号染色体上约30.18 Mb的物理距离内。本研究结果可为开展sh2019基因的精细定位及分子标记辅助育种奠定基础。

黄精转录组SSR分子标记开发及种质遗传多样性分析

为丰富可用于黄精属鉴定的SSR分子标记,开发可用于黄精属(Polygonatum sp.)种质资源鉴定与遗传多样性分析的简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记,为药材黄精正品和伪品的鉴定及遗传多样性分析提供基础。通过对3种黄精属植物进行转录组测序,从60836967个Unigenes鉴定出19630个包含1~6个碱基重复类型的SSR位点,设计和筛选获得了9对SSR有效性引物,并对来源于5个省份共计31份种质资源进行鉴定与遗传多样性分析。9对SSR引物不仅能够将长梗黄精与其他3种药材黄精划分开,还能够较好地区分不同基源黄精(滇黄精、黄精、多花黄精),并且31份资源遗传相似系数范围为0.0769~0.75。此外,构建了31份黄精属种质资源的DNA指纹图谱数据库,开发了相对应的指纹图谱。本研究结果为黄精属种质资源的分类鉴定、遗传多样性分析和品种选育提供了可用的分子标记以及参考依据。

基于ISSR分子标记的羊肚菌山东主栽菌株遗传多样性分析

目的:为羊肚菌种质资源的合理利用和生产菌株选择提供参考,消除同一菌种连作对生产的影响。方法:以山东省不同地区15个羊肚菌菌株为材料,采用ISSR分子标记技术,对100条引物进行扩增、电泳,并从中筛选出条带清晰、重复性高和特异性强的引物,在供试羊肚菌菌株中进行扩增,利用软件对电泳结果进行聚类分析。结果:22条引物共扩增出223条DNA片段,其中多态性片段94条,占总扩增片段数的42.15%,供试羊肚菌遗传相似系数介于0.8550~0.9750,平均遗传相似系数0.9172;供试羊肚菌菌株主要分为3个类群,同一地区的羊肚菌菌株间有一定差别,但不同地区的不同羊肚菌菌株间遗传关系较为接近,其原因可能是由于引入的种源相同或者相近。该结果为羊肚菌生产及其种质资源的分类和遗传进化研究提供一定的理论和技术支持。

分子标记辅助选育高产高油酸花生新品种舜花14号

舜花14号是以普通油酸含量的花育19号作母本及轮回亲本,高油酸花生开农176作父本,经TaqMan探针及KASP分子标记辅助选育而成的高产高油酸大花生品种。2019年开始参加山东省高油酸花生联合体新品种多点比较试验,荚果平均产量5601.90kg/hm^(2),较对照花育25号平均增产8.33%。2022年单粒精播高产攻关试验实打验收荚果产量9728.40kg/hm^(2),首创高油酸花生实打验收山东省高产纪录。品种籽仁蛋白质含量26.4%,含油量50.67%,油酸含量80.6%,亚油酸含量2.99%,O/L比值26.96。2022年9月通过国家非主要农作物品种登记,登记编号:GPD花生(2022)370149。

灵芝分子标记利用研究进展

灵芝是食药用菌,富含灵芝三萜和多糖。分子标记技术多态性高、稳定性好,应用于灵芝的遗传育种工作中,有效提升灵芝的质量和产量。本文综述了灵芝分子标记在遗传多样性,种质资源鉴定和辅助育种3个方面的研究,并对灵芝分子标记的发展方向进行展望,为灵芝分子标记的开发和分子辅助育种提供参考依据。

DNA分子标记技术在口腔微生物研究中的应用

传统的微生物培养及鉴定方法,很难全面反映口腔微生物群落的状态及其与宿主之间的关系。近年来,随着分子生物学的发展,某些DNA分子标记技术被广泛应用于口腔微生物领域,为发现新菌种、相关口腔疾病发病机制的探讨及临床病例的快速诊断等方面开辟了新的途径。本文主要对相关DNA分子标记技术的基本原理及在口腔微生物领域的应用现状进行综述,比较各种方法的优势与不足,以期为不同的研究方向提供经验。

可用于蜜蜂抗逆育种的候选分子标记研究进展

在自然生境与人工养殖环境中,蜜蜂均面临着多重外界胁迫,包括生物胁迫与非生物胁迫。其中非生物胁迫种类繁多、复杂多变,主要包括温度、重金属、农药、氧化损伤等。随着中华蜜蜂抗逆生物学的深入研究,尤其是对中华蜜蜂抵抗非生物胁迫的主要分子进行了功能研究后,筛选出了可用于中华蜜蜂抗逆性能提高的关键(基因)分子,这些分子可以作为西方蜜蜂抗逆育种的候选分子标记。本文综述了蜜蜂用于抵抗温度、重金属、农药、氧化损伤等因素的关键抗逆分子,并讨论了这些分子在蜜蜂抗逆育种中的应用价值,以期为后续抗逆蜂种选育提供可参考的分子标记。

《动物分子遗传标记》实验教学设计与实践

基于“新农科”动物生产类专业创新型复合畜牧人才培养的需求,将CRISPR/Cas9介导的基因敲除小鼠模型引入动物分子遗传标记实验课程中,设计了基因缺失分子标记检测与分析实验,采用基于PBL的混合式教学模式,学生能系统掌握基因组DNA提取、PCR扩增技术、琼脂糖凝胶电泳分析、基因型判定等相关理论和实验技术,将多门专业课程的实践环节有机结合,促进了学生理论知识与实验技能的融会贯通,激发了学生的学习热情,提升了专业认同感,培养了综合素质和创新能力。

基于SSR分子标记吉安地区的水稻亲缘关系鉴定分析

稻种亲缘关系分析是生产优质杂交水稻的必要条件。本研究选取均匀分布于水稻基因组12条染色体的SSR分子标记,对8份水稻样品进行SSR分子标记分析,通过聚类分析法将其归类并计算得出遗传相似系数后,对8份水稻样品的亲缘关系进行了鉴定。结果表明:所选取的8份水稻样品中,其相似系数为0.65~1.00,在遗传相似系数0.65处,8份水稻样品聚为两大类群,其中5号‘赣迟A04’单独为一类,其他水稻样品聚为一类。在遗传相似系数0.80处,可划分为三大类群:第一类囊括了6种样品,表明这6个品种亲缘关系较近,其中6号‘赣早A02’与7号‘吉安早A07’疑似同一样品,3号‘井冈山迟A03’与4号‘井冈山早A05’的亲缘关系最近,而6号、7号同时与8号‘吉安迟A09’保持有最近的亲缘关系;第二类只含有2号‘迟-2’样品株;第三类则仅有5号稻株‘赣迟A04’,说明其与其他7份水稻样品的亲缘关系最远。本研究结果为杂交水稻的应用提供重要信息。

棉花现代品种资源产量与纤维品质性状鉴定及分子标记评价

棉花是重要经济作物和天然纺织工业原料。品种是棉花生产的限制性源头,取决于优异种质资源的鉴定、评价和有效利用。鉴于此,本研究以我国三大棉区(黄河流域棉区、长江流域棉区和西北内陆棉区) 141份陆地棉现代品种资源为材料,在不同环境条件鉴定其9个产量与纤维品质性状,并结合KASP和SSR标记对其进行遗传多样性评价。结果发现,长江流域棉区品种的衣分和衣指最高,黄河流域棉区品种的单铃重和子指最大,西北内陆棉区品种的纤维品质最优;同时发现,4个产量性状与5个纤维品质性状在供试品种间存在极显著差异,产量性状以衣指的变异系数最大(10.09%),品质性状以断裂比强度的变异系数最大(8.81%),说明存在较大选择潜力。依据9个性状进行聚类分析,可将141份品种资源分为2类,且类别间的产量与品质性状存在差异。分子标记检测发现, 30对SSR引物在141份品种资源中扩增出74个多态性条带,32个KASP标记在供试品种中分型清晰,依据标记计算品种的遗传相似系数均值为0.62,说明存在较丰富遗传变异;分子标记聚类分析将供试品种分为2类,且分类结果与表型性状分类结果有一定相似性。本研究共筛选出3份大铃(>7 g)优异种质、24份高衣分(>42%)种质、6份纤维长度和断裂比强度>30的种质以及2份综合性状优异种质,为棉花新品种培育提供了优异亲本资源,为深入利用棉花品种资源提供了依据。

作物分子标记辅助选择育种研究进展

分子标记技术的发展与育种工作的结合,改变了植物育种研究的模式。多种类型的分子标记被开发和应用,与测序技术的进步共同加快了作物改良的进程。阐述了分子标记在种质资源评价、回交转育筛选、性状聚合、育种材料早代选择、QTL定位等方面发挥的重要作用,这些技术的应用将更好地助力作物新品种培育;分析了分子标记辅助选择应用存在的问题;展望了分子标记辅助选择在育种中的应用前景。

基于SSR分子标记的枣品种鉴定及DNA分子身份证构建

【目的】利用荧光SSR分子标记对北京枣主栽品种的亲缘关系及遗传多样性分析并构建枣品种DNA分子身份证,为枣新品种选育、生产利用奠定基础。【方法】收集103个枣品种材料,筛选SSR荧光标记引物,采用多重荧光毛细管电泳检测技术分析扩增条带分子量和等位基因,获得相应的扩增带型,从而对每个枣种质材料进行标记并构建供试样品的DNA分子身份证。【结果】基于SSR分子标记技术,筛选出19对SSR引物用于103个枣品种遗传多样性分析,并筛选了7对核心基因组合构建DNA分子身份证。结果表明:19对引物对103个枣品种样品经SSR-PCR扩增后共检测到了156个等位标记点,每对引物平均8.211个,有效等位基因(Ne)变化范围为1.263~12.568,平均为3.467;Shannon’s信息指数(I)分布范围0.547~2.664,平均为1.351;多态信息含量PIC值变幅在0.32~0.917,平均值为0.603,观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)范围分别为0.208~0.920和0.133~0.990,Ho和He的平均值为0.639和0.637,显示出有较高的杂合度;遗传相似系数为0.85~0.98,且在相似系数为0.85处时被分为两大类。【结论】北京地区京枣31和京枣311、马牙枣和牙枣等栽培品种的遗传背景较狭窄,遗传相似度较高,不同品系间基因交流较少;京枣60、朗家园枣、北京蜂蜜罐、北京泡泡枣、京枣28等枣的亲缘关系较远,遗传多样性丰富。本研究结果为枣品种鉴定和培育新品种提供了重要依据。

SSR分子标记两种电泳方法在水稻品种上应用的比较

为了研究聚丙烯酰胺电泳和毛细管电泳在水稻分子检测中的应用,以水稻品种为材料,分别使用聚丙烯酰胺凝胶电泳银染检测和毛细管电泳检测,并对2种电泳进行比较分析。结果表明,聚丙烯酰胺凝胶电泳对少量样本检测和引物筛选时更经济适用,毛细管电泳检测结果适用于指纹图谱和高通量材料的检测分析,试验中可以根据不同要求选择不同的电泳方法。

分子标记在荔枝和龙眼应用中的研究进展

近年来,因分子标记技术具有快速、高效等诸多优点而成为新型遗传学研究的工具,进而成为广大学者研究的热点,在荔枝和龙眼的亲缘关系、DNA遗传图谱构建、真假杂种鉴别、QTL定位等方面得到广泛应用。对近年来分子标记在荔枝和龙眼上的研究进行概述,并对存在问题和应用前景进行讨论,以期为分子标记在荔枝、龙眼相关领域的进一步研究提供理论及实践参考。