伊丽莎白安格斯三角梅转录组的SSR、SNP和InDel特征分析

【目的】基于转录组测序数据分析伊丽莎白安格斯三角梅SSR、SNP和InDel位点特征,为开发三角梅分子标记、选育无刺或少刺品种、品种鉴定及亲缘关系分析提供理论依据。【方法】以伊丽莎白安格斯三角梅3个时期的枝刺和茎段为材料,对其进行转录组测序,采用Trinity对获得的高质量测序数据进行序列组装,利用MISA和GATK3对SSR、SNP和InDel进行特征分析。【结果】18个样本转录组测序平均获得45905982bpRawdata,质控过滤后获得45640193 bp Clean data,拼接后获得312812条转录本和144512条Unigenes,有54516个SSR位点分布于40820条Unigenes上,发生频率为28.25%,平均分布距离为2.67kb,包含1个以上SSR位点的Unigenes10269条,占Unigenes总数的4.25%。在重复基元类型中,单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复数量占优势,其中单核苷酸重复数量最多(39904个,占比73.20%),其次为二核苷酸重复(8169个,占比14.98%)和三核苷酸重复(5899个,占比10.82%),五核苷酸重复最少(31个,占比0.06%)。单核苷酸~六核苷酸重复类型共检测到98种重复基元,出现频率为0.01%~25.71%,其中出现频率最高的基元为A/T(37151个),占SSR位点总数的68.15%。SSR各类型重复基元的重复次数集中在5~23次,SSR序列的长度10~60bp,平均长度为20.38bp。共检测到231248个SNP位点和99580个InDel位点,其中SNP位点平均分布距离为1.59 kb,InDel位点平均分布距离为0.68 kb,且均以含1个位点的Unigenes数量最多,Unigenes数量随SNP和InDel位点数量的增加而逐渐减少。【结论】伊丽莎白安格斯三角梅转录组中SSR位点数量多、类型丰富,分布特征明显,可用于开发大量SSR标记,SNP和InDel位点发生频率低于模式植物,有待深度挖掘。

不同品种草莓花器与花粉特征变异及SSR遗传多样性研究

草莓花器特征和花粉形态在品种之间存在一定的差异,这些差异对草莓品种的分类具有指导意义。为研究南方地区主栽的10个草莓品种花器、花粉及其与品种分类的关系,对其花部特征、花粉形态进行比较,并对13个花粉和花器性状进行相关性和主成分分析,同时进行了品种间简单重复序列(SSR)标记遗传多样性分析。花器特征显示,甜查理的花瓣长、花瓣宽和花萼宽的特征值显著高于其他9个品种,其次是宁玉和妙香7号,红颊、红玉和越心的花瓣长、花瓣宽、花冠径则明显低于其他品种。红颊、白雪公主、妙香7号和宁玉在极轴长、花粉大小、花粉形状、萌发沟长等花粉特性上高于其他品种。主成分分析结果显示,4个主成分累积贡献率为85.96%,其中花瓣长、花瓣宽和花萼宽的大小特征在第1主成分中具有较大载荷值。SSR分析结果显示,10个草莓栽培品种间的相似系数范围为0.47~0.85,在相似系数0.65处10个草莓品种分为两大类,红颊、章姬、红玉、粉玉1号、越心、白雪公主6个品种聚为一类,甜查理、越秀、妙香7号、宁玉4个品种聚为一类。结合草莓花器特征、花粉特性及其主成分分析与SSR标记聚类结果和系谱情况,花粉形态特性在草莓品种之间的差异不明显,花器特征的花瓣长、花瓣宽、花萼宽适用于品种分类,对指导育种亲本选择有参考意义。

浙江红花油茶×广宁红花油茶杂交子代的表型性状及其SSR分子鉴定

浙江红花油茶(Camellia chekiangoleosa)种仁含油率和油酸含量高,广宁红花油茶(C.semiserrata)具有较强的生长势和抗性。为了利用浙江红花油茶和广宁红花油茶的优点,培育优良种质材料,该研究对浙江红花油茶与广宁红花油茶的45个F_(1)杂交子代进行表型性状分析,以掌握杂交子代的表型性状情况,同时利用SSR标记对其进行杂种真伪鉴定,并筛选可用于油茶杂交子代鉴定的SSR标记。结果表明:(1)浙江红花油茶×广宁红花油茶的F_(1)子代表现为树形高大、生长迅速且其叶脉、萼片、柱头均倾向于父本广宁红花油茶的性状,而花和叶片形态等性状与母本浙江红花油茶接近,叶片颜色与大小等特征介于双亲特征之间。(2)从32个SSR标记中筛选出了8个可区分双亲且能明确杂交子代来源的完全互补型标记,用于开展杂交子代鉴定,其中7个标记杂种鉴定效率高达100%,1个标记杂种鉴定效率为55.56%;8个标记相互补充鉴定出45个杂交子代全是真杂种。(3)8个SSR标记对杂交子代进行的鉴定能力验证表明,利用这些SSR标记鉴定油茶杂交子代是可行的。该研究结果为油茶物种间的杂交育种提供了参考,同时也为后续油茶物种间的杂交子代SSR标记鉴定提供了依据。

基于SSR的云南野生猕猴桃种质资源亲缘关系分析

为探讨云南猕猴桃属种质资源的亲缘关系,采用SSR分子标记方法对70份云南野生猕猴桃种质资源的亲缘关系进行分析。UPGMA聚类分析结果表明,70份猕猴桃种质资源在遗传相似系数0.17水平上可分为4个类群,类群Ⅰ共6份材料,包括滇东南麻栗坡的中越猕猴桃MLP001和MLP010、西畴的中越猕猴桃TSH-1和TSH-4,以及滇南屏边的中越猕猴桃PB001和PB005;类群Ⅱ共31份材料,主要包括滇东北的18份材料,滇西北的3份紫果猕猴桃TC-8、TC-1、TC-10,以及5份贡山猕猴桃CJ-11、CJ-13、CJ-7、CJ-3、CJ-2;类群Ⅲ共14份材料,主要包括滇东北的10份美味猕猴桃和中华猕猴桃系列材料,滇东的JZS-5、JZS-9及JZS-7,以及滇东南西畴的黄毛猕猴桃XPS-1;类群Ⅳ共19份材料,主要包括滇东北的16份材料,滇东南西畴的京梨猕猴桃XCFD-1及革叶猕猴桃XCFD-3,果实无被毛且果皮带斑点,果实较小,与其他类群具有较远的亲缘关系。SSR分子标记反映了云南猕猴桃属70份种质资源间的遗传亲缘关系,其中一些材料按种类、资源分布地及形态学性状特征形成明显有规律的聚类关系。

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。

结缕草属种质资源EST-SSR遗传多样性分析

本研究以43份不同来源的结缕草属种质为材料,利用表达序列标签-简单重复序列(Expressed Sequence Tag-Simple sequence repeat,EST-SSR)引物对其进行遗传多样性分析。结果表明:从125对EST-SSR引物中筛选出30对能稳定扩增、条带清晰的引物;共检测到124个标记,平均每对引物检测到4个,多态性标记有108个,多态性位点百分率为88.60%;种质间遗传相似性系数为0.530~0.864,平均为0.711;共检测到104个观察等位基因,平均每对引物检测到3个;有效等位基因数范围为0~5,平均为3;Shannon信息指数变化范围为0~1.593,平均为0.940。Nei’s基因多样性指数范围为0~0.793,平均为0.541;在遗传相似性系数为0.800时,利用非加权组平均法(Unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)法将43份种质划分为4个类群,聚类结果与种质地理位置有一定的关联,但联系不紧密。本研究结果表明43份种质的遗传多样性处于上等水平,EST-SSR标记能有效地评价结缕草属种质的遗传差异,为结缕草属种质资源的鉴定评价及分子标记辅助育种提供参考依据。

基于SSR序列的东北不同地区稻瘟病菌遗传多样性分析

稻瘟病是制约水稻高产稳产的主要因素。为明确东北地区稻瘟病菌群体遗传多样性,以2021年分离自东北地区的96株稻瘟病菌为试材,利用简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记技术,对供试稻瘟病菌进行PCR检测,研究供试稻瘟病菌群体遗传结构、遗传多样性水平等。结果表明:16对SSR引物均能在100~500 bp内扩增出清晰条带。供试96株稻瘟病菌可划分为13个遗传宗谱,其中宗谱DQL02和DQL01为优势宗谱,分别包含37株和22株菌株,分别占总菌株数的38.54%和22.92%;宗谱DQL04、DQL06和DQL08为次要宗谱,分别包含9株、6株和6株菌株,分别占总菌株数的9.38%、6.25%和6.25%;其他8个宗谱为小宗谱,包含菌株数为1~4株。在群体水平上,东北地区稻瘟病菌群体间的遗传多样性水平比群体内的遗传多样性水平高,且存在于群体内的遗传变异占群体总遗传变异的83.37%。群体间平均Nei基因多样性指数变化范围为0.0836~0.4571,平均为0.2041;平均多态百分率变化范围为6.25%~100%,平均为45.67%,说明有一定遗传多样性差异存在于东北地区稻瘟病菌群体中;聚类分析结果表明东北13个地区稻瘟病菌群体间的遗传距离为0.0110~0.1879,存在较大差异。按遗传距离远近可将东北13个地区稻瘟病菌群体划分为4个类群,第2类群全部由辽宁省种群组成;第3类群全部由吉林省种群组成,反映出东北地区稻瘟病菌群体遗传谱系与其地理分布有一定联系。研究结果可为了解东北地区稻瘟病菌群体遗传结构和群体演化提供理论基础。

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。

基于SSR标记的琯溪蜜柚种质资源遗传多样性分析

采用SSR分子标记对16份柑橘材料其中包括11份琯溪蜜柚及其芽变种质进行遗传多样性分析,旨在为琯溪蜜柚芽变种质收集保护和合理开发利用提供参考。结果表明,从28对引物中筛选得到17对SSR引物,可用于区分供试材料;共扩增得到54个等位基因,平均每个位点3.18个等位基因;以遗传距离0.75为界可将16份材料分为2大类,一类为琯溪蜜柚及芽变种质、葡萄柚和桔柚组成的柚类,另一类为酸桔和长泰芦柑;以遗传距离0.51为阈值,可将柚类细分为3类,Ⅰ类为琯溪蜜柚及芽变种质,Ⅱ类为葡萄柚,Ⅲ类为杂交柚桔柚1和桔柚2。说明SSR标记能够有效揭示琯溪蜜柚种质间的遗传多样性,为琯溪蜜柚亲缘关系和种质鉴定提供理论依据。

甘蔗3个育种性状与SSR标记的关联分析及优异等位变异发掘

株高、茎径和锤度是甘蔗产量和蔗糖分两大育种目标的主要构成因子,鉴定与其相关的分子标记、发掘优异等位变异及典型载体材料,可为甘蔗分子标记辅助育种提供依据。本试验以62份甘蔗种质资源为材料,于成熟期调查4个种植环境条件下甘蔗株高、茎径和锤度3个育种性状,对表型数据进行方差和遗传变异分析,并基于37对SSR标记的分子数据,利用MLM方法进行关联分析,鉴定出优异关联标记并进行表型效应解析,发掘优异等位变异及载体材料。结果表明,基因型、种植环境及其两者互作对株高、茎径和锤度具有极显著影响。3个性状的广义遗传力范围为0.68~0.76,说明具有较稳定的遗传特性,其表现型主要由基因型决定。表型数据统计分析表明, 3个性状均呈现出数量性状的正态分布特征,变异系数范围为6.73%~19.89%,具有较丰富的表型变异。37对SSR引物共检测到204个等位变异,平均每对扩增到5.5135个,基因多样性平均值为0.6779,PIC平均值为0.6252,高度多态性标记(PIC>0.5)占总量的89.19%。群体结构分析表明该群体可分为3个亚群。基于MLM模型,共检测到与株高、茎径和锤度相关的标记20个,表型变异解释率为5.04%~27.98%。其中7个标记在2个及以上环境中均检测到认为是优异关联标记,经表型效应解析共鉴定出8个具有增效效应的优异等位变异及携带优异等位变异的典型载体材料10份。该研究结果对甘蔗产量和糖分性状候选基因挖掘和杂交组合亲本选配具有重要指导意义。

吉林省玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的构建及应用

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状,利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种质资源真实身份,强化种质资源的分类管理。通过深度发掘吉林省玉米种质资源库的优异资源,推动共享利用。【方法】以吉林省玉米种质资源库中的2918份玉米种质资源为研究对象,采用玉米品种鉴定检测标准中推荐的40对SSR标记,以及61214个SNP标记来构建其分子身份证。根据获得的分子身份证信息将种质资源划分为核心、同近源、异质和群体等类进行管理,并进一步针对核心种质进行遗传多样性分析。【结果】为2918份种质资源构建了SSR分子身份证,为除异质性种质外的2502份种质资源构建了SNP分子身份证。分别制定了玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的建设规范。其中,SSR分子身份证由40个SSR位点指纹转化为三位数字和一位字母的编码组合构成,并以二维码形式存储;SNP分子身份证由61214个SNP位点指纹转化为可视化的条形码。根据样品纯合度和指纹特异性等特征,将样品划分为1561份核心类、705份同近源类、416份异质类及236份群体类种质资源。遗传多样性分析表明,以旅大红骨群、黄改群为代表的国内种质资源是该库的主要种质资源,占全部核心种质资源的64.38%。【结论】提出了玉米种质资源分子身份证构建流程,为吉林省玉米种质资源库2918份种质资源构建了全部的SSR分子身份证和2502份SNP分子身份证;建立了核心、同近源、异质、群体四类种质资源筛选方案,实现了种质资源的分类管理。

燕麦全基因组SSR位点鉴定及多态性标记开发

【目的】了解燕麦基因组SSR位点分布情况并开发燕麦全基因组SSR标记,为燕麦皮裸基因克隆、遗传图谱构建、群体多样性分析等提供科学的参考依据。【方法】利用已公布的“三分三”裸燕麦参考基因组,通过TBtools软件对燕麦全基因组的SSR位点进行检索并利用EXCEL和SPSS软件对检索数据分析其分布特征。根据检索结果设计引物,在构建的F_(2)遗传群体中小规模进行非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳验证,并克隆测序其有效性与真实性。【结果】在燕麦基因组中,SSR数量众多,类型丰富。全基因组共检索到828138个SSR位点,SSR平均密度为78.16个/Mb,平均距离为12.90 kb。单、双、三核苷酸重复类型占主导优势。基元重复次数主要集中在5次和6次,A/T、AG/CT和AAC/GTT重复基元为优势基元。燕麦基因组SSR位点呈现中度多态性,长度变化范围为11-1587 bp。并由此开发设计52对多态性引物在试验材料中进行扩增验证,在构建的遗传群体中均具有多态性。【结论】在“三分三”裸燕麦参考基因组中开发SSR引物有效可行,可以用于后续进一步试验研究。

基于高通量测序的北柴胡根转录组SSR位点信息分析

以北柴胡根为试材,采用高通量转录组测序方法,获得uingene序列信息,研究分析SSR分布、基元特征,设计、验证EST-SSR引物的有效性,为开发、丰富EST-SSR分子标记奠定基础。结果表明:从北柴胡根转录组中共筛选到31176个SSR位点,分布于21732条unigenes,出现的频率为20.08%,分布密度为3.20个/10 kb,主要重复基元类型以二核苷酸最为丰富,共21056个,占SSR位点总数的67.54%;其次是单核苷酸和三核苷酸,分别占总SSR的19.05%和12.07%;四核苷酸~六核苷酸重复基元数量均较少。不同核苷酸基序类型共有131种基元,重复基元次数在5~11次的数量最多,占SSR总数的91.7%,且长度基本小于15 bp,其中AT/AT和AC/GT这两种基元在二核苷酸中出现频率最高。2064条和1004条含有SSR位点的unigenes分别注释到GO和KEGG通路,获得注释的基因功能主要与基础代谢相关。从22090对具有潜在多态性的EST-SSR引物中,随机挑选20对引物对3个北柴胡种质DNA进行PCR扩增,扩增成功率最高达85%。北柴胡根转录组SSR位点丰富、可用性较强,将促进柴胡的种质资源评价及分子标记辅助育种等工作。

单叶蔷薇基因组SSR标记开发与应用

【目的】单叶蔷薇是蔷薇属唯一的单叶物种,目前已被列为国家二级濒危保护植物,开发高效的分子标记可以为单叶蔷薇居群遗传多样性分析、克隆生长格局等研究提供重要的数据支撑,为其居群遗传资源的保育提供理论指导。【方法】利用Krait v1.3软件对单叶蔷薇全基因组序列中1~6核苷酸重复的SSR位点进行搜索并分析其序列特征,进而采用Primer Premier3.0软件设计引物。选取16个单叶蔷薇样本通过琼脂糖凝胶电泳和毛细管电泳检验引物的有效性和多态性。最后用POPGENE32软件和PowerMarker3.25软件对高多态性引物扩增产物数据进行遗传参数分析,利用软件NTSYS-pc2.10对16个单叶蔷薇样本进行聚类分析。【结果】单叶蔷薇基因组序列上共识别出142 083个SSR位点,其中二核苷酸重复类型数目最多,占比46.95%。单核苷酸至六核苷酸重复型中占比最高的基序类型分别为A/T、AT/AT、AAG/CTT、AAAT/ATTT、AAAAT/ATTTT和AAAAAG/CTTTTT,充分表明A/T为优势碱基。单叶蔷薇基因组SSR序列长度变化范围为12~1 026 bp,不同的核苷酸重复类型均呈现长度越长数量越少的规律,区间长度为10~15 bp的SSR位点数量最多,占比47.42%。合成的140对引物中112对可以获得清晰的目的条带,引物有效率为80%;最后筛选出多态性高、稳定性好的14对引物在16份单叶蔷薇样本中检测到等位基因58个,PIC值在0.314 3~0.675 9之间,等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon信息指数(I)及PIC值平均分别为4.142 9、2.576 9、1.080 8和0.529 2。Pearson相关分析结果表明所筛选引物的PIC值与SSR长度间并无显著相关性。通过聚类分析发现,筛选出的14对引物能够将基于不同居群的单叶蔷薇进行较好地区分,遗传相似系数在0.45~0.86之间。【结论】利用单叶蔷薇全基因组大规模开发的SSR标记数量丰富且类型多样,筛选出的高多态性SSR位点将为后续单叶蔷薇居群遗传多样性研究发挥重要作用。

白三叶杂交F1代群体的表型鉴定及SSR分析

早期快速鉴定白三叶(Trifolium repens L.)F1杂交子代,获取真杂种对白三叶优良品系的培育和遗传学研究具有重要的意义。本文针对两个白三叶亲本及55个杂交F1的6个表型性状进行分析,绘制聚类热图,再选用3对特异性SSR引物鉴定杂交F1代的真实性。结果表明,在聚类热图中57个株系可以根据亲本的表型性状划分为父本型和母本型。筛选出的19对SSR引物共扩增共得到清晰可辨条带281条,多态性条带137条,多态位点占比为48.41%,每个SSR位点的PIC在18.49%~43.58%之间,平均值为34.73%。其中3对特异性引物在55个杂交后代中共鉴定出53个真杂种,真杂种比率为96.36%,与UPGMA聚类分析结果基本一致。19对SSR分子标记引物具有较高的多态性,可直接用于白三叶遗传多样性分析、杂种鉴定等相关研究,鉴定到的白三叶F1代真杂种为后续育种工作奠定重要基础。

基于转录组测序的花斑裸鲤SSR、SNP和InDel位点特征分析

为利用分子标记规模化开发与辅助花斑裸鲤(Gymnocypris eckloni)良种选育,以花斑裸鲤(2+龄)的鳃、肾脏和肝脏组织为材料,经总RNA提取和cDNA文库构建后采用Illumina Novaseq 2000平台进行转录组测序,并采用MISA和GATK3软件分析转录组的SSR、SNP和插入缺失标记(InDel)位点特征。结果表明:在486221条Unigenes序列中共发现了128727个SSR,出现频率为26.47%,平均每3.76 kb出现1个SSR;花斑裸鲤SSR包括6个重复类型,以单碱基和二碱基重复基元类型为主,分别占总SSR位点数的46.53%和42.45%,重复基元类型共77种,其中,A/T和AC/GT两种基元的出现频率最高,是花斑裸鲤SSR的优势重复基元;所有重复次数中出现次数最多的为5~15次,占所有SSR位点的87.52%;通过GATK3软件搜索得到399080个SNP位点,转换类型多于颠换类型,分别占总SNP的56.29%和43.71%,转换类型中A/G发生频率略高于C/T,而颠换类型中A/T发生频率最高,C/G发生频率最低;InDel分析显示,从花斑裸鲤转录组Unigenes中共筛选出254065个InDel位点,平均每1903 bp出现1个InDel位点,且SNP位点和InDel位点均以含1个位点的Unigenes数最多。研究表明,花斑裸鲤转录组中SSR、SNP和InDel位点非常丰富,这些位点对花斑裸鲤种质资源鉴定、种群遗传学研究及保护管理具有重要价值。

基于SSR标记的紫薇分子鉴定及遗传分析

以紫薇品种Lagerstroemia‘Dynamite'(G2)、鄂薇1号(E1)、鄂薇4号(E4)以及W9互为亲本的杂交子代共40个优良单株为试材,利用14对在种内亲本间具有多态性的SSR引物对子代进行真杂种的鉴定,并利用Gene Marker、Popgene、Cervus和NTSYS等软件对紫薇亲本和子代进行遗传多样性、聚类分析、AMOVA分析和主成分分析。结果表明:(1)有38个单株被鉴定为真杂种,杂种率为95%。(2)14对引物的多态信息指数(PIC)平均值为0.5402,属于高度多态水平,群体平均等位基因数(Na)为4.5个,平均期望杂合度(He)以及Nei′s基因遗传多样性指数(H)分别为2.602 2和0.594 7,平均Shannon′s信息指数为1.107 9。(3)来源于湖北野生紫薇品种E1单独聚在一个分支;而来源于美国紫薇品种的E4、W9和G2聚在一个大的分支上,另外一个个体23有别于3个亲本G2、E4和W9,单独一个分支;群体M2的5个个体,与24(M4)和32(M5)聚在一起,总体形成了3个大的组群。其中大部分个体都与其亲本聚在同一分支,但也有部分个体单独聚成一分支,这也说明部分杂交子代发生了遗传变异,体现出较丰富的遗传多样性。(4)AMOVA分析和主成分分析都表明了不同样本个体内产生了丰富的遗传变异。综上所述,筛选出的SSR标记可以有效地鉴定紫薇种内杂种以及反映紫薇种内的遗传多样性,因此该研究为紫薇品种的分子鉴定提供科学依据,同时也为后期种质资源收集、构建核心种质以及创制种内新品种奠定了理论基础。

中国棉花审定品种SSR指纹库的构建与综合评价

[目的]棉花是一种异源四倍体作物,基因组结构复杂,常异花授粉的繁殖方式也导致棉花品种难以实现高度纯合;棉种市场缺乏有效的监管技术手段,品种多乱杂现象长期存在,严重影响纤维品质一致性。构建中国近20年棉花审定品种标准样品的DNA指纹库,探索棉花品种高通量SSR身份鉴定模式,为棉花品种真实性鉴定和新品种特异性鉴定提供依据;分析审定品种的遗传多样性和群体分化,为棉花不同生态区的适应性鉴定和培育适应新环境的品种提供理论基础。[方法]基于多重PCR技术和毛细管电泳检测方法,使用筛选得到的60个SSR标记构建1 015份棉花审定品种标准样品的DNA指纹库,通过植物品种DNA指纹库管理系统对审定品种SSR指纹进行两两比对,分析审定品种的遗传差异,筛选用于品种鉴定的核心SSR位点。利用聚类分析法和群体结构分析法分析1 015份棉花审定品种的遗传多样性,并计算群体间遗传分化指数。[结果]60个SSR标记在1 015个审定品种中共扩增出216种等位变异,平均等位变异数为3.6,平均PIC值为0.37。1 015个审定品种的SSR指纹进行两两比较,共产生513 591组结果,样品间最大差异位点数为58个。差异位点百分比主要集中在41%-70%,涉及428 115组,占83.36%;其中,差异位点百分比在51%-60%时,涉及组数最多,为197 829组,占38.52%。品种间差异位点百分比大于20%时,占所有品种两两比对组数的99%以上,差异位点百分比低于20%的比对结果只占0.58%。基于组合鉴定法,筛选一套包含10个SSR位点的核心位点组合,在1 015个品种中鉴别能力达到99%。聚类结果和群体结构分析表明,1 015个品种被清晰地划分为5个亚群,G1(n=240)为早熟棉亚群,主要分布于中国北部和西北内陆地区,该亚群品种遗传多样性最丰富,品种间平均遗传距离为0.419。G2(n=277)亚群为中熟棉亚群,分布于长江流域,该亚群杂交种较多,亚群内平均遗传距离为0.309。G3(n=109)亚群属于早熟、中熟棉亚群,分布于河北黑龙港地区,该亚群品种遗传组分相对单一,亚群内平均遗传距离在陆地棉群体中最小,仅为0.150。G4(n=254)亚群属于中早熟棉亚群,主要分布于黄河流域,群体内平均遗传距离为0.307。G5(n=37)亚群由37份海岛棉组成,群体内平均遗传距离最小,为0.149。海岛棉与陆地棉之间遗传分化水平最高,平均FST值为0.503;陆地棉群体内,G3亚群与其他亚群之间遗传分化水平最高,FST值为0.193-0.242。长江流域与黄河流域相比,遗传分化水平最低,FST值为0.112。[结论]构建了1 015个中国近20年审定品种标准样品DNA指纹库,筛选了一套包含10个SSR位点的核心标记组合,可以清晰地鉴别99%以上的品种,创建了“核心位点+扩展位点”的高通量棉花鉴定模式;1 015个品种被划分为5个亚群,其中,陆地棉具有明显的地理分布特征。

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。

基于SSR的陕西糜子种质资源的分子鉴定

为构建糜子(Panicum miliaceum L.)DNA分子身份证,试验以181份陕西糜子核心种质为材料,对课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息,经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光(FAM/HEX),根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区分,十进制(0~9)统计扩增片段大小构建材料字符串,用Pop Gene、Power Marker、MEGA、Structure和NTSYS进行遗传多样性分析。试验结果表明,7个荧光SSR(RYW3、RYW6、RYW37、RYW40、RYW43、RYW125和RYW146)组合可区分181份材料,不均匀的分布在5条染色体上,共检测出77个等位变异,平均为11;检出Shannon多样性指数(I)为0.8145(RYW146)~7.8254(RYW125),平均5.9076;观测杂合度(Ho)为0.2627(RYW146)~0.9506(RYW3);期望观测杂合度(He)为0.3329(RYW146)~0.8747(RYW125);Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.3315(RYW146)~0.8722(RYW125);多态性信息含量(PIC)为0.5923(RYW146)~0.9445(RYW125),平均为0.8419。基于UPGMA将181份资源划分为3个群组。基于主成分分析将材料分为10个类群,与地理来源一致。利用在线二维码技术(https://cli.im/)构建181份陕西糜子核心种质的DNA分子身份证。