基于SSR标记的青海蚕豆品种亲缘关系分析与指纹图谱构建

为明确青海蚕豆育成品种、高代品系和骨干亲本的群体结构与亲缘关系,本研究利用46对多态性和稳定性好、重复性高的SSR引物对36个青海蚕豆主栽品种(品系)进行群体遗传学分析并构建了指纹图谱。结果表明,通过毛细管电泳检测,在46对引物中检测到262个等位位点,各引物检测的多态性等位位点数(Na)为2~15,平均等位位点数为5.696个,平均每个位点检测到的有效等位基因数为2.988个,范围为1.180~9.257;Shannon指数的变化范围为0.287~2.444,均值为1.210;多态性信息含量(polymorphism information content, PIC)值变化范围为0.141~0.883,均值为0.553,揭示了青海蚕豆品种丰富的遗传多样性。系统聚类将36份材料划分为4个亚群,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ亚群分别包括24、4、7、1份材料;群体结构与主坐标分析将材料划分为2个亚群,亚群Ⅰ和亚群Ⅱ分别包括17和19份材料,与聚类分类结果有一定程度的交叉重合,厘清了青海蚕豆主栽品种的群体遗传结构与亲缘关系。在此基础上,筛选出4对核心引物,构建了36份材料的指纹图谱,并将相关信息储存在二维码中。青海蚕豆主栽品种指纹图谱的构建不仅为青海蚕豆品种鉴定提供了有效工具,也为今后青海蚕豆品种亲本选配和新品种权保护提供了技术支撑。

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。

利用SSR标记研究爆裂玉米自交系的遗传变异及其与普通玉米的遗传关系

利用113对多态性SSR引物研究了来源于8个基础材料的26个爆裂玉米自交系的遗传多样性及其与分属6个杂种优势类群的20个普通玉米骨干自交系的种质关系。在26个爆裂玉米自交系间共检测出301条带,平均每个位点的等位基因数为2.66个,多态性信息量为0.068～0.217,平均遗传距离为0.357。利用SSR数据进行聚类分析,将46个供试自交系分为爆裂和普通玉米自交系两大类;26个爆裂玉米自交系分为8个类群,高杂种优势组合的双亲自交系均属于不同类群,而在同一类群自交系间尚未组配出具有高杂种优势的组合;普通玉米自交系的分类结果与以往研究和育种实践相一致,表明SSR标记技术可以用于爆裂玉米自交系间的遗传多样性研究。不同类群爆裂玉米自交系与各类群普通玉米自交系的平均遗传距离为0.549～0.672,应根据两类自交系间的遗传关系对爆裂玉米自交系实施有针对性的分群改良。

五节芒表型性状和SSR标记遗传多样性分析

本研究利用25个表型性状和33对SSR标记,对53份五节芒种质资源的遗传多样性进行了评价。表型性状分析结果表明,25个表型性状在不同五节芒种质间表现出较大差异,变异系数的变化范围为6.53%～69.82%,其中整株干重、三级花序数、二级花序数等性状变异较大,是造成表型差异的主要因素。表型聚类将53份供试材料划分为3个类群,大部分材料聚在第Ⅲ类群内,但仍有部分材料独立成群。SSR标记分析结果表明,26对SSR引物在53份五节芒中表现出多态性,这些多态性引物共产生81条DNA带,其中多态性条带为74条,占91.36%。多态性信息含量(PIC)为0.086～0.374,平均为0.245。53份五节芒遗传相似性系数在0.693 2～0.965 9,平均遗传多样性指数(H)为0.258 7,Shannon信息指数(I)为0.400 4。基于SSR分子标记的聚类分析表明,种质资源与其地理分布并不存在明显的相关性。表型性状和SSR分子标记结果均表明五节芒种质具有丰富的遗传多样性。

黑龙江省水稻品种SSR标记遗传多样性分析

选用分布于水稻12条染色体上的52对SSR引物,对黑龙江省近几年育成品种(系)和过去主栽品种以及日本引进品种共54份材料进行遗传多样性分析。结果表明,供试品种的20项表型性状均有显著或极显著的遗传差异,其中黏滞峰消减值变异系数最大,整米粒率与下降黏度值次之,糙米率和糊化开始温度变异系数最小;在52对SSR引物中45对引物有多态性,共扩增出160个等位位点,平均3.6个,香农指数变幅为0.040～0.702,平均为0.285;高多态性SSR位点主要发生在染色体2、5、7、11上,低多态性SSR位点主要发生在染色体6、8、10、12上;供试品种的遗传相似系数变幅为0.667～0.963之间,平均值为0.786,且83.4%的供试品种其遗传相似系数在0.740～0.840之间,亲缘关系较近;通过UPGMA聚类,供试品种被分为3大类,绝大多数供试品种都聚在同一类。

中国芒(Miscanthus sinensis)种质资源SSR标记遗传多样性分析

利用33对SSR引物对来自中国16个省的46份野生芒(Miscanthus sinensis)种质进行遗传多样性分析。结果显示:(1)33对SSR引物共扩增出87条DNA条带,75条为多态性条带,占86.21%,条带大小范围80～310 bp;(2)遗传多样性参数分析结果:Shannon's信息指数(I)变幅为0.020～1.522,平均为0.745,引物多态性信息含量(PIC)变幅为0.040～0.738,平均为0.445,遗传相似系数(GS)的变幅为0.315～0.933,平均为0.569,说明我国芒种质资源遗传基础宽,遗传多样性丰富;(3)相似系数UMPGA聚类结果与主成分分析(PCA)结果一致,可将46份种质分为3大类群,类群Ⅰ主要由中部芒组成,类群Ⅱ主要由北方芒组成,类群Ⅲ主要由南方芒组成,西南芒在每个类群中均有渗透,这一结果说明芒种质资源的遗传分化与其种源的地理分布有一定的相关性,但与地理起源不能完全吻合。

水稻长穗颈基因eui紧密连锁SSR标记获得

02428h是从半矮秆材料02428体细胞培养后代中发现的隐性高秆突变体,其株高性状由1对长穗颈基因eui和1对半矮秆基因sd-1共同控制。以02428h与半矮秆材料南京11杂交的F2为作图群体,利用Gramene公布的SSR标记和根据NCBI中的BAC序列自己新开发的SSR标记,将eui基因定位在第5染色体上的RM3673和RM0012之间,两侧遗传距离分别为0.3cM和1.0cM,为该基因的分子标记辅助选择奠定了基础。

用SSR标记进行玉米功能基因定位及QTL分析

回顾了近年来国内外利用SSR标记研究玉米的功能基因定位及QTL分析的一些研究进展,着重评述了SSR标记在玉米产量性状基因、干旱耐受性基因、抗病抗虫基因及育性恢复基因的定位及QTL分析的主要研究结果,并对SSR标记在玉米功能基因定位及QTL分析中的应用前景进行了展望。

柿属EST-SSR引物设计及遗传多样性研究

利用从NCBI上下载的9 474条EST(Expressed Sequence Tags)序列,设计并开发EST-SSR引物,用于柿属种质资源的遗传多样性研究。下载的初始序列拼接成1 390条重叠序列和4 097条无重复序列。用SSRHunter软件搜索到601条EST序列中含有540个SSR。SSR出现频率为10.96%,其中以2核苷酸为主。依据检出的SSR-ESTs序列设计SSR引物100对,对9个柿属(Diospyros L.)种质资源样品进行了PCR扩增,其中42对引物有扩增带,占设计引物的42%,其中30对引物有多态性,占可扩增引物的71.4%。同时发现引物15是美洲柿(雄)的特异引物;引物30是青化北野柿的特异标记;引物69和引物80为美洲柿的特异引物;引物99是无核软枣的特异引物。

大麦基因型间SSR标记的多态性及其亲缘关系分析

为了解大麦种质资源的遗传多样性,利用位于大麦7条染色体上的42对SSR引物对42个大麦种质多态性及其亲缘关系进行了分析,结果表明,42对SSR引物在42个大麦品种间均有多态性,共检测到112个等位基因,每一对引物的等位基因个数在2～5之间,平均为2.591个。42对SSR引物的多态性信息含量(PIC)变幅为0.321～0.857,平均为0.433。聚类结果表明,这些大麦基因型间的遗传相似系数分布范围较小,为0.321～0.857,在遗传相似系数值0.550水平上,这些品种聚成4大类。SSR标记揭示多数二棱啤酒大麦和多棱饲料大麦品种分别聚在不同类群中,表明其遗传距离较远,遗传基础较广泛;同一类品种(系)间的分布范围相对较近,表明其遗传基础较狭窄;大麦地方品种遗传背景相对复杂。

陆地棉耐盐相关EST-SSR以及EST-InDel分子标记的开发

随着棉花基因组学、转录组学等重要学科的快速发展,针对候选基因进行序列多样性分析,开发基于候选基因的分子标记,将能够极大推进棉花分子育种研究。本研究利用高通量的测序技术对耐盐陆地棉品种Miscott 7913-83和盐敏感品种苏棉12盐胁迫前后根、叶总RNA的混样进行了转录组测序,对不同盐处理时期Miscott 7913-83和苏12根和叶分别进行表达谱分析。获得3232条盐胁迫下差异表达基因;基于差异表达基因利用生物信息学手段大规模开发了SSR以及In Del等分子标记;随机选择了部分SSR及In Del引物进行验证,进一步证实了分子标记的准确性。本研究为快速开发陆地棉品种间多态性分子标记提供了高效可行的分析方法,通过开发陆地棉耐盐相关功能标记,以期用于分子标记辅助育种改良陆地棉耐盐性。

茄子航天诱变后代变异及其SSR标记多态性研究

以"实践八号"育种卫星搭载的3个茄子高代自交系为材料,分析茄子航天诱变后代的变异及其SSR多态性。结果表明:航天诱变处理能显著影响茄子当代(SP1)种子的萌发,诱使株高、株型、叶片、果形等植物学性状在二代(SP2)发生变异,多数变异性状可在三代(SP3)稳定遗传;不同基因型材料对航天诱变处理的敏感度不同,长茄05-18的敏感性最高,圆茄05-9较05-7敏感性高;SSR多态性检测结果显示,变异株系与其未经航天处理自交系间存在不同程度的多态性,说明航天诱变可以使茄子在分子水平上发生变异。

柿EST-SSR引物的开发及筛选

为丰富柿树SSR引物来源,利用从NCBI下载的9 474条柿属EST序列开发柿EST-SSR引物,并用于分析7个柿品种的遗传多样性。EST序列经去除低质量及冗余片段后拼接成1 390条重叠序列和4 097条无重复序列。共搜索到601条EST序列中含有540个SSR。SSR出现频率为10.96%,其中以2核苷酸为主(61.06%)。利用检出的SSR-ESTs序列设计SSR引物100对,对7个柿样品进行了PCR扩增,31对引物有扩增带,占设计引物的31%,其中14对引物有多态性,占可扩增引物的45.2%。同时发现引物68是临潼板柿的特异引物。引物68的P68-115、P68-160和P68-210处为临潼板柿的3个特异性标记位点,而引物28的P28-225是麻城秋艳的特异性标记位点。

马尾松EST-SSR PCR体系的优化

用单因素法研究马尾松EST-SSR PCR体系中各成分及退火温度对扩增结果的影响。结果显示优化后的反应体系为:2μL 10×Buffer(Mg2+Free),30 ng模板DNA,0.187 5 mmol/L-1 dNTPs,3.75 mmol·L-1 Mg2+,8 pmol引物,1.0 U Taq DNA聚合酶,加水至20μL。退火温度为56℃。并用21个马尾松DNA检验这一优化体系。检测试验表明,优化后的EST-SSR PCR反应体系稳定、可靠、可重复性强。

去劣疏伐对长白落叶松初级无性系种子园SSR遗传多样性的影响

为了解去劣疏伐对长白落叶松初级无性系种子园遗传多样性的影响程度,利用14对SSR引物,对苇河青山长白落叶松初级无性系种子园内38个无性系,共260个亲本进行遗传多样性的研究。根据子代表现及亲本生长结实的能力,设计10%～60%的疏伐强度进行模拟疏伐,利用POPGENE3.2程序分析疏伐前后各个遗传多样性参数的变化。结果表明:种子园遗传多样性降低程度与疏伐强度呈正相关,40%以内的疏伐强度对种子园遗传多样性影响较小,减小幅度小于0.5%,能够维持种子园较广泛的遗传基础;疏伐后无性系内至少要保留7～9个单株才能维持无性系内的遗传多样性,如按照疏伐后保存率为60%推算,长白落叶松种子园建园时,每个无性系至少种植12～15株。

SSR分子标记技术在植物研究中的应用

SSR分子标记是目前应用较广泛的分子标记技术之一。对SSR标记的原理、特点和开发方法进行了总结,综述了SSR分子标记技术在植物DNA指纹图谱构建、遗传多样性分析、种子纯度及真伪鉴定、遗传图谱构建、分子标记辅助育种等方面的应用现状,并对目前SSR标记应用中出现的问题进行了讨论,以期为下一步开展西藏野生观赏植物资源的分子研究奠定基础。

利用SSR标记鉴定棉花品种和纯度研究进展

概述了SSR标记在棉花(Gossypium spp.)的指纹图谱构建、遗传多样性分析、品种纯度检测、品种间差异性相关分析等方面的研究进展,并对其应用前景进行了展望,旨在为今后的研究提供借鉴。

不同生态区谷子品种表型鉴定及SSR遗传多样性分析

为了明确不同生态区谷子品种的遗传多样性和遗传结构,本研究对175份来源不同的谷子品种进行29个表型性状鉴定和36对简单序列重复(SSR)标记分析。结果表明,谷子数量性状的平均遗传多样性指数最高,质量性状最低;不同类性状中,单穗码数、开花至成熟日数和粒色遗传多样性指数最高,分别为2.0828、2.0125和1.0787。36对SSR引物中,共检测到401个等位基因,平均11.4个,Shannon指数和多态性信息含量(PIC)平均为2.0172和0.8106;标记B142、B225的Shannon指数和PIC值最高,是评价谷子遗传多样性的理想SSR标记。不同生态区表型和SSR标记多样性比较结果表明,春谷中晚熟区(ML)遗传多样性指数最高,春谷早熟区(EM)次之,夏谷区(SS)最低;春谷中晚熟区谷子品种有10个性状指标最高,且全生育期最长。春谷中晚熟区不同类型材料中,汾阳的质量性状遗传多样性指数和SSR标记Shannon指数均最高,长治数量性状遗传多样性指数最高,太原Ⅱ的生育期遗传多样性指数最高;不同类型材料间差异较低,其中7个数量性状指标差异未达显著水平;汾阳的株高最高,出谷率最低,太原的育成种穗颈最长,但穗粗显著低于其他类型。基于表型和SSR标记的类群划分与品种来源均具有一定相关性;具有同一亲本(晋谷21号或豫谷18)的材料在基于表型的聚类中分布较集中,而在分子标记群体结构中分布较分散。本研究结果为谷子育种亲本选择、遗传改良和品种选育提供了理论依据。

SSR标记在水稻遗传育种中的应用

SSR(simple sequence repeat)是一种基于PCR(polymerase chain reaction)的DNA分子遗传标记,广泛分布于整个植物基因组。笔者对SSR标记在构建水稻分子遗传图谱、基因定位和克隆、QTL(quantitative trait loci)分析、品种鉴定、分子标记辅助选择育种等方面的研究进展进行了综述。

利用MISA工具对不同类型序列进行SSR标记位点挖掘的探讨

为扩大MISA工具(MIcro SAtellite identification tool)的适用范围,本研究尝试用MISA对其他类型的序列进行分析,探讨关键参数对分析结果的影响。研究收集了5种类型的甜菜序列数据,探讨了不同类型序列适用的相关分析参数,以及不同参数对分析结果的影响。利用MISA工具分析了5种类型的甜菜序列,其中4种来自公共数据库,1种来自课题组前期工作。结果表明在适当的参数下,配合适当的序列库格式化处理,MISA可以应用于不同的甜菜序列类型。可分析的序列库长度上限取决于去冗余工具的要求,并影响去冗余处理的时间和结果,重复单元长度的限定参数影响位点挖掘数量和引物设计成功率,序列长度的分布范围不影响分析。应用参数调整后的脚本,从5种甜菜序列库中共挖掘出了SSR标记位点约8000个。可知MISA的应用范围可以扩展,需要调整的关键参数包括2项:序列库的长度上限与重复单元长度。建议序列长度在程序与硬件允许的情况下尽量长,重复单元长度根据研究目标调整。