SSR技术及其在果树上的应用

SSR(Simple sequence repeat)技术以其丰富的多态性、共显性遗传、重复性好和操作简便等优点日益受到重视,已成为植物遗传和育种研究中不可缺少的分子标记。对SSR技术的原理和特点作了简要的介绍,较详细地分析了如何获得SSR引物,特别是综述了果树上SSR引物的研究现状,同时将其与其它几种主要的分子标记进行了比较分析,认为SSR标记检测的位点多态性水平明显高于RFLP,而且重复性优于RAPD;着重介绍了SSR技术在果树种质资源和构建果树遗传图谱及基因定位等研究中的应用现状;指出SSR技术将在果树科研上起到重要的作用。

SSR技术及其在果树研究上的应用

SSR分子标记技术有丰富的多态性、重复性好和操作简便等优点,它已经成为植物遗传育研究中不可缺少的分子标记技术。对SSR技术的原理和特点作了介绍,分析了如何获得SSR引物,着重介绍了SSR技术在果树种质资源和构建果树遗传图谱的研究现状,指出了SSR技术将在果树科研上起到重要的作用。

巴西橡胶树SSR遗传图谱的构建

以热研88-13×IAN873的94个F1群体为试材,利用简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR)标记,采用FsLinkage MAP 1.0软件,构建了巴西橡胶树热研88-13×IAN873的遗传连锁图谱。从441对SSR引物中筛选出160对具有多态信息的引物,在分离群体中共检测到206个多态性位点,176个位点用于遗传图谱的构建;χ2检验结果显示,有147个位点符合1:1分离比例,有12个符合1:2:1分离比例,有17个符合1:1:1:1的分离比例,共有13个偏分离位点,偏分离率低(7.38%);91个SSR位点被分为18个连锁群,覆盖橡胶树基因组1 937.06 cM,每个连锁群包含2～16个位点,标记间的平均距离为21.29 cM。

ISSR及其在果树上的应用

ISSR是一种基于微卫星序列发展起来的新的分子标记,具有简便、稳定、DNA多态性高等优点。ISSR标记呈孟德尔式遗传,大部分ISSR标记为显性标记。综合有关文献就ISSR的原理、操作及其在果树种质鉴定、遗传多样性检测、亲缘关系分析和遗传图谱构建等方面的应用和进展进行简要的阐述。

明清板栗古树遗传多样性的SSR分析

板栗（Castanea mollissima Blume）属于壳斗科（Fagaceae）栗属（Castanea Miller）植物,广泛分布于全国23个省（区、市）[1],年产量约213.2万吨,是我国的传统木本粮食树种和优势经济林树种。

EST-SSR标记及其在果树研究中的应用

近年来大量ESTs数据的出现已成为开发SSR标记的重要来源。EST-SSR作为一种新型的分子标记,不仅具备传统基因组SSR标记的特点,而且以其开发经济和通用性高等优势已在很多植物中得到开发和应用。简要介绍了EST-SSR标记的原理和特点,重点综述了其在果树的遗传多样性分析、遗传连锁图谱的构建、比较作图和分子系统发育等研究领域的应用现状,期望为今后该项技术在果树研究上的应用提供参考。

24份西番莲种质SSR分子标记分析

采用SSR标记对24份西番莲材料的遗传多样性进行研究,从45对引物组合中筛选出16对扩增带清晰、重复性好的引物组合。结果表明:16对SSR引物共产生68条扩增带,其中58条为多态性条带,多态性条带比率平均为85.3%,24份材料的遗传相似系数(GS)的范围为0.09-1.0;UPGMA法聚类分析结果表明,24份西番莲种质以0.45为阈值可分为7大类,SSR标记丰富的多态性可在西番莲分子生物学领域中广泛应用。

广西部分地区野生茶树遗传关系EST-SSR标记分析

为了明确广西野生茶树种质资源的遗传背景,该研究从广西的宁明县、金秀县、苍梧县收集到14份地方野生茶树种质资源,以17个国家级茶树良种作为参照,采用EST-SSR分子标记技术,探讨了广西这三个地方野生茶树与国家级茶树良种间的亲缘关系以及广西地方茶树自身的遗传多样性。结果表明:15对EST-SSR引物共检测到68个等位基因,平均每个引物可扩增出4.53个,其中多态性位点为60个,多态性比率达88.2%。平均观测杂合度、平均期望杂合度、平均Shannon信息指数分别为0.42、0.55和0.97。PIC值在0.23~0.74之间,平均为0.52,多态性较好。遗传相似系数在0.53~0.9之间,平均值为0.71,31份供试材料在遗传相似系数为0.71分为5组群,76%参照品种聚在A组群,而广西本地的野生茶树资源则主要分布在B、C、D、E组群。利用该研究中的4对核心引物即可将31份供试材料全部区分开,挑选其中10个多态性较好的等位位点进行编码,构建31份供试种质的DNA分子指纹图谱。这表明广西野生茶树资源与国家级茶树良种间遗传差异较大、亲缘关系较远、遗传基础宽、多样性非常丰富,可作为茶树育种的亲本或开展茶树功能基因研究的材料。

小麦新种质N95175抗白粉病基因的SSR分析

为明确小簇麦新种质N95175抗白粉病基因的遗传效应和基因位点,采用常规分析法结合SSR技术进行抗性基因的遗传分析和分子标记研究。抗性基因常规分析结果表明,N95175分别与高感白粉病普通小麦品种陕160和陕优225两个杂交组合的F1均现高抗,F2抗感植株比例分别为115∶43和111∶48,经χ2检验,符合3∶1的显性单基因孟德尔遗传分离比例,即该抗白粉病基因为显性单基因遗传。利用208对小麦微卫星引物对N95175×陕优225的F2抗感分离群体分析结果表明,Xgwm570和Xwmc553均与抗白粉病基因连锁,遗传距离分别为13.38和12.03 cM。Xg-wm570和Xwmc553两者之间在两群体中的遗传距离为3.74 cM。利用两引物对N95175×陕160组合F2代进行标记验证分析,分析结果与接种后调查结果符合率为89.24%。根据Xgwm570和Xwmc553在小麦染色体的位置,将N95175的抗白粉病基因定位在6A染色体上。

玉米QR-001/QS-001组合F_2群体SSR连锁图谱构建

以自育的高抗玉米粗缩病自交系QR-001为母本、高感自交系QS-001为父本,配制了包含281个单株的F2分离群体为作图群体。选用在玉米基因组中均匀分布的1 028对SSR引物在双亲间进行多态性引物的筛选,共检测到110个可以鉴别F2群体各单株标记基因型的SSR多态性标记。借助QTL IciMapping Version 3.3软件构建了较好覆盖玉米10条染色体的分子标记连锁图谱,图谱总长度为1 343.2 cM,标记间平均距离为10.3 cM。其中1个分子标记(bnlg161)不与连锁群连锁。所建连锁群中有26.6%的SSR分子标记发生偏分离。该图谱的构建为玉米抗粗缩病QTL定位、分子标记辅助选择和分子设计抗病育种等研究奠定了基础。

黄瓜23对高多态性SSR标记的筛选与评价

目前在黄瓜种质研究中仍然缺乏可用的引物。利用黄瓜基因组连锁遗传图谱开发的995对备选SSR引物,挑出在7条染色体上均匀分布且能扩增出清晰稳定单一条带的多态性引物23对,并利用这些引物对黄瓜种质遗传多样性进行了探讨。通过来自不同国家和地区的30份代表性黄瓜种质资源进行SSR扩增分析,从中能够得到153条多态性条带。不同引物分析得到的种质遗传多样性差异较大,供试种质间平均期望杂合度为0.57,平均PIC值(多态性信息量)为0.60。23对引物可以清晰检测出亚洲、欧美和印度群体遗传多样性,较客观地反映了群体结构和地域性差异等信息。

浆果类果树EST-SSR标记的开发及应用

随着表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)信息的涌现,使得EST-SSR技术(expressed sequence tag-simple sequence repeat,EST-SSR)成为一项新型分子标记辅助育种方法广泛应用于植物遗传研究中,其不仅继承了SSR标记的特点,还具有稳定标记、开发费用低、多态性高和物种间通用性好等优点。EST-SSRs来自于表达基因,能够直接或间接获得功能基因信息,进而有助于开发具备重要农艺性状的浆果类果树种质资源。本文根据近些年来浆果类果树EST-SSR标记的相关研究,从遗传图谱的构建、遗传多样性分析、品种鉴定和物种间通用性等方面进行综述,以期通过运用EST-SSR标记,发现浆果类果树新基因、培育新品种,鉴定亲缘关系,从而推动浆果类果树的育种进程。

基于SSR的人参果色种质资源遗传多样性评估

该研究基于Illumina Xten平台对人参样本进行浅层测序,利用MISA进行SSR位点的筛选,采用Primer 3软件进行SSR引物设计。对180对引物进行多态性引物筛选,从扩增成功的多态性引物中,再选取峰型清晰、多态性好、易于统计的15对引物,对吉林地区36个不同果色的人参样品的遗传多样性和种质资源进行分析。结果显示红果人参遗传多样性较高,其平均等位基因N;、单倍体遗传多样性h分别为1.031、0.172。NJ聚类分析表明红果人参和黄果人参存在明显的种质混杂,粉果人参单独聚为一支,种质资源较为纯化。STRUCTURE结果表明粉果人参中单一基因型的比例较高,红果人参和黄果人参居群内基因型丰富,存在明显的种质混杂。AMOVA分析揭示了人参的遗传变异主要发生在居群内个体间(61.00%,P<0.001),发生在居群间的较少(39%,P<0.001),居群间均质化明显。粉果人参可能蕴藏着稀有基因型,是优质、高产、多抗等新品种选育以及品种遗传改良的基因来源,也是种质资源可持续开发利用的物质基础。

黄瓜白色果皮基因遗传规律及定位研究

以黄瓜嫩果深绿色果皮自交系1507(P1)和白色果皮自交系1508(P2)为亲本,构建6世代遗传群体(P1、P2、F1、F2、BC1P1、BC1P2),对黄瓜嫩果白色果皮基因(w)进行遗传规律分析和基因定位研究。结果表明,黄瓜白色果皮性状由隐性单基因(w)控制,深绿色对白色为显性。利用F2群体,结合分离群体分组分析法筛选得到了14个与w基因相关的SSR标记,构建了该基因的SSR连锁群,将其定位到黄瓜3号染色体上,两侧的标记为SSR23517和SSR23141,遗传距离分别为4.9cM和1.9cM。侧翼标记之间的物理距离为1 150kb,在该区域中共预测了500个候选基因。该研究对w基因的初步定位,为该基因精细定位及分子标记辅助选择育种奠定了良好的基础。

果树分子标记辅助育种研究进展

随着分子生物学的不断发展,分子标记在果树育种中发挥的作用也愈发重要。本文主要对不同果树育种的分子标记类型及分子标记在果树种质资源鉴定、抗性育种、无核育种、早熟育种、品质改良育种、分子遗传图谱构建与数量性状座位(QTL)基因定位等方面的应用进行了综述,为果树分子标记辅助育种提供参考。

黄瓜瓜长性状的QTL定位分析

以黄瓜野生变种PI183967(Cucumis sativus L.hardwickii)和新泰密刺选系931为亲本获得的包含179个单株的F2群体为作图群体,构建了一张包含234个SSR标记、7个连锁群(分别对应黄瓜的7条染色体)的黄瓜遗传图谱,该图谱覆盖基因组长度829.7cM,平均图距3.5cM。结合F2和F3的表型数据,共检测到5个瓜长QTL,分布在第1、4、6号染色体上,贡献率在7.1%～14.1%之间。

甜瓜果实相关性状QTL分析

以WI998(厚皮网纹、纯雌株甜瓜品系)为母本,以3-2-2(薄皮、雌雄异花同株甜瓜品系)为父本进行杂交,通过单粒传得到了含有124个F6:7家系的重组自交系群体,构建遗传连锁图谱。在608对SSR引物中筛选出亲本间有多态性的引物150对,多态率为24.67%;该图谱包含17个连锁群,覆盖基因组长度为1246.67cM,标记间的平均距离为9.59cM。应用复合区间作图法对甜瓜单果质量(Fw)、果实硬度(Ff)、果实长度(Fl)、果形指数(Fsi)及果肉厚度(Ft)等性状进行QTL分析,共检测到15个QTL,分别分布在第1、4、5、6、8、10、13、14、15、17连锁群上,其中8个QTL贡献率超过10%,位于第13连锁群的QTLFf13.2贡献率最大,为26.45%。标记ECM87与Fsi8.2位于同一位点,标记CM33与Fsi15.1紧密连锁,遗传距离为0.6cM。

家蚕品种资源的遗传多样性与分子系统学研究

利用微卫星(SSR)标记,在DNA分子水平上对不同地理系统和化性的家蚕品种之间的遗传差异进行了研究。结果表明:在11对引物中均出现稳定的扩增带,扩增带总数为106条,最多的有16条,最少有4条,平均每个引物9.6条。利用单匹配相似系数和UPGMA聚类法对结果进行分析,发现其SSR不但具有品种特异性,而且具有系统特异性,证明不同化性及地理系统的家蚕在进化上属有显著差异的类群。

核果类果树遗传连锁图谱的研究进展

遗传连锁图谱构建是基因组研究中的重要环节,是基因定位与克隆乃至基因组结构与功能研究的基础。近20a来,分子生物学特别是分子标记技术的飞速发展为高饱和核果类遗传连锁图谱的构建和利用奠定了基础。目前国内外已经公布十几张核果类的遗传连锁图谱,但这些图谱均有不同的缺陷。因此,我们就核果类遗传连锁图谱的构建进展、性状的QTL定位及比较图谱应用进行了综述,并探讨了核果类遗传连锁图谱研究的前景和存在的问题。

逆转座子分子标记及其在果树上的应用

基于逆转座子特殊的转座机制及其生物学特性发展的逆转座子分子标记,具有多态性高、基因组覆盖度广、适于高通量分析等特点。就常见逆转座子分子标记的原理、操作及其在果树种质鉴定、遗传多样性检测、亲缘关系重建和遗传图谱构建等方面的应用进展进行简要阐述,以期为此类技术在果树上的应用提供参考。