烟草种质的SSR标记遗传多样性及青枯病抗性的关联分析

烟草青枯病是影响烟草产质量的主要病害之一,开发出与烟草青枯病抗病性密切相关的优异等位基因,可加速抗病品种的选育进程。据此,本研究选用94份烟草种质材料作为研究对象,运用236个SSR标记对这些材料进行基因分型和群体结构分析,开展基于连锁不平衡的关联分析探测与青枯病抗性相关的分子标记。结果表明,236个SSR标记在94份烟草种质中检测到904个等位变异位点,平均每个SSR标记为3.83个位点;这些SSR标记的多态性信息量（PIC）值在0.1361~0.8760之间,平均为0.5136。基于SSR基因分型数据,构建了126个标记单倍型;在此基础上进行群体结构分析,将94份种质划分为2个类群,表明本研究烟草种质的群体结构简单,有利于减少伪关联。二年田间抗病性数据与单倍型的关联分析发现7个单倍型与青枯病抗病性密切相关,其中有3个单倍型在二年的田间试验中均表现出与青枯病抗性密切相关,平均解释率超过10%。研究结果可为烟草青枯病抗病材料的分子标记辅助筛选提供参考。      

烟草种质材料TSNA含量的关联分析

摘要:利用分布于烟草24个染色体的具多态性的SSR标记和MFLP标记,分析24份烟草种质材料的遗传多样性,在此基础上对烟叶中烟草特有亚硝胺（TSNA）含量的表型变异与标记多态性进行关联分析。结果显示,33对MFLP引物和28对SSR引物在24份烟草材料中共发现188个多态位点;群体结构分析将24份烟草材料分为3个亚群,且亚群划分与烟草类型（烤烟、晾晒烟和白肋烟）基本一致;关联分析发现1个SSR位点和6个MFLP位点至少与1种TSNA含量的相关性在P<0.01水平上显著,其中标记MFLP26与烤后烟叶中NNN含量的相关性极显著（P<0.001）,表型变异解释率最高（R2=0.5831）。因此,这些显著关联的分子标记可为筛选低TSNA含量的烟草材料提供参考。      

基于关联分析发掘烟草高钾优异等位变异

采用全基因组454个SSR位点对96份烤烟种质资源进行了群体分型,获得有效等位变异1038个。NJ聚类分析将供试材料分为3个类群,群体结构分析表明,当K=3时,ΔK值最大。同时对该供试材料在4个环境进行了烟叶钾含量测定,其频率符合正态分布。采用混合线性模型(MLM),进行了标记-性状关联分析,获得11个烟草钾含量的关联标记。通过不同基因型的钾含量对比,获得5个高钾优异等位变异。为验证这些优异等位变异,本研究又利用这5个关联标记扫描了其他130份烟草种质,获得了一致的结果。表明可以利用这5个高钾等位变异对烟草种质资源进行定性筛选,促进烟草高钾种质的利用和品种选育。     

基于SSR分子标记的部分烤烟种质资源遗传多样性研究

为准确评价部分烟草种质资源的遗传多样性,利用42对已发表多态性较好的烟草SSR标记引物对38份烤烟种质资源进行分析,筛选出22对引物在这些种质间存在多态性,平均等位位点数为3.68个,Nei's多样性指数平均为0.451,Shannon信息指数平均达0.789。UPGMA聚类分析表明,红花大金元有明显特异性。遗传结构分析显示,参试材料可分为2个类群,类群1和类群2分别包含16份和22份种质材料,且类群1变异范围大于类群2,类群2材料多表现为自然株高在210 cm以下,叶数20~25,茎围10~11 cm,田间赤星病较严重,青枯病发病相对较轻。研究结果为提升SSR分子标记筛选效率和部分烤烟种质创新应用提供理论依据。     

以关联分析发掘烟草抗赤星病基因分子标记

筛选与抗赤星病位点紧密关联的分子标记,为烟草分子标记辅助育种提供依据。利用404对SSR引物对96份烟草种质材料进行基因组扫描,分析其群体结构,并进行烟草赤星病抗性关联分析。结果表明,在两种不同环境条件下共检测到38个与烟草赤星病抗性显著关联的分子标记(P≤0.01),其中标记PT60236、PT50668、PT50176、PT53770、PT60080和PT50727关联强度较大或在不同环境条件下被重复关联到,分别位于6号、8号、9号、19号、3号和23号烟草连锁群上。关联到的分子标记可以用于烟草抗赤星病育种的辅助选择。     

利用荧光MFLP 标记技术分析烟草种质的遗传多样性

微卫星锚定片段长度多态性(MFLP)是一种新型分子标记技术,本研究依据该技术原理,通过将M13 通用荧光接头连接在设计的 SSR 引物上对扩增产物进行荧光标记,建立了适合于烟草的荧光 MFLP 标记体系;在此基础上,利用该技术从144对选择性扩增引物组合中筛选出15对适宜的引物组合,对32份来自于不同国家和地区的烟草种质材料的遗传多态性进行了分析。试验结果显示,这些引物组合扩增的产物在 32 个烟草种质中的多态性范围为 2～13 个,平均 4.3 个;利用种质材料间遗传多态性开展的遗传相似性分析表明,32 份烟草种质间的相似系数在0.40到0.83之间。运用UPGMA聚类分析和主坐标分析法,有效地将这些烟草种质材料的来源和类型进行了分类。结果表明,荧光 MFLP 标记技术能有效地发现供试烟草材料的DNA多态性,表明该技术适用于烟草遗传特性分析的研究和应用。     

烟草抗青枯病育种研究进展

概述了国内外抗青枯病烟草种质抗性遗传特性和抗性相关分子标记研究、分析了我国种质资源的抗性鉴定结果、比较了中国和美国抗青枯病品种的抗性以及亲本。TI448A是国内外少数抗青枯病种质资源之一,其抗性由多对加性基因控制,美国烤烟品种的青枯病抗性大多来源于TI448A。烟草青枯病抗性容易受环境影响,且与TI448A抗性相关的分子标记缺乏。因此,鉴定抗病种质和抗病育种,需要建立稳定可靠的抗性鉴定方法、进行多年多点的抗性鉴定。开发分子标记尤其需要采用永久性遗传群体。提出了抗青枯病育种存在的问题,并讨论了解决办法。     

231份烤烟种质资源SSR标记遗传多样性及其与农艺性状和化学成分的关联分析

本文旨在分析烤烟种质资源遗传多样性,通过关联分析寻找与烤烟农艺性状和化学成分相关联的分子标记,为分子标记辅助选择育种和提高烤烟育种效率奠定基础。利用均匀分布于烟草24个连锁群上的120个SSR标记分析了231份烤烟种质资源的遗传多样性及群体遗传结构,在此基础上采用TASSEL 5.0 GLM（general linear model）和MLM （mixed linear model）方法进行标记与表型性状变异（8个农艺性状和5个化学成分）的关联分析。通过遗传多样性分析,共检测出403个等位变异,变异范围2-21个,平均每个标记3.36个;引物的多态性信息含量（PIC）为0.036~0.785,平均值为0.408;供试材料间遗传距离为0.003~0.371,平均值为0.148。通过非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析,在遗传距离（GD）值为0.153水平上可将231份烤烟材料聚为4大类。通过群体遗传结构分析将供试材料划分成3个亚群,且每个亚群分别包含117、38和76份烤烟材料。通过GLM_Q和MLM_Q+K两种关联分析模型,分别检测出17个和9个与13个表型性状显著相关,其中9个标记在两个年份和两种模型中均被检测到与同一性状在P < 0.001水平上极显著相关,且MLM_Q+K未能检测到新的关联标记;3个株高相关标记（TM10481、PT54964和TM20580）、2个叶数相关标记（TM10846和PT60728）、1个茎围相关标记（TM25276）和1个叶长相关标记（TM11215）与已报道的QTL定位结果一致,可应用于烤烟分子标记辅助选择育种。      

黑龙江省种植大豆品种遗传多样性分析及与性状关联SSR标记筛选

为从分子水平鉴定黑龙江省种植大豆品种的遗传多样性,并筛选与蛋白质、脂肪、百粒重和水分等大豆主要性状显著关联的SSR分子标记,本研究利用18对SSR引物,采用荧光毛细管电泳法分析黑龙江省75个种植大豆品种遗传多样性,并与性状进行关联分析。结果表明：18个SSR标记中的10个标记可以实现单对引物准确鉴别42个大豆品种,18个SSR标记的等位变异的数目变化为3（Satt387）~12个（Satt100）,平均每个位点等位变异数为7.333个,多态信息指数范围为0.146（Sat_084）～0.675（Satt442）,平均多态信息指数为0.405;群体结构分析发现,该群体分为3个亚群;性状关联分析表明,标记Satt175和Satt100与脂肪存在显著关联,标记Satt514和Satt294与百粒重存在显著关联,其中Satt294与百粒重和水分均存在显著关联。研究结果为探索大豆品种间的亲缘关系,挖掘大豆相关性状的关联位点,验证大豆种质资源的真实性,以及保障黑龙江省大豆品牌和食品安全提供数据支撑。     

烟草青枯病抗性的全基因组关联分析

为发掘并定位烟草青枯病抗性遗传位点,利用RAD简化基因组重测序技术（RAD-seq）,以219份遗传多样性较高的国内外烟草品种作为供试自然群体,利用田间病圃鉴定供试材料的青枯病抗性,通过全基因组关联分析（GWAS）,发掘抗病基因组区段,并进行抗病候选基因预测。结果表明,筛选鉴定到8个高抗青枯病的烟草品种,获得了384 904个高质量的SNP位点,对烤烟群体的基因组连锁不平衡衰减（LD）距离进行了估算,平均为256 kb。在烟草基因组内发掘到1个与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,峰值SNP在17号染色体的23 977 382 bp处,p=6.196×10^-7,能解释14.29%的表型变异,在该区段内预测到4个抗病候选基因。本研究为烟草青枯病抗病基因克隆及分子育种提供了较为明确的基因组定位信息。     

烤烟种质资源SSR核心引物的筛选及验证

为筛选到适合烤烟品种利用的核心引物,准确评价烟草种质资源遗传多样性和亲缘关系,利用5份遗传差异明显的烤烟种质对分布于烟草24条连锁群上的2317对SSR引物进行初步筛选,筛选出70对引物。再利用20份不同地理来源的烤烟种质对初筛引物进行复筛,最终确定24对核心引物。利用核心引物对20份烤烟种质进行遗传多样性分析,共得到85个多态性位点,平均PIC值为0.52,平均等位位点数为3.54。同时对这20份烤烟种质进行聚类分析和主坐标分析,验证24对核心引物的有效性。结果显示,两种研究方法结论一致,与种质亲缘关系吻合度较高。表明该SSR核心引物体系准确有效,可以适用于烤烟种质资源鉴定和遗传多样性分析。     

一个与烟草TMV抗性基因N紧密连锁的共显性SSR标记

烟草普通花叶病（Tobacco Mosaic Virus,TMV）是烟叶生产的主要病害,为建立烟草抗TMV分子标记辅助选择体系,本研究以高抗TMV烤烟品种Coker176和易感TMV烤烟品种Y3以及它们的BC1F1群体为试材,采用分离集团分组分析法（Bulked Segregation Analysis,BSA）和简单序列重复（Simple Sequence Repeat,SSR）标记技术,筛选与TMV抗性基因N紧密连锁的共显性SSR标记。通过对18764对SSR引物的分析表明,有396对SSR引物在两亲本间有多态,选出1对SSR引物TM508-007扩增出的标记与TMV抗性的N基因紧密连锁,遗传连锁距离为0.41 cM,证实获得的与TMV抗性基因N紧密连锁的共显性SSR标记稳定可靠,可用于烟草抗TMV分子标记辅助选择。      

普通烟草种质资源的SSR标记与指纹图谱分析

利用SSR标记构建了烟草核心种质中80份普通烟草种质的指纹图谱。从286对SSR引物中筛选出8对多态性较好的引物,对这些烟草种质进行分析,共检测到85个多态性位点。研究表明,这8对多态性SSR引物可以将80份烟草种质完全区分开,每份种质都有各自独特的指纹图谱,表明SSR标记完全适用于普通烟草种质鉴定和指纹图谱构建工作。     

同科植物SSR引物在烟草遗传差异分析中的应用研究

为丰富分子标记类型,加速烟草种质资源遗传多样性的研究利用,从番茄、辣椒的SSR引物中选择22对SSR引物,用遗传差异较大的14个烟草材料筛选引物,应用筛选出的引物对24份烤烟材料进行扩增,分析其遗传差异性。22对SSR引物中筛选出8对重复性好、多态性高的引物。8对引物在24份烤烟材料中共检测到98条遗传多态性带,引物多态信息量变化范围为0.451～1,平均0.646。品种间的遗传相异系数变异范围为0.3445～0.8626,平均0.6052。引物9扩增的谱带可把24个品种完全区分开。在遗传距离为0.62水平可将24份材料聚为四大类,其聚类结果与实际亲缘关系基本一致。因此,同科植物的SSR引物能较好地从分子水平上揭示烟草种质资源遗传背景和亲缘关系,可以应用于烟草品种资源的遗传差异分析。     

烟草青枯病抗病的动态QTL分析

为检测控制烟草青枯病抗性动态变化的QTLs，以大叶密合×长脖黄建立的158份F₆代重组自交系（RIL）群体为研究对象，利用SSR和InDel标记进行基因分型，并运用JoinMap 4构建一个含有24个连锁群、覆盖2269.3 cM的遗传图谱；该图谱含有546个SSR和80个InDel标记，平均标记密度达到了3.63 cM/标记。结合2016和2017连续两年不同调查期各株系的病情指数，使用WinQTLcart 2.5软件的复合区间作图法（CIM）进行QTL定位，在2016年的4个调查期中分别检测到4、4、6和4个青枯病抗病QTLs，其表型变异解释率在5.03%~13.07%之间；而在2017年的4个调查期分别定位到7、3、6和6个青枯病抗病QTLs，其表型变异解释率在4.63%~18.18%之间。两年共检测到28个青枯病抗病QTLs，其中有7个QTLs在不同调查期中被重复定位，但没有一个QTL可以在所有调查期中出现；另外，不同调查期检测到QTL的数目与表达效应存在较大差异。这些结果表明烟草在发病的不同阶段可能有不同的抗性基因发挥作用，且其表达具有一定的时序性。     

烟草种质资源遗传多样性与群体结构分析

发掘优良基因,为改良烟草品种提供理论依据。采用ABI-3500xl遗传分析仪对87份烟草种质材料进行多态性检测。在87份烟草种质中,41对SSR引物共检测出241条多态性位点,平均为5.88个位点。遗传相似系数为0.47~0.91,PIC值为0.23~0.91,平均为0.63。群体结构分析表明,当K=2时,△K值最大,即87份烟草材料可划分为2个类群P1和P2,P1类群又可划分为5个亚类,P2类群可划分为2个亚类。烟草种质资源遗传多样性丰富,群体结构划分与种质类型不完全相关。