基于SSR的中国糜子遗传多样性分析

以40份来自中国的糜子种质资源为材料,利用5对糜子特异性SSR引物研究上述试材的遗传多样性,以期为糜子育种提供一定的理论数据。结果表明,40份试材中共检测出14个等位基因位点,每对引物的等位位点数在2~5之间,平均为3.5。PIC值在0.42~0.69之间,平均为0.52。相似性系数分析表明,遗传相似系数在0.61~0.99之间,平均为0.8;聚类分析结果发现,在相似系数0.68处将40个品种分为5大类群,第一类群共12个品种,属于北方春糜子区;第二类群共7个品种,属于西北春夏糜子区;第三类群共16个品种,大多属于华北夏糜子区;第四类群的4个品种来自不同的生态区,包括东北春糜子区、北方春糜子区、黄北高原春夏糜子区和华北夏糜子区;第五类群只有来自山东的1个品种,来源于华北夏糜子生态区。该结果可为中国糜子的分类以及育种提供参考依据。     

糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析

【目的】糜子生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高,了解糜子资源的遗传多样性和遗传结构,为今后糜子杂交育种、种质创新、挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。【方法】采用表型鉴定和SSR分子标记对糜子资源进行遗传多样性检测。利用模糊隶属函数法分析糜子种质的株高、主穗长、叶片长、叶片宽、主茎节数、主茎粗、单株穗重、单株粒重和千粒重9个表型性状的分布情况。利用DPS7.05软件进行表型性状的遗传多样性分析、相关性分析和主成分分析,综合评价糜子种质资源的优劣。利用CTAB法提取糜子嫩叶基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对不同地区的96份糜子种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,后经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染后显色。利用PowerMaker 3.25软件计算每对引物的等位基因数（A）、主要等位基因频率（M）、基因多样性指数（He）和多态性信息含量指数（PIC）,并进行N-J遗传距离的统计分析;利用Structure 2.3.1分析群体遗传结构。【结果】糜子表型遗传多样性分析表明：9个表型性状分布集中,且绝大部分呈极显著相关;单株粒重和单株穗重遗传变异最丰富,不同省份的资源在表型性状上表现出不同的遗传多样性,山西资源表型遗传多样性最丰富。采用主成分分析法和综合评价法表明,内糜1号的综合性状表现最差,宁糜15号的综合性状表现最好。采用19对SSR引物对96份糜子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出112个等位变异;每个位点的等位变异数为3-9个,平均5.9个;平均主要等位基因频率为0.7045;平均基因多样性指数为0.4097;平均多态性信息含量位点百分数为39.2%。不同地理来源糜子种质资源的遗传多样性分析表明,各省份间糜子资源的亲缘关系均较近;山西省资源的基因多样性指数及多态性信息含量百分数最高,分别为0.357和33.01%。基于模型的遗传结构分析和基于遗传距离的聚类分析将试验材料划分为3个类群,两种分类结果有一定相似性,皆与生态环境密切相关。【结论】糜子遗传变异较为丰富,遗传多样性高,尤其是山西糜子资源的遗传多样性最丰富;不同地理来源的糜子种质资源亲缘关系均较近,且其遗传多样性与生态环境密切相关。     

不同类型玉米种质群体的SSR遗传多样性分析

利用SSR标记对人工合成群体、地方种质群体和热带、亚热带群体等3种不同类型群体进行遗传多样性分析,26对SSR引物在供试群体内共扩增出184个等位位点.多态性位点数、多态位点比例、基因型数以及遗传距离等分析表明,三类群体均具有较丰富的遗传变异,且热带、亚热带群体内个体间的遗传距离大于地方种质群体和人工合成群体.这一结果说明热带、亚热带群体内的遗传变异较大,面人工合成群体与地方种质群体内的遗传变异则相对较小且基本相当.     

陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性SSR分析

 【目的】甘肃陇南地区是小麦条锈菌最主要和最大的越夏区,本研究的目的是分析该地区的小麦条锈菌自然群体的遗传结构,探索其分子遗传变异规律。【方法】采用TP-M13-SSR 荧光标记技术,对甘肃省陇南地区8个种群409个小麦条锈菌分离株基因组DNA进行SSR标记分析。【结果】陇南地区小麦条锈菌的观察等位基因数（Na）为1.95,有效等位基因数目（Ne）为1.43,Nei's (1973)基因多样性指数（H）为0.27,Shannon 信息指数(I)为0.41。武都、文县和秦城种群遗传多样性较高,徽县、成县和西和种群相对较低。AMOVA分析结果表明,小麦条锈菌群体间和群体内都存在着一定的遗传分化,群体间的遗传变异占总变异的12.5%,群体内遗传变异占87.5%。地区间的基因流Nm =1.83。【结论】陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性很丰富,但地区之间有一定的差异;群体遗传变异主要存在于群体内部,不同地区间存在基因的交流和病原菌的移动。     

42份云南玉米自交系基于SSR荧光标记的遗传多样性分析

通过分析云南常用42份玉米自交系品种的遗传多样性,以及云南近些年新育成自交系的遗传背景,为云南地区玉米育种提供参考依据。利用30对SSR多态性引物,对42个玉米自交系品种进行等位基因多样性和聚类分析,共检测到277个等位基因变异,平均每个位点检测到的等位基因数为9.2个,变化范围4～17个,片段大小介于86～434 bp之间,每个SSR位点的多肽信息量(PIC)在0.7008～0.9979之间,平均为0.9712。基于UPGMA进行遗传聚类分析,供试材料分类不明显,遗传相似系数均大于0.82,遗传相似度较高。目前由于大部分的玉米自交系品种都由骨干自交系而来,品种资源狭窄、遗传多样性不够丰富,导致新育成的玉米品种遗传背景相似,血缘关系相近,因此亟需在品种资源的有效利用、资源评价、材料共享和交流等方面开展相关工作,促进玉米种业发展。     

加工型马铃薯实生群体的SSR鉴定与遗传多样性分析

【目的】对四倍体马铃薯F1群体杂种的真伪性进行SSR分子标记鉴定,并对群体与其亲本的遗传多样性进行分析,为加工型马铃薯新品种的选育、种质创新和遗传改良提供理论依据。【方法】将淀粉加工型马铃薯品种天薯10号与炸条加工型品种克新17号进行杂交,获得227份F1群体基因型(KT-1~KT-227)。采用轮筛法从70对马铃薯SSR引物中筛选扩增条带清晰、差异性较强、具有双亲特异条带的引物,利用筛选出的引物分析227份马铃薯杂交后代单株的杂种真伪性和遗传多样性,利用NTSYS-pc 2.1软件分析群体和亲本的遗传关系。【结果】共筛选出7对特异性引物,分别为S180、STI049、STI019、STI005、STI024、STG0016和STI007。7对引物相互补充鉴定出227份株(系)均为真杂种,真杂种率为100.0%。在引物STI019、STG0016、STI005、STI007的扩增结果中,分别有70,58,20和18份单株出现了双亲都没有的新条带,7对引物扩增结果中均出现不同数量单株亲本位点的缺失。供试材料间的相似系数为0.54~1.00,表明供试材料间遗传差异较大,遗传多样性比较丰富。UPGMA聚类分析结果表明,在相似系数为0.62时,基因型KT-150单独聚为第Ⅰ大类,占F1群体的0.44%;其余228份材料聚为第Ⅱ大类;在相似系数为0.67时,第Ⅱ大类又分为2类:第1类偏向父本克新17号,共74份株(系),占F1群体的32.60%;第2类共152份株(系),占66.96%。在相似性系数为0.69时,第Ⅱ大类第2类又分为2个亚类,第1亚类偏向母本天薯10号,共142份,占62.56%,表明F1群体表现为偏母遗传;第2亚类只有10个单株,占F1群体的4.41%。在相似性系数为0.73时,第Ⅱ大类第2类第1亚类又分为2个亚亚类,第1亚亚类67份株(系),第2亚亚类75份株(系)。【结论】KT-150、KT-95、KT-223、KT-97、KT-214、KT-227、KT-234、KT-119、KT-121、KT-205和KT-207这11份基因型与亲本及其他基因型之间相似性较小,重组变异率较高,有望进一步筛选出综合性状优良的加工型马铃薯株(系)。     

利用SSR荧光标记分析山西糯玉米农家种的遗传多样性

采取混合取样策略,利用荧光SSR技术对来源于山西省的45份糯玉米地方品种和40个位点进行了分析。结果表明,在45个糯玉米地方品种中,共检测出等位变异241个,每个位点检测出3~11个等位变异,平均每个位点6个;多态性信息量(PIC)变化范围在0.27~0.87,平均每个位点0.71;标记索引指数(MI)变化范围在1.35~9.53,平均每个位点4.42;聚类分析可将45份糯玉米地方品种划分为4个类群。结果显示,部分品种有许多特有的等位变异,应引起特别的注意,需作进一步的分析与研究。     

油料树种千年桐的SSR标记开发、遗传多样性与群体结构分析

  目的  千年桐是大戟科油桐属的一种重要的工业油料树种,较同属的油桐具有更强的抗枯萎病能力,近年来受到了广泛关注。然而,因千年桐栽培历史短及种质管理的不足,目前对其分子遗传方面的研究还非常有限。本研究旨在开发千年桐的基因组SSR标记,进而开展其种质的鉴定、遗传多样性与群体结构分析。  方法  采用RAD测序技术获得千年桐简化基因组以开发SSR标记,基于SSR标记利用分子变异分析（AMOVA）、非加权组平均法（UPGMA）聚类、主坐标（PCoA）与群体结构分析等方法对来自3个不同地理分布的共105份千年桐种质资源进行研究。  结果  17个多态性的三核苷酸基因组SSR标记被开发,并能够很好地鉴别所有收集的105份千年桐种质。在其中62份种质中检测到85个私有等位基因,涉及15个SSR位点。AMOVA分析发现,千年桐群体间呈现出中等程度的遗传分化,但群体内的遗传变异远高于群体间的遗传变异。群体结构分析显示,3个来自不同地理分布的千年桐群体中存在4个不同的基因库,群体间既有进化独立性,又有较高程度的遗传混合,这一结果与UPGMA和PCoA分析的结果基本一致。  结论  新开发的17个SSR标记有效鉴定了105份千年桐种质,揭示了其遗传多样性和群体遗传结构,对千年桐种质保存和育种计划具有非常重要的参考价值。      

基于SSR荧光标记的79份桃种质遗传多样性分析

【目的】利用SSR荧光标记毛细管电泳技术对取自国家果树种质南京桃资源圃的79份种质进行基因分型和遗传多样性分析,筛选出多态性高的引物可用于桃品种间鉴定、亲缘关系分析,并用于分子标记辅助选种体系建立。【方法】对母本‘中油4号’进行从头测序,以物理距离1 Mb为单位在全基因组范围内开发SSR标记。以79个桃品种为材料进行PCR扩增,扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测后筛选目标条带清晰且多态性丰富的标记。对筛选出的标记进行5′端荧光修饰,PCR产物在ABI3730XL测序仪测序,实现对标记的复筛。利用Genemapper 4.0软件对测序结果进行统计,Data Formater 2.1软件将统计得到的bp数据转换成Power Marker v3.25软件所需要的数据格式。对筛选出的引物进行多态性分析,选择多态信息含量（PIC）大于0.45的荧光SSR引物作为79份种质材料的核心引物。以Nei’s为参数,利用NTSYSpc 2.1软件中的UPDM聚类方法分析品种间的遗传多样性。利用基于贝叶斯模型的Structure v2.3.4软件解析79份种质的居群遗传结构。【结果】基于79份种质,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳对覆盖全基因的SSR标记进行初筛,共筛选出207对多态性良好的引物;利用SSR荧光标记毛细管电泳技术对207对引物进行复筛,最终筛选出26对核心引物,利用其中5对核心引物可将79份品种完全区分开。26对SSR核心引物在79份桃种质中共扩增出174种多态性基因型,每对引物扩增出的基因型为4—13种,平均每对引物扩增出6.69个基因型,每对引物的多态信息含量PIC在0.45以上。基于207对SSR引物在79份种质中扩增出的位点信息,构建了79份种质的遗传关系图谱和居群遗传结构图。207对引物从遗传距离上将79份种质划分为7组,从居群结构上分为2组。79份品种遗传多样性较高,部分品种聚类结果与系谱图相符。【结论】构建了79份材料的聚类分析图和居群遗传结构图,在一定程度上揭示了79份材料的亲缘关系。由于桃复杂的遗传背景,不能依据单一特性对品种间亲缘关系进行判定。本研究筛选出的26对核心引物可用于全基因组范围内连锁性状的鉴定、桃种质资源鉴定、新品种鉴定及保护、分子标记辅助育种体系构建。     

利用SSR标记研究96个玉米自交系的遗传多样性及其群体遗传结构

分析玉米自交系的遗传多样性,研究其种质群体的遗传结构,为配制优势杂交种提供理论依据。利用108对SSR标记引物,对96份玉米自交系进行遗传多样性分析。针对目标群体,使用STRUCTURE软件,进行群体遗传结构评估。设定亚群数目(K)为1～9,并假定标记位点都是独立的,利用△K(k)确定最适合的K值,进而生成Q-matrix。SSR分析表明,108对SSR引物共检测到472个等位片段。每对引物可以稳定检测到2～9个等位片段,平均每对引物检测到4.37个等位片段。群体结构评估表明,最合适的K=2,即目标群体中存在2个亚群。     

利用荧光SSR分子标记评估中国栗属植物遗传多样性

【目的】利用SSR分子标记研究中国栗属植物遗传多样性、亲缘关系和群体遗传结构的特点,为栗属植物的资源改良、种质创新与利用提供理论依据。【方法】利用不同产区的12个板栗品种对330个SSR分子标记进行筛选,获得高质量的12对SSR引物。随后在高分辨率的毛细管电泳上对栗属4个种的96份资源进行位点信息检测。用Power Marker 3.25、GenAlEx 6.51、FigTree v1.4.3和Structure 2.3.3对全部资源进行群体遗传多样性的相关分析。【结果】对96份资源进行检测,共获得129个等位变异,每个标记平均有10.750个位点变异。位点多样性（GD）变幅为0.656（CmSI0396）—0.877（CmSI0930）,平均为0.800;观察杂合度（Ho）变幅为0.329（CmSI0742）—0.769（CmSI0702）,平均为0.615;期望杂合度（He）变幅为0.489（CmSI0742）—0.789（CmSI0922）,平均为0.672;多态信息含量（PIC）变幅为0.586（CmSI0396）—0.868（CmSI0930）,平均为0.774。从不同栗属植物种群间的遗传多样性来看,茅栗种群的观察位点数（Na）、有效等位变异（Ne）和Shannon多样性指数最高,其次是板栗种群,最低是日本栗种群。从两两群体间的遗传分化指数（Fst）可知,栗属植物种间的遗传分化值在0.077—0.180,整体种群间存在中等以上程度的分化,板栗种群、锥栗种群与日本栗种群间的遗传分化值分别为0.165和0.180,表现出较大的遗传分化。同时,栗属植物种群的基因流（Nm）为1.580>1,也说明种群间存在较频繁的基因交流,由此降低了由基因遗传漂变所引起的各种群间遗传分化程度。分子方差分析（AMOVA）结果表明,变异主要发生在种群内,占总变异量的73%,种群间的变异占27%。UPGMA聚类分析、主坐标分析和群体遗传结构结果较一致,各资源的遗传背景存在明显的种间界限,部分资源在世代遗传中继承了不同祖先种的遗传信息。例如,资源65、71和82号为混合类型资源,包含有茅栗和日本栗的遗传背景,而现在的两种间存在地理隔离。在相同生态区域的栗属植物种间存在一定的基因交流,没有形成完全的生殖隔离。48号资源‘广东矮生’同时含有板栗和茅栗的遗传背景,在地理分布上该资源原生地正处于板栗和茅栗资源的重叠生态区。【结论】筛选的12对SSR引物能够准确地评估中国栗属植物的遗传多样性,综合聚类分析可确定栗属植物的类群划分与种间信息高度一致且种间存在一定的基因交换。     

糜子农艺性状的遗传多样性分析

对27份糜子种质资源的7个农艺性状的遗传多样性进行了分析。结果表明:糜子种质资源遗传变异丰富,穗重的多样性指数最高,为2.02,千粒重的多样性指数最低,为1.66。基于农艺性状的聚类分析把27份种质分为4大组群,其中,第二组群的012-77和043-8的穗重和穗粒重最高,属于丰产型种质,应作为糜子杂交育种的亲本加以重点利用。     

基于SSR标记的黍稷种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

【目的】利用SSR标记,分析黍稷种质资源（野生材料和地方品种）的遗传多样性水平,揭示不同来源黍稷种质资源的亲缘关系和遗传群体结构差异,为黍稷起源进化研究奠定基础。【方法】用6份地理差异显著的黍稷种质资源对137对小宗作物课题组开发的具有多态性的SSR引物进行初步筛选,最终筛选103对条带清晰、扩增良好且多态性稳定的SSR引物,利用这103对多态性SSR标记对146份黍稷材料进行PCR扩增,通过遗传参数、聚类、遗传结构等分析,评估不同个体间及不同群体间的遗传多样性,探讨遗传结构差异。【结果】103对SSR标记共检测出308个等位基因（Na）,平均值为2.99,平均Shannon-Weaver指数（I）为0.8478,平均期望杂合度为0.3642,平均多态性信息含量指数（PIC）为0.5544。103对SSR标记的分布区间为0-1、1-2、2-3、3-4和4-5,分辨率范围为0.334-4.002,77.67%的标记分布于区间1-4,具有适度分辨力。国内资源的观测等位基因数（2.9126）、多样性指数（0.8302）、期望杂合度（0.5023）、多态性信息含量指数（0.5278）均高于国外资源,遗传多样性更丰富。12个群体的遗传距离的变化范围为0.0783-0.5762,均值为0.2938;遗传一致度变化范围为0.5620-0.9247,均值为0.75,遗传相似性与地理分布具有一定相关性,地理分布越近,遗传距离越小,遗传一致度越高。聚类分析在遗传距离为0.15处可以把12个群体分为4个组群,其中南美洲和山西资源各自独立分为一支,与其他资源亲缘关系较远。个体间聚类中,国内外资源划分非常显著,在遗传距离为0.63处,146份黍稷资源可分为3大组群,组群Ⅰ和组群Ⅱ为国外资源,组群Ⅲ为国内资源。组群Ⅱ在遗传距离为0.39处又分为3个亚群,组群Ⅲ在遗传距离为0.45处分为5个亚群,其中亚洲与欧洲资源、中国河北与中国山西、中国内蒙古资源的遗传关系较近。遗传结构分析结果显示国内外群体间存在明显的遗传分化,其中5个组群（组群2、组群5、组群6、组群7和组群9）为国内野生资源特有基因型,分布较为分散;2个组群（组群1和组群4）为国外资源特有基因型,分布较为集中。中国宁夏、南美洲资源的群体结构趋向单一化,中国河北、中国黑龙江、亚洲资源的群体结构趋向多元化。UPGMA聚类结果与遗传结构分析结果一致,且不同地区黍稷资源群体间遗传关系远近均与其地理分布相关。【结论】野生资源的遗传多样性高于国外资源,其中中国河北群体的遗传多样性最丰富,中国河北可能是黍稷的起源中心。     

基于荧光检测技术的小麦品种SSR鉴定体系的建立

【目的】建立基于SSR荧光标记的小麦品种DNA指纹鉴定体系,为中国小麦育成品种鉴定提供高通量技术手段。【方法】收集已定位到小麦21条染色体上的SSR标记引物,通过PCR扩增和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测技术,筛选在中国小麦育成品种中多态性高的标记,对筛选出的引物5′末端利用6-FAM、HEX、ROX和TAMRA 4种荧光染料之一进行标记,利用DNA分析仪对扩增产物的峰型进行评价并检测不同等位变异的扩增片段大小,选择峰型简单易读、多态性高、较均匀分布到21条染色体上的标记,确定不同位点等位变异的大小及相应的参照品种,建立基于荧光SSR标记的高通量小麦品种鉴定体系。【结果】利用2 438对SSR标记对8份植物学性状差异大的小麦育成品种进行初步筛选,共筛选出260对多态性较高、扩增稳定的SSR引物。利用上述260对引物对48份小麦品种继续进行复筛,选出130对扩增稳定、多态性高、带型好的SSR引物。对这些引物的正向5′末端分别标记6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光后,利用DNA分析仪进行检测评价,最终选择了42个PCR扩增稳定、峰图简单、多态性高、连锁群分布均匀的SSR荧光标记。根据DNA分析仪检测到的每个标记的不同等位变异大小,为相应位点的不同等位变异进行了命名,并为每个等位变异选取了相应参照品种。根据每个引物标记的荧光和扩增的片段大小范围对42对引物进行合理搭配,在同一毛细管内对多个荧光标记进行检测,提高了DNA指纹数据采集效率,降低了检测成本。利用该体系对1 625份小麦育成品种进行DNA指纹数据采集,在42个位点中共检测到434个等位变异,每个位点的等位变异个数在3-23,平均10.3个;每个位点的PIC值范围为0.240-0.829,平均0.610。利用1 625份小麦育成品种DNA指纹数据,构建了中国小麦育成品种的DNA指纹数据库。【结论】筛选出42对SSR标记引物,建立了基于荧光SSR标记的小麦品种鉴定体系,可用于高通量小麦品种DNA指纹鉴定。     

谷子种质资源遗传多样性研究

利用谷子基因组序列开发出SSR引物205对,其中171对可以稳定扩增出目的条带,149对有多态性。利用30个多态性SSR标记对41份谷子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出291个等位变异,平均每个位点9.7个。谷子地方品种基因多样性指数平均为0.7907,育成品种基因多样性指数平均为0.7571。对41个谷子品种进行聚类,在遗传相似系数为0.164时聚为6组,与生态型基本一致。     

基于SSR标记的粒用高粱资源遗传多样性及群体结构

为粒用高粱资源的科学利用和新品种选育提供参考,利用SSR分子标记对156份全国籽粒高粱进行全基因组基因分型。结果表明:33个SSR分子标记的扫描共获得186条多态性DNA条带。多态指数(PIC,polymorphism information content)值为0.01~0.73,平均值为0.45。材料间遗传相似系数GS(Genetic Similarity)变异范围为0.15~0.9,平均值为0.53。NJ(Neighbor Joining)聚类分析和主坐标分析(PCOA,Principal-Coordinates Analysis)将156份高粱资源划分为3个类群:类群I为来源于贵州、四川和云南的56份南方高粱;类群Ⅱ包含的48份全部是北方高粱,来源于辽宁、内蒙古、山西、北京和河北等地;类群Ⅲ包含52个南方和北方的高粱,来源于黑龙江、吉林、陕西、山东、湖北和云南等地。     

大麦SSR标记遗传多样性及其与农艺性状关联分析

【目的】分析大麦亲本材料的遗传多样性,寻找与部分农艺性状相关联的分子标记,为大麦杂交组合的配置及分子标记辅助育种提供依据。【方法】利用86个SSR标记对113份大麦亲本材料进行多态性扫描,并进行遗传多样性分析。挑选57个标记进行群体遗传结构分析,在此基础上采用Tassel 2.1 GLM（general linear model）和MLM（mixed linear model）方法进行标记与农艺性状的关联分析。【结果】86个标记共检测出200个等位变异,变异范围为1—5个;基因频率的变异范围为0.0088—1.0000,Shannon指数变异范围为0.0000—1.2236;遗传相似系数（GS）变异范围在0.5504—0.9897,平均值为0.7477。通过群体遗传结构分析将供试材料分为4个亚群。以GLM分析,发现9个与株高、穗长、芒长、穗粒数和小穗着生密度相关联的标记,各标记对表型变异的解释率在0.0507—0.2766;以MLM分析,发现6个与株高、芒长和小穗着生密度相关的标记,各标记对表型变异的解释率在0.0238—0.1999。【结论】利用SSR标记分析了113份大麦亲本材料的遗传多样性及群体遗传结构,并通过2种关联分析模型,分别寻找到了9个与株高、穗长、芒长、穗粒数相关联,6个与株高、芒长和小穗着生密度相关联的标记,这些标记位于1H、2H、3H、4H和7H染色体。