普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料ISSR分子标记遗传差异研究

首次采用ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat)分子标记,对我国北方冬麦区普通小麦（14份）、斯卑尔脱小麦（10份）、密穗小麦（11份）和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代（12份）共47份材料进行了遗传差异研究,以探讨拓宽杂交小麦育种亲本遗传基础的途径,并分析利用ISSR分子标记构建小麦杂种优势群的可行性。所用11个ISSR引物在47份材料中共扩增出238条带,其中208条具有多态性,占总数的87．4％。每个引物可以扩增出11－38条多态性带,平均为18．8条。比较分析发现,不同类型材料群体内的ISSR多态性都很高,其中以普通小麦最高（80．3％）,轮回选择后代次之（78．7％）,斯卑尔脱小麦（75．0％）和密穗小麦（74．9％）相对较小。遗传距离（GD）计算结果表明,不同类型材料群体间的平均遗传距离在0．3115－0．3442之间,明显高于不同类型材料群体内的GD平均值（0．2351－0．2743）,特别是轮回选择后代材料与普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦之间也具有较大的遗传差异,平均遗传距离分别为0．3217、0．3256和0．3198。聚类结果显示,普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料明显划分为4大不同类群。斯卑尔脱小麦、密穗小麦以及外源小麦（含国内）为主要血缘的轮回选择后代单独聚在一起,是与其他材料明显不同的一个新的类群,表明利用轮选择方法创建新的小麦杂种优势群是可行的。另外,仅利用11个ISSR引物就能将所有供试的47份材料明显区分开来,并准确地确定各个基因型之间的遗传差异和亲缘关系。据此,提出了可以利用ISSR分子标记对小麦杂种优势群进行划分的结论。     

美洲黑杨遗传差异的SRAP和EST-SSR分析

采用SRAP和EST-SSR分子标记对美洲黑杨I-69及与其有亲缘关系的4个美洲黑杨品种进行遗传差异分析,比较两种分子标记在遗传差异性分析中的适用性,为美洲黑杨的鉴别提供准确的分子技术依据。结果表明:(1)以SRAP标记筛选出21对引物组合,共扩增出287条谱带,多态性条带209条,多态性比率72.8%,遗传相似系数为0.548 1~0.769 2。(2)以EST-SSR标记筛选出17对引物,共扩增出86条谱带,多态性条带69条,多态性比率80.2%,遗传相似系数为0.444 4~0.717 2。(3)对SRAP和EST-SSR以及两者混合数据形成的3个遗传相似矩阵进行相关性分析结果显示,SRAP和EST-SSR分别同综合数据之间呈显著相关(r=0.844 2,r=0.830 8)。(4)聚类分析发现,两种分子标记的聚类结果有一定差异,SRAP聚类结果同综合数据分析的结果一致,说明SRAP标记更适用于杨树亲缘关系较近材料的遗传差异分析。     

小桐子EST-SSR分子标记的开发与种质遗传多样性分析

小桐子（Jatrophacurcm）适应性强,不择土壤,种子油脂性能适宜生物柴油的生产,是重要的生物柴油植物。基于小桐子种子发育过程中的EST序列,采用生物信息学方法,从4640个EST非冗余序列上鉴别了1009个SSR位点并分析其分布特征;开发了11对多态的EST—SSR分子标记,并利用这些分子标记调查了24个不同地理种源的遗传多样性,从每个位点的等位基因数目（2—3,平均为2．45）、期望杂合度（He为0．0887—0．5128,平均是0．2736）、多态信息含量（PIC为0．0847～0．4031,平均是0．2313）等方面反映了小桐子种质的遗传多样性低。进一步分析显示不同地理种源的遗传关系缺乏明显的地理结构。作者开发的EST—SSR分子标记不仅有助于小桐子种质的遗传多样性研究,也有助于小桐子种质间的遗传关系鉴别。     

斯卑尔脱小麦的起源与遗传研究及其在普通小麦育种中的利用

斯卑尔脱小麦(Triticum spelta L.)是具有原始染色体组的带皮栽培种,其形态特征明显,是丰富小麦遗传变异、增强抗性等的重要基因资源.斯卑尔脱小麦与普通小麦间具有较大遗传差异,与普通小麦杂交具有很强的杂种优势.斯卑尔脱小麦氨基酸和微量元素含量较普通小麦含量高,且营养成分也更丰富.向普通小麦导入斯卑尔脱小麦的有益基因是改良普通小麦抗性和品质的有效途径之一.     

高丹草EST-SSR标记的开发及其遗传多样性

对NCBI数据库中210 878条高粱EST序列进行处理, 得到57 498条无冗余EST序列, 经SSR搜索, 发现3 338个SSR分布于3 116条EST序列中, 分布频率为1/11.28 kb, 包括215种基元重复类型。其中三核苷酸重复最高, 占68.33%, 二核苷酸重复占17.97%。3 338条SSR序列中有1 694条序列能够设计出引物, 所占比例为50.75%。选取14对引物进行合成, 对50份高丹草、7份高粱和3份苏丹草材料进行了EST-SSR扩增, 共检测到72个等位变异, 平均每对引物检测出5.14个基因位点。每对引物多态性指数范围为0.54~0.93, 遗传距离的变化范围0.1646~0.6398。结果显示：供试材料具有较丰富的遗传多样性, 根据EST-SSR数据的聚类分析, 将供试材料按亲缘关系远近分为5大类, 来源相同的品种大致聚在一类, 呈现出一定的地域性分布规律。同时发现4个特异分子标记, 其中引物D1763只对314A和白壳苏丹草杂交后代GB-4-2高丹草审定品种产生特异性, 此标记已作为该材料的特异性标记用于种质资源的鉴定中, 同时表明, EST-SSR标记是高丹草遗传多样性及特异性研究的一种有效方法。     

小麦大面积种植品种与骨干亲本的遗传差异解析

为了解小麦大面积种植品种和育种骨干亲本的遗传差异特点,利用分布于小麦全基因组的428个SSR标记对4个大面积种植品种和4个骨干亲本进行了比较分析。结果表明,8个材料间的遗传距离变异范围为0.460~1.126,平均0.876,其中骨干亲本间的平均遗传距离(0.955)高于大面积种植品种(0.718)。骨干亲本中检测到的等位变异数较大面积种植品种高16.4%,前者的平均等位变异(2.90)也略高于后者(2.43)。从不同基因组和染色体来看,骨干亲本在A、B和D基因组上及19对染色体(除了2D和6D)的平均等位变异均高于大面积种植品种。以上分析表明骨干亲本的遗传异质性高于大面积种植品种。进一步比较二者的分子差异,发现骨干亲本中有518个特有等位变异(在大面积品种中没有出现),其中Xwmc513和Xbarc59为骨干亲本共有位点,大面积品种中也检测到315个特有等位变异,其中Xp3029、Xwmc235、Xgwm518、Xgdm43、Xbarc146和Xcfd80为共有位点。前人研究表明骨干亲本的一些染色体区段传递给了大面积种植品种,在它们的形成中发挥了重要作用。本研究发现的特异位点可能是遗传研究中除了骨干亲本重要位点之外的一些需要重点关注的基因组区域,进一步研究有助于解析一个品种是被大面积推广利用或成为骨干亲本的形成原因。     

西花蓟马EST-SSR信息分析、标记筛选及其与Genomic-SSR的多态性比较

西花蓟马Frankliniella occidentalis是一种世界性入侵昆虫, 近年来传入我国并不断扩散蔓延。基于简单重复序列（simple sequence repeats, SSRs）的西花蓟马种群遗传结构研究对于揭示其传播途径等具有重要的指导价值。本研究对来源于西花蓟马的13 839条EST序列进行了uni-EST组装、 EST-SSR信息分析以及标记筛选, 并比较了EST-SSR与Genomic-SSR在分析遗传多样性方面的差异。结果表明： 在7 707个singlets中共找到2 623个SSR位点, 分布于1 930个uni-EST中, 平均每2.21 kb就出现一个SSR位点。重复单元中, 以单碱基重复单元为主（83.00%）, 其次是四碱基重复单元（11.17%）, 而二、 三、 五和六碱基重复单元所占比例较低（分别为1.41%, 0.80%, 2.02%和0.91%）。设计出的22对EST-SSR引物中, 4对引物能稳定扩增出清晰的目的条带; 荧光标记毛细管电泳发现3对引物表现出多态性。西花蓟马EST-SSR与Genomic-SSR多态性分析表明, 这3对多态性EST-SSR引物揭示的多态信息含量（PIC）为0.48~0.69, 比5对多态性Genomic-SSR引物揭示的PIC（0.88~0.92）略低。本研究结果可为今后更深入开展西花蓟马的种群遗传结构分析提供帮助。     

基于G-SSR和EST-SSR标记的鲫6个群体遗传结构分析

研究同时利用非编码区和编码区微卫星标记(G-SSR和EST-SSR)分析黑龙江、长江、奉化江及淮河水系共6个野生鲫(Carassius auratus)群体的遗传多样性及遗传结构, 并比较2类不同来源SSR用于鲫群体遗传多样性分析的差异。8个G-SSR标记在6个鲫群体中检测到173个等位基因, 平均N_a、N_e、H_o、H_e以及PIC分别为22、12.9、0.769、0.893和0.879, 群体间F_st值介于0.008—0.085, 其中来自黑龙江水系的2个群体与其余水系的所有群体均达到或接近于中等程度的遗传分化, 而长江、奉化江和淮河水系4个群体间的遗传分化程度不明显。Nei’s遗传距离介于0.203—0.701; 根据遗传距离所绘制的UPGMA聚类图将6个鲫群体划分为2个大分支, 其中来自黑龙江水系的2个群体聚为一枝, 其余水系群体聚为另一枝。贝叶斯分析也支持这一结果, 将6个鲫群体划分为2个最佳理论群。利用8个EST-SSR标记在6个鲫群体中共检测到155个等位基因, 平均N_a、N_e、H_o、H_e以及PIC分别为19、9.5、0.728、0.870和0.855; 群体间F_st值和Nei’s遗传距离分别介于0.005—0.084和0.117—0.683; 基于EST-SSR标记的UPGMA聚类分析和贝叶斯分析也将6个鲫群体划为两大类群: 黑龙江水系群体; 长江、奉化江和淮河水系群体。G-SSR和EST-SSR标记检测6个鲫群体的平均多态信息含量(PIC)分别为0.786—0.864和0.761—0.833。研究结果显示: 6个野生鲫群体均具有较高的遗传多样性, 但黑龙江水系群体多样性低于其他水系群体; 尽管EST-SSR标记的多态性略小于G-SSR标记, 但是2类微卫星标记均揭示了相似的鲫群体遗传结构和分化格局。研究结果对鲫种质资源的保护和EST-SSR标记在鱼类群体遗传学研究价值的评价提供了新的信息。     

利用SSR标记分析海南普通野生稻的遗传多样性

选用平均分布于水稻基因组的28对SSR引物,对海南不同纬度5个普通野生稻居群的163份材料进行遗传多样性和遗传结构研究。结果表明:(1)海南普通野生稻具有较高的遗传多样性,28个位点共检测到227个等位变异,平均等位变异数A=8.1071,有效等位变异数Ae=4.4190,平均期望杂合度He=0.4004,实际观察杂合度Ho=0.7062,香农指数I=1.6048;(2)居群的遗传分化系数较大,总的遗传变异中有46.40%存在于居群间(Fst=0.4640);(3)居群内杂合体较高(F is=-0.7069),根据固定指数(F=0.0588)计算出的异交率t=0.8889,说明海南普通野生稻的繁育系统属于一种较高的异交混合交配类型。     

小麦SSR和EST-SSR引物对无芒雀麦的通用性分析

无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)具有营养价值高、产量大、利用季节长、耐寒耐旱、适应性强等优良品质。为了解小麦SSR和EST-SSR引物在亲缘植物无芒雀麦中的通用性,本研究选用位于普通小麦7个部分同源群的203对SSR引物和46对EST-SSR引物对无芒雀麦基因组DNA进行了扩增。结果显示:有137对(67.49%)SSR和30对(65.22%)EST-SSR引物对无芒雀麦可以有效扩增,平均扩增条带数分别为2.8和2.5,即小麦SSR和EST-SSR引物在无芒雀麦中具有较高的通用性;研究还发现,来自小麦B基因组和第5同源群染色体的引物在无芒雀麦中的有效扩增比率和平均扩增条带数最低。据此推断,小麦B基因组和第5同源群染色体可能与无芒雀麦基因组的亲缘关系较远。该研究对开发无芒雀麦基因组的特异分子标记、进行遗传多样性分析和功能基因定位等具有一定的参考价值。     

中国石榴栽培群体遗传多样性的荧光AFLP分析

以中国山东、安徽、陕西、河南、云南和新疆6个栽培石榴群体的85个品种类型为试材,利用荧光标记AFLP对中国石榴群体遗传多样性进行了研究。结果表明：8对引物组合在种级水平扩增的多态性位点数范围从135～185个不等,平均为158.25个,多态位点百分比范围为62.5%～86.11%,平均为73.26%,说明中国石榴品种遗传多样性较为丰富;石榴品种种级水平遗传多样性大于群体水平,6个群体的遗传多样性依次为河南群体〉新疆群体〉陕西群体〉安徽群体〉山东群体〉云南群体,并且具有显著性差异;群体间的遗传分化系数GST为0.2018,说明石榴遗传变异主要存在群体内,群体间的遗传变异占总变异的20.18%,根据基因分化系数,测得的基因流Nm为1.9027,说明中国石榴群体间存在适当的基因交流;UPGMA聚类分析结果表明,同一群体的大部分品种都聚在一起,但同时存在部分基因交流。所有遗传参数表明,中国石榴栽培品种遗传多样性较为丰富,其中河南群体遗传多样性显著高于其他群体,在中国石榴品种选育中具有更为广阔的应用前景。     

小麦体细胞无性系SSR位点的遗传变异特性分析

研究结果表明:(1)小麦体细胞无性系SSR位点变异类型有:扩增片段迁移率的变大或变小、扩增片段缺失以及新的扩增片段;(2)变异特点为:变异频率与基因型有关,不同染色体组上的SSR位点变异频率不同,而不同无性系后代的SSR位点变异频率也不同;(3)同一SSR位点的变异类型在同一基因型的无性系后代中变异表现一致,在不同基因型无性系后代中的变异表现不同,有的SSR位点在无性系后代中表现出一致的变异,而有的则不一致。     

从CIMMYT引进的人工合成六倍体小麦D染色体组微卫星分子标记的遗传差异

采用微卫星（SSR）分子标记技术,选用23个D染色体组特异性引的对来自CIMMYT的26份人工合成六倍体小麦D染色体组的遗传多样性进行了分析。研究发现,26份材料在D染色体组上存在丰富的等位基因变异（92个）,平均每个基因座为4个。遗传距离计算结果也显示,26份材料D染色体组之间具有较大的遗传差异,平均遗传距离高达0．4955。因此,人工合成六倍体小麦D染色体组中存在丰富的遗传多样性,可以作为拓宽普通小麦遗传基础的新的遗传变异来源。研究还发现,由同一个粗山羊草基因型与不同硬粒小麦杂交合成的人工合成六倍体小麦（如合成种17和18）在所用检测的23个基因座中有3个存在差异,说明小麦在多倍化后,供体基因组在重复序列区域会发生遗传分化。     

用EST-SSR分子标记技术构建大白菜核心种质及其指纹图谱库

利用EST-SSR分子标记对大白菜种质资源基因库中686份样品所代表的1 900份大白菜种质资源进行分析研究.构建大白菜种质资源的核心种质并且形成核心种质的EST-SSR指纹图谱库.结果表明利用4组鉴定白菜品种的EST-SSR的特异性标记组合,获得近158个EST-SSR多态的标记,对大白菜种质资源基因库中686份样品所代表的1 900份大白菜种质资源进行核心种质的构建提供了分析数据.形成的核心种质包括168份样品,占库存资源的8.8%,它的多态位点百分率保持了原群体的100%.所构建的核心种质涵盖了原资源的绝大部分区域来源的品种,包含了早、中、晚熟品种中所有典型的大白菜类型和其相关的特征特性.并进一步进行了核心种质资源遗传多样性分析.核心种质的EST-SSR指纹图谱库中,每一份样品的指纹都是唯一的,为登记、评价、整理、分发、繁殖等种质资源库的管理和育种者对其材料的利用提供了重要的有价值的信息.EST-SSR标记组合是构建中国大白菜核心种质及其指纹图谱的经济、高效的方法.     

农杆菌介导的小麦遗传转化几个影响因素的研究

采用携带gus和（或）bar基因双元表达载体（p3301,pBTAaB)的3个根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens)菌株（AGL-1,EHA105和LBA4404）对普通小麦（Triticum aestivumL.)冬性栽培品种农大170和农大146的幼胚及幼胚愈伤组织进行了遗传转化,结果表明,菌液浓度OD6001.0和侵染时间1h对外植体的生存和转化最为有利;侵染前对外植体进行高渗处理较明显地提高了抗性愈伤获得率;乙酰丁香酮（AS）对小麦转化的作用随菌株和外植体的不同而异;菌株/质粒组合,受体基因型及外植体的类型,年龄和生理状态对转化效率有很大的影响,条件优化后,得到大量具有PPT抗性的愈伤和一些抗性植株,抗性愈伤的GUS染色阳性率在50%-60%之间,所检测的抗性苗呈GUS阳性,对6株抗性苗的PCR和Southern检测初步证明,外源基因已经整合到其中3株的基因组中。     

Genetic Diversity and Population Structure Analysis of European Hexaploid Bread Wheat (Triticum aestivum L.) Varieties

Progress in plant breeding is facilitated by accurate information about genetic structure and diversity. Here, Diversity Array Technology (DArT) was used to characterize a population of 94 bread wheat (Triticum aestivum L.) varieties of mainly European origin. In total, 1,849 of 7,000 tested markers were polymorphic and could be used for population structure analysis. Two major subgroups of wheat varieties, GrI and GrII, were identified using the program STRUCTURE, and confirmed by principal component analysis (PCA). These subgroups were largely separated according to origin; GrI comprised varieties from Southern and Eastern Europe, whereas GrII contained mostly modern varieties from Western and Northern Europe. A large proportion of the markers contributing most to the genetic separation of the subgroups were located on chromosome 2D near the Reduced height 8 (Rht8) locus, and PCR-based genotyping suggested that breeding for the Rht8 allele had a major impact on subgroup separation. Consistently, analysis of linkage disequilibrium (LD) suggested that different selective pressures had acted on chromosome 2D in the two subgroups. Our data provides an overview of the allele composition of bread wheat varieties anchored to DArT markers, which will facilitate targeted combination of alleles following DArT-based QTL studies. In addition, the genetic diversity and distance data combined with specific Rht8 genotypes can now be used by breeders to guide selection of crossing parents.     

7种川产淫羊藿属植物遗传多样性及亲缘关系的ISSR分析

利用ISSR分子标记对7种12居群的川产淫羊藿属植物进行遗传多样性及亲缘关系分析。结果发现23个ISSR随机引物共扩增194条清晰条带,其中169条具多态性,平均多态性位点比率为87.11%,有效等位基因数Ne=1.534 2,Nei基因多样性指数H=0.314 4,Shannon多样性指数I=0.469 7,表明物种间遗传多样性丰富。7种川产淫羊藿属植物间的遗传相似系数为0.653 2～0.748 9,聚类分析和主成分分析直观的显示出12份供试材料间的亲缘关系,并将其分为两类。表明ISSR分子标记技术可以用于川产淫羊藿属植物的遗传多样性和亲缘关系分析。