32个柿主栽品种SSR图谱构建及遗传变异分析

以32份柿主栽品种为试验材料,利用SSR标记技术构建其指纹图谱并进行遗传多样性分析。从78对候选引物中筛选出20对多态性高、稳定性好的引物作为核心引物,构建柿主栽品种SSR指纹图谱。结果显示:(1)20对引物在32份材料中共扩增出183条多态性条带,每对引物扩增出3～20条不等,平均每对引物扩增出9.15条,多态性比率为81.3%。各个位点的杂合度在0.410 3～0.914 3之间,平均为0.702 7。(2)8对引物在12个品种上具有特征带型,采用5对引物进行组合鉴定即可将32个柿品种完全区分开。(3)依据SSR带型特征,对每对引物生成的不同带型直接编号,简化柿SSR带型记录方法,并利用每个品种的带型编号,建立其DNA指纹图谱,结果表明,核心引物组合法比特征谱带法更适用于构建中国柿主栽品种DNA指纹图谱。(4)根据系统聚类分析将32个柿主栽品种分为两大类,品种间的亲缘关系与地理来源具有一定的相关性。     

基于SSR标记分析大豆疫霉根腐病抗源的遗传多样性

丰富的遗传多样性可为大豆育种提供宽阔的遗传基础,本研究基于35对SSR标记,对60份东北地区大豆疫霉根腐病抗性品种进行了遗传多样性分析,共检测到189个等位基因,平均每个位点等位变异数5.4个,多态性信息含量指数(PIC)为0.1550~0.8195,平均为0.6636;遗传相似系数的变异范围为0.31~0.74。利用5对高多态性SSR引物构建了60份抗性材料的指纹图谱,这5对SSR引物构建的指纹图谱可以将60份疫霉根腐病抗性材料逐一区分开。采用NTSYS2.10基于遗传距离的聚类分析,将60份抗性材料分为7个类群,其中78.33%的抗性品种(系)的遗传相似系数在0.45~0.74间,表明遗传差异相对较窄,品种间遗传多样性水平较低。聚类分析与群体遗传结构分析结果有部分重合,均反映出不同地区的抗性材料间存在一定的渗透和交流。     

中国主栽香菇品种SSR指纹图谱的构建

以商业栽培的25个香菇(Lentinula edodes)品种为材料,应用SSR分子标记技术进行区别性分析。本研究使用14对引物,引物的多态性为100%,每对引物产生的等位基因数为2～9个,平均5.0个,基因型数为2～12个,平均6.3个。预期杂合度为0.1151～0.8131,平均预期杂合度为0.6126;PIC值为0.1064～0.7736,平均PIC值为0.5541。25个品种中,除申香10号和申香12号不能区分外,对其他23个品种清晰鉴别,为构建香菇栽培品种的SSR分子指纹图谱提供了依据和方法。本方法获得的数据可以成为重复性良好、实验室间可比对的香菇栽培品种标准指纹图谱,在品种特异性鉴定中不再需要已有所有品种做参照,较RAPD、ISSR、SRAP等鉴定方法工作量大大减少。     

猕猴桃品种SSR分析的初步研究

通过对16对高多态性的猕猴桃SSR引物筛选,选用了9对稳定、适用性好的引物对我国栽培的48个猕猴桃品种(品系)进行了初步研究,在9个多态性位点上共获得213个等位基因片段,其SSR指纹图谱可将供试品种完全区分开。遗传多样性分析和分辨力检测表明,我国猕猴桃栽培品种具有较高的遗传多样性,SSR标记在猕猴桃品种中有较高鉴定效率。中华／美味品种群拥有高比例的共同等位基因,反应出两者极近的亲缘关系。本研究为进一步建立我国猕猴桃栽培品种的分子指纹鉴定体系奠定了基础,为制定猕猴桃品种资源的有效保育和利用策略提供了科学依据,并对深入研究中华猕猴桃和美味猕猴桃间的系统关系提供了实验数据。     

中国35个苦荞审定品种EST-SSR指纹图谱构建与遗传多样性分析

核心引物对种质资源遗传多样性分析、品种鉴定、指纹图谱构建等研究具有重要价值。本研究以35个苦荞（Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn）审定品种为材料，从91对苦荞EST-SSR引物中筛选出50对多态性引物。综合考虑引物多态性信息量（PIC）大小、鉴别力（DP），筛选出等位变异位点数在2~4，PIC值在0.60~0.78之间的6对引物（SSR9007、SSR6873、SSR7642、SSR2234、SSR6789、SSR68216）构建了供试品种的分子指纹图谱。遗传多样性聚类分析结果表明，供试品种的相似系数为0.50~0.99。当遗传相似系数为0.60时，可将供试品种分为4大类群，其中54.3%的供试品种被聚为一类，表明苦荞审定品种遗传组成差异较小，遗传基础狭窄。聚类结果表明各类群间没有明显的地域分布趋势，但能较好的反映供试品种间的亲缘关系。     

中国鸭茅主栽品种DNA指纹图谱构建

利用SSR标记和SCoT标记构建了我国主栽的21个鸭茅品种的DNA指纹图谱。从180对SSR引物和80个SCoT引物中,筛选出多态性高、谱带清晰的SSR引物和SCoT引物各24个。24对SSR引物在供试材料中共检测到186个条带,其中多态性条带为175个,品种特异条带6个,平均多态性比率94.03%,多态性信息量均值0.845,Shannon指数变幅0.4479~0.6549,基因多样性指数变幅0.2946~0.4633,可鉴别的品种数2~21个;利用24个SCoT引物在供试材料中共检测到321个条带,其中多态性条带为249个,品种特异条带6个,平均多态性比率76.33%,多态性信息量均值0.907,Shannon指数变幅0.2588~0.6329,基因多样性指数变幅0.1695~0.4451,可鉴别的品种数1~21个;5对SSR引物和5个SCoT引物在10个品种上具有唯一特征谱带,最终综合各项指标筛选出5个引物(A01E14、A01K14、B03E14、D02K13和SCoT23)上的37个条带用于鸭茅品种DNA指纹图谱构建,数据库中每个品种均具有唯一DNA指纹编码,构建的DNA指纹数据可用于鸭茅品种真伪鉴定,为品种权保护提供了科学依据。     

番木瓜主栽品种SCoT指纹图谱构建及遗传变异分析

利用SCoT标记对中国22个番木瓜主要栽培品种进行遗传多样性分析和指纹图谱构建,为番木瓜品种资源的鉴定和杂交亲本的选配提供技术参考。结果显示:(1)SCoT标记有效等位基因数(Ne)平均为1.47,Nei’s基因多样性指数(H)平均为0.26,Shannon’s信息指数(I)平均为0.39,表明SCoT标记具有较高的多态性检测效率。(2)聚类分析和主坐标分析结果表明,大部分番木瓜品种间的遗传相似系数为0.79~0.90,品种间遗传多样性水平较低;在相似性系数为0.75时可将所有品种分为3个组群。(3)6个SCoT引物可以将22个番木瓜品种完全区分开,每个品种都各有独特的指纹图谱,置信概率达到99.976%。     

莲品种DNA指纹图谱的构建

为了克服单纯依据形态特性鉴定品种的局限性,我们开展了莲品种DNA指纹图谱构建研究,旨在对其品种的快速准确鉴定及专利权保护等起一定作用。本研究以圆明园保存的72个莲品种为实验材料,用来自不同地点的1,409份野生莲(Nelumbo nucifera)和58份美洲黄莲(N.lutea)群体样本作遗传背景参照。从104对核微卫星引物(n SSR)中筛选出15对,从17对叶绿体微卫星(cp SSR)引物中筛选出2对,共17对引物作为72个莲品种DNA指纹鉴定的条码。15对n SSR引物共检测到94个等位基因(平均6.27个),其中11个属于美洲黄莲,65个属于野生莲,18个不能区分;多态信息含量(PIC)介于0.3899–0.8023之间(平均0.5748)。2对cp SSR引物共检测到13个单倍型,其中9个属于野生莲,4个属于美洲黄莲。全部17对引物标记结果显示,共有19个品种含有美洲黄莲遗传组分,其中8个母系来源于美洲黄莲;有36个品种(涉及12对引物)具有至少1个特有基因型;最少8对引物组合可完全区分开68个品种。有2组共4个品种组内全部17对引物均不能区分。本研究通过核心引物组合法使68个莲品种获得特异性DNA指纹。推荐13对n SSR和2对cp SSR共15对引物作为莲品种鉴定的核心条码,并建议将形态特征与DNA指纹相结合作为莲品种的鉴定标准。     

新疆枸杞种质资源遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建

利用SCoT分子标记对新疆枸杞种质资源进行遗传多样性分析和DNA指纹图谱构建,为杂交育种和种质鉴定提供理论依据。结果显示:9条SCoT引物扩增出条带256条,其中219条为多态性条带,多态性比率达85.62%,多态性信息含量(PIC)值变化范围在0.77~0.91之间,平均值为0.85,观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei's基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)的平均值分别为1.8562、1.4350、0.2611、0.3989,聚类分析表明,遗传相似系数变化范围在0.5938~0.8398之间,在遗传相似系数为0.66和0.71处,可将30份材料分别分为2大类和4个亚类,主坐标分析结果和聚类结果基本一致,同时利用5条多态性SCoT引物构建了30份材料的DNA指纹图谱。新疆枸杞种质资源遗传多样性水平较高,且SCoT分子标记适于新疆枸杞种质资源遗传多样性分析和DNA指纹图谱构建,该研究结果为新疆枸杞种质资源评价、鉴定和新品种选育奠定了基础。     

中国水稻地方品种与选育品种的遗传多样性比较分析

利用98对SSR标记对202份中国水稻地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析。结果显示供试品种具有较丰富的遗传多样性,共检测到等位基因1350个,每个位点的等位基因数(Na)变化范围为3~39,平均14个;Nei基因多样性指数变化范围(He)为0.125~0.955,平均0.733;多态信息量(PIC)变化范围为0.122~0.953,平均0.680;稀有等位基因数(Nr)913个;等位基因丰度(Rs)8.33。栽培稻地方品种和选育品种遗传多样性差异明显,地方品种等位基因数、Nei基因多样性指数、多态信息量、稀有等位基因数和等位基因丰度(Na=1219,He=0.747,PIC=0.710,Nr=756,Rs=8.50)均高于选育品种(Na=919,He=0.704,PIC=0.650,Nr=529,Rs=7.01)。各染色体组水平的遗传多样性分析表明,选育品种仅在1号染色体上的遗传多样性高于地方品种,进一步分析显示选育品种的遗传改良在基因组水平上具有区间特异性。     

白及种质资源及其近缘种的SSR指纹图谱研究

白及(Bletilla striata Rchb.)为中国珍稀濒危药用植物,野生资源枯竭,混伪种繁多。该研究基于SSR标记技术对16个地区48份白及(Bletilla striata Rchb.)样品和4份黄花白及(Bletilla ochracea Schltr.)、4份小白及(Bletilla formosana(Hayata)Schltr.)、4份华白及(Bletilla sinensis(Rolfe)Schltr.)样品进行遗传多样性分析,构建白及种质资源的SSR指纹图谱,并对60份白及样品进行种质资源鉴定,分析白及属种内及其种间的遗传分化特征。结果表明:(1)20对白及SSR引物均能在4个白及属植物中成功扩增,条带清晰且多态性丰富,每对引物的复等位基因数(Na)在4~9之间,等位基因数(Na)总和为127,平均为6.35。(2)筛选出基因型丰富、多态性信息含量(PIC)高的7对白及SSR引物(BJSSR01、BJSSR14、BJSSR15、BJSSR16、BJSSR18、BJSSR19、BJSSR22)构建的白及SSR指纹图谱能将白及属各种质资源清楚分开。(3)白及属在种间水平均有较高的遗传多样性(Na=6.35,I=1.429 1,h=0.706 8),物种间遗传分化强烈(Gst=0.44),物种间的基因流较弱(Nm=0.475 3)。(4)UPGMA聚类分析表明,60份供试样品明显聚为4大支,同一物种的个体首先聚在一起,这与形态学分类基本一致;不同来源地的样品种内和种间的亲缘关系有明显差异,地理距离较近的白及样品具有较近的遗传关系。     

濒危羊踯躅子代幼苗遗传多样性的SSR分析

利用本课题组此前开发的20对多态性较高的羊踯躅SSR引物,分析来自3个省份的4个羊踯躅野生幼苗自然居群(共64个株系)的遗传多样性和遗传结构,以期为羊踯躅保护提供科学依据。结果显示:(1)20对SSR引物共扩增出314个等位基因,每个SSR位点的平均等位基因数为15.700,多态信息含量PIC和有效等位基因数N_e的均值分别为0.850和4.457。(2)羊踯躅幼苗自然居群的基因多样性指数H和Shannon多样性指数I的均值分别为0.717和1.557,其中江西金溪(JX)居群的遗传多样性最丰富,浙江磐安(PA)的最低。(3)基于无限等位基因模型(IAM)分析发现,羊踯躅幼苗种群的基因流N_m和遗传分化系数F_(st)分别为1.372和0.155;AMOVA分析表明,羊踯躅幼苗种群的86.0%变异发生于居群内,仅有14%变异发生在居群间。(4)遗传距离法聚类NJ分析和Structure分析结果基本一致,分别聚为3大类和4大类。综合比较分析发现,羊踯躅幼苗种群中的各个遗传多样性相关的指标参数均低于成年自然居群,表明生境片段化已对羊踯躅的生存构成了极大的威胁。     

广东省猴耳环遗传多样性研究

为了解猴耳环(Archidendron clypearia)种质资源的遗传多样性,以广东省12个野生猴耳环群体的146份种质资源为材料,采用SSR分子标记技术对其遗传多样性和亲缘关系进行分析。结果表明,21对SSR引物共检测到249个等位基因,平均每对SSR引物检测的等位基因数(Na)为11.857,有效等位基因数(Ne)为3.500,期望杂合度(He)为0.718,多态信息含量(PIC)为0.676;12个群体中博罗群体的Shannon多样性指数(I=0.528)和有效等位基因数(Ne=0.716)均最大,是遗传多样性最丰富的群体;群体间的遗传分化系数为0.071,AMOVA分析表明,猴耳环的遗传变异主要在群体内(97%),群体内的遗传分化大于群体间。聚类分析表明,遗传系数在0.16时,可将12个群体分为6大类,与主坐标分析的结果大致相同。这为发掘、利用与保护猴耳环群体种质资源,开展猴耳环优良品种的遗传育种提供重要的理论依据。     

基于SSR分子标记的延胡索遗传多样性研究

采用SSR分子标记分析延胡索的遗传多样性,筛选出多态性高、稳定性好的12对引物,对19个居群360份延胡索样品进行了群体遗传分析。结果表明:(1)12对SSR引物共扩增出多态性位点227个,检测到4~9个等位基因,平均等位基因数目为5.25个,表现出丰富的多态性;延胡索居群具有较高的遗传多样性(Na=5.25,I=1.192 6,H=0.387 9),物种间遗传分化程度高(Fst=0.388 3),基因流较弱(Nm=0.393 8)。(2)UPGMA聚类分析和贝叶斯距离分析结果表明,19个居群明显聚为4大支;Mantle Test结果(r=0.326,P=0.01)表明,地理位置相近的种群亲缘关系更近。研究认为,延胡索的遗传结构是该物种自交为主的繁育系统、克隆生长、地理隔离以及居群间有限的基因流共同作用的结果,故对该物种的保护应以就地保护为主。     

Glutamine Synthetase Activity, Relative Water Content and Water Potential in Maize Submitted to Drought

Primer screening and optimization for random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis of cashew (Anacardium occidentale L.) was investigated. Among four series (A, B, D and N) of 10-mer primers, A-series performed better amplification of fragments than other series. The maximum amplification fragments was obtained using OPA-02, OPA-03, OPA-09, OPB-06, OPB-10, OPD-03, OPD-05 and OPN-03 primers. The primers OPA-02 and OPN-03 produced maximum number of DNA fragments in Anacardium occidentale cv. H-320. Primers (OPB-08 and OPN-05 performed a least number of amplification fragments. RAPD profile also indicate that some primer did not produce good amplification. The primer OPA-02 amplified 12 number of polymorphic bands in 20 cultivars of cashew. Only one DNA fragment was produced in A. occidentale cv. Vridhachalam - 2 (M-44/3) by using the primer OPA-02. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Semi-Automated Simple Sequence Repeat Analysis Reveals Narrow Genetic Base in Indian Potato Cultivars

A study was conducted to generate fingerprints of thirty-two Indian potato cultivars using capillary electrophoresis based semi-automated simple sequence repeat analysis. Five fluorescent-tagged primer pairs (STPOACUTR, LEGAST1, STPOAC58, STM0030 and STM0031) used in this study yielded 43 alleles at 16 different loci, showing multi-loci resolving character. The estimated similarity between the cultivars was in the range of 0.72 to 0.98 indicating narrow genetic relationship. None of the primer set alone could differentiate all 32 cultivars included in this study. However, two primer sets STM-0031 and STPOAC58 amplifying 12 and 9 polymorphic alleles, respectively, could together distinguish all of them. The results indicated usefulness of semi-automated capillary electrophoresis in quick and reproducible SSR genotyping of potato cultivars.     

天麻种质资源的SSR指纹图谱研究

天麻(Gastrodia elata Bl.)为中国珍稀濒危传统药用植物,其不同种质之间形态特征差异微小,而药用成分差异较大,种质资源混乱。为了构建天麻种质资源的DNA指纹图谱,该研究应用SSR分子标记技术对天麻的3种变型(乌天麻、红天麻和绿天麻)、12个种群,共计120个样本进行了群体遗传分析。研究结果表明:(1)7对SSR引物均能对天麻样本成功进行PCR扩增且多态性丰富,每对引物的等位基因数(N_a)在5~7之间,平均为6.43;引物多态信息含量(PIC)范围为0.626 2~0.823 5,平均为0.759 5。(2)群体遗传分析结果表明,天麻在物种水平上和变型水平上均有较高的遗传多样性(物种水平:A=6.428 6,H=0.789 0,I=1.682 9;变型水平:A=2.666 6,H=0.523 9,I=0.812 3)。(3)分子方差分析结果显示,种群间和变型间均存在强烈的遗传分化(F_(st)=0.558 6,F_(ct)=0.381 8)。(4)种群聚类分析结果显示,相同变型的天麻种群首先聚在一起,3种变型能被完全分开,SSR指纹图谱在变型水平上鉴定效率良好;从120个样本中共检测出有112种基因型,Simpson指数(D)为0.99 8,说明SSR指纹图谱对天麻样本在个体水平上也有着良好的鉴定效率。该研究结果揭示了天麻的遗传背景,并建立了天麻的SSR指纹鉴定图谱,为其种质资源的保护、选育及药材鉴定奠定了科学依据与技术支撑。     

开口箭基因组中微卫星特征分析与分子标记开发

开口箭(Tupistra chinensis Baker)为百合科(Liliaceae)开口箭属(Tupistra Ker-Gawl)多年生草本植物,其野生资源稀少,为中国珍稀药用植物。该研究基于第二代测序技术首次建立了开口箭的基因组文库与微卫星文库,对开口箭的微卫星组成进行了特征分析,开发了开口箭SSR引物一套,并对开口箭及其近缘种进行了PCR扩增与聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。结果表明:(1)通过对开口箭基因组测序与拼接得到23 362条基因序列,检测出微卫星位点1 465个,其中单核苷酸重复最多,二核苷酸重复长度变异最大。(2)所设计的52对微卫星引物中有14对扩增出的条带清晰且多态性丰富,每个位点的复等位基因数(Na)在2~4之间,平均为3.00;多态性信息含量(PIC)在0.336 9~0.785 6,平均为0.546 3。(3)用筛选出13对多态性引物对6个开口箭近缘种,长柱开口箭(Tupistra grandistigma)、筒花开口箭(Tupistra delavayi)、弯蕊开口箭(Tupistra wattii)、剑叶开口箭(Tupistra ensifolia)、吉祥草(Reineckia carnea)和万年青(Rohdea japonica)进行通用性检测,结果大部分引物均能在开口箭的近缘种中成功扩增,通用率较高。该研究所开发的开口箭微卫星分子标记为开展开口箭的遗传多样性研究及种质资源鉴定奠定了基础。     

Integrative placement and orientation of non-redundant SSR loci in cotton linkage groups by deficiency analysis

A combination of previously mapped and unmapped non-redundant SSR loci, using 381 primer pairs were chromosomally and sub-chromosomally localized by deficiency analysis of two sets of quasi-isogenic interspecific Gossypium hirsutum L. hypoaneuploid F₁ hybrids involving Gossypium barbadense L. and Gossypium tomentosum (Nuttall ex Seemann). Polymorphisms were detected for 369 SSR primer pairs. A total of 318 SSR loci were rendered deficient by the available hypoaneuploid stocks, which included primary monosomics (2n = 51), monotelodisomics and duplication-deficient (segmental trisomic–monosomic) (2n = 52) types. Chromosomal associations were newly determined for 123 SSR loci, of which 90, 106 and 73 were polymorphic in G. tomentosum, G. barbadense, and both sets, respectively. The deficiency tests independently confirmed the recent identifications of linkage groups (LG) A01, A02, A03 and D08 to be chromosome (Chr)-13, Chr-8, Chr-11 and Chr-19, respectively, and collectively delimited LG D02 and D03 to Chr-21 and 24, and their homeologs to Chr-8 and 11. Segmental homeology was detected between Chr-2 and Chr-17 loci, adding to evidence of segmental homeology between Chr-2 and 3 versus Chr-14 and 17. The 318 non-redundant SSR loci localized in this study will enhance the construction of linkage maps and QTL identification in molecular marker assisted selection since the confirmed and newly discovered SSR loci can serve as anchor loci for their respective chromosomes. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

天麻基因组微卫星特征分析与分子标记开发

该研究基于第二代测序技术建立了天麻的基因文库,筛选微卫星序列,并对微卫星位点的类型、丰度、长度、偏好性等进行了分析与比较;并为60条重复次数高的微卫星序列设计了引物,运用4个种群80个样本进行了PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。结果表明:(1)天麻基因组测序得到61 048条基因序列,检测出微卫星位点12 107个,其中二核苷酸重复最多、长度变异大。(2)设计的60对微卫星引物中的20对能扩增出清晰条带且有多态性,每个位点的复等位基因数(N_a)在4~14之间,平均为8.40;多态性信息含量(PIC)平均为0.77。该研究开发的天麻微卫星分子标记为开展天麻遗传学研究及种质资源鉴定等工作奠定了基础。