应用SSR标记分析中国糯大麦种质的遗传多样性

利用SSR标记对来自中国不同省市的76份糯大麦种质的遗传多样性进行分析,并以遗传相似系数为基础进行聚类分析。SSR标记分析表明,50对大麦SSR引物在76份糯大麦中共扩增出203个等位基因,属于高度多态性位点范畴。当遗传相似系数为0.70时可将76个糯大麦品种划分为5个类群,在一定程度上反映了与材料的地理来源和皮裸性。糯大麦资源平均Shan-non多样性指数显示,来自云南和西藏的糯大麦品种遗传多样性略高。SSR标记分析表明,中国糯大麦具有丰富的遗传多样性,对揭示糯大麦的起源与传播以及对资源的有效利用具有现实意义。     

贵州野生大麦麦芽品质性状的SSR标记分析

采用6对啤酒大麦的麦芽浸提和糖化力紧密连锁引物对103份采自贵州的野生大麦材料进行SSR标记。结果表明,贵州野生大麦麦芽品质性状存在丰富的变异,6对SSR引物共检测出38个等位变异,每个位点平均6.33个等位变异,其中GMS001位点对贵州野生大麦基因组DNA变异检测最有效。UPGMA聚类图显示,该6对与麦芽品质紧密连锁的SSR引物对区分野生大麦在贵州不同的资源产地和棱性是有效的,表现为遵义地区野生大麦遗传多样性丰富,而来自贵州凯里地区的野生大麦资源遗传多样性狭窄。麦芽品质性状标记结果表明贵州野生六棱大麦较四棱大麦的遗传差异更显著,表明进行贵州啤酒大麦人工育种的亲本应在亲缘关系较远的六棱大麦之间选择。     

应用微卫星标记研究西藏野生大麦的遗传多样性

以西藏不同地区的106份野生大麦为材料,其中包括50份野生二棱大麦（HS）,27份野生瓶形大麦（HL）和29份野生六棱大麦（HA）,用Liu等（1996）发表的SSR连锁图的每个连锁群的两个臂的不同位置上选取3～5个共30个SSR标记,研究了西藏3类野生大麦的遗传多样性。结果表明,这3类野生大麦在遗传组成及等位变异频率分布上存在着明显的遗传分化。在总样本中,共检测到229个等位变异,平均每个SSR位点检测到7．6个等位变异,其中70个为这3类野生大麦间共同的等位变异,等位变异数在这3类野生大麦间有明显的差异,亚种问的遗传多样性明显高于亚种内的遗传多样性。其遗传多样性大小顺序为HS〉HL〉HA。聚类分析表明,野生二棱大麦、野生六棱大麦分别聚在不同的两类,而野生瓶形大麦中各有约50％的材料分别聚在这两类。根据本研究及前人研究结果,我们认为中国栽培大麦是从野生二棱大麦经野生瓶形大麦向野生六棱大麦进化的。该结果支持了栽培大麦起源的“野生二棱大麦单系起源论”的观点。     

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。     

利用RAPD标记分析大麦种质资源的遗传多样性

利用RAPD标记对19份西藏近缘野生大麦材料、33份我国不同省市的地方品种以及8份国外引进大麦品种共60份大麦种质资源的遗传多样性进行检测.结果表明材料间遗传差异明显.32个RAPD引物中,有25个引物(占78.13%)可扩增出清晰且具多态性的条带,另外7个引物能扩增出1～3条清晰但无多态性的条带.每个引物可扩增出1～8条多态性带,平均为3.72条.32个引物共产生119条DNA片段,其中87条具有多态性,多态性比率(PPB)为73.11%,平均多态信息量(PIC)为0.434;每个位点平均有效等位基因数(Ne)为2.304;材料间遗传相似系数GS变化范围为0.757～0.981,平均值为0.871.19份来源于西藏的近缘野生大麦材料间GS值变幅为0.818～0.969,平均为0.892;33份我国栽培大麦地方品种间的GS值变化范围为0.783～0.981,平均为0.879;8份分别来自8个国家的栽培大麦品种间的GS值变幅为0.820～0.956,平均为0.882.根据RAPD标记分析的结果,对60份大麦种质资源进行聚类分析,在平均GS值0.871水平上60份大麦材料可聚为5类,聚类结果能在一定程度上反应材料的地理分布关系,但某些相同地理来源的材料也较分散地分布在整个聚类树中.本研究从分子水平上进一步证明了我国栽培大麦丰富的遗传多样性,是世界栽培大麦的遗传多样性中心之一.     

应用STS-PCR标记研究新疆布顿大麦的遗传多样性

利用22个来源于小麦(Triticum aestivum L.)和栽培大麦(Hordeum vulgare L.)的STS-PCR标记,研究了32份新疆布顿大麦(Hordeum bogdanii Wilensky)的遗传多样性.在这22个STS-PCR标记中,仅有3个标记的扩增产物经HinfⅠ、HhaⅠ、HaeⅢ和RsaⅠ 4种限制性内切酶消化后没有产生多态性DNA片段,而19个标记(占86.4%)和46种标记/酶组合(占52.3%)能够揭示材料间的多态性.在32份布顿大麦材料的88种STS-PCR标记/酶组合中,总共得到315条DNA片段,平均每个标记/酶组合能得到3.6条DNA片段.在这315条DNA片段中,共有123条片段(占39.0%)具有多态性,每一个多态性标记/酶组合能获得1～6条多态性DNA片段.STS-PCR标记揭示的32份布顿大麦的遗传距离变化范围为0.078～0.352,平均为0.198.根据STS-PCR标记的遗传距离矩阵,采用不完全加权算术平均数法(UPGMA)构建了32份布顿大麦群体间的遗传关系树状图,结果表明STS-PCR标记能将32份材料完全区分开来.同时,来源于同一地方的不同居群没有明显地聚类在一起,表明新疆布顿大麦的遗传多样性与其地理分布相关不紧密.     

两个大麦新矮秆基因的SSR标记

采用SSR技术对沪95-2639和91冬27携带的两个新的矮秆基因进行了分子标记.在大麦4H染色体的长臂上,发现SSR标记位点HVM67同时与这两个新的矮秆基因连锁,距91冬27的较近,约10.0cM,离沪95-2639的较远,为23.3cM.初步绘制出大麦4H染色体上矮秆基因与SSR标记位点的遗传连锁图谱.     

浙江赤霉病抗性不同的大麦地方品种遗传多样性分析

采用SSR标记方法研究了43份对大麦赤霉病有不同抗性的浙江地方品种的遗传多样性。结果显示29对SSR引物在上述品种中共检测到87个等位基因,每对引物等位基因数在2~9之间,平均为3个;平均多态性信息含量（PIC）为0.3509,平均Shannon指数(I)为0.6951,平均Nei’s基因多样性指数(H)为0.4268。品种间的遗传相似系数变幅为0.082~0.986,平均值为0.467。聚类分析将参试品种分为4大类。浙江省地方品种遗传多样性较高,二棱品种的遗传变异明显高于六棱品种;抗和中抗赤霉病品种的遗传变异也较大。聚类结果与品种来源无任何关系;主成分分析结果与聚类分析结果基本一致。     

应用SSR标记对61个国家大麦遗传多样性的研究

使用全自动基因分析仪（ABI-3700 DNA Analyzer）,用35对SSR荧光标记引物对来自61个国家的2625份大麦种质资源的遗传多样性进行了分析,得出如下结果：（1）35对引物在2625份大麦种质资源中共检测到2063个等位变异,每个位点的等位变异数为30～79个,平均为58.94;多样性指数为1.60～3.66,平均为2.80;（2）在大麦的7条染色体中,每条染色体的等位变异数不等,染色体等位变异数从多到少排序为5、7、2、6、3、4、1,遗传多样性指数从高到低依次为2、6、7、3、5、4、1,综合这两项指标,第2、7条染色体遗传多样性较高,第1条染色体的遗传多样性最低;（3）约旦、伊朗、叙利亚和利比亚等国家大麦的遗传多样性指数最高,分别为2.58、2.53、2.50和2.38;而埃塞俄比亚、叙利亚、伊朗和约旦等国家的大麦资源则具有较多的等位变异,分别为29.03、25.57、25.11和24.60,综合分析,约旦、伊朗、叙利亚和土耳其大麦遗传多样性较高。     

应用STS—PCR标记研究新疆布顿大麦的遗传多样性

利用 2 2个来源于小麦 (TriticumaestivumL .)和栽培大麦 (HordeumvulgareL .)的STS_PCR标记 ,研究了 32份新疆布顿大麦 (HordeumbogdaniiWilensky)的遗传多样性。在这 2 2个STS_PCR标记中 ,仅有 3个标记的扩增产物经HinfⅠ、HhaⅠ、HaeⅢ和RsaⅠ 4种限制性内切酶消化后没有产生多态性DNA片段 ,而 19个标记 (占 86 .4 % )和 4 6种标记 /酶组合 (占 5 2 .3% )能够揭示材料间的多态性。在 32份布顿大麦材料的 88种STS_PCR标记 /酶组合中 ,总共得到 315条DNA片段 ,平均每个标记 /酶组合能得到 3.6条DNA片段。在这 315条DNA片段中 ,共有 12 3条片段(占 39.0 % )具有多态性 ,每一个多态性标记 /酶组合能获得 1～ 6条多态性DNA片段。STS_PCR标记揭示的 32份布顿大麦的遗传距离变化范围为 0 .0 78～ 0 .35 2 ,平均为 0 .198。根据STS_PCR标记的遗传距离矩阵 ,采用不完全加权算术平均数法 (UPGMA)构建了 32份布顿大麦群体间的遗传关系树状图 ,结果表明STS_PCR标记能将 32份材料完全区分开来。同时 ,来源于同一地方的不同居群没有明显地聚类在一起 ,表明新疆布顿大麦的遗传多样性与其地理分布相关不紧密。     

野生大麦与栽培大麦醇溶蛋白遗传多样性比较

利用A-PAGE(acid-polyacrylamide gel electrophoresis)法对采自以色列的野生大麦的一个野生自然群体的15个系和来自世界不同国家的14份栽培大麦品种醇溶蛋白的遗传多样性进行了分析.结果表明:在所有的29份供试材料中,共发现52条相对迁移率不同的谱带.52条谱带的出现频率为3.44%～93.1%,多样性指数为0.066～0.368;以中国春醇溶蛋白为标准,ω区大麦醇溶蛋白的谱带数最多,其次是β区;野生大麦Shannon多样性指数依次为β区>ω区>α区>γ区,而栽培大麦Shannon多样性指数依次为ω区β>区>γ区>a区;野生大麦自然群体和栽培大麦品种间的遗传相似系数变幅相当,且聚类分析结果显示,野生大麦自然群体和来自全球不同区域栽培大麦品种间的醇溶蛋白遗传多样性同样丰富.以上结果说明,野生大麦中保存了较栽培大麦更为丰富的基因资源,今后栽培大麦的品质改良应该重视野生大麦资源的合理利用.     

我国大麦产业发展现状和遗传育种研究重点趋势分析

大麦是世界上非常重要的农作物之一,也是啤酒和饲料工业的重要原料。本文就我国大麦的市场潜力、生产现状和育种技术,与国外进行了对比分析,阐明了我国提升大麦遗传育种技术水平的必要性和紧迫性;提出我国大麦遗传育种研究的重点领域,并就加强大麦遗传育种研究的实施措施作了进一步探讨。     

潮霉素在大麦遗传转化中的应用研究

以‘B1202’、‘U202’和‘云引1号’3个大麦品种(系)为试材,研究了潮霉素对大麦愈伤组织生长、分化及成熟种子的影响。结果表明:潮霉素对抗性愈伤的适宜筛选浓度为60 mg/L,分化阶段的适宜筛选浓度为40 mg/L,对转基因后代种子筛选以80 mg/L较为适宜,而不同材料对潮霉素的敏感性存在一定程度的差异。通过PCR检测采用农杆菌介导法转化获得的T0和T1代潮霉素抗性苗,结果证实在大麦遗传转化中采用潮霉素进行筛选是可行的。     

基于诊断标记的LOX-1活性缺失大麦种质鉴定评价

在啤酒酿造和储藏过程中,所含脂类物质代谢是影响啤酒风味稳定性和啤酒货架期长短的主要原因。研究表明,大麦脂肪氧化酶1(LOX-1)是导致籽粒中脂类代谢的关键酶,筛选和创制LOX-1活性缺失(null LOX-1)的大麦种质是促进啤酒大麦品质育种的有效途径。为提高检测效率,针对前期鉴定出的中国null LOX-1大麦稀有SNP功能变异,开发出特异性KASP快速诊断标记,并利用该标记对来源于河南和山东两省的633份大麦地方品种进行鉴定评价,共计筛选出8份LOX-1活性缺失新种质,同时明确了该变异的地理分布及其在不同地方品种中的变异频率。本研究不仅为啤酒大麦分子辅助育种提供了优异种质和快速检测手段,也为大麦种质资源遗传完整性保护与利用提供了参考。     

大麦基因组中的微卫星标记及其应用

微卫星是以少数几个核苷酸为单位多次串联重复的DNA序列,是一种简单序列重复(simple sequence repeats,SSR),两侧一般是保守序列。由于它具有多态性高、共显性、容易用PCR检测和结果稳定可靠等特点,因此是一种十分理想的分子标记。大麦的微卫星DNA随机分布于基因组中,平均每一个微卫星基因座有3～18个等位基因,最高可达37个。SSR标记已广泛用于分子遗传图谱的构建、遗传多样性研究、种质鉴定、主要性状基因的定位及分子标记辅助选择育种等。大多数SSR标记集中在着丝粒附近区域,1HL、5HL和6HS明显缺乏SSR标记。大麦的SSR标记还有待进一步的开发。 Microsatellite Markers and Applications in the Barley Genome FENG Zong-yun1,2,3,ZHANG Yi-zheng1,LING Hong-qing3 1.College of Life Sciences,Sichuan University,Chengdu 610065,China; 2.College of Agronomy,Sichuan Agricultural University,Ya'an 625014,China; 3.The State Key Laboratory of Plant Cell & Chromosome Engineering,Institute of Genetics & Developmental Biology,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China Abstract:Microsatellites,also called simple sequence repeats (SSR),are simple,tandemly repeated DNA sequences with a repeat length of a few base pairs,and are very ideally used as molecular markers because of their abundance,high level of polymorphism,co-dominance and ease of assay with the polymerase chain reaction (PCR) by selecting primers as the conserved DNA sequences flanking the SSRs,as well as better stability.The experiments showed that SSRs are randomly distributed throughout the barley genome,and there are 3~18 alleles at a single SSR locus,up to 37 alleles/locus.SSR markers have being widely applied in the construction of molecular genetic map,the study of genetic diversity,the identification of germplasm,gene mapping for important traits and molecular marker-assisted selection.Meanwhile,most of markers are strongly clustered around the centromeric regions of all seven linkage groups.As a result of the clustering,genome coverage with SSRs remains incomplete with an obvious lack of markers on the long arms of chromosomes 1H and 5H and short arm of chromosome 6H.Therefore,it is very potential and necessary to further develop SSR markers in barley. Key words：barley;microsatellite marker;simple sequence repeats;genetic diversity;molecular mapping     

Barley HvPAPhy_a as transgene provides high and stable phytase activities in mature barley straw and in grains

The phytase purple acid phosphatase (HvPAPhy_a) expressed during barley seed development was evaluated as transgene for overexpression in barley. The phytase was expressed constitutively driven by the cauliflower mosaic virus 35S‐promoter, and the phytase activity was measured in the mature grains, the green leaves and in the dry mature vegetative plant parts left after harvest of the grains. The T₂‐generation of HvPAPhy_a transformed barley showed phytase activity increases up to 19‐fold (29 000 phytase units (FTU) per kg in mature grains). Moreover, also in green leaves and mature dry straw, phytase activities were increased significantly by 110‐fold (52 000 FTU/kg) and 57‐fold (51 000 FTU/kg), respectively. The HvPAPhy_a‐transformed barley plants with high phytase activities possess triple potential utilities for the improvement of phosphate bioavailability. First of all, the utilization of the mature grains as feed to increase the release of bio‐available phosphate and minerals bound to the phytate of the grains; secondly, the utilization of the powdered straw either directly or phytase extracted hereof as a supplement to high phytate feed or food; and finally, the use of the stubble to be ploughed into the soil for mobilizing phytate‐bound phosphate for plant growth.     

Genetic Diversity Analysis of Tibetan Wild Barley Using SSR Markers

One hundred and six accessions of wild barley collected from Tibet, China, including 50 entries of the two-rowed wild barley Hordeum vulgare ssp. spontaneum (HS), 29 entries of the six-rowed wild barley Hordeum vulgare ssp. agriocrithon (HA), and 27 entries of the six-rowed wild barley Hordeum vulgare ssp. agriocrithon var. lagunculiforme (HL), were analyzed using 30 SSR markers selected from the seven barley linkage groups for studying genetic diversity and evolutionary relationship of the three subspecies of Tibetan wild barley to cultivated barley in China. Over the 30 genetic loci that were studied, 229 alleles were identified among the 106 accessions, of which 70 were common alleles. H. vulgare ssp. spontaneum possesses about thrice more private alleles (2.83 alleles/locus) than HS (0.93 alleles/locus), whereas almost no private alleles were detected in HL. The genetic diversity among-subspecies is much higher than that within-subspecies. Generally, the genetic diversity among the three subspecies is of the order HS > HL > HA. Phylogenetic analysis of the 106 accessions showed that all the accessions of HS and HA was clustered in their own groups, whereas the 27 accessions of HL were separated into two groups (14 entries with group HS and the rest with group HA). This indicated that HL was an intermediate form between HS and HA. Based on this study and previous works, we suggested that Chinese cultivated barley might evolve from HS via HL to HA.     

Carnitine content of greening Barley leaves

The carnitine content of etiolated barley leaves doubled on exposure to light. After 24 hr exposure the carnitine content was the same as that of barle     

美国不同棱型大麦种质资源品质分析

对新引进的300份美国大麦种质资源不同棱型间蛋白质、赖氨酸和淀粉含量的鉴定结果分析表明:①二棱大麦蛋白质总体方差与六棱大麦具有极显著的差异,其频率分布分别是以含量12.5%和17.0%为中心的双峰分布,这可能反映了二棱大麦利用上的新特点;淀粉含量二棱大麦显著高于六棱;六棱大麦当蛋白质作为固定变量时,赖氨酸与淀粉的相关性不显著.②提出了促进SPSS统计分析软件在农业科研上的开发应用研究的建议.