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.     

花生表型及SSR遗传多样性的研究

对山西省农业科学院经济作物研究所保存的75份花生材料(包括28个已审定的花生品种和47个地方品种)进行了包括株型、茸毛的有无、叶色、粒形、叶形、生长习性、开花习性、粒大小、粒色等表型性状的Shannon-Weaver遗传多样性指数(简称SWI)和Simpson遗传多样性指数(简称SI)分析。结果表明:参试的75份花生品种遗传多样性指数分别为SWI=0.924,SI=0.500,其中以开花习性最低(SWI=0.139,SI=0.014),而Shannon-Weaver指数以粒色最高为1.841,Simpson指数为0.712。利用48对SSR引物对这些材料进行了遗传多样性分析,结果如下:(1)在48对花生的SSR引物中,有35对(占所用引物总数的72.9%)具有多态性,共检测到215条多态性条带,平均每对引物可扩增6条多态性带。(2)根据SSR扩增结果对75份材料的聚类分析结果表明,这些材料的相似系数(GS)为0.25～0.85,平均GS值为0.55。28个审定品种的相似系数为0.39～0.85,平均为0.60。     

中国灌木辣椒种质遗传多样性的SRAP和SSR分析

应用SRAP和SSR分子标记对8份辣椒种质进行了遗传多样性分析,结果表明,15对SRAP引物组合共扩增出321条带,平均每对引物扩增出21.40条,多态性位点比率为72.90%;18对SSR引物共扩增出109条带,平均每对引物扩增出6.06条,多态性位点比率为98.17%。与SRAP比较,SSR检测到的Shannon多样性指数(I)、观测等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)等遗传多样性参数都较大,说明SSR有更高的多态性检测效率。基于SRAP的聚类与基于SSR的聚类之间存在极显著正相关,且都能将中国灌木辣椒种质与美洲灌木辣椒种质及一年生辣椒种质有效区分。     

中国芒（Miscanthus sinensis）种质资源SSR标记遗传多样性分析

利用33对SSR引物对来自中国16个省的46份野生芒(Miscanthus sinensis)种质进行遗传多样性分析。结果显示:(1)33对SSR引物共扩增出87条DNA条带,75条为多态性条带,占86.21%,条带大小范围80～310 bp;(2)遗传多样性参数分析结果:Shannon’s信息指数(I)变幅为0.020～1.522,平均为0.745,引物多态性信息含量(PIC)变幅为0.040～0.738,平均为0.445,遗传相似系数(GS)的变幅为0.315～0.933,平均为0.569,说明我国芒种质资源遗传基础宽,遗传多样性丰富;(3)相似系数UMPGA聚类结果与主成分分析(PCA)结果一致,可将46份种质分为3大类群,类群Ⅰ主要由中部芒组成,类群Ⅱ主要由北方芒组成,类群Ⅲ主要由南方芒组成,西南芒在每个类群中均有渗透,这一结果说明芒种质资源的遗传分化与其种源的地理分布有一定的相关性,但与地理起源不能完全吻合。     

甘薯种质资源遗传稳定性及遗传多样性SSR分析

应用SSR标记检测国家种质徐州甘薯试管苗库中离体保存5年和8年的24份种质资源及其对应的田间圃材料的遗传稳定性,同时对24份甘薯种质的遗传多样性进行分析.20对SSR引物分析表明,24份甘薯材料扩增得到了清晰的DNA条带30条,其中多态性条带2l条,多态性百分率为70%,全部品种在2种保存方式下谱带一致,说明2种保存方式的效果相同.应用NTSYS软件对材料进行遗传相似性和UPGMA聚类分析,24份甘薯种质资源遗传相似系数在0.57～0.93之间,平均为0.74.在0.72的相似系数上24份材料可以聚成三大类,表明我国的甘薯品种种质资源遗传多样性还是比较丰富的.该研究为甘薯种质资源长期离体保存及甘薯杂交育种提供了理论依据.     

基于SRAP和TRAP标记的河北野生狗牙根种质遗传多样性分析

以SRAP和TRAP 2种标记技术对36份狗牙根材料的遗传多样性及亲缘关系进行了分析,其中包含34份河北省野生狗牙根种质资源。分别由238对SRAP和85对TRAP引物组合中筛选获得具有多态性的SRAP和TRAP引物组合各10对,PCR扩增总条带分别为186和161条,多态性条带156和132条,平均每对引物扩增出多态性条带各15.6和13.2条,多态性位点比率分别为83.4%和81.0%。2种标记合并进行聚类分析,所有供试的36份狗牙根材料遗传相似系数GS=0.519~0.983,平均为0.7。当GS=0.68时,可将36份供试材料分为4个类群。本研究结果表明河北野生狗牙根种质资源存在较丰富的遗传多样性,可为种质资源保护和选育优良狗牙根新品种提供科学依据。     

基于ISSR标记的烤烟种质遗传多样性研究

利用ISSR标记分析了24份代表性烤烟种质的遗传多样性。从100个ISSR引物中筛选出10个引物,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳可以检测到208条稳定的条带,片段大小介于200~2 400 bp之间,条带数在7~37条之间;扩增片段中多态性带141条,平均多态性比率(PPB)为67.79%。 通过UPGMA聚类分析,24个烤烟品种分为5类,最大一类有12个材料,主要衍生于Coker319。品种间遗传相似指数(GS)范围为0.66~0.85,表明其遗传多样性较低,需要拓宽烤烟种质的遗传基础。同时,利用2个多态性好的ISSR引物可以将这24份烤烟材料区分开,每个品种都有各自独特的指纹图谱,表明ISSR标记适于烟草品种鉴定和遗传多样性研究。     

巨峰葡萄系谱的SSR与RAPD分析

利用RAPD和SSR 2种标记分别对系谱关系明确的22个巨峰系葡萄品种进行聚类分析,以验证2种标记方法的正确性与可靠性.结果显示,11条RAPD引物和12对SSR引物,分别扩增了82和43个清晰的条带.RAPD与SSR引物扩增的条带中分别有58和31条多态性带,其多态性比率分别为70.7％和72.1％.2种分子标记聚类结果基本一致,并且都能有效地将品种区分开来以及正确反映22个葡萄品种的亲缘关系.研究结果说明RAPD和SSR 2种分子标记均适合于巨峰系葡萄的系谱分析和种质遗传多样性研究.     

用ISSR标记分析红麻种质资源的遗传多样性

为明确红麻种质资源的遗传多样性和亲缘关系,以20个国家的32份红麻(Hibiscus cannabinus L.)种质资源为材料,从90个ISSR引物中筛选出22个多态性引物对供试材料进行PCR扩增,最终选用条带最清晰、多态性明显的13个引物的扩增数据进行统计分析.结果表明:(1)13条ISSR多态性引物共扩增出谱带总数59条,多态性条带总数为47条,多态性条带比率达79.66%,其遗传多样性较丰富;(2)在切割线L1取值为0.73时,可将供试材料分为一个由22份栽培品种构成的L1-1大类群,以及由8份野生材料和2份古老地方品种构成的3个独立的个类和3个不同小类群.(3)当切割线L2取值为0.77时,又可将第1个大类群L1-1中22份栽培品种根据其亲缘关系,重新划分为I1、I2、I3、I4 4个不同的亚类群,各亚类群表现出明显的地域性特点.(4)聚类结果显示,红麻多数栽培品种之间的遗传差异较小,亲缘关系较近,其遗传多样性比野生材料明显狭窄.     

苦荞种质资源遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记对来自9省的66份苦荞种质的遗传多样性进行分析,结果表明,18条ISSR引物共扩增出531条带,平均29．5个;其中多态性带514个,平均28．5个,多态率高迭96．8％。Nei＇s遗传相似系数在0．39～0．93之间。UPG-MA聚类分析显示,贵州地方品种、湖北地方品种和云南地方品种之间有明显的遗传差异。来自不同省的改良品种在遗传上有较高的相似性,并发现了4个独特的基因型,即来自云南的昆明灰苦荞、贵州的六养2号、湖北的神农架苦荞和湖南的凤凰苦荞,这几份材料在遗传上与其他材料具有很大的差别。云南地方品种闯的遗传差异较大,其次是贵州地方品种,湖北地方品种间遗传差异相对较小。ISSR分析结果显示,苦荞遗传多样性丰富,表明可以用ISSR对苦荞进行分子水平的鉴定和遗传多样性分析。     

我国陆地棉基础种质遗传多样性的SSR分子标记分析

利用398对BNL、JESPR、TMB等SSR引物,对不同亲本来源、不同选育时期、不同种植生态区的43份陆地棉基础种质进行了遗传多样性的SSR分子标记分析。扩增产物用8％的非变性聚丙烯酰胺凝胶检测,银染观察并照相。遗传多样性带型分析按位点多态信息量（PIC）,Shannon-weaver多样性指数（H^＋）等方法,利用NTSYSpc2．1软件计算品种间的遗传相似系数（Jaccard系数）,并用类平均法（UPGMA）进行聚类。结果表明所选择多态性引物分布在棉花基因组的第3、4、5、8、9、10、16、18、20、23号等染色体上,36对多态性引物在基础种质中扩增等位基因130个,其中多态性等位基因占80％,每个引物扩增等位基因2～8个,平均3．6个,PIC为0．278～0．865,平均0．62,基因型多样性（H^＋）为0．451～2．039,平均1．102,基础种质问SSR遗传相似系数平均为0．610,变幅为0．409～0．865,这说明所选基础种质基因组水平的多样性较丰富,变化范围大、代表性强。按品种不同选育时期来讲,第一、二、三期基础种质的SSR分子标记平均遗传相似系数分别是0．587、0．630、0．630,说明现代基础种质比早期基础种质在基因组水平的差异呈下降的趋势,可能是由于育种者偏重于使用优质高产性状的亲本品种,致使我国棉花的育种基础逐渐变窄。不同棉区基础种质SSR标记性状差异大,北部特早熟棉区基础种质间的SSR标记的多样性大于黄河、长江棉区,主要原因是长江、黄河棉区的育种过分强调高产、优质品种选育,品种间的差异变小;基础种质中的国内品种SSR相似系数（0．624）比引进品种（0.85）高,说明国内品种在遗传多样性上目前还没有超越国外品种。总之,我国棉花现代基础种质比早期基础种质的遗传多样性呈下降的趋势,黄河、长江主产棉区基础种质的遗传多样性还没有超过国外基础种质,品种间的遗传背景较为狭窄,还必须采用多种途径丰富我国棉花种质资源的遗传多样性。     

Genetic Diversity of Source Germplasm of Upland Cotton in China as Determined by SSR Marker Analysis

The genetic diversity of 43 sources of Upland cotton germplasm with different parental origins, breeding periods, and ecological growing areas in China were studied on the basis of simple sequence repeat (SSR) markers. A total of 130 gene alleles with 80% polymorphism were detected from 36 SSR primers. The number of alleles per primer ranged from two to eight with an average of 3.6. The polymorphism information content (PIC) range was 0.278-0.865, with an average of 0.62. The average genotype diversity index (H') was 1.102, the highest was 2.039 and the lowest was 0.451. The average coefficient of the genetic similarity of SSR markers among source germplasm was 0.610, ranging from 0.409 to 0.865. These indicated that the genetic diversity at the genomic level of the selected source germplasm was rich, and was representative of the diversity of the germplasms, in general. The diversity at the genome level of the base germplasm from the second and third breeding periods was decreased compared to that of the first period, indicating that the cotton genetic background in China became narrow gradually. The diversity of SSR markers among the base germplasm from early maturity cotton growing areas in the north was higher than those from the Huanghe and Yangtze growing areas. The molecular marker genetic similarity index of the domestic varieties was higher than that in the introduced varieties, which indicates that the genetic diversity in domestic cultivars was lower than that in the introduced varieties. This study gives an overview of the genetic diversity of the cotton germplasm base in China, and provides a guide for breeders to develop new cultivars efficiently.     

利用SSR标记构建萝卜种质资源分子身份证

为了保护我国特有的优异萝卜资源,促进资源的有效区分和合理利用,保障我国萝卜产业发展,目前需积极开展萝卜种质资源的特异性鉴定和种质识别技术研究。本研究基于SSR分子标记、信息处理和图像处理技术,筛选出22对SSR引物对75份来源和特征不同的代表性萝卜种质进行鉴定,共扩增出153条带,其中多态性条带为87条,平均多态性位点百分率为55.49%,平均每对引物可扩增出6.95条带和3.95条多态性带,有效地显示出每份萝卜种质的特异性。基于最少引物鉴定最多种质的原则,利用MATLAB程序筛选出8对SSR引物,依据8对引物的扩增数据,经过多态性谱带的有序编码转换,构建出75份萝卜种质分子身份证。结果显示利用SSR标记构建萝卜种质分子身份证进行种质资源的鉴定和保护是可行的。     

荞麦及其野生种遗传多样性分析

荞麦起源于我国西南地区,该地区分布有大量荞麦地方品种和野生近缘种。本研究利用SSR分子标记,对从我国西南地区收集的81份荞麦及其野生资源进行遗传多样性分析。结果显示,利用19对SSR引物共检测出84个等位基因,每对SSR引物平均扩增出4.421个等位基因,19对SSR引物的平均Shannon's信息指数为0.985,平均PIC为0.478。81份荞麦及其野生资源的相似系数范围为0.500~1.000,分析发现大粒组荞麦种(甜荞及其近缘种、苦荞及小米荞、金荞)与小粒组硬枝万年荞亲缘关系比较近。通过聚类分析在遗传相似系数为0.732时,可将81份荞麦种质分为4个类群,第Ⅰ类由小粒组齿翅野荞、细柄野荞、小野荞麦、疏穗小野荞麦和硬枝万年荞组成;第Ⅱ类由甜荞和甜荞近缘种组成;第Ⅲ类都是由金荞组成;第Ⅳ类是由苦荞和小米荞组成。在遗传系数为0.920时,小粒组荞麦种可以明显区分出疏穗小野荞麦、硬枝万年荞、齿翅野荞及其细柄野荞。研究表明,19对SSR引物多态性较高,能较好反应荞麦及其野生种质的遗传多样性,本研究的结果为荞麦属种之间的亲缘关系分析和荞麦起源进化研究提供科学依据。     

用SSR标记分析辣椒属种质资源的遗传多样性

利用21对引物在33个辣椒材料中共检测到54个等位基因,每对SSR引物检测到2~4个等位基因变异,平均为2.6个,说明辣椒种质资源的遗传多样性相对较少。通过MVSP3.13f软件对SSR数据进行聚类分析,把33个辣椒材料分为五类,同个种的辣椒种质资源基本聚在一起,说明用SSR标记来区分辣椒种质是可行的,是研究辣椒种质资源遗传多样性的有效手段。     

Molecular characterization and genetic diversity analysis of soybean (Glycine max (L.) Merr.) germplasm accessions in India

Molecular characterization and genetic diversity among 82 soybean accessions was carried out by using 44 simple sequence repeat (SSR) markers. Of the 44 SSR markers used, 40 markers were found polymorphic among 82 soybean accessions. These 40 polymorphic markers produced a total of 119 alleles, of which five were unique alleles and four alleles were rare. The allele number for each SSR locus varied between two to four with an average of 2.97 alleles per marker. Polymorphic information content values of SSRs ranged from 0.101 to 0.742 with an average of 0.477. Jaccard’s similarity coefficient was employed to study the molecular diversity of 82 soybean accessions. The pairwise genetic similarity among 82 soybean accessions varied from 0.28 to 0.90. The dendrogram constructed based on genetic similarities among 82 soybean accessions identified three major clusters. The majority of genotypes including four improved cultivars were grouped in a single subcluster IIIa of cluster III, indicating high genetic resemblance among soybean germplasm collection in India.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1007/s12298-014-0266-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

新考察收集野生大豆与已保存野生大豆的遗传多样性比较

本研究以65份东北地区新收集野生大豆资源以及与其来源相同的已经编目保存的资源为实验材料,利用60对SSR引物进行遗传分析。分析结果表明新收集材料在22个位点的遗传多样性指数都高于以前收集的资源,有62个等位变异是新收集材料所特有。新收集材料与其它资源间的平均遗传相似系数为0．1918。说明新收集的材料使得野生大豆的遗传多样性水平得到提高,对野生大豆进行补充考察和收集是有价值的。     

甜荞品种内与品种间的遗传多样性研究

以9个甜荞品种为材料,1个苦荞品种为对照,每个品种随机取10粒种子发芽,提取基因组DNA,采用长随机引物和内含子切接点引物的PCR分子标记技术,对甜荞品种内和品种间的遗传多样性进行了分析.结果表明:(1)所使用的引物均能在 9份甜荞品种和1份苦荞品种中稳定扩增出条带,共获得了45条条带,其中多态性条带42条,占总数的93.3%;(2)甜荞同一品种内存在一定的遗传差异,但遗传距离较小,大部分不同甜荞品种间的遗传差异大于其品种内的遗传差异.因而,在甜荞品种鉴定和遗传多样性研究中,通过品种内适当混合取样可以较好地代表和反映甜荞品种特性.     

中俄茄子种质资源遗传多样性研究

利用25对SSR分子标记和24个表型性状对105份中俄茄子材料进行遗传多样性分析。表型变异分析结果表明:24个表型性状在中俄材料间均表现出了不同程度的多样性,但是同一性状在中俄材料中多样性不同;主成分分析可将24个表型性状概括为果形因子、颜色因子、果实外观因子、叶片形态因子、果萼刺和花药条纹6个指标,其中果实特征占主要成分;利用UPGMA法进行聚类,遗传相似系数在0.4~0.8之间,平均值0.6。25对多态性SSR标记,扩增出122个条带,含有等位基因82个,其中有效等位数24.8个,PIC值为0.3~0.7。分子聚类的遗传相似系数在0.5~1之间,平均值是0.7。表型聚类和分子标记聚类的结果相似,105份茄子种质资源间的类群划分与地理来源之间没有直接关系,但与茄子的果实性状有一定的相关性。     

应用SSR标记分析中国北方名优绿豆的遗传多样性

利用39对SSR分子标记对78份中国北方名优绿豆品种进行遗传多样性分析,共检测出104个等位变异,平均为2.74个。不同引物所揭示的试验材料多态信息含量(PIC)变幅在0.03~0.58之间,平均0.26。分析4个地理来源的名优绿豆资源,结果表明内蒙古的等位变异数和多态信息含量值最大,是传统名优绿豆种质资源最丰富的地区,河北张家口次之。聚类分析表明河北张家口和山西大同的种质为组群Ⅰ,内蒙古和吉林白城的资源为组群Ⅱ。