糜子EST-SSR分子标记的开发及种质资源遗传多样性分析

基于前期高通量测序结果设计EST-SSR引物, 用于评估国内外不同生态区144份糜子(Panicum miliaceum)种质资源的遗传差异。结果表明, 200对引物中80对呈多态性, 开发效率为40%; 引物分辨率(Rp)为0.67-4.67 (平均值为2.00), 扩增产物大小为50-500 bp。144份材料在80个位点共检测到206个等位变异, 每个位点为2-3个; 多样性指数(I)为0.659 3 (RYW108)-1.087 2 (RYW124), 平均为0.859 9; 多态性信息含量(PIC)为0.222 9 (RYW98)-0.717 2 (RYW124), 平均为0.457 3。基于UPGMA将144份资源划分为3个群组, 其中2个群组主要为北方春糜子区材料, 另一个群组主要为黄土高原春夏糜子区材料。基于Structure (K=4)将材料划分为4个类群, 即2个代表北方资源基因库以及代表黄土高原和国外资源基因库各1个。基于主成分分析将材料聚为7个类群, 划分结果与材料的地理来源一致。     

糜子EST-SSR分子标记的开发及种质资源遗传多样性分析

基于前期高通量测序结果设计EST-SSR引物, 用于评估国内外不同生态区144份糜子(Panicum miliaceum)种质资源的遗传差异。结果表明, 200对引物中80对呈多态性, 开发效率为40%; 引物分辨率(Rp)为0.67-4.67 (平均值为2.00), 扩增产物大小为50-500 bp。144份材料在80个位点共检测到206个等位变异, 每个位点为2-3个; 多样性指数(I)为0.659 3 (RYW108)-1.087 2 (RYW124), 平均为0.859 9; 多态性信息含量(PIC)为0.222 9 (RYW98)-0.717 2 (RYW124), 平均为0.457 3。基于UPGMA将144份资源划分为3个群组, 其中2个群组主要为北方春糜子区材料, 另一个群组主要为黄土高原春夏糜子区材料。基于Structure (K=4)将材料划分为4个类群, 即2个代表北方资源基因库以及代表黄土高原和国外资源基因库各1个。基于主成分分析将材料聚为7个类群, 划分结果与材料的地理来源一致。     

基于SSR分子标记的中国黄连木遗传多样性分析北大核心CSCD

该研究利用筛选出的7对SSR引物,对中国20个省、市、自治区的210份种质资源进行分子标记试验,分析中国黄连木种质资源遗传多样性、亲缘关系、遗传分化特点并构建DNA分子身份证,为黄连木的资源保护、种质利用提供理论依据,结果表明:(1)7对引物在210份种质中共扩增出158个等位基因位点,平均每对引物的等位基因数为22.571个。(2)基因多样性(GD)变化幅度为0.654~0.913,平均为0.804;期望杂合度(He)变化范围0.257~0.771,平均为0.532;多态信息含量(PIC)变化范围0.639~0.907,平均为0.784。(3)从不同地区黄连木群体的遗传多样性来看,观测杂合度(Ho)介于0.373~0.600之间,平均值为0.520;期望杂合度(He)介于0.632~0.811之间,平均值为0.737;从各群体间遗传分化指数(Fst)来看,黄连木各地区群体间的遗传分化值在0.015~0.099之间,各群体间的遗传分化处于中等以下水平。(4)分子方差分析(AMOVA)结果显示,黄连木的遗传分化变异以群体内为主,占总变异量的94%,群体间的变异占6%。(5)UPGMA聚类、群体遗传结构分析和PCoA分析结果相一致,全部种质被划分为两大类,西南地区群体单独为一类,其他地区单独为一类。(6)利用7对SSR引物构建了210份黄连木种质的DNA分子身份证。     

基于SSR标记构建葡萄种质资源分子身份证

以国家葡萄品种资源圃内保存的80份葡萄种质为试材,对构建葡萄种质分子身份证的方法进行探讨研究。利用筛选后的SSR标记对供试品种进行区分,然后根据引物对不同品种扩增条带分子量的大小进行编码。从62对引物中筛选出来自葡萄19条染色体上的28对SSR引物,在供试种质间共检测出等位基因169个,每对引物平均检测到等位基因数为6.0个。将等位基因赋值后仅用9对引物构建了供试种质的分子身份证编码,平均每对引物区分种质达8.9份,达到了区分品种更加简洁明了,用最少的引物区分不同品种的目的,表明SSR标记技术可有效用于建立葡萄种质资源分子身份证。     

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。     

利用SSR标记构建枸杞品种分子身份证

以16个枸杞品种为材料,利用SSR标记构建枸杞分子身份证,为枸杞品种鉴定和保护提供参考。从600对SSR引物中筛选出多态性高、稳定性好、均匀分布在枸杞12条染色体上的24对引物,对16个枸杞品种进行扩增,共检测到等位基因155个,每对引物检测到等位基因数在3-10,平均为6.5个;共检测到基因型208个,每对引物检测到基因型在3-14个,平均为8.7个;多态信息含量(PIC)变幅在0.461-0.848,平均为0.682;Shannon’s信息指数变幅在0.939-2.055,平均为1.487。基于最少引物鉴定最多种质的原则,筛选出等位基因数、基因型数和PIC值均大于平均值,且Shannon’s信息指数 1.7引物,最终确定出引物LBSSR0052和LBSSR0423组合可区分全部供试品种。根据这两对引物对所有品种扩增获得等位基因按照由小到大排序,然后将每个品种在这两个SSR位点的赋值依次组合,构建16个枸杞品种的分子身份证。结果表明SSR标记技术可以作为枸杞品种鉴定和分子身份证构建的有效技术手段。     

基于遗传多样性构建金针菇的核心种质群体及分子身份证

金针菇Flammulina filiformis是我国产量最高的工厂化栽培食用菌。为提高优良工厂化栽培金针菇种质的育种效率,本研究以国内外收集的105份金针菇种质为材料,开展体细胞不亲和评价,并采用SSR分子标记的方法对所有种质进行遗传多样性分析和聚类分析。20对SSR引物在105份种质中共扩增得到209个等位基因位点,所有种质间的遗传相似系数为0.71-1.00,在遗传距离0.76处可分为5个大类群。105份金针菇种质共包含67种不同的遗传背景,野生金针菇种质比栽培种质具有更丰富的遗传多样性。基于SSR的聚类分析结果和体细胞不亲和评价结果既相互印证,又可互为借鉴。本研究构建了包含44份金针菇种质的核心种质群体,占所有供试材料的41.90%,保留了100%等位基因。核心种质群体覆盖区域广泛,最大限度地保留了原始群体的遗传多样性和表型变异,可为育种的亲本选择提供参考。进一步构建了能同时反映每份金针菇种质SSR分子标记指纹图谱、收集地区、子实体颜色和栽培性状的分子身份证编码,并转换成可视二维码,为金针菇种质的高效标识和快速溯源提供了科学依据。     

基于TP-M13-SSR指纹图谱的中国原产苹果属植物分子身份证的建立

利用TP-M13-SSR分子标记方法,构建27份中国原产苹果属植物在12个SSR位点的指纹图谱,运用条码技术生成其分子身份证。12对引物共获得251个等位基因,平均21个。引物多态性好,仅用引物CH05b06即可区分全部供试材料。27份苹果材料在12个SSR位点遗传多样性、多态性信息含量和位点杂合度的变化范围为0.6620～0.9455、0.6327～0.9211和0.6538～0.9319。基于CH05b06位点处获得的指纹谱图即可得到每份供试材料独有的分子身份证。TP-M13-SSR分子标记技术适用于苹果属植物种质资源的指纹图谱构建,利于分子基础数据库的积累。基于苹果种质资源TP-M13-SSR指纹图谱可获得每份苹果种质资源独有的分子身份证。     

油梨基因组DNA提取、SSR-PCR反应体系优化及引物筛选

旨在建立稳定可靠的油梨(Persea americana Mill)叶片DNA的提取方法和SSR-PCR反应体系及筛选出稳定的油梨SSR多态性引物,为开展油梨种质SSR分子标记提供遗传研究的基础。以油梨叶片为试材,比较3种油梨叶片DNA提取方法 ;利用L16(45)正交实验设计对油梨SSR-PCR反应体系进行优化;利用优化的反应体系筛选引物;同时,选取5对多态性引物对45份油梨种质进行PCR扩增,进一步检测该优化体系的稳定性。结果表明,常规2×CTAB法、改良2×CTAB法和植物DNA提取试剂盒法等3种DNA提取方法中,改良2×CTAB法对油梨基因组DNA的提取效果最佳;获得最优反应体系为:20μL总反应体系中,含约40 ng DNA模板、1.5 mmol/L Mg~(2+)、0.15 mmol/L d NTPs、0.5 U Taq DNA聚合酶、0.5μmol/L引物;以此体系为基础进行引物筛选,从73对油梨SSR引物中筛选出了30对扩增条带清晰的多态性引物,说明该反应体系可用于油梨SSR标记的进一步研究;稳定性检测获得的谱带清晰,表明该优化反应体系是稳定可靠的。由此可见,改良的2×CTAB法可用于油梨叶片DNA的大量样本提取,优化后的SSR-PCR反应体系及筛选出的30对多态性引物可用于油梨SSR标记的进一步研究。     

利用微卫星标记分析山西糜子的遗传多样性

山西是中国糜子主产区之一,有丰富的地方品种和农家种种质资源。利用微卫星标记分析糜子资源的遗传多样性,明确其遗传背景,便于加强糜子各品种之间的基因交流以及优异种质的筛选和利用,同时对种质资源的亲缘关系分析提供科学依据。利用27对SSR引物分析57份山西糜子的遗传差异,采用PowerMarker 3.25计算每对引物的多态性信息含量,采用PopGen1.32计算每对引物和两个生态区的观测等位基因等遗传参数。用MEGA5.0构建Neighbour-Joining聚类图,利用Structure 2.3.4鉴定遗传类群,采用Ntsys2.11进行主成分分析。结果显示27对SSR引物共检测出71个等位变异,平均每个位点扩增出2.6296个等位基因,各引物对的有效等位变异占观测等位变异的76.94%。各引物对的基因多样性指数为0.4140～1.0446,平均为0.7686;PIC为0.0601～0.7158,平均为0.5667。两生态区的观测杂合度等遗传参数相差不大。基于N-J遗传距离将57份材料分为3个类群,类群Ⅰ属于黄土高原春夏糜子区,类群Ⅱ、类群Ⅲ均属均于北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区。遗传结构分析将57份糜子材料分为3个类群,绿色类群的基因多样性指数和PIC比蓝色、红色类群高。两种聚类结果基本一致,分布方式均与地理位置相关。主成分分析结果将晋北部材料与晋中、晋南部材料相区别,说明两生态区糜子的遗传背景因地理气候因素有明显差异,与遗传结构群体分析结果一致。研究表明,山西省糜子资源的遗传多样性丰富。     

分蘖型谷子资源的表型和遗传多样性分析

本研究选用了来自国外及国内的68份分蘖型谷子进行了表型及遗传多样性分析。表型分析表明,质量性状以绿鞘、白谷黄米、圆锥穗、松散穗码居多,数量性状变异系数除出谷率较小外,其他性状表现了丰富的遗传变异,来自山西的小软谷单株穗重、单株穗粒重、千粒重均为最高,而来自黑龙江的大青谷单株穗粒重、出谷率、千粒重均为最低。遗传多样性分析结果表明,77对引物共检测出202个等位位点,每对引物可检测到1~6个位点不等,平均为2.62个;77对引物多态性信息含量(PIC)在0.0283~0.6974之间,平均多态性信息量(PIC)为0.4169,68份材料间的遗传相似系数变化范围为0.59~0.96,平均值为0.68。利用软件NTSYSpc 2.10的UPGMA聚类方法对68份谷子分蘖材料进行了聚类,这些材料被划分为4个类群,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。Ⅰ类群主要来自西北地区谷子分蘖种质,Ⅱ类群主要来自国外谷子分蘖种质,Ⅲ类群包括华北、华东和东北的谷子分蘖种质,Ⅳ类群仅包括一个种质。结合表型鉴定出10份优势谷子分蘖种质。这些结果揭示68份谷子分蘖种质遗传多样性较好,研究结果为挖掘谷子分蘖优良基因及谷子分蘖育种提供理论依据。     

SSR标记在毛木耳种质资源遗传多样性研究中的应用

本研究利用基于毛木耳全基因组开发的SSR标记对27份毛木耳菌株（野生14株、栽培13株）的遗传多样性进行分析。首先随机选取3个菌株（2个野生菌株、1个栽培菌株）的DNA为模板,从144对SSR引物中筛选出扩增条带清晰、稳定性强、多态性丰富的引物24对。24对SSR引物共检测到116个多态性SSR片段,每对引物的多态性片段有3-7个,引物平均检测效率为4.83个,Shannon’s遗传多样性指数范围是0.866-1.885,多态性位点比率100%。供试菌株遗传相似系数范围是0.618-0.971,说明毛木耳种质资源具有丰富的遗传多样性。野生菌株与栽培菌株间平均遗传相似系数分别为0.746、0.779,说明毛木耳野生菌株遗传多样性更为丰富。经聚类分析,在遗传相似系数为0.680时,可将供试菌株分为无色（白色）类群Ⅰ和有色（浅黄色到红褐色）类群Ⅱ。遗传相似系数为0.704时,可将供试菌株中栽培菌株和野生菌株明显区分（14株野生菌株均在类群Ⅱ-2中,13株栽培菌株分别在类群Ⅰ和Ⅱ-1中）。本研究表明基于全基因组的SSR标记能从分子水平上揭示各菌株间的遗传差异,丰富毛木耳遗传多样性的研究手段,并为进一步进行毛木耳的品种选育、遗传学研究等提供有力手段。     

滇杨种群遗传多样性与遗传结构

滇杨(Populus yunnanensis)是我国西南地区的特有树种, 具有速生、易无性繁殖、适应性强等优良特性, 是典型的南方型杨属树种。研究滇杨遗传多样性及种群结构对其种质资源的收集、保存和利用具有重要的意义。本研究从我国滇杨主要分布区云南和四川共采集了6个种群, 包括云南的昭通(ZT)、会泽(HZ)、嵩明(SM)、洱源(EY)、拉市海(LS)以及四川的美姑(MG), 共64个个体, 利用34对SSR分子标记和3对cpDNA叶绿体标记开展遗传多样性与遗传结构研究。SSR引物共检测到154个等位基因, 平均等位基因数为4.529, 观测杂合度(Ho)与期望杂合度(He)分别为0.552和0.472, 遗传分化系数(Fst)平均值为0.238, 多态性信息含量指数(PIC)平均值为0.421, 基因流(Nm)为0.806。滇杨的遗传结构分析(DAPC)与遗传距离的主坐标分析(PCoA)、UPGMA聚类分析均将6个种群划分为3个亚类: 第І亚类包括昭通种群、会泽种群和嵩明种群的4个个体, 第ІІ亚类包括嵩明种群的6个个体以及洱源种群和拉市海种群, 第III亚类为美姑种群; 嵩明种群包含第І和第ІІ两个亚类的混合遗传成分。3个cpDNA联合序列中共检测到35个变异位点, 分为13个单倍型, 其中单倍型H5在种群中分布最为广泛, 其余的单倍型均为种群特有的单倍型。分子方差分析(AMOVA)表明种群内的遗传变异大于种群间变异。研究表明滇杨不同种群的遗传分化具有地域性, 可选择就地保护; 昭通种群遗传多样性最高, 且包含7种叶绿体单倍型, 单倍型类型最多, 应优先保护。     

烟草种质不同群体量遗传完整性的SSR研究

本研究以普通烟草种质红花大金元、豌口红土烟、白花黑烟、云烟87以及野生种N.alata为试验材料,利用SSR分子标记技术结合构建DNA混合基因池的方法对种质不同群体量的遗传完整性性进行研究。结果表明,960对引物对红花大金元、豌口红土烟、白花黑烟以及云烟87进行全基因组扫描,在前3份种质中未筛选到多态性引物,而在云烟87中筛选出3对多态性引物,3对多态性在云烟87的80个单株中扩增出6条特异性条带,将群体量降为10株时仍能检测到6条特异性条带,因此普通烟草种质繁殖更新群体等于或大于10株便能代表群体的遗传完整性。野生种N.alata从608对引物中筛选出11对多态性引物,扩增出44条DNA 条带, 其中多态性DNA 片段有19条,并对不同的群体量进行遗传多样性参数的比较,得出大于20株的群体能代表野生种质的遗传完整性。     

基于简化基因组数据开发岭南青冈微卫星引物

微卫星标记（simple sequence repeat，SSR）在基因组中普遍存在，具有共显性、高多态性等特点，在群体空间遗传研究中应用广泛。随着测序技术的发展，SSR的开发方法也更加多样化。岭南青冈（Quercus championii Benth）是中国南方常绿阔叶林的珍贵材用树种，对其分子标记的开发可促进岭南青冈的育种和种质保护。本研究基于4个岭南青冈个体的简化基因组序列进行SSR引物的开发。使用pyRAD软件分析显示：①每个个体中包含微卫星重复片段的序列在46 000~84 000条；②个体内聚类后得到的位点数在5 500~24 000；③个体间聚类后获得1 158个一致性位点。在1 158个位点中获得186个侧翼序列没有变异且重复碱基位于序列中间位置的位点。使用Primer Premier 5.0设计了25对引物，在来自3个群体的36个岭南青冈个体中进行验证，结果表明17对引物能成功扩增，共获得106个等位位点，每个引物的等位基因数在2~12，平均为6.2。引物的期望杂合度和观测杂合度分别为0.19~0.88和0.11~0.76。本研究的引物开发方法具有速度快、效率高、成本低的特点，可应用于群体遗传学分子标记的开发。