DNA指纹图谱技术在作物品种(系)鉴定与纯度分析中的应用

阐述了常用DNA指纹图谱技术（RFLP、RAPD、SSR、AFLP等）以及其他的几种DNA指纹图谱技术（SCAR、ISSR、SNP、SRAP、TRAP等）的原理、优点及其应用研究概况,认为利用DNA指纹技术通过鉴定品种DNA水平上的差异来鉴定品种真实性和纯度,具有准确可靠、成本较低、不受环境因素影响、便于实现鉴定自动化,且可鉴定表型上难于鉴别的品种等优点;已初步应用于多种作物的品种真实性和纯度分析,有些已实现商业化。虽然DNA指纹技术还存在许多不足,该文认为利用DNA指纹图谱鉴定品种纯度和真实性是品种鉴定的发展趋势,应加大力度不断完善和发展DNA图谱鉴定技术,实现DNA指纹鉴定的简单化、自动化和商业化。     

部分两用桃品种(系)指纹图谱的建立

以近亲个体'顺10-16'、'青北10-7'和'贺春'为材料建立了两用桃AFLP研究体系,从64对引物组合中筛选出了E-AAT/M-ACT、E-AAT/M-CTG、E-ACA/M-CTG和E-ACA/M-CTT等4个多态性好、分辨率高的引物组合;应用该体系对'锦春'等23个两用桃品种(系)进行AFLP分析,结果共扩增出127条带,其中多态性带62条,多态性百分率48.8%,以其中特异性较高的23个多态性条带构建了这23个两用桃品系的指纹图谱,为两用桃品种鉴定及保护奠定了基础.     

利用SSR构建薄壳山核桃主要品种的分子身份证北大核心CSCD

薄壳山核桃是著名的干果和木本油料树种,当前存在“同名异物、同物异名”现象影响产业发展。本研究在薄壳山核桃基因组中筛选到80个简单重复序列(SSR),利用8个品种的基因组DNA,对80对SSR引物进行筛选,初筛到23对目标条带清晰、检测结果稳定的引物,发现它们分布于13条染色体上。进一步在Pawnee、Mahan、Stuart等36个常用品种中开展基因分型,共检测到70个等位位点;其中18对引物具有遗传多态性,检测到的等位基因数介于2~8,多态性信息含量(PIC)介于0.03~0.72。聚类分析发现,各个样本按照遗传背景聚类,不同品种之间遗传距离介于0.026~0.636,同一品种的不同来源个体之间遗传距离介于0~0.0127。按PIC值从大到小的顺序,依次增加引物的数量,直至能够区分每个品种,发现最少可使用Ciz91、Ciz85、Ciz81、Ciz140和Ciz107等5个标记实现所有品种的有效区分,进而将这组引物确定为核心引物组。最后,使用核心引物组分别构建每个品种特异的分子指纹图谱、分子身份证条形码和二维码。本研究结果为薄壳山核桃品种鉴别、种苗纯度检测、品种追溯等提供了理论基础。     

大白菜高通量SSR标记鉴定体系的建立和应用

大白菜是重要的蔬菜作物,准确鉴定大白菜品种对于大白菜种质资源管理、新品种测试、种子质量检测等具有重要意义。本研究从已定位到大白菜10个连锁群的205个SSR标记中,筛选出30个在连锁群上分布均匀、PCR扩增稳定、带型简单的标记,用于大白菜品种DNA指纹鉴定。对入选的引物用4种荧光染料进行了标记,利用基于毛细管电泳荧光检测的DNA分析仪对SSR扩增产物进行检测。通过比较分析2种不同型号的3台DNA分析仪的扩增片段检测数据,明确了不同DNA分析仪的检测数据间一般存在明显的系统误差。系统误差的大小取决于引物,一般在1~4 bp之间。使用扩增产物的片段长度对各SSR位点的不同等位变异进行命名。通过使用一组参照品种,消除了不同批次、不同DNA分析仪型号间的系统误差,保证了检测数据的可重复性和可再现性。在此基础上,对184份大白菜品种进行了DNA分子数据采集。     

基于SSR标记的越橘亲缘关系分析及品种鉴定

利用SSR标记对22个越橘栽培品种进行遗传差异及亲缘关系分析,并建立一套稳定的越橘品种鉴定体系,以期为越橘种质资源评价、鉴定、管理及越橘新品种培育奠定基础。本试验优化了一套越橘SSR-PCR反应体系,筛选出15个条带清晰、重复性好、多态性高的SSR标记,对22个越橘栽培品种进行亲缘关系分析,聚类结果与各品种的遗传背景以及表型呈现高度的一致性。从以上15个SSR标记中筛选出可用于越橘品种鉴定的SSR核心引物NA961和NA1040,核心引物组合能够完全区分22个越橘品种。用核心引物制作了参照分子量标记,构建了22个越橘品种的指纹图谱,建立了一套完整的越橘品种鉴定体系。实践验证SSR标记用于越橘品种鉴别的方法可行、结果可靠。     

西瓜核心种质的AFLP指纹图谱和SCAR标记

西瓜(Citrullus lanatus (Thunb.) Mansf.)种质资源的鉴定与评价是对其有效利用的基础.以往的研究表明, 西瓜是一种遗传资源特别狭窄的作物,在用同工酶、RAPD及SSR技术对西瓜种质资源进行鉴定时,发现很难将品种完全区分开来.本研究利用高效可靠的AFLP技术,对30个西瓜核心种质材料进行了遗传分析,最终建立了这30个材料的DNA指纹图谱.在该图谱中,每个材料均有其独特的"指纹",材料之间可以相互区分开来.为了进一步利用AFLP分子标记,将重要抗病种质材料"PI296341"的AFLP特异带转化成了生产上可以直接利用的SCAR标记.     

无籽西瓜品种SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

利用SSR标记构建了27份中国无籽西瓜主栽品种的DNA指纹并进行了遗传多样性分析。24对多态性引物共扩增出66种基因型,基因型数2-5个不等,平均2.75个。平均多态性信息量(PIC)为0.37,变化范围为 0.19～0.66。有4个品种具有特征谱带。27个品种遗传相似系数变化范围为 0.7045～1.0,平均0.8683。组合24对引物,除无法区分‘郑抗无籽1号’与‘雪峰花皮无籽’,其余品种均能一一区分开。采用类平均法进行聚类分析,在相似系数0.83处,可将27个品种分为3大类。     

甜樱桃品种SSR-PCR反应体系的优化

以甜樱桃品种那翁为试材,研究了樱桃SSR技术中PCR反应体系的主要成分对SSR扩增结果的影响,并比较了采用聚丙稀酰胺凝胶及琼脂糖电泳检测扩增产物多态性的差异.结果表明:在PCR反应体系中,DNA最适浓度30～45 ng;Mg2+的最适浓度范围为1.5～3.0 mmol/L;dNTP最适浓度为0.2～0.3 mmol/L;引物的最适浓度为0.3～0.4 μmol/L;Taq聚合酶在20 μl反应体系中宜加入0.5 U.利用此反应体系,对24份樱桃代表资源进行了SSR反应,用6%的非变性聚丙稀酰胺凝胶电泳检测,扩增产物在100～250 bp之间,不同品种间DNA谱带多态性丰富.琼脂糖电泳检测的DNA多态性不如聚丙稀酰胺凝胶丰富.     

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。     

西瓜核心种质的AFLP指纹图谱和SCAR标记

西瓜(Citnllus lanatus (Thunb.) Mansf.)种质资源的鉴定与评价是对其有效利用的基础。以往的研究表明,西瓜是一种遗传资源特别狭窄的作物,在用同工酶、RAPD及SSR技术对西瓜种质资源进行鉴定时,发现很难将品种完全区分开来。本研究利用高效可靠的AFLP技术,对30个西瓜核心种质材料进行了遗传分析,最终建立了这30个材料的DNA指纹图谱。在该图谱中,每个材料均有其独特的“指纹”,材料之间可以相互区分开来。为了进一步利用AFLP分子标记,将重要抗病种质材料“P1296341”的AFLP特异带转化成了生产上可以直接利用的SCAR标记。     

猕猴桃SSR分析

目的:一方面为猕猴桃品种的分类、登记管理在分子标记技术方面提供有效可靠的依 据,从而避免品种资源的混乱;另一方面通过对猕猴桃的SSR分析,推测出其品种间的亲缘 关系.方法:实验通过对40对SSR引物的筛选,获得其中6对扩增带型稳定、清晰,多态性好 的引物,从而对35个猕猴桃品种进行SSR分析.结果:利用SSR指纹图谱把选用品种区分开,并进一步作聚类分析,生成系统进化树.结论:其亲缘 关系分析表明,我国这35个品种归为8大类群.     

基于SSR标记的草莓品种亲缘关系分析

摘要：用18对SSR引物对96份草莓栽培品种资源进行扩增。在18个SSR位点共获得184个条带,其中多态性条带为172个,多态性条带比率为93.5％,不同引物扩增的多态性条带数为6～19个,平均为9.56个。各位点PIC值在0.5726～0.8885之间,平均0.8057。NTSYS软件进行相似性系数计算,UPGMA法进行聚类分析结果显示,96份来源不同的草莓品种被混杂地聚在一起,草莓品种的亲缘关系与其来源并不存在明显的相关性,中国地方品种的聚类相对集中,中国地方品种与中国选育品种之间亲缘关系相对较远。欧美品种和日本品种的遗传基础要宽于中国选育品种和地方品种。     

部分耐盐小麦品种(系)SSR位点遗传多样性研究

选择有多态性的32对SSR引物对80个小麦耐盐品种(系)进行遗传差异研究,共检测出155个等位变异,平均每个位点上有4.75个等位变异;供试80份耐盐小麦品种(系)来源广泛,遗传基础丰富,表现出较高的遗传多样性,遗传相似系数范围在0.26～0.81;聚类分析结果显示,冬性小麦品种(系)聚为一大类;春性小麦品种(系)也聚为一大类;一些系谱相同或相近的品种(系)遗传相似系数较大;A、B、D基因组中SSR位点平均等位变异差异不大,以B基因组较高.     

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。     

野生花生种质的SSR遗传多样性

以花生属(Arachis)6个区组24种(包括栽培种)84份种质为材料,用SSR技术对其亲缘关系和遗传多样性进行了分析.从206对SSR引物中筛选到59对能扩增出稳定的多态性条带的引物,这些引物能在花生属基因组DNA中扩增出1～6个DNA片段.结果表明,84份种质的遗传距离为0.04～0.93,平均为0.64,其中匍匐区组的A.appressipila的2份种质(G4与G5)的遗传距离最小(0.04),匍匐区组的A.rigonii(G14)与根茎区组的A.glabrata(G28)的遗传距离最大(0.93).聚类分析结果与花生属的区组分类基本一致,栽培种花生被聚在花生区组中,而且7份栽培种被聚在同一亚亚组中,相同植物学类犁(相当于变种)的材料均被分别聚在一起.异形花区组与直立区组的亲缘关系最近,与花生区组的亲缘关系较近的是匍匐区组.花牛区组的二倍体野生种A.villosa、A.duranensis和A.benensis与栽培种化生关系较近,可以作为桥梁物种来转移其他野生花生的优良基因.     

利用SSR分子标记对鹅掌楸自由授粉子代的父本分析

利用自行开发的12个EST-SSR分子标记,采用最大似然法对鹅掌楸（L.chinense （Hemsl.）Sarg.）实验群体3个半同胞家系的180个子代进行父本分析。结果表明,每个SSR位点的等位基因数为3-7,平均为4.67;其平均观测杂合度（Ho）、平均期望杂合度（He）及平均多态信息含量（PIC）分别为0.458、0.635和0.580。利用12个SSR标记可在95%的可信度确定114个子代的父本,占子代群体的63.3%,其累积排除概率为98.52%。自由授粉状态下,鹅掌楸的自交率为11.6%,而北美鹅掌楸自交率为0,且种内交配比例大于种间交配。鹅掌楸平均有效花粉散布距离为20-30m,最大散布距离为70m。     

基于SSR标记的30份玉米种质遗传完整性分析

利用70对SSR引物,对30份玉米地方品种种质进行遗传完整性检测,每一份种质包含来自两个不同繁种年份的供试亚群体。取样方法为DNA混合取样。结果表明,30份种质的供试亚群体之间的遗传相似系数除红包谷(统一编号00230080)为0.77外,其他都大于0.80。聚类分析表明,除二黄(统一编号00210055)和红包谷两份种质的亚群体出现分支外,其他28份种质亚群体分支都按照同一种质群分别聚类。本文同时探讨了个别种质亚群体之间遗传分化的原因,以及SSR标记作为玉米种质遗传完整性检测方法的可行性。     

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。