菜豆种质资源RAPD多样性的研究Ⅱ

本研究收集了我国43个栽培品种,国际热带农业中心13个半野生品种,波兰4个矮生品种共60个菜豆品种资源,将其分成三大类型,即蔓生种35个,矮生种12个,半野生种13个,从RAPD标记上进行了研究,探明种内及各种群间的遗传相似度、遗传距离,绘制聚类分析图。综合RAPD标记聚类图,表明:蔓生种群分为五大类;矮生种群分为二大类;半野生种群分为二大类。我国是菜豆的主要育种、栽培地区,收集国内外菜豆种质资源,开展DNA水平的分子标记将有助于了解菜豆种内、各种群间的遗传基础,确定各资源材料间的亲缘关系,为我国菜豆种质资源的保存及培育优良品种工作提供一定的理论依据。     

菜豆种质资源RAPD多样性的研究Ⅰ

收集了国内43个菜豆栽培品种,国际热带农业中心13个半野生品种,波兰4个矮生品种,共60个菜豆品种资源,将其分成三大类型,即蔓生种35个,矮生种12个,半野生种13个,从RAPD标记开展研究,探明种内及各种群间的遗传多样性.采用简易SDS方法从60份菜豆幼叶中提取基因组DNA,使用经过筛选的29个引物共检测到314个位点,多态位点比率为0.854,其中蔓生种多态位点比率最高达0.958,矮生种为0.733,半野生种为0.573,说明60个菜豆种质资源中蔓生种多态位最强.根据Shannon指数和Nei指数的估测,菜豆种内的遗传多样性主要分布于蔓生种群内,在所研究的蔓生、矮生、半野生种群中,蔓生种群的遗传多样性水平最高,矮生种群其次,半野生种群最次.在全部314条扩增带中,有10条谱带分别为蔓生种所特有,矮生种及半野生种分别有1条特征谱带,说明蔓生种的遗传变异水平较大.     

菜豆种质资源RAPD多样性的研究I

收集了国内43个菜豆栽培品种,国际热带农业中心13个半野生品种,波兰4个矮生品种,共60个菜豆品种资源,将其分成三大类型,即蔓生种35个,矮生种12个,半野生种13个,从RAPD标记开展研究,探明种内及各种群间的遗传多样性。采用简易SDS方法从60份菜豆幼叶中提取基因组DNA,使用经过筛选的29个引物共检测到314个位点,多态位点比率为0.854,其中蔓生种多态位点比率最高达0.958,矮生种为0.733,半野生种为0.573,说明60个菜豆种质资源中蔓生种多态位最强。根据Shannon指数和Nei指数的估测,菜豆种内的遗传多样性主要分布于蔓生种群内,在所研究的蔓生、矮生、半野生种群中,蔓生种群的遗传多样性水平最高,矮生种群其次,半野生种群最次,在全部314条扩增带中,有10条谱带分别为蔓生种所特有,矮生种及半野生种分别有1条特征谱带,说明蔓生种的遗传变异水平较大。     

河北省绿子叶黑豆种质资源表现型和ISSR标记遗传多样性分析

为了揭示河北省绿子叶黑豆种质资源的遗传多样性,为其研究利用提供理论根据,以46份原产河北省的绿子叶黑豆种质资源为试验材料,对其基于表型性状及ISSR标记鉴定结果进行了聚类分析,结果表明:7个ISSR引物共检测出60个等位变异,平均每个位点有8.6个等位变异,变幅为5～17个;ISSR引物的多态性信息量PIC变幅为0.721～0.927,平均0.820;利用表型性状和ISSR标记数据进行品种间遗传多样性分析,遗传相似系数变化范围分别为0.07～0.53和0.43～1.00,平均为0.284和0.704,遗传相似性变幅较大,河北省不同绿子叶黑豆品种间存在着丰富的遗传多样性。聚类结果显示,类群与品种来源地有关。     

用EST-SSR标记对茶树种质资源的研究

采用16对EST-SSR引物对42份茶树品种资源进行了分析。在这些引物中, 有13对可扩增出清晰条带, 其中10对引物具有多态性, 占76.9%。各多态性引物的PIC值变化范围为0.522~0.866, 平均PIC值为0.730。10对多态性引物共检测到84种等位基因型和74个等位变异, 每对引物可检测到基因型和等位基因数分别为4~12和3~10种。42份供试材料间遗传距离为0.074~0.667, 平均遗传距离为0.363, 说明本实验所测试的材料具有较广的遗传变异。在相似系数为0.55的水平可将这些材料聚为3类, 多数材料包含在第一类中。本研究表明, 利用EST-SSR标记进行茶树资源评价是有效的。     

黄麻种质资源遗传多样性的SRAP分析

为明确黄麻(Corchorus L.)种质资源的遗传多样性,采用SRAP分子标记方法,对来自13个国家的两个黄麻栽培种及野生种共96份黄麻种质资源进行了分析。研究结果如下:(1)供试黄麻种质资源之间的遗传距离在0.0169至0.9667之间,变幅较大,其中近缘野生种与其他种质的遗传距离最大,基本在0.8以上;圆果栽培黄麻与其他种质的遗传距离最小,平均<0.5。(2)当在聚类图上遗传距离为0.53处划切割线L₁时,96份黄麻种质资源被分为两个大类群(Ⅰ、Ⅱ)、一个小类群(Ⅲ)和5个独立个类。(3)当在遗传距离为0.33处作切割线L₂时,各大类群被分为不同的亚类群,并表现出按地域聚类的趋势。(4)供试黄麻种质资源基于SRAP分子标记的聚类与形态学上的表现并不完全一致。     

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.     

利用SRAP标记研究四川高原青稞育成品种的遗传多样性

利用SRAP(Sequence-related Amplified Polymorphism)分子标记技术, 对25份来自四川高原的青稞育成品种进行了遗传多样性研究。结果表明: 64对引物组合共检测出999条清晰条带, 62对可以获得多态性条带, 多态性引物组合占96.9%, 共产生225条多态性条带, 占总条带数的22.5%。64对引物组合共扩增出333种等位变异, 平均每个引物组合检测到5.20种等位变异。遗传多样性在0(me9/em14, me9/em15)~0.8928(me6/em18)之间, 平均为0.5126。聚类分析结果表明, 25份材料可分成A、B、C 3大类, 材料聚类与其来源地有明显的相关性。25份材料间的平均遗传距离较小(0.3240), 平均遗传多样性较低(0.5126), 遗传基础较为狭窄。     

1980s-2010s华北夏谷区主栽谷子品种SSR遗传多样性分析

通过对20世纪80年代以来具有代表性的华北夏谷区审(鉴)定的20个主栽谷子品种进行SSR标记多态性分析,研究了华北地区育成谷子品种的遗传多样性。49对引物在20个谷子品种中扩增出具有多态性的条带,共检测出142个等位变异,平均每个位点检测出的等位变异数为2.96个。标记位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.0904～0.6896,平均为0.4168。20份材料间的遗传距离变幅为0.0173～0.9000,聚类分析将其分成3个类群,其中谷丰1号自成一类,表明谷丰1号的遗传距离较其他品种大。不同年代谷子品种间遗传距离分析结果显示,各年代品种之间的平均遗传距离由大到小依次是1980s>1990s>2000s>2010s,表明随着年代的递进育成品种的遗传差异减小,亲缘关系增近。     

基于SSR标记的谷子遗传多样性研究

用21个分布在谷子9条染色体上的SSR标记,对120份来自于核心种质的谷子材料进行遗传多样性研究。21个标记共检查出305个等位变异,各标记检测出的等位变异数在3～26个之间,平均每个位点检测出的等位变异数为14.5个;21个位点的平均多态信息量(PIC)为0.809。基于21个SSR标记的分子鉴定,计算了120份材料间的遗传相似系数,其变化范围为0.8393～0.9672,平均值为0.8906。根据计算的遗传距离,对120份谷子材料进行UPGMA聚类,在遗传相似系数0.8865处这些材料被划分为4个类群,分类结果与这些谷子来源地生态类型总体上表现一致,分别为西北内陆类群、黄土高原内蒙古高原类群、华北平原类群以及华北平原近年育成种类群。     

Determination of genetic relationships among shape Phaseolus vulgaris populations in a conical cross from RAPD marker analyses

Random-amplified polymorphic DNA (RAPD) markers were used to determine genetic relationships among Phaseolus vulgaris breeding populations. Genetic distances were calculated from the distribution of 317 RAPD markers among 8 parents, 10 individuals from 8 cycle-one populations, 10 individuals from 6 cycle-two populations and 10 individuals from 2 cycle-three populations of a conical cross. Genetic distances between populations and parents were consistent with their degree of relationship in the crossing scheme indicating that a RAPD analysis is a sensitive and useful method for categorizing breeding materials according to their genetic similarities. Genetic variation among individuals within populations increased from cycle one to cycle three and variation among populations within the cycles decreased from cycle one to cycle three in the conical cross. The results showed that this crossing scheme can be used to collect the genetic diversity in eight parents into a single plant breeding population. Abbreviations: CBB, common bacterial blight; GD, genetic distance; RAPD, random-amplified polymorphic DNA     

Biodiversity studies in Phaseolus species by DNA barcoding

The potential of DNA barcoding was tested as a system for studying genetic diversity and genetic traceability in bean germplasm. This technique was applied to several pure lines of Phaseolus vulgaris L. belonging to wild, domesticated, and cultivated common beans, along with some accessions of Phaseolus coccineus L., Phaseolus lunatus L., and Vigna unguiculata (L.) Walp. A multilocus approach was exploited using three chloroplast genic regions (rbcL, trnL, and matK), four intergenic spacers (rpoB-trnC, atpBrbcL, trnT-trnL, and psbA-trnH), and nuclear ITS1 and ITS2 rDNA sequences. Our main goals were to identify the markers and SNPs that show the best discriminant power at the variety level in common bean germplasm, to examine two methods (tree based versus character based) for biodiversity analysis and traceability assays, and to evaluate the overall utility of chloroplast DNA barcodes for reconstructing the origins of modern Italian varieties. Our results indicate that the neighbor-joining method is a powerful approach for comparing genetic diversity within plant species, but it is relatively uninformative for the genetic traceability of plant varieties. In contrast, the character-based method was able to identify several distinct haplotypes over all target regions corresponding to Mesoamerican or Andean accessions; Italian accessions originated from both gene pools. On the whole, our findings raise some concerns about the use of DNA barcoding for intraspecific genetic diversity studies in common beans and highlights its limitations for resolving genetic relationships between landraces and varieties.     

芥菜16个变种的RAPD研究

利用ＲＡＰＤ技术对芥菜（ＢｒａｓｉｃａｊｕｎｃｅａＣｏｓ．）１６个变种的遗传变异进行研究。从６０个随机引物中筛选出２７个有效引物,共扩增出３３６条ＤＮＡ带,其中２７５条为多态性带,占８１８５％,平均每个引物扩增的ＤＮＡ带数为１２４４条。利用１９个有效引物扩增的２４０条ＤＮＡ带对芥菜１６个变种间的亲缘关系进行ＵＰＧＡ聚类分析,计算出１６个变种间的平均遗传距离为７３４,在此基础上建立了中国菜用芥菜１６个变种的ＤＮＡ分子系统树图。该系统将芥菜的１６个变种划归Ａ、Ｂ、Ｃ三个组,其中Ａ组７个变种,Ｂ组８个变种,Ｃ组只有１个变种,Ｂ组又可细分为两个亚组。对芥菜遗传多样性的分子基础进行了探讨。     

青海育成小麦5个主效矮秆基因的分子检测

为系统了解青海小麦矮秆基因的分布特点,并进一步为青海高原小麦的株高育种提供优异种质资源。本研究利用5个矮秆基因的特异性分子标记对82份青海小麦品种资源中的矮秆基因进行了检测,并对不同矮秆基因的降秆效应进行了分析。结果表明:82份青海育成小麦品种中有49份材料至少含有一个矮秆基因,其中Rht-B1b的分布频率最高,约占参试材料的28.0%,其次是分布频率为23.2%的Rht8基因,而矮秆基因Rht-D1b、Rht5以及Rht12的分布频率分别为9.8%、13.4%、9.8%。在49份含有不同种类矮秆基因的材料中,其中16份材料同时含有2种及以上的矮秆基因,即RhtB1b和Rht8、Rht-D1b和Rht8、Rht-B1b和Rht5、Rht-D1b和Rht5、Rht8和Rht5、Rht-B1b和Rht12、Rht5和Rht12,并未发现同时含有矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的品种;2份材料分别含有3种矮秆基因,即Rht-B1b、Rht8、Rht12和Rht-B1b、Rht5、Rht8;其余31份材料仅含有1种矮秆基因。82份青海育成小麦材料中仅含有Rht-B1b的材料11份,平均株高为86.2 cm,其降秆效应为5.7%;只含有Rht-D1b的材料有5份,平均株高为84.9 cm,其降秆效应为7.1%;仅含有Rht8的材料有9份,平均株高为88.6 cm,其降秆效应为3.1%。因此,在青海育成小麦品种中,矮秆基因的降秆效应为Rht-D1bRht-B1bRht8。     

应用RAPD技术对甘肃栽培牡丹品种的分类鉴定研究

应用RAPD技术对甘肃栽培紫斑牡丹品种的分类进行了初步研究,筛选出10个随机引物在16个品种中共扩增出120个位点,其中114个位点呈多态性,4个位点具品种专一性。根据RAPD结果计算各品种间的遗传距离为0．212 8～0．744 4,所研究的16个品种中,除‘北国风光’外‘理想’与其它品种的遗传距离均很大,而皇冠型的‘春红争艳’与蔷薇型的‘怀念’两品种间的遗传距离最小。同一品种不同个体间与不同品种间在遗传距离上无明显差异,暗示在甘肃栽培牡丹品种中可能存在同物异名和同名异物。聚类分析表明,‘理想’和‘北国风光’与其它品种分别构成了遗传差异很大的两类,楼子类与千层类的品种在聚类时虽未完全分开,但楼子类大部分品种间表现出了更高的遗传相似性,且遗传距离与各种色系间没有明显的相关性。结果表明,RAPD技术能够克服传统上根据形态学性状对品种进行分类的缺点,可用于牡丹栽培品种的鉴定。     

Cytological Basis of Plastid Inheritance in Phaseolus vulgaris-Investigations of Plastids,Mitochondria and Their DNA Nucleoids During Pollen Development

Electron microscopic and DNA fluorescence microscopic observations of the plastids, mitochondria and their DNA in the developing pollen of Phaseolus vulgaris L. have demonstrated that the male plastids were excluded during microspore mitosis. The formed generative cell was free of plastids because of regional localization of plastids in early developing microspore and the extremely unequal distribution during division. The fluorescence observations of DNA showed that cytoplasmic (plastid and mitochondria) nucleoids degenerated and disappeared during the development of microspore/pollen, and were never presented in the generative cell at different development stages. These results provided precise cytological evidence of maternal plastid inheritance in Phaseolus vulgaris, which was not in accord with the biparental plastid inheritance identified from early genetic analysis. Based on authors' previous observations in a variety of common bean that the organelle DNA of male gamete was completely degenerated, the early genetic finding of the biparental plastid inheritance was unlikely to be effected by genotypic difference. Thus those biparental plastid inheritance might be caused by occational male plastid transmission, and plastid uniparental maternal inheritance was the species character of Phaseolus vulgaris.     

菜豆花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况——着重阐明质体遗传的细胞学基础

应用电镜和DNA的DAPI荧光检测技术研究了菜豆(Phaseolus vulgaris L.)小孢子/花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况。观察表明:在小孢子分裂时质体全部分配到营养细胞中,初形成的生殖细胞已不含质体。线粒体和质体的DNA在花粉发育中也先后降解,生殖细胞从刚形成时发育至成熟花粉时期这两种细胞器DNA均不存在。研究结果为菜豆质体母系遗传提供了确切的细胞学证据。遗传分析的研究曾确定菜豆质体为双亲遗传,对与本研究结论不同的原因进行了讨论。     

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。     

矮生菜豆品种比较试验

从生育期、植物性状、产量等方面对6个矮生菜豆品种进行比较试验。结果表明,德国矮菜豆和日本佳美四季豆具有较高推广价值。