基于EST-SSR标记的甘薯种质资源DNA指纹图谱构建

采用EST-SSR标记构建了国家种质广州甘薯圃中52份甘薯种质资源的DNA指纹图谱。利用52份供试资源,从早期筛选出的342对候选多态性引物中筛选出16对核心引物,16对引物在52份资源中共扩增出159个等位位点,每对引物的等位位点数为5~19个不等,平均为9.94个,多态性信息含量变化范围为0.6235~0.9593,平均为0.7991。选择带型清晰、重复性好、易于统计且能将52份资源完全区分开的2对引物组合构建供试资源的DNA指纹图谱。NTSYS软件聚类分析表明,EST-SSR标记能正确反映出不同资源间的亲缘关系,为构建甘薯大型DNA指纹图谱数据库奠定了基础。     

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。     

应用SRAP标记构建山药种质资源DNA指纹图谱

利用30对多态性良好的SRAP引物对90份山药种质资源进行PCR扩增,构建扩增图谱,共扩增到722个位点,多态性位点581个,多态性比例为80.47%,每对引物组合检测多态性位点3~30个,每对引物能鉴别6~51份山药种质资源;采用DNA数据分析软件对扩增出的多态性位点进行分析,构建山药种质资源方框指纹图谱,该图谱清晰地反映出每对引物能扩增的多态位点数、鉴别资源份数及资源具体编号,资源在该引物组合下所能检测得到的多态位点数及所处的具体位置等信息;从10对SRAP引物组合中挑选出的21个多态性位点,根据谱带的有无转化成的1/0字符串编码,形成山药种质资源DNA数字指纹图谱,该图谱可鉴别区分90份山药种质资源中的82份资源。同时这些指纹图谱可为下一步的山药品种鉴定,种质资源评价、利用,分子标记辅助育种及品种权保护提供技术支撑。     

天麻种质资源的SSR指纹图谱研究

天麻(Gastrodia elata Bl.)为中国珍稀濒危传统药用植物,其不同种质之间形态特征差异微小,而药用成分差异较大,种质资源混乱。为了构建天麻种质资源的DNA指纹图谱,该研究应用SSR分子标记技术对天麻的3种变型(乌天麻、红天麻和绿天麻)、12个种群,共计120个样本进行了群体遗传分析。研究结果表明:(1)7对SSR引物均能对天麻样本成功进行PCR扩增且多态性丰富,每对引物的等位基因数(N_a)在5~7之间,平均为6.43;引物多态信息含量(PIC)范围为0.626 2~0.823 5,平均为0.759 5。(2)群体遗传分析结果表明,天麻在物种水平上和变型水平上均有较高的遗传多样性(物种水平:A=6.428 6,H=0.789 0,I=1.682 9;变型水平:A=2.666 6,H=0.523 9,I=0.812 3)。(3)分子方差分析结果显示,种群间和变型间均存在强烈的遗传分化(F_(st)=0.558 6,F_(ct)=0.381 8)。(4)种群聚类分析结果显示,相同变型的天麻种群首先聚在一起,3种变型能被完全分开,SSR指纹图谱在变型水平上鉴定效率良好;从120个样本中共检测出有112种基因型,Simpson指数(D)为0.99 8,说明SSR指纹图谱对天麻样本在个体水平上也有着良好的鉴定效率。该研究结果揭示了天麻的遗传背景,并建立了天麻的SSR指纹鉴定图谱,为其种质资源的保护、选育及药材鉴定奠定了科学依据与技术支撑。     

白及种质资源及其近缘种的SSR指纹图谱研究

白及(Bletilla striata Rchb.)为中国珍稀濒危药用植物,野生资源枯竭,混伪种繁多。该研究基于SSR标记技术对16个地区48份白及(Bletilla striata Rchb.)样品和4份黄花白及(Bletilla ochracea Schltr.)、4份小白及(Bletilla formosana(Hayata)Schltr.)、4份华白及(Bletilla sinensis(Rolfe)Schltr.)样品进行遗传多样性分析,构建白及种质资源的SSR指纹图谱,并对60份白及样品进行种质资源鉴定,分析白及属种内及其种间的遗传分化特征。结果表明:(1)20对白及SSR引物均能在4个白及属植物中成功扩增,条带清晰且多态性丰富,每对引物的复等位基因数(Na)在4~9之间,等位基因数(Na)总和为127,平均为6.35。(2)筛选出基因型丰富、多态性信息含量(PIC)高的7对白及SSR引物(BJSSR01、BJSSR14、BJSSR15、BJSSR16、BJSSR18、BJSSR19、BJSSR22)构建的白及SSR指纹图谱能将白及属各种质资源清楚分开。(3)白及属在种间水平均有较高的遗传多样性(Na=6.35,I=1.429 1,h=0.706 8),物种间遗传分化强烈(Gst=0.44),物种间的基因流较弱(Nm=0.475 3)。(4)UPGMA聚类分析表明,60份供试样品明显聚为4大支,同一物种的个体首先聚在一起,这与形态学分类基本一致;不同来源地的样品种内和种间的亲缘关系有明显差异,地理距离较近的白及样品具有较近的遗传关系。     

新疆枸杞种质资源遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建

利用SCoT分子标记对新疆枸杞种质资源进行遗传多样性分析和DNA指纹图谱构建,为杂交育种和种质鉴定提供理论依据。结果显示:9条SCoT引物扩增出条带256条,其中219条为多态性条带,多态性比率达85.62%,多态性信息含量(PIC)值变化范围在0.77~0.91之间,平均值为0.85,观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei's基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)的平均值分别为1.8562、1.4350、0.2611、0.3989,聚类分析表明,遗传相似系数变化范围在0.5938~0.8398之间,在遗传相似系数为0.66和0.71处,可将30份材料分别分为2大类和4个亚类,主坐标分析结果和聚类结果基本一致,同时利用5条多态性SCoT引物构建了30份材料的DNA指纹图谱。新疆枸杞种质资源遗传多样性水平较高,且SCoT分子标记适于新疆枸杞种质资源遗传多样性分析和DNA指纹图谱构建,该研究结果为新疆枸杞种质资源评价、鉴定和新品种选育奠定了基础。     

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.     

基于SRAP标记的薏苡种质资源遗传多样性及DNA指纹图谱构建

利用SRAP分子标记对从各主要产地收集到的90份薏苡种质进行遗传多样性分析,其中68份收集于福建省,6份来自中国台湾,16份来自浙江、辽宁、山东、河南、云南、江苏、湖南、广东、上海等省(市)。结果表明,从88对SRAP引物组合中筛选出26对引物进行SRAP扩增,共扩增出185条带,其中具有多态性的有157,占总数的84.86%,表明90份薏苡种质表现出丰富的遗传多样性。基于SRAP标记利用系统聚类法将90份薏苡种质资源分为4大类,与形态性状分类结果有一定的相似性;利用16对SRAP引物构建了73份薏苡种质资源的DNA指纹图谱,为薏苡遗传研究、品种选育与资源保护提供了依据。     

简单重复序列间扩增分子标记技术及其应用

简单重复序列间扩增(ISSR)技术是在PCR基础上发展起来的一种新型的分子标记技术,因其标记通常为显性标记,呈孟德尔遗传,且在进行PCR反应时,稳定性和多态性均很好,而成为是非常理想的分子标记技术.将从ISSR分子标记技术的原理及其在绘制DNA指纹图谱、遗传多样性分析、种质鉴定等领域的应用进行综述.     

红麻微卫星DNA标记指纹图谱的构建

DNA指纹图谱对新品种选育、种质资源保存和管理具有重要的意义。然而,利用SSR标记构建红麻DNA指纹图谱的研究仍十分有限。在本研究中,利用课题组开发并筛选出的131对SSR引物,分析不同来源的96份红麻种质资源,包括红麻品种审定的区试对照品种福红952。结果表明,131对引物共扩增出375条带,平均每对引物扩增出2.6条带。以遗传相似系数0.614为切割线时,可以分为2个类群,52个为类群P1,44个为类群P2;以遗传相似系数0.710做切割线,可分为5个亚群。利用这131对引物标记所得的数据成功绘制了一份85个品种独特的指纹图谱,其中福红952可被HcEMS238引物特异识别。其他11份因存在遗传相似性高的现象,未被识别。上述结果为红麻品种的真实性鉴定及遗传多样性分析提供依据。     

亚洲棉种内群体异常偏分离的分子标记检测

利用3个形态标记、20个SSR和11个SRAP多态性标记,研究它们在“如东鸡脚桠果”与“美国中棉971”杂交的F2群体中的分离情况。结果表明,77.42%的分子标记表现为偏分离,所有的偏分离标记都偏向母本“如东鸡角桠果”;如此高的偏分离比例以及偏分离标记都偏向一个亲本,这种现象在棉花中是比较罕见的。3种类型的SSR标记和非物种特异性的SRAP标记都表现偏分离,而形态标记则表现为正常分离,这表明该异常偏分离现象是由材料本身的遗传特性所决定的。通过分析偏分离的共显性标记的等位基因频率(p=q)以及各种基因型频率(p2:2pq:q2)的F2分布,发现大多数标记的等位基因频率差异显著而F2基因型频率分布正常,表明这些标记产生偏分离可能是配子体选择的结果。     

用EST-SSR标记检测我国甘蓝型油菜品种的遗传多样性

杂交育种依然是我国油菜育种的主要方法,杂种优势的利用仍然是提高产量的重要途径.为了解我国甘蓝型油菜的遗传变异,采用16个EST-SSR标记对近年来推广的91个品种的遗传多样性进行了分析.共扩增到100个条带,其中84个多态性带,多态性比率为84%.平均每对引物扩增的带数和多态性带数分别为6.25个和5.25个.多态性信息含量(PIC)变化在0.022-0.926之间,平均为0.677,所揭示的基因型数变化于2-24之间,平均为12.44个.供试材料间遗传距离变幅较大(0.0530-0.7223之间),说明它们具有广泛的遗传变异.其中,杂交种和2000年以后育成品种的遗传基础较宽,遗传多样性分别明显高于常规品种和2000年以前育成的品种.按非加权成对平均数法(UPGMA)进行的聚类分析显示,在遗传距离为0.313处,参试材料可以分为三大类,其中,包含87份材料的第一大类在遗传距离为0.233处又可进一步分为10个亚类.聚类结果与系谱来源基本一致,比较真实反映了所用材料的遗传变异情况.     

普通小麦Genomic-SSR和EST-SSR分子标记遗传差异及其与系谱遗传距离的比较研究

采用Genomic-SSR和EST—SSR标记技术,对来自我国北方冬麦区的18份普通小麦品种(系)的遗传多样性进行了探讨,并与系谱遗传距离进行了比较分析。研究发现,平均每个Genomic—SSR检测到的等位基因数为3．34个,明显高于EST-SSR的2．31个。遗传距离(GD)计算结果显示,18个小麦基因型之间的EST—SSR平均遗传距离较小,仅为0．3996,低于Genomic—SSR的GD平均值0．5458。尽管EST-SSR揭示出的多态性明显低于Genomic-SSR,但系谱分析和聚类结果均表明,与Genomic—SSR相比,EST—SSR标记能更准确地反映出不同小麦基因型之间的遗传和亲缘关系。据此可以认为,EST—SSR是评价小麦遗传多样性的一种理想标记形式。研究还证实,一个骨干亲本与由其衍生出来的品种(系)之间的遗传差异一般较小,并对拓宽普通小麦遗传基础的策略和方法进行了讨论。     

SSR and SCAR mapping of a multiple-allele male-sterile gene in Chinese cabbage (Brassica rapa L.)

The genic multiple-allele inherited male-sterile gene Ms in Chinese cabbage (Brassica rapa L.) was identified as a spontaneous mutation. Applying this gene to hybrid seed production, several B. rapa cultivars have been successfully bred in China. A BC₁ population (244 plants) was constructed for mapping the Ms gene. Screening 268 simple sequence repeat (SSR) markers which cover the entire genome of Chinese cabbage was performed with bulked segregant analysis (BSA). On the basis of linkage analysis, the Ms gene was located on linkage group R07. In addition, through the amplified fragment length polymorphism (AFLP) and the sequence-characterized amplified region (SCAR) techniques combining BSA, two SCAR markers which were converted from corresponding AFLP markers flanked the Ms gene. Finally, a genetic map of the Ms gene was constructed covering a total interval of 9.0 cM. Two SCAR markers, syau_scr01 and syau_scr04, flanked the Ms gene at distances of 0.8 and 2.5 cM, respectively. All the SSR markers (cnu_m273, cnu_m030, cnu_m295, and syau_m13) were mapped on the same side of the gene as syau_scr04, the nearest one of which, syau_m13, was mapped at a distance of 3.3 cM. These SSR and SCAR markers may be useful in marker-assisted selection and map-based cloning. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

利用ISSR分子标记构建濒危植物水青树核心种质

基于全国26个居群的174份水青树Tetracentron sinense种质,利用14条ISSR引物,采用UPGMA聚类法进行多次逐步聚类,利用三种取样策略(随机取样策略、位点优先取样策略和偏离度取样策略)构建初始核心种质,并将各遗传多样性指标进行比较分析,从而确定构建水青树核心种质的最佳方法。利用14条ISSR引物扩增出180个条带,其观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)与Shannon信息指数(I)分别为1.6944、1.3912、0.2321和0.3509,说明水青树具有较低的遗传多样性。采用位点优先取样策略构建的核心种质各遗传多样性指数均大于随机取样策略和偏离度取样策略。利用位点优先取样策略构建了78 份核心种质资源,保留了44.83%原种质样品,遗传多样性指数Na、Ne、H和I的保留率分别为98.69%、100.01%、99.27%和98.67%,比较完好地保留了原种质的遗传多样性和遗传变异。因此,位点优先取样策略是构建水青树核心种质的最佳取样策略。     

油菜单显性核雄性不育基因的分子标记

以陕西省杂交油菜研究中心选育的单显性核不育油菜分离群体为材料,利用集群分离法（BSA）对该油菜单显性核不育基因进行了RAPD分析。在随机选取的300个10碱基随机引物中,引物S243（5′CTATGCCGAC3′）在可育集团与不育集团间扩增出特异而可重复的1．5kb的多态性片段OPU-031500,而在细胞质雄性不育和其它核不育类型油菜中均未扩增出上述特异性片段,从而确证此RAPD标记OPU-031500。片段是与甘蓝型油菜单显性核不育基因连锁的。将该多态性片段克隆并测序,发现其序列与拟南芥的一段DNA序列高度同源。根据同源序列及测序结果设计两对特异引物（P1／P2和P3／P4）,引物P3／P4在可育系中可扩增到约1．5kb的单一特异片断,而在不育系中无带,从而将RAPD标记转化为稳定可靠的SCAR标记。     

Genetic diversity of Hemarthria altissima and its related species by EST-SSR and SCoT markers

There is a need for an appropriate evaluation of Hemarthria germplasm resources using genetic analysis. Understanding their genetic background will promote effective development and utilization of its germplasm resources in plant breeding. We examined the genetic diversity and relationships among 46 Hemarthria germplasm resources from four continents. Expressed Sequence Tags-Simple Sequence Repeat (EST-SSR) and Start Codon Targeted (SCoT) markers were used to investigate species Hemarthria altissima (36), Hemarthria compressa (8) and Hemarthria uncinata (2). We selected 19 EST-SSR primers and generated 550 polymorphic (94.7%). Twenty one SCoT primers were selected and amplified to produce 597 bands with 89.4% of polymorphic bands. The Mantel test between EST-SSR and SCoT matrices revealed significant correlations (r = 0.854) and the data from both markers were combined for cluster analysis. The 46 materials were clustered into two main groups by UPGMA clustering with a similarity coefficient ranging from 0.573 to 0.940 and the dendrogram was basically concordant with geographical origins and species. Among the three Hemarthria species, H. altissima was genetically closest to H. compressa while it was not close to H. uncinata. When the utility of the two markers were compared, we found EST-SSR to be more efficient than SCoT in determining the genetic diversity study of Hemarthria species.     

激活标签转化结球甘蓝的研究

以'夏光'甘蓝下胚轴为材料,采用含激活标签pSKI015的农杆菌GV3101进行遗传转化研究,对预培养时间、侵染时间和共培养时间等转化条件进行优化.结果表明,预培养2 d,侵染6 min,共培养1 d是遗传转化的较优组合.采用GV3101转化下胚轴结合glufosinate筛选,获得了2株表型变异植株:一株叶片中心绿色,边缘黄化;另一株叶片卷曲.PCR检测显示这2株植株均含有pSKI015增强子序列,Southern blot结果显示这2株植株具有明显的杂交信号,说明这2株植株为激活标签突变体.