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.     

我国育成小麦品种的遗传多样性演变

对我国小麦育成品种初选核心种质(1680份)的78个微卫星标记(SSR)位点进行了扫描,并就此对50年来育成品种的遗传多样性进行了评价和分析,得到以下结果和结论:(ⅰ)74对SSR荧光引物共检测到1336个等位变异,其中1253个等位变异可以定位在71个位点上.这71个位点上检测到的每个位点等位变异数为4~44个,平均17.6个;多态性信息指数(PIC)为0.19~0.89,平均为0.69.(ⅱ)三个基因组的平均等位变异丰富度为B>A>D,遗传多样性指数为B>D>A.(ⅲ)7个部分同源群的平均等位变异丰富度为2=7>3>4>6>5>1,遗传多样性指数为7>3>2>4>6>5>1.结合两个指标分析,第7部分同源群具有最高的多样性,而1,5群多样性最低.(ⅳ)21条染色体中,7A,3B和2D三条染色体遗传多样性较高,而2A,1B,4D,5D和1D的遗传多样性偏低.(ⅴ)育成品种遗传多样性指数以50年代的最高,以后越来越低,但年代间变化较平缓;品种间平均遗传距离以50年代最高(0.731),以后逐渐减小,各年代依次为0.711,0.706,0.696和0.695.品种遗传基础狭窄化问题日趋突出,应引起有关部门和育种家的关注.     

利用SSR标记分析云南、西藏和新疆小麦的遗传多样性

用185对SSR引物对52份中国西部特有小麦的遗传多样性进行了研究分析。在31份云南小麦材料中,共检测到488个等位变异,每一个SSR引物可检测到1至9个等位变异,平均为2.64个;平均PIC值为0.2764。在15份西藏小麦材料中,共检测到472个等位变异,每个引物可扩增出1到8个等位变异,平均为2.55个;平均PIC值为0.3082。在6份新疆小麦材料中,共检测到308个等位变异,每一个SSR引物可检测1到5个等位变异,平均为1.66个;平均PIC值为0.1944。185对SSR引物在云南、西藏和新疆小麦的21条染色体、7个部分同源群和3个染色体组上检测到的等位位点的多态性存在明显差异。云南、西藏和新疆小麦均以3B染色体较高,而1D染色体最低;在7个部分同源群中,均以第三部分同源群最高,第六部分同源群最低;在A、B和D染色体组上,均以B染色体组最高,D染色体组最低,A染色体组居中。利用185对SSR引物计算了云南、西藏和新疆小麦群体内及其群体间的遗传距离(GD)和平均遗传距离,结果显示,西藏小麦和云南小麦群体内的平均遗传距离要高于新疆小麦,而云南小麦和西藏小麦间的平均遗传距离低于两者与新疆小麦的平均遗传距离。聚类分析结果也表明,云南小麦和西藏小麦的亲缘关系较近,但两者与新疆小麦的亲缘关系相对较远。     

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。     

小麦骨干亲本阿夫衍生系赤霉病抗性的关联分析

赤霉病是影响小麦产量和品质的重要病害,发掘抗性遗传变异、培育抗病品种是防治小麦赤霉病最安全、经济的根本途径。本研究在5个环境中对阿夫及其264份衍生品种(系)进行了赤霉病抗扩展性鉴定,利用分布于19条染色体上的52个标记进行遗传多样性分析、群体结构分析以及关联分析,共检测到19个与赤霉病抗性相关的位点。其中,分布在2B、2D、3A、3B和5A染色体上的5个位点能够在至少5个环境中的2个且在5年平均值中检测到。3B上的赤霉病抗性位点Xgwm493与Fhb1连锁;5A上的赤霉病抗性位点Xbarc117与Fhb5紧密连锁。标记位点的等位变异表型效应值检测结果显示11个等位变异与赤霉病抗性关联,其中3个等位变异具有减效效应,减效效应值最大的是Xgwm493-180;7个等位变异具有增效效应,增效效应值最大的是Xbarc117-225,1个等位变异为无效等位变异。同时发现材料的赤霉病病小穗数与其携带优异等位变异数目呈线性负相关。     

基于全基因组的河北省小麦品种遗传多样性分析

丰富的遗传变异对于提高作物的环境适应性和遗传改良进度至关重要。小麦是重要的粮食作物,河北省作为我国第三大小麦产区,在保障国家粮食安全中占有重要地位。建国以来,河北省审定了大量小麦品种,然而有关其遗传基础的研究却相对缺乏。本研究以1949年至2012年的169份河北省小麦品种为材料,利用覆盖小麦全基因组的SSR标记分析了供试小麦品种的遗传多样性。结果表明,供试河北省小麦品种的3个染色体组中,以B染色体组具有最高的遗传多样性,A组最低;7个同源群中,以第5、4群具有最高的多样性水平,而第7群最低;在21条染色体上的遗传多样性变化较大,以4A、2D具有较高的多样性水平,1A染色体最低。从品种的更新换代角度看,自1949年以来,尽管品种的等位基因频率在下降,河北省小麦品种的多样性水平基本呈现上升趋势。在此基础上,根据遗传相似系数,供试品种可聚为5大类,聚类结果既反映出河北省小麦品种多样性水平的复杂多样,也反映出品种的地域性分布特征。     

中国水稻地方品种与选育品种遗传多样性的比较分析

利用98对SSR标记对202份中国水稻地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析.结果显示供试品种具有较丰富的遗传多样性,共检测到等位基因1350个,每个位点的等位基因数(Na)变化范围为3～ 39,平均14个;Nei基因多样性指数变化范围(He)为0.125 ～0.955,平均0.733;多态信息量(PIC)变化范围为0.122 ～0.953,平均0.680;稀有等位基因数(Nr)913个;等位基因丰度(Rs)8.33.栽培稻地方品种和选育品种遗传多样性差异明显,地方品种等位基因数、Nei基因多样性指数、多态信息量、稀有等位基因数和等位基因丰度(Na=1219,He=0.747,PIC=0.710,Nr=756,Rs =8.50)均高于选育品种(Na =919,He =0.704,PIC =0.650,Nr=529,Rs =7.01).各染色体组水平的遗传多样性分析表明,选育品种仅在1号染色体上的遗传多样性高于地方品种,进一步分析显示选育品种的遗传改良在基因组水平上具有区间特异性.     

中国水稻地方品种与选育品种的遗传多样性比较分析

利用98对SSR标记对202份中国水稻地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析。结果显示供试品种具有较丰富的遗传多样性,共检测到等位基因1350个,每个位点的等位基因数(Na)变化范围为3~39,平均14个;Nei基因多样性指数变化范围(He)为0.125~0.955,平均0.733;多态信息量(PIC)变化范围为0.122~0.953,平均0.680;稀有等位基因数(Nr)913个;等位基因丰度(Rs)8.33。栽培稻地方品种和选育品种遗传多样性差异明显,地方品种等位基因数、Nei基因多样性指数、多态信息量、稀有等位基因数和等位基因丰度(Na=1219,He=0.747,PIC=0.710,Nr=756,Rs=8.50)均高于选育品种(Na=919,He=0.704,PIC=0.650,Nr=529,Rs=7.01)。各染色体组水平的遗传多样性分析表明,选育品种仅在1号染色体上的遗传多样性高于地方品种,进一步分析显示选育品种的遗传改良在基因组水平上具有区间特异性。     

405份CIMMYT引进小麦种质的遗传多样性分析

为了明确国际玉米改良中心(CIMMYT)引进普通小麦种质材料的遗传多样性特点,为其利用提供参考依据,本研究从均匀分布于小麦基因组的420对SSR引物中选择出条带清晰、多态性较好的62对引物对引自CIMMYT的405份普通小麦种质系进行遗传多样性检测。结果表明,62对SSR引物在405份CIMMYT材料中共检测到198个等位变异,每对引物检测到等位变异的数目为2~8个,平均每对SSR引物能够检测到3.19个等位变异。单个SSR引物的PIC值介于0.03~0.79之间,平均值0.48。405份CIMMYT材料A、B、D基因组之间多态性位点数和等位变异数相差不大,PIC平均值B基因组(0.53)A基因组(0.52)D基因组(0.39)。聚类分析结果显示,62对SSR引物能够将405份CIMMYT材料区分开来,在0.1285遗传距离处将供试材料分为24个类群,类型较为丰富,不同类群的材料在农艺性状和品质性状上存在差异。     

普通小麦根系建成相关性状的全基因组关联分析

根系建成(RSA,Root system architecture)决定根系系统的构成,在作物生长发育过程中起着不可替代的作用。解析小麦根系建成遗传机制、选育具有较好根系建成的品种对于小麦高产、抗逆育种具有十分重要的意义。全基因组关联分析(GWAS)是解析小麦复杂数量遗传性状遗传机制的有效方法。本研究基于全基因组关联分析方法,发掘根系建成相关性状关联位点,以期为小麦根系建成分子育种提供参考。对160份来自于河南和山东等地的小麦品种根系建成相关性状(总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数)进行统计评价,并结合660K SNP芯片数据进行全基因组关联分析。检测到23个关联位点,分布于1A、2A、2B、3B、4A、5A、5B、5D、6A、6B和7B染色体上,解释7.2%～12.8%的表型变异。其中,11个位点与已报道的位点一致,其他12个位点为新的位点。本研究对于解析根系建成遗传机制,选育高产、抗逆小麦品种具有重要意义。     

河北省冬小麦品种SSR标记遗传多样性分析

利用79对多态性较高的SSR引物,对河北省1997-2007年间审定的冬小麦品种及国家小麦区试抗旱对照品种晋麦47和洛旱2号,共计87个冬小麦品种进行遗传多样性分析。79对SSR引物共检测出175个等位变异位点,每对引物可产生1~6条等位变异位点,平均2.215条。标记位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.824~0.998,平均为0.941;有效等位基因数(Ne)变幅为1.644~20.333,平均4.708;香农指数(H’)变幅为0.148~1.102,平均为0.544,说明河北省冬小麦品种SSR遗传多样性较低。品种间遗传相似系数(GS)变幅为0.184~0.899,平均为0.418,其中河农826与石家庄8号间的遗传相似性最高,GS高达0.899,71-3与藁优9618间的遗传相似性最低,GS为0.184。不同育种单位培育的小麦品种平均遗传相似系数存在较大差异。UPGMA遗传相似性聚类表明,石家庄市小麦新品种新技术研究所培育的小麦品种与其他单位品种存在较大的遗传差异。     

郁金香种质资源遗传多样性的ISSR分析

本研究利用22个ISSR引物对5个新疆野生郁金香种和19个郁金香栽培品种进行ISSR分析。扩增得到195条谱带,其中多态位点为191个,多态性位点百分比为97.95%。24个郁金香材料检测等位基因数(na~*)平均为1.979 5,有效等位基因数(ne~*)在1.000 0～2.000 0之间,平均为1.432 3;Nei's基因多样性指数(h~*)在0.000 0～0.500 0之间,平均为0.262;Shannon's信息指数(I~*)在0.000 0～0.693 1之间,平均为0.407 8;研究实验反映出郁金香遗传变异水平较高,具有丰富的遗传多样性。聚类实验表明:24个郁金香材料在阈值为0.54处被聚类为A和B两大类,在阈值为0.63处除伊犁郁金香(T. iliensis)以外,其余四个郁金香野生种与常规栽培品种被单独聚类,说明野生种与栽培品种之间遗传距离较远,且大部分栽培品种之间亲缘关系较近。5个野生郁金香种中垂蕾郁金香(T. patens)、柔毛郁金香(T. buhseana)、天山郁金香(T. tianschanica)与栽培品种之间的遗传距离均在0.4以上,可以考虑作为杂交育种的材料。本研究为合理利用我国野生郁金香种质资源提供分子水平上的研究基础,并为日后郁金香杂交育种工作中亲本组合的选择提供一定的理论参考。     

青藏高原青稞品种醇溶蛋白的遗传多样性

利用A-PAGE（acid-polyacrylamide gel electrophoresis）法对来自中国青藏高原地区67份青稞品种进行了醇溶蛋白位点的遗传多样性研究。共分离出29条相对迁移率不同的条带,多态性为100％。所有材料在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ醇溶蛋白位点分别发现了36、46和7种等位变异类型,总变异数以四川材料为最高,甘肃材料为最少,等位变异类型频率在地区间的分布存在显著或极显著差异。4个青稞群体醇溶蛋白Ⅰ、Ⅱ位点的遗传多样性均略大于Ⅲ位点的遗传多样性,4个地区材料的平均遗传多样性无显著性差异。聚类分析结果表明,67份材料可分成A、B、C、D、E、F、G和H8类,材料聚类与其生长的地区有明显的相关性。     

从CIMMYT引进的人工合成六倍体小麦D染色体组微卫星分子标记的遗传差异

采用微卫星（SSR）分子标记技术,选用23个D染色体组特异性引的对来自CIMMYT的26份人工合成六倍体小麦D染色体组的遗传多样性进行了分析。研究发现,26份材料在D染色体组上存在丰富的等位基因变异（92个）,平均每个基因座为4个。遗传距离计算结果也显示,26份材料D染色体组之间具有较大的遗传差异,平均遗传距离高达0．4955。因此,人工合成六倍体小麦D染色体组中存在丰富的遗传多样性,可以作为拓宽普通小麦遗传基础的新的遗传变异来源。研究还发现,由同一个粗山羊草基因型与不同硬粒小麦杂交合成的人工合成六倍体小麦（如合成种17和18）在所用检测的23个基因座中有3个存在差异,说明小麦在多倍化后,供体基因组在重复序列区域会发生遗传分化。     

小麦全基因组抗赤霉病QTL关联位点特异性SSR标记的筛选、等位变异及效应解析

赤霉病是小麦主要的流行病害之一。借助标记辅助选择将不同数量性状基因座（quantitative trait loci，QTL）聚合是防治赤霉病有效且环保的方法，可以从源头上控制赤霉病并降低籽粒中毒素含量。抗赤霉病QTL在小麦全基因组均有分布，但除了Fhb1、Fhb2等少数位点有比较可靠的鉴别标记，绝大部分位点缺乏有效的位点特异性鉴别标记。简单重复序列（simple sequence repeat，SSR）标记多态性丰富，可以区分自然群体中不同等位变异，方便用于标记辅助育种。基于此，搜集了不同文献中报道的与赤霉病关联的SSR标记386个，并用这些标记构建全基因组赤霉病抗性QTL一致性图谱，接着对这些关联标记进行拷贝数分析，进而选择位点内的单拷贝SSR标记，将这些单拷贝标记在156个品种组成的自然群体中进行扩增，并与三季大田和三季温室环境下赤霉病抗性进行关联，筛选与赤霉病抗性关联的单拷贝SSR标记，明确这些标记在自然群体中的有效等位变异和效应。结果表明，共8个单拷贝SSR标记至少在两季试验中与表型显著关联(P<0.05)，涉及2B、2D、3B、5A、5B、6A、6D、7A染色体，有5个单拷贝标记位点存在有效等位变异。中国地方品种和日本品种携带更多的有利变异，且有利等位变异数目越多的品种赤霉病抗性越好。研究分析的QTL位点及其关联的单拷贝SSR标记可用于赤霉病抗病育种，有利于提高品种赤霉病抗性水平和育种效率。     

河北区试小麦品种(系)DNA指纹图谱构建及遗传差异分析

采用42个SSR标记为2009-2013年河北省区域试验的70份小麦品种(系)构建DNA指纹图谱,进行遗传差异分析,为小麦品种改良和种质资源创新提供参考。结果表明,42个SSR标记在70份品种(系)中共检测到303个等位变异,单个SSR位点的平均等位变异为7.21个,PIC值平均0.69;基因多样性平均0.73,遗传相似系数变化范围为0.05-1.00,平均0.28;表明参加河北省区域试验的品种(系)间存在不同程度的遗传差异。聚类分析把70份品种(系)划分为4大类,6个亚类,表明同一育种单位或地区品种(系)遗传背景相近,应该加大外来小麦种质资源的引进和利用力度。     

小麦籽粒淀粉分支酶遗传多样性及对支链淀粉含量的影响

采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,对90份小麦品种的淀粉分支酶同工酶(SBE)进行检测,以分析不同基因型对支链淀粉含量的遗传效应.结果表明:(1)SBEⅠ型显现出较为丰富的变异,具有A、B、Dⅰ和Dⅱ4个等位基因位点;SBEⅡ型仅具有SBEⅡa单一等位基因位点.根据SBEⅠ型4个基因位点在不同品种中的分布,可将90个品种分为7种基因型.不同基因型对支链淀粉含量的遗传效应分析表明,含有A位点的基因型(ADⅰDⅱ和ADⅰB)所对应的支链淀粉含量较高,且与由1个基因位点组成的基因型(Dⅰ)和2个基因位点组成的基因型(DⅰB和DⅰDⅱ)的支链淀粉含量差异显著.     

基于全基因组重测序SNP标记的148份马铃薯种质遗传多样性分析

为了解148份国内外四倍体马铃薯普通栽培种的遗传背景和亲缘关系,该研究通过第三代高通量测序手段进行全基因组重测序,以SNP为分子标记、遗传相似系数为指标,结合系谱信息,利用群体结构与聚类分析相结合的方法,分析该群体遗传多样性。结果表明:(1)通过有效过滤筛选后获得1 209 969个高质量SNP位点,明确定位在染色体水平上的SNP位点为1 192 472个,占比98.55%;除11号染色体没有位点分布外,5号染色体分布位点最多,7号染色体最少。(2)各品种间遗传相似系数在0.784～0.958之间,平均为0.842,且主要集中于0.800～0.880(有10 604个),占97.5%。(3)群体结构分析显示,将148份材料分为6个群组,Q值0.6的品种有36个,占比24.3%,遗传背景较单一的品种中,华北区育成品种有16个占44.4%,国外品种有13个占36.1%,二者共占80.5%,说明华北区育成品种及国外品种的遗传组分相对单一而且比例高于其他区域品种。(4)聚类分析结果表明148份马铃薯品种被划分为3个类群,‘中薯系列’、‘陇薯系列’及‘冀张薯系列’品种聚在一起有着一定的地理区域性,其他不同地理来源的马铃薯品种相互交错分布,说明育成区域的差别与亲缘关系并无必然联系,同时也说明各育种单位相互引种频繁,新品种选育过程中存在基因交流情况。群体结构分析与聚类分析分群结果基本吻合,相互验证。研究认为,马铃薯绝大部分普通栽培种品种间遗传相似性很高,遗传背景不够丰富,在育种中亟待引入新型种质,拓宽遗传基础。     

利用微卫星标记分析中国地方鸡种的遗传多样性

中国幅员辽阔, 拥有丰富的鸡种遗传资源. 由于中国地方鸡种生产性能相对较低, 很难与国内外家禽公司育成的商业品种竞争, 现存数目较少, 有些已经濒临灭绝. 为了进一步了解中国地方鸡品种的遗传多样性状况, 本研究采集了分布于中国各地的78个地方鸡品种血样, 并利用分布于13条染色体上27个微卫星标记进行分析. 通过对2740个样本的检测分析发现, 在所有27个微卫星座位中, 等位基因数从6~51个不等, 平均值为18.74. 所检测的78个品种的杂合度(H)均在0.5以上, 所有品种的平均杂合度值为0.622, 多态信息含量(PIC)平均值为0.573. 与国外的同类研究相比, 这一结果表明中国的地方鸡品种具有更加广泛的遗传多样性. 在27个微卫星座位中, 总群内亚群的固定系数(F_ST)从0.065(LEI0166)到0.209(MCW0078)不等, 平均值为0.106. 在检测的位点中, 只有LEI0194位点在所有的群体中均偏离了Hardy-Weinberg平衡(HWE), 而其他位点基本上都处于Hardy-Weinberg平衡状态. 由于小群体中的基因漂移及非随机交配, 一些保种场保存的地方品种(如狼山鸡)的杂合度相对较低, 而保种区的品种由于保种群群体较大, 杂合度也就相对较高. 中国地方鸡品种的高杂合度与其表型多样性是一致的. 通过Nei氏遗传距离和邻接法将中国地方鸡种进行聚类, 结果表明, 中国地方鸡品种可以分为六大类, 分类结果与品种的地理分布基本一致. 通过分子生物学手段进行中国地方鸡品种的遗传多样性分析, 将对中国地方鸡品种的利用和保护提供重要的理论依据.     

山西省小麦育成品种遗传多样性分析

采用102对SSR标记,对山西省1949年以来162个小麦育成品种进行遗传分析。研究结果表明,标记的平均等位变异丰富度为3.94,多态信息含量(PIC)的变幅为0~0.810,平均多态信息含量为0.446,说明山西省小麦育成品种的遗传多样性较丰富,其中2000-2005年审定品种的遗传多样性最高。根据Nei's遗传距离进行聚类分析,将山西省小麦品种分为8个类群,分类主要与育成年代和生态地理分布有关,其中第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ类群的遗传距离较大、遗传差异较明显。通过分析品种间穗粒数、千粒重和叶绿素含量相关的位点后发现,不同年代的品种中优异等位变异频率随着年代逐渐增长,但部分位点的优异等位变异频率仍然偏低,表明重要农艺性状仍有较大的改良潜力。