SRAP标记在植物遗传多样性中的应用进展

该文综述了SRAP标记在植物种类遗传多样性国内近几年的应用进展,以便为今后的研究提供相应的理论依据.同时,并讨论了一些SRAP标记在植物种类遗传多样性应用中尚存在的问题.     

SRAP分子标记分析西瓜遗传多态性

目的:探讨西瓜遗传多样性和遗传基础。方法:采用SRAP分子标记对西瓜品种D1、D2、D3、H1、H2、H3、M1、M2、M3、m1、m2、m3的多态性进行了分析。结果:每对引物组合产生13~25对比较清晰的扩增带.8对引物组合共产生131条扩增带。平均每对引物组合产生16.375条。8对引物组合共产生多态性带37条,每对引物组合产生3~7条,平均4.625条。每对引物组合产生的多态性带的比例为16.666%~38.464%,平均为28.675%。另外,对银染过程进行了优化。结论:SRAP标记多态性还是较高的,可以适于分析西瓜等遗传差异小的作物。     

基于SRAP标记的墨西哥落羽杉优良单株的遗传多样性分析

采用SRAP标记方法,分析了原产地及种植地不同的18个墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum Tenore)优良单株的遗传多样性,并根据遗传相似系数、采用UPGMA法对它们的遗传关系进行了聚类分析.结果显示:用7对引物组合从18个单株的总DNA中共扩增出87条带,其中多态性条带71条,多态性条带百分率为81.6％.按照原产地和种植地可将18个单株分为4组,它们的总体Nei's基因多样性指数、Shannon信息指数和基因分化系数分别为0.229、0.355和0.479 9,而基因流仅为0.542,说明各组间的基因交流较少.18个单株间的遗传相似系数为0.632 2～0.919 5,平均值为0.753 9.聚类分析结果显示:18个单株可分为3组,其中18号和14号单株分别单独成组,其余16个单株聚为1组.后者可进一步分为8个亚组:1号、7号、12号和15号单株各自单独成亚组;2号、3号、5号、9号、11号和13号单株聚为1个亚组;4号和6号单株、8号和17号单株、10号和16号单株分别聚为3个亚组.研究结果表明:18个优良单株间存在丰富的遗传变异,但它们的遗传关系与原产地及种植地明显不相关.     

利用SRAP标记分析中国野生石蒜的遗传多样性

采用SRAP（Sequence-related amplified polymorphism,序列相关扩增多态性）标记对中国13个省24份野生石蒜（Lycoris radiata）资源94个样品进行了检测。10个引物组合共扩增出218条带,其中173条为多态性条带,多态性百分比达79.36%。石蒜的观测等位基因数（na）、有效等位基因数（ne）、基因多样性指数（h）、Shannon信息指数（I）分别为1.7936、1.4131、0.2415和0.3664。石蒜不同种源间的遗传分化系数（Gst）达0.9547、基因流（Nm）仅0.0136,表明种源间遗传分化显著,遗传变异主要存在于种源间。根据Nei′s遗传距离对24份种源进行UPGMA聚类,所有石蒜种源聚成两大类,第I大类由7份种源组成,除江苏连云港的石蒜（JS3）外,均来自我国西南或西北地区;其余的17份种源构成第II大类,它们遍及华南、华中和华东地区;各大类中的分支结果与野生石蒜外部形态及生长发育习性有一定联系。将石蒜种源的遗传多样性与其所处的经度、纬度、海拔、年均降雨量、年均温等进行相关性分析,结果显示它们之间的相关性均不显著,即石蒜对环境依赖性小,能分布在各种生境中。根据以上结果,我们认为野生石蒜具有较丰富的遗传多样性,而种源间遗传分化显著的原因主要是基因流的隔离。研究结果对我国的野生石蒜资源的开发利用与保护有重要意义。     

利用SRAP标记分析水稻新品系遗传多样性

为了更加准确地了解水稻新品系的亲缘关系,本研究选用分辨力强、多态性较高的20对SRAP引物标记对42个水稻新品系进行了遗传多样性分析。结果表明,20对引物扩增出204个等位点,其中,有135个多态等位点,多态百分率为66.2%;每对引物分别检测出等位点变异2～9个,平均值为6.75。供试水稻新品系间的遗传差异系数为0.02～0.29。用欧式平方距离对42个水稻新品系的聚类分析表明,当遗传相似性为0.11时可将42个水稻新品系可聚为7大类群。研究结果在分子水平上进一步了解水稻新品系的遗传差异,为水稻育种工作中新品系的淘汰与推广提供了有效的补充依据。     

甘薯品种的SRAP遗传多样性分析

利用分子标记SRAP技术,对36个甘薯品种进行了DNA多态性分析。选取6对引物扩增甘薯基因组DNA,共获得112条带,其中110条为多态性条带,平均每对引物提供18个标记信息。由UPMGA方法得到的聚类分析结果表明了36个品种间的遗传关系。相似系数在0.62~0.92之间,品种间有较高的遗传相似性;在聚类树中,亚洲品种和美洲品种之间没有明显的遗传分化,表明甘薯品种间没有明显的地理差异;近缘野生种与育成品种聚在一起,没有明显的遗传分化,这意味着它们之间有较高的遗传相似度;中国育成品种聚在一起,表明它们之间的遗传相似度很高。     

基于SRAP标记的山药种质资源遗传多样性分析

目的:研究我国山药种质资源遗传多样性,为合理利用资源和开展选育种工作提供理论依据。方法:以国内94份山药种质资源为材料,采用SRAP标记并通过NTSYS2.10软件进行SHAN聚类分析、PROJECTION主成分分析;利用POPGENE软件估算遗传多样性参数。结果:从49对SRAP引物中筛选出30对能产生稳定清晰可辨的扩增产物的引物,共扩增出754条DNA带,其中多态性条带616条,占总条带的81.7%。聚类结果表明:当遗传相似系数(GS)为0.822时,可将94份资源分为5类:第Ⅰ类20份、第Ⅱ类43份、第Ⅲ类7份、第Ⅳ类3份、第Ⅴ类21份。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ类分别为薯蓣、褐苞薯蓣、山薯和参薯。主成分分析结果显示:第一与第二主成分可解释88.34%(82.10%和6.24%)的遗传总变异。遗传多样性参数分析表明:比较5个遗传多样性参数值,5个群体的遗传多样性水平表现为Ⅰ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅳ,第Ⅰ类(薯蓣)遗传多样性水平高;山药遗传群体间遗传分化系数为51.88%,大部分差异存在于群体之间,群体间遗传分化高。结论:山药种质资源丰富且群体遗传分化高,有利于山药新品种的选育。SRAP标记可有效应用于山药种质资源的鉴别和遗传多样性分析。通过DNA指纹鉴定技术鉴别山药品种具有重要性与紧迫性。     

基于SRAP标记的大花蕙兰种质资源遗传多样性分析

采用SRAP技术分析了来源于不同国家和地区的42个大花蕙兰品种及4个国兰原生种之间的遗传亲缘关系。34对引物组合中筛选出29对带型稳定、多态性较好的引物组合,共扩增出398条谱带,其中387条为多态带,多态性比率97.2%,平均每个引物组合扩增多态性带13.3条。46份种质之间的相似系数变化范围为0.60～0.99,平均为0.76。基于29个SRAP标记的扩增结果,利用NTSYS 2.10e软件计算Dice遗传相似系数,并建立UPGMA聚类图,结果表明:在遗传相似系数0.69处将供试材料分为4类,较好地揭示了大花蕙兰品种及国兰原生种间的遗传多样性与亲缘关系,可为大花蕙兰种质资源利用及杂交育种中亲本选择提供科学依据。     

棉花遗传多样性SCoT和SRAP标记的研究及比较分析

利用SCoT和SRAP两种分子标记技术对30份彩色棉与白色棉种质资源,进行遗传多样性研究。用29对SRAP引物组合和26个SCoT引物分别对供试棉花的基因组DNA进行扩增。SCoT引物共扩增出163条带,多态性比率为61.96%,遗传相似系数GS值变化范围为0.5405～0.9972。SRAP引物组合共扩增条带1067条,多态性比率仅为14.1%,遗传相似系数GS值变化范围为0.5415～0.9109。两种标记系统得到了相似但并不完全相同的聚类图,2种标记方法间存在显著相关性(r=0.5518,P<0.05)。结果表明,SRAP与SCoT标记均适用于棉花种质的遗传多样性分析,且SCoT的标记指数MI高于SRAP标记,为SCoT这种新兴的标记技术在棉花育种中的应用提供了重要的依据。     

利用SRAP标记分析四川省芋种质资源遗传多样性

在分子水平研究四川省芋资源的遗传多样性和亲缘关系,为芋种质资源的分类、保护和有效利用遗传资源以及新品种选育提供依据。本研究利用SRAP分子标记技术,使用28对SRAP引物组合对65份四川省不同地区芋种质资源材料进行遗传多样性分析,采用NT-SYS 2.1统计软件对数据进行分析,建立树状聚类图。扩增出并检测到341条条带,平均每个引物组合扩增检测出12.18条带,多态性带251条,多态率73.6%。UPGMA树形图表明,所用的SRAP引物组合可以将65份材料分成5类,分别与这些材料在园艺分类学上按母芋和子芋的生长习性分类基本相符,与以芋叶心色斑颜色、叶柄中下部颜色、母芋芽色及母芋肉色4种形态性状组合描述具有相关性。研究表明,从四川省不同地区、不同生态环境下收集的不同类型芋种质资源间存在着较丰富的遗传多样性,SRAP分析聚类结果与主要形态学性状分类基本一致,可以解释芋栽培种的进化关系。     

叶子花种质资源遗传多样性及亲缘关系的RAPD和ISSR分析

利用RAPD和ISSR标记对48份叶子花种质进行遗传多样性及亲缘关系分析。结果显示:(1)筛选出具有多态性的RAPD引物7条、ISSR引物11条,RAPD引物共扩增97条多态性条带,ISSR引物共扩增140条多态性带,多态性百分率均达100%。(2)根据两种标记的扩增结果,用UPGMA法对48份叶子花种质的聚类分析显示,48份供试材料间具有较丰富的遗传多样性,其品种间遗传相似系数RAPD为0.318 8～0.955 6,ISSR为0.349 5～0.900 0;两种分子标记均能清楚地将48份种质材料区分开来,对种质类群的划分结果基本一致,仅有些许差异。(3)聚类分析结果显示,48份种质可分为两大种系:1)B.glabra种系,其品种大多以其种内来源为主;2)涵盖了B.spectabilis、B.peruviana、B.×buttiana和B.×spectoglabra等4个种的种系,种质构成较为复杂。(4)两种标记聚类结果呈显著相关关系,相关系数为0.752 3。研究表明,对一些形态上无法细分的叶子花种质(类群),RAPD和ISSR分子标记是可靠的鉴别方法。     

胡麻种质资源遗传多样性及亲缘关系的SRAP分析

利用SRAP分子标记,对国内外5个不同地区161份胡麻种质资源的遗传多样性及亲缘关系进行研究,为胡麻育种提供科学依据。结果表明:(1)20对引物扩增出307个条带,其中有192个多态性条带,多态比率为62.54%,平均每对引物组合有9.60个多态性位点,每对引物的多态性信息量(PIC)为0.51~0.76,平均为0.61。(2)有效等位基因数(Ne)、香浓信息指数(I)和Neis遗传相似系数(H)在物种水平上分别为1.582 0、0.521 1和0.346 5,在群体水平上分别为1.491 1、0.431 1和0.286 3。(3)各群体遗传多样性指数表现为中国西北群体中国华北群体美洲群体亚洲群体欧洲群体。(4)聚类分析结果显示,在遗传相似系数为0.335 5处,将161份胡麻资源分为2大类;在0.455 0处,分为5个亚类,与国内外5个不同地区来源吻合。研究表明,中国西北地区胡麻品种(系)的遗传多样性最为丰富;地域是影响胡麻种质资源遗传多样性的主要因素;国内、外品种(系)间的遗传差异较大,表现出较远的亲缘关系。     

应用STS—PCR标记研究新疆布顿大麦的遗传多样性

利用 2 2个来源于小麦 (TriticumaestivumL .)和栽培大麦 (HordeumvulgareL .)的STS_PCR标记 ,研究了 32份新疆布顿大麦 (HordeumbogdaniiWilensky)的遗传多样性。在这 2 2个STS_PCR标记中 ,仅有 3个标记的扩增产物经HinfⅠ、HhaⅠ、HaeⅢ和RsaⅠ 4种限制性内切酶消化后没有产生多态性DNA片段 ,而 19个标记 (占 86 .4 % )和 4 6种标记 /酶组合 (占 5 2 .3% )能够揭示材料间的多态性。在 32份布顿大麦材料的 88种STS_PCR标记 /酶组合中 ,总共得到 315条DNA片段 ,平均每个标记 /酶组合能得到 3.6条DNA片段。在这 315条DNA片段中 ,共有 12 3条片段(占 39.0 % )具有多态性 ,每一个多态性标记 /酶组合能获得 1～ 6条多态性DNA片段。STS_PCR标记揭示的 32份布顿大麦的遗传距离变化范围为 0 .0 78～ 0 .35 2 ,平均为 0 .198。根据STS_PCR标记的遗传距离矩阵 ,采用不完全加权算术平均数法 (UPGMA)构建了 32份布顿大麦群体间的遗传关系树状图 ,结果表明STS_PCR标记能将 32份材料完全区分开来。同时 ,来源于同一地方的不同居群没有明显地聚类在一起 ,表明新疆布顿大麦的遗传多样性与其地理分布相关不紧密。     

中国新疆灰叶胡杨群体遗传多样性的SSR分析

以中国新疆灰叶胡杨( Populus pruinosa)的9个天然居群的135个样品为材料,利用12对荧光SSR引物对其遗传多样性和遗传结构进行研究.结果表明:12对引物共检测到136个位点,平均每个引物11个条带,居群的平均多态位点比率平均为0.972、Shannon 指数(Ⅰ)平均为1.185、Nei指数(h)平均为0.541、观察杂合度Ho为0.321、期望杂合度He为0.560,表明灰叶胡杨的遗传多样性水平较丰富.9个灰叶胡杨天然居群中泽普居群的遗传多样性最为丰富,阿拉尔14团遗传多样性最为贫乏.AMOVA分子差异分析显示:12％的遗传变异存在居群间,88％的遗传变异则存在居群内,基因分化系数Gst为17.10％,证明灰叶胡杨居群的遗传分化程度较低.根据遗传分化系数,测得居群间的基因流(Nm)为2.424.9个居群的平均遗传距离为0.244,14T居群和MGT居群遗传距离最近,遗传一致度最大.利用UPGMA法对9个居群进行聚类分析,灰叶胡杨9个自然居群分为4大类:48团(48T)、14团(14T)、麦盖提县(MGT)、墨玉县(MY)、沙雅县(SY)聚为一大类,阿瓦提县(AWT)和阿拉尔和田河古道(ALE)居群聚为一大类,最后泽普县(ZP)、巴楚县的夏马勒林场(XML)各自单独为一类.经Mantel检验,9个灰叶胡杨居群的遗传距离和地理距离相关性不显著.总之,泽普居群遗传多样性最丰富,因此在指定原位种质保护计划时应优先考虑泽普居群.     

应用STS-PCR标记研究新疆布顿大麦的遗传多样性

利用22个来源于小麦(Triticum aestivum L.)和栽培大麦(Hordeum vulgare L.)的STS-PCR标记,研究了32份新疆布顿大麦(Hordeum bogdanii Wilensky)的遗传多样性.在这22个STS-PCR标记中,仅有3个标记的扩增产物经HinfⅠ、HhaⅠ、HaeⅢ和RsaⅠ 4种限制性内切酶消化后没有产生多态性DNA片段,而19个标记(占86.4%)和46种标记/酶组合(占52.3%)能够揭示材料间的多态性.在32份布顿大麦材料的88种STS-PCR标记/酶组合中,总共得到315条DNA片段,平均每个标记/酶组合能得到3.6条DNA片段.在这315条DNA片段中,共有123条片段(占39.0%)具有多态性,每一个多态性标记/酶组合能获得1～6条多态性DNA片段.STS-PCR标记揭示的32份布顿大麦的遗传距离变化范围为0.078～0.352,平均为0.198.根据STS-PCR标记的遗传距离矩阵,采用不完全加权算术平均数法(UPGMA)构建了32份布顿大麦群体间的遗传关系树状图,结果表明STS-PCR标记能将32份材料完全区分开来.同时,来源于同一地方的不同居群没有明显地聚类在一起,表明新疆布顿大麦的遗传多样性与其地理分布相关不紧密.     

SSR分子标记检测出的花生类型内遗传变异

花生是我国重要的食用油和蛋白质来源作物,鉴定其DNA分子多态性对品种改良和资源评价具有重要的意义。从已公布的花生Genomic-SSR和EST-SSR引物中筛选出34对引物,用来分别鉴定花生4大类型各24份共96份品种资源的分子变异,其中龙生型资源全部来自广西,普通型资源中有11份从国外引进,有13份来自广西和国内其他省市,多粒型资源只有两份来自中国,其他22份分别来自印度、美国和非洲等地,珍珠豆型资源中有22份是来自中国各地的育成品种或农家品种,有2份来自国外。研究结果为:分别有10～16对SSR引物能在4大类型花生资源中扩增出多态性DNA片段;这些多态性SSR引物都具有多位点特性;首次为SSR分子标记设立了一个新的评价指标——区别指数,多态性SSR引物的区别指数最高达0.992;资源间的平均遗传距离,多粒型为0.59,普通型为0.48,珍珠豆型为0.38,龙生型为0.17。根据遗传距离采用最长距离法对4大类型花生资源分别进行了聚类分析,构建了资源间的遗传关系图,花生4大类型可进一步分成不同类群,资源间的亲缘关系与其来源相关。观察到PM15和PMc297的扩增产物具有类型特异性,PM15能在龙生型、普通型和多粒型花生资源中扩增出多态性条带,而在珍珠豆型花生中扩增条带完全相同,PMc297也有相似的扩增结果。由于在多粒型花生资源中检测出的遗传多样性最丰富,研究结果支持西班牙专家Krapovickas 1994年公布的花生栽培种分类系统。总之在花生4大类型内资源中能检测出丰富的SSR分子标记,开发出更多的SSR分子标记将能充分揭示花生分子水平的变异,从而使花生遗传图谱构建、分子标记辅助育种成为可能。     

苦荞种质资源遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记对来自9省的66份苦荞种质的遗传多样性进行分析,结果表明,18条ISSR引物共扩增出531条带,平均29．5个;其中多态性带514个,平均28．5个,多态率高迭96．8％。Nei＇s遗传相似系数在0．39～0．93之间。UPG-MA聚类分析显示,贵州地方品种、湖北地方品种和云南地方品种之间有明显的遗传差异。来自不同省的改良品种在遗传上有较高的相似性,并发现了4个独特的基因型,即来自云南的昆明灰苦荞、贵州的六养2号、湖北的神农架苦荞和湖南的凤凰苦荞,这几份材料在遗传上与其他材料具有很大的差别。云南地方品种闯的遗传差异较大,其次是贵州地方品种,湖北地方品种间遗传差异相对较小。ISSR分析结果显示,苦荞遗传多样性丰富,表明可以用ISSR对苦荞进行分子水平的鉴定和遗传多样性分析。     

新疆石榴种质资源遗传多样性的SRAP分析

采用SRAP分子标记技术,对21份新疆石榴品种的遗传多样性与亲缘关系进行分析。从36对引物组合中筛选出16对扩增条带清晰、多态性高的引物组合分析供试材料,共检测出271个位点,其中194个为多态性位点,多态性比率达71.59%,平均每对引物组合产生16.94个位点和12.13个多态性位点。21份石榴样品间的相似性系数为0.63~0.89,平均为0.77。UPGMA聚类结果显示,在相似性系数为0.776时,21份材料可被分为5个类群。新疆石榴品种间平均观察等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Neis基因多样性指数(H)及Shannons信息指数(I)分别为1.712 2、1.352 8、0.199 9及0.310 5。研究表明,新疆喀什地区石榴品种的遗传多样性最为丰富;SRAP聚类结果与石榴的表型特征存在一致性,且SRAP分子标记技术是研究石榴遗传多样性简单而有效的手段。     

硬核资源遗传多样性的AFLP分析（英文）

为了解云南省硬核[Scleropyrum wallichianum (Wight et Arn.) Arn.]的遗传多样性,采用AFLP标记分析了7个居群84份种质材料的遗传变异。结果表明,从64对引物组合中挑选出多态性较好的引物8对,共扩增出1 728条带,其中多态性条带1 388条,多态性百分率为80.14%。硬核在物种水平的多样性指数分别为Na=1.416, Ne=1.179, H=0.137, I=0.225,在居群水平上分别为H=0.111,I=0.175;在遗传相似性系数为0.52时,这些种质材料可分为3组,其中易武居群具有丰富的遗传变异,大部分的遗传变异存在于居群内,而在0.05置信区间内居群间遗传变异仅为11.5%;居群间的遗传距离和地理距离无显著相关性(r=0.0323, P=0.5820)。因此,硬核资源可采用就地和迁地保护策略,以增加其遗传多样性。     

琴叶风吹楠资源遗传多样性的AFLP分析

为研究濒危植物琴叶风吹楠(Horsfieldia pandurifolia)的遗传多样性,利用AFLP分子标记技术,对采自云南省西双版纳州、临沧市的8个居群共56份琴叶风吹楠样品进行了分析。结果表明,琴叶风吹楠在物种水平的多态性较高,多态性百分率为75.16%;在居群水平,平均多态性百分率为36.20%;AMOVA分析表明,琴叶风吹楠的遗传变异主要存在于居群内(75.45%),而居群间的变异仅为24.55%;mantel检验结果表明,地理距离和遗传距离存在不显著的正相关(r=0.119 7, P=0.321 0);基于遗传相似性系数,对8个居群进行了UPGMA聚类分析,在遗传相似性系数0.951处可将8个居群聚为3组。这些为琴叶风吹楠的保护和开发利用提供了理论依据,并提出了保护建议。