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。     

甘蔗品种资源的表型遗传多样性

为了提高甘蔗品种资源的利用效率, 为甘蔗遗传育种亲本的选择、杂交组合配制及核心种质构建提供理论指导, 我们利用17个质量性状和5个数量性状分析了来自13个国家共20个地区的1,160份甘蔗品种资源的遗传变异、遗传结构和遗传距离等。结果表明: 5个数量性状在不同来源地品种群体之间的变异系数值(CV)变化较大, 说明不同来源地品种群体的数量遗传变异有较大差异, 其中来自海南的品种其群体遗传变异最丰富。质量性状的Shannon-Wiener多样性指数表明, 来自美国的品种群体遗传多样性最高, 其次为中国台湾, 第三为澳大利亚, 说明上述3个地区的甘蔗种质创新比较活跃, 在遗传育种中使用了更多表型性状多样化的亲本。不同来源地品种其群体的遗传分化系数(Gst)和基因流(Nm)显示甘蔗品种群体表型性状的遗传变异主要来自来源地内部, 且不同来源地品种群体之间存在较大的基因交流。遗传距离和UPGMA聚类分析结果表明, 各来源地品种群体之间遗传距离在0.0261–0.2945之间, 其中以福建和广东的品种最为相似, 其次为古巴和美国、广西和云南、澳大利亚和菲律宾、江西和四川、巴西和法国, 说明上述地区在杂交亲本的选择上比较相近。鉴于此, 在遗传育种中应加大利用具有丰富遗传多样性的品种材料并尽量避免选择同一组的品种相互杂交, 同时对于与其他来源地品种群体遗传距离较远的墨西哥品种群体在亲本选配时应给予更多关注。     

利用海岛棉渐渗系改良陆地棉纤维品质

棉花是世界上种植最广泛的纤维作物,随着人们生活水平的提高和棉纺织工业的发展,对棉花的纤维品质提出了更高的要求。本研究利用渐渗系ZP171为亲本,该材料以陆地棉中棉所8号为遗传背景携带了纤维品质优异的海岛棉Pima90-53片段,构建遗传群体并选育优异种质材料。基于群体在多环境下的纤维品质鉴定结果,发现纤维长度和比强度与其他纤维品质性状间存在显著的相关性,遗传力较高,可稳定遗传;基于方差分析及主成分分析发现,群体内含有丰富的遗传变异且群体可通过4个主成分进行评价;综合上述分析结果,筛选出在纤维长度或者纤维比强度上显著优于中棉所8号的19个株系,为棉花优质育种及纤维品质性状精细定位提供了新材料。     

香椿种质生长及叶部表型性状的遗传变异分析

以84个香椿(Toona sinensis(A.Juss.)Roem.)种质为材料,对其2个生长性状和18个叶部性状(包含6个质量性状和12个数量性状)进行测定。结果显示,香椿6个叶部质量性状变异类型丰富,呈现出多态化特点,单一性状的主要表型多为1~2个。苗高、地径及叶部表型等14个数量性状在种质间的差异均达到极显著水平,且除地径外,其他性状的遗传方差分量均大于环境方差分量,表明此类性状主要受遗传控制。参试的14个数量性状的平均表型变异系数为20.35%,平均遗传变异系数为16.36%;综合表型和遗传变异系数,叶柄长度较其他性状变异大,而叶片夹角稳定性最高,各数量性状(除地径外)遗传变异系数与表型变异系数之差小于7%。香椿种质各性状间Shannon-Weaver遗传多样性指数相差不大(1.892~2.069),遗传多样性水平高,具有良好的遗传改良基础。聚类分析可将84个香椿种质分为5类,类群Ⅰ表现为生长旺盛、小比叶重型;类群Ⅱ生长较快、叶片较大;类群Ⅲ种质数量最多,属生长缓慢、大比叶重型;类群Ⅳ特征为大叶片、多叶型;类群Ⅴ为小叶片、稀叶型。研究结果表明参试香椿种质变异丰富,遗传多样性水平高,能为良种选育、遗传改良等研究提供丰富的遗传材料。     

香椿(Toona sinensis (A. Juss.) Roem.)种质生长及叶部表型性状的遗传变异分析

以84个香椿（Toona sinensis (A. Juss.) Roem.）种质为材料,对其2个生长性状和18个叶部性状（包含6个质量性状和12个数量性状）进行了测定。结果显示,香椿6个叶部质量性状变异类型丰富,呈现出多态化特点,单一性状的主要表型多为1～2个。苗高、地径及叶部表型等14个数量性状在种质间的差异均达到极显著水平,且除地径外,其他性状的遗传方差分量均大于环境方差分量,表明此类性状主要受遗传控制。参试14个数量性状的平均表型变异系数为20.35%,平均遗传变异系数为16.36%;综合表型和遗传变异系数,叶柄长度较其他性状变异大,而叶片夹角稳定性最高,各数量性状（除地径外）遗传变异系数与表型变异系数之差小于7%。香椿种质各性状间Shannon-Weaver遗传多样性指数相差不大（1.892～2.069）,遗传多样性水平高,具有良好的遗传改良基础。聚类分析可将84个香椿种质分为5类,类群Ⅰ表现为生长旺盛、小比叶重型;类群Ⅱ生长较快、叶片较大;类群Ⅲ种质数量最多,属生长缓慢、大比叶重型;类群Ⅳ特征为大叶片、多叶型;类群Ⅴ为小叶片、稀叶型。研究结果表明参试香椿种质变异丰富,遗传多样性水平高,能为良种选育、遗传改良等工作提供丰富的遗传材料。     

360度群体遗传变异扫描——大豆泛基因组研究

大豆(Glycine max)是重要的油料和蛋白作物, 其丰富的遗传变异为生物学性状挖掘和育种改良提供了重要的资源基础。然而, 单个基因组信息无法全面揭示种质资源的遗传变异, 泛基因组研究为解决这一不足提供了新方案。近日, 中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜和梁承志研究团队从2 898份大豆种质中选取26份代表性材料, 并整合已有的3个基因组, 构建了包含野生和栽培大豆的泛基因组和图基因组(graph-based genome), 鉴定了整个群体的绝大多数结构变异数据集, 确定了大豆种质的核心、非必需和个体特异的基因集。利用这些数据系统地揭示了生育期位点E3的等位基因变异和基因融合事件、种皮颜色基因I的单体型和演化关系以及结构变异对铁离子转运基因表达和地区适应性选择的影响。该研究为作物基因组学研究提供了一个新的模式, 同时将加速推动大豆遗传变异的鉴定、性状解析和种质创新。     

360度群体遗传变异扫描——大豆泛基因组研究

大豆(Glycinemax)是重要的油料和蛋白作物,其丰富的遗传变异为生物学性状挖掘和育种改良提供了重要的资源基础。然而,单个基因组信息无法全面揭示种质资源的遗传变异,泛基因组研究为解决这一不足提供了新方案。近日,中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜和梁承志研究团队从2 898份大豆种质中选取26份代表性材料,并整合已有的3个基因组,构建了包含野生和栽培大豆的泛基因组和图基因组(graph-basedgenome),鉴定了整个群体的绝大多数结构变异数据集,确定了大豆种质的核心、非必需和个体特异的基因集。利用这些数据系统地揭示了生育期位点E3的等位基因变异和基因融合事件、种皮颜色基因I的单体型和演化关系以及结构变异对铁离子转运基因表达和地区适应性选择的影响。该研究为作物基因组学研究提供了一个新的模式,同时将加速推动大豆遗传变异的鉴定、性状解析和种质创新。     

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。     

我国北回归线区域普通野生稻遗传多样性和遗传结构研究

选择分布于水稻染色体组的26对SSR引物,对集中分布于广西来宾市北回归线附近的13个普通野生稻居群的342份材料进行遗传多样性和遗传结构研究。结果表明,该地区的野生稻无论在种内(A=9.154,Ae=4.446,I=1.547,He=0.671)还是居群水平上(P=95%,A=4.219,Ae=2.394,I=0.905,He=0.476)遗传多样性都十分丰富,高于同类研究水平。供试居群的遗传分化系数Gst为0.30,表明30%的遗传变异存在于居群间,大部分遗传变异存在于居群内。居群间的遗传一致度变化范围为0.332~0.903,且居群间地理距离越近,遗传一致度越高,说明北回归线附近的普通野生稻居群符合"隔离-距离"模型。综合上述研究结果和我国野生稻保护现状,建议对居群G13和G06实施优先保护。     

硬核资源遗传多样性的AFLP分析

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。     

甘薯杂交F_1群体材料的遗传多样性研究

甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)作为世界上一种重要的粮食、饲料、工业原料及新型能源作物,从有性生殖F1选择优良实生系进行选择育种一直是甘薯育种的重要方式。为了优化甘薯杂交育种方法,合理选配杂交组合,提高育种效率,本试验利用SSR标记研究了甘薯杂交群体基于SSR标记及13个农艺性状的遗传多样性,得到了群体内的聚类图,并且筛选出了甘薯的高产株系。群体SSR标记的聚类分析结果显示,群体材料与各亲本遗传距离比较远,被聚为3类,而亲本单独聚在另外一类。13个农艺性状的聚类将亲本与部分群体材料聚在了一起,且将群体材料和亲本材料作为一个整体时,其遗传距离的变异高达30%以上,远远高于SSR标记所获得的遗传变异系数。     

利用rp132-trnL分析阿尔金山自然保护区真藓居群遗传多样性

本研究对分布在中国新疆维吾尔自治区阿尔金山自然保护区的6个真藓(Bryum argenteum)居群的遗传结构及遗传多样性进行比较。通过对32条叶绿体DNA的rpl32-trnL序列的核苷酸序列变异的分析,发现了14种单倍型,存在201个可变位点;分子变异分析显示有51.02%的遗传变异发生在居群间水平,居群内部的遗传变异为48.98%,真藓居群间的遗传分化程度较高略大于居群内的遗传分化。居群遗传变异的分化系数为0.510 2,基因流值为0.48,显示各居群间的基因流低。单倍型多态性水平为(0.780 2±0.076 0),核苷酸多态性水平为(0.058 59±0.020 09),表明真藓居群遗传多样性丰富。对所有变异位点进行的Taijma's检验的结果是Taijma's D值为-1.567 05 (p0.10),显示所有变异符合中性进化假说。     

陕西大豆资源遗传多样性及变异特点研究

利用42个PAPD引物对75份陕西大豆种质进行遗传多样性分析,共扩增出310个条带,平均每个引物扩增7.3个条带,多态性比率为96%;田间试验考察了13个农艺性状。陕西大豆的遗传多样性在秦岭南、北两个地区有所不同,秦岭北品种遗传多样性指数较高的性状数目和性状遗传多样性指数都大于秦岭南品种,RAPD分子标记遗传多样性指数也是秦岭北品种大于秦岭南品种,但秦岭南品种RAPD分子标记的遗传多样性指数较高的个数大于秦岭北品种。聚类分析将参试大豆材料分为三大类,基本上反映了材料的地理来源。主成分分析结果显示,前两个主成分反映了10.95%的遗传变异,基于前两个主成分值的二维散点图可以将两个地区的材料基本区分开来。AMOVA分析显示,陕西大豆品种个体间的遗传变异占总变异的92.06%,地区间的遗传变异占总变异的7.94%,二者都达到了极显著水平。研究结果表明,陕西大豆资源存在丰富的遗传多样性,秦岭北品种遗传多样性较高,但秦岭南品种有着广泛的微小变异。     

基于SSR标记的陆地棉早熟相关种质遗传多样性分析

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。为了解我国早熟陆地棉种质资源遗传多样性,本研究利用136对SSR引物对186份陆地棉材料(96份早熟陆地棉材料和90份中、晚熟陆地棉材料)进行了遗传多样性分析,共检测到等位基因变异355个,平均2.61个。在早熟棉材料中,有134对多态性SSR引物扩增出341个条带,平均2.54个;中、晚熟材料中有133对多态性SSR引物,扩增出345个条带,平均2.59个。早熟棉材料的位点多态性信息含量(PIC)、有效等位基因数(Ne)、基因型多样性(H')分别为0.684、3.994和1.361;中、晚熟棉材料的PIC、Ne、H'分别为0.668、3.852和1.343。早熟棉材料和中、晚熟棉材料的Jaccard相似性系数分别在0.349~0.935和0.270~0.907之间,平均为0.635、0.666。遗传相似性系数总体平均值接近,但早熟棉变化范围较中、晚熟棉小。用类平均法(UPGMA)进行聚类可将186份材料分成2个类群。总体上来看,供试材料遗传相似性系数较高,说明我国陆地棉早熟相关种质遗传基础狭窄。本研究结果为早熟棉育种亲本选配,早熟棉种质创新提供依据。     

表观遗传变异及其在作物改良中的应用

天然植物群体中存在着大量的遗传变异, 包括遗传物质改变和表观遗传变异, 它们是物种赖以生存和进化的源泉。表观遗传变异不涉及DNA序列的改变或者蛋白表达的变化, 但可以通过有丝分裂和(或)减数分裂实现世代间的稳定遗传。文章主要从表观遗传变异的重要来源--植物远缘杂交及多倍体化、环境中各种生物和非生物胁迫两方面, 总结了表观遗传在作物改良中的应用, 分析了它的局限性和存在的问题, 并且提出了相应的解决方法。     

优先保护种群的确定 Ⅱ.单倍型丰富度模型及在银杏中的应用

由于不同种群遗传多样性的不均匀分布以及资金和人力资源等的限制,加上经济发展常与生物多样性保护存在矛盾,对于珍稀濒危物种等需要确定优先保护的种群。确定优先保护种群有3种途径：一是以种群遗传变异为依据,这一方法常用于指导种质资源收集;二是遗传差异为依据,如进化显著单元;三是以综合考虑种群内遗传变异和遗传差异的遗传贡献率为依据。前两种方法各自考虑了一个方面,存在一定缺陷,第3种方法弥补了这种不足,但是目前缺少计算遗传贡献率的模型。采用等位基因丰富度参数,从种群内遗传变异、种群间遗传变异以及物种水平遗传变异之间的关系出发。提出了将种群间遗传变异分配到各种群的模型,以及计算各种群遗传贡献的方法。利用获得的6个银杏种群cpDNA PCR-RFLP单倍型数据对模型进行了说明,并根据计算结果得出金佛山、妥乐种群位于需要优先保护前列的初步结果。     

优先保护种群的确定 II.单倍型丰富度模型及在银杏中的应用

由于不同种群遗传多样性的不均匀分布以及资金和人力资源等的限制 ,加上经济发展常与生物多样性保护存在矛盾 ,对于珍稀濒危物种等需要确定优先保护的种群。确定优先保护种群有 3种途径 :一是以种群遗传变异为依据 ,这一方法常用于指导种质资源收集 ;二是遗传差异为依据 ,如进化显著单元 ;三是以综合考虑种群内遗传变异和遗传差异的遗传贡献率为依据。前两种方法各自考虑了一个方面 ,存在一定缺陷 ,第 3种方法弥补了这种不足 ,但是目前缺少计算遗传贡献率的模型。采用等位基因丰富度参数 ,从种群内遗传变异、种群间遗传变异以及物种水平遗传变异之间的关系出发 ,提出了将种群间遗传变异分配到各种群的模型 ,以及计算各种群遗传贡献的方法。利用获得的 6个银杏种群 cp DNA PCR- RFL P单倍型数据对模型进行了说明 ,并根据计算结果得出金佛山、妥乐种群位于需要优先保护前列的初步结果     

蚕豆杂种F_2主要数量性状遗传力和遗传进度的初步研究

研究作物数量性状的遗传力和遗传进度可以提高育种效率。因为这些遗传参数能够为育种提供较准确的信息,使系统选育和杂交育种工作能较好地选配亲本和确定杂种的选择世代及进度。我国学者对这些遗传参数的研究,在水稻、小麦、油菜等作物方面报道较多,而在蚕豆上报道较少。黄文涛等曾对18个蚕豆生产品种性状间的相关性及其通径系数进行过研究。徐洪琦等曾研究过5个高产蚕豆品种产量因素遗传变异情况。     

新疆桑属植物栽培居群的遗传多样性研究

应用RAPD分子标记对新疆不同地区栽培的桑属植物2种3个分类群共11个居群进行了遗传多样性研究。结果表明,新疆桑属栽培植物中虽然存在较为丰富的遗传多样性,多态位点比率(PPB)为87．39％,Shannon多样性指数为0．3997,但在栽培居群内的遗传变异水平相对较低;在不同居群间遗传变异水平仔住很人差异,各居群的多态位点比率(PPB)为4．5％至45．95％,Shannon多样性指数为0．0312至0．2339;白桑(Morus alba L．)及其变种鞑靼桑(Morus alba L．var．tatarica)居群内的遗传变异水平远高于黑桑种(Morus nigra)。新疆桑属植物栽培居群内较低的遗传变异水平与其采用扦插等无性繁殖方式有关。分析全部的遗传变异显示,11个栽培居群之间的基因分化系数(Gst)为0．3541,其中桑及其变种9个居群间的基因分化系数为0．4597,黑桑种2个居群问的基因分化系数为0．4728。AMOVA分析表明,在全部遗传变异中,黑桑种和白桑种2个物种之间的遗传变异占59．16％,居群间遗传变异为17．46％。遗传距离和聚类分析也表明,黑桑种和白桑种及其变种鞑靼桑之间存在很大的遗传分化。     

粗山羊草居群间遗传分化及多样性的SSR分析

选用分布在粗山羊草14条染色体上的32对SSR引物,对来自中国河南、陕西、新疆和中东地区共147份粗山羊草材料进行遗传分化及多样性分析,结果表明在26个多态性位点中,等位基因数平均为4.15,Ne i基因多样性指数(He)平均为0.243,多态性信息含量指数(PIC)平均为0.226;居群间遗传变异差异明显,中东粗山羊草居群具有丰富的遗传变异(He=0.607,PIC=0.551),而来自陕西和河南的粗山羊草资源遗传多样性较低(He=0.055,PIC=0.047)和(He=0.024,PIC=0.021)。AMOVA分子变异分析显示,居群间遗传变异占总变异的52%,达到显著水平;河南粗山羊草和陕西粗山羊草间发生了一定的遗传分化(Fst=0.210),为研究中国粗山羊草资源的起源与分化问题提供了有用的信息与证据。