应用HPLC图谱进行石蒜属种间关系与分类研究

利用高效液相色谱(HPLC)对石蒜属及其近缘植物中国水仙共17份样品的生物碱进行检测,以各样品生物碱色谱峰的相对保留时间为变量,采用SPSS12.0中的Q型聚类法,得到树形图。聚类分析结果显示,17份样品聚成3类:第Ⅰ类包括长筒石蒜、安徽石蒜、鹿葱、换锦花、中国石蒜、香石蒜、乳白石蒜、红蓝石蒜8个种;第Ⅱ类由石蒜、稻草石蒜、江苏石蒜、忽地笑、玫瑰石蒜、矮小石蒜组成;中国水仙单独成第Ⅲ类。聚类结果与传统分类结果有较好的一致性,并支持鹿葱、玫瑰石蒜、安徽石蒜杂交起源的观点。外形相似的忽地笑与中国石蒜,矮小石蒜与石蒜HPLC图谱明显有别,表现出较远化学亲缘关系。表明HPLC化学图谱可用于石蒜属及其近缘植物中国水仙的分类和鉴别研究,并为石蒜属植物指纹图谱研究和质量控制提供重要参考。     

中国石蒜属种间亲缘关系ITS序列分析

本文利用核糖体DNA内转录间隔区(ITS)序列对石蒜属13个种(含变种)的亲缘关系进行分析。结果表明,各样品的ITS1长度为259~260 bp,ITS2为230 bp,分别有多个特异性信息位点。以ITS序列为依据对石蒜属植物亲缘关系进行分析,表明石蒜属13个种可分为三大类,其中类Ⅰ包括中国石蒜、地笑、安徽石蒜和长筒石蒜,核型为M+T型;类Ⅱ包括矮小石蒜、换锦花、玫瑰石蒜和红蓝石蒜,核型为ST型;类Ⅲ包括稻草石蒜、乳白石蒜、短蕊石蒜和两种人工杂交种,核型为ST+M+T。系统进化树与核型分析结果相似,第Ⅲ类可能为自然杂交种。     

石蒜属植物分支系统学分析

基于37个形态学、解剖学、孢粉学和细胞学性状及解剖学性状之外的28个形态学、孢粉学和细胞学性状,分别对石蒜属进行分支系统学分析,试图建立石蒜属种间的系统发育关系。利用PAUP^*软件分别构建了最大简约树(MP),所得树的拓扑结构是一致的。同时,基于解剖学9个性状,对石蒜、换锦花、忽地笑、江苏石蒜、长筒石蒜、乳白石蒜、夏水仙、红兰石蒜、安徽石蒜、短蕊石蒜、中国石蒜11个种进行系统发育树构建,其结果也是支持上述系统发育树的。系统发育树结构结果表明,石蒜属16种明显聚为两大类:石蒜、玫瑰石蒜、稻草石蒜和江苏石蒜;广西石蒜、红兰石蒜、换锦花、香石蒜、夏水仙、长筒石蒜、安徽石蒜、中国石蒜、忽地笑、乳白石蒜、短蕊石蒜和陕西石蒜。除换锦花、红兰石蒜及江苏石蒜系统发育位置不同之外,大类群的划分与RAPD指纹图谱基本一致。类群一均属于石蒜亚属(Lycoris亚属)。类群二又可以聚为两小类:广西石蒜、红兰石蒜、换锦花、香石蒜、夏水仙归为一类;长筒石蒜、安徽石蒜、中国石蒜、忽地笑、乳白石蒜、短蕊石蒜和陕西石蒜归为一类。前一子类群除广西石蒜外,都属于整齐花亚属(Symman thus亚属)。后一子类群除长筒石蒜与安徽石蒜外,均属于石蒜亚属(Lycoris亚属)。因此,花冠整齐与否是一个重要的分类特征,但作为石蒜属植物亚属的划分依据,没有得到本研究支持。而在本文中,雄蕊与花被片的位置关系可以作为大分类群划分依据,能否依此来对石蒜属植物亚属进行划分,仍需探讨。另外研究表明叶微形态特征在研究种间亲缘关系时,具有一定的作用。而在种间亲缘关系鉴定时,出叶期不应成为重要的依据。同时研究还表明中国石蒜与忽地笑具有非常近的亲缘关系,与形态学研究一致。     

石蒜属种间亲缘关系RAPD分析

采用RAPD标记构建了石蒜属Lycoris植物13个种的指纹图谱。从520个随机引物中筛选出清晰且多态性高的41个引物,共产生了350条DNA片段,分子量在0.3-3.0kh之间,其中253条谱带具有遗传多态性,约占72．3％,平均每个引物扩增的DNA片段数为6．2条。采用TFPGA数据分析软件,计算Nei氏相似性系数和遗传距离,建立了UPGMA聚类图。结果表明：石蒜属13个种明显聚为两大类,即具有单型核型结构（I型）,染色体基数为x=11的5个物种：玫瑰石蒜L.rosea,红蓝石蒜.L.haywardii,稻草石蒜L.straminea,换锦花L.sprengeri和石蒜L.radiata聚为一类;具有两型核型结构（V型和I型）8个物种即江苏石蒜L.houdyshelii,乳白石蒜L.albiflora,中国石蒜L.chinensis,长筒石蒜L.longituba,安徽石蒜Lanhuiensis,夏水仙L.squmigera,短蕊石蒜L.caldwellii和忽地笑L.aurea聚为一类。其中玫瑰石蒜和红蓝石蒜的亲缘关系最近,石蒜和忽地笑的亲缘关系较远,与细胞学的研究结果相吻合。通过RAPD分析,对玫瑰石蒜,红蓝石蒜和稻草石蒜是否天然杂交起源以及乳白石蒜,稻草石蒜和江苏石蒜的分类地位进行了探讨。     

中国原产石蒜属植物的数量分类和主成分分析

应用数量分类学方法对中国原产石蒜属13种2变种的35个性状进行Q、R聚类分析和主成分分析,探讨国产石蒜属植物种间的亲缘关系,并对分类性状进行评价。研究结果显示,Q型聚类可分为2个大类和8小类,安徽石蒜与长筒石蒜的亲缘关系很近,认为将其作为长筒石蒜的变种更为合适,同时支持玫瑰石蒜、红蓝石蒜、乳白石蒜、江苏石蒜、稻草石蒜的杂交起源观点。R型聚类可分为7个组;经主成分分析,35个性状可综合为5个主成分,其累积贡献率达82.55%,根据这5个主成分与性状间的相关性,选出影响比较大的16个性状,其中鳞茎形状、花被片宽和雄蕊长/花被片长的比值最为重要,可作为大类群划分的依据,而花被片是否具条纹、花丝颜色、花色、花葶粗、幼叶尖端及边缘颜色、种子有无等可作为物种划分的重要依据。     

石蒜属植物多糖组成的分析比较研究

对五种石蒜属植物:安徽石蒜、中国石蒜、忽地笑、换锦花、石蒜多糖的结构组成进行了对比分析。结果表明,安徽石蒜多糖与其他四种植物多糖差异较大,而忽地笑多糖和石蒜多糖相似、中国石蒜多糖和换锦花多糖相似。该研究为探讨石蒜属种间亲缘关系提供实验依据。     

石蒜属植物多糖的分离纯化

对五种石蒜属植物,安徽石蒜、中国石蒜、忽地笑、换锦花、石蒜多糖的提取、分离、纯化及其理化性质进行了研究。为石蒜属植物多糖开发利用提供依据,更为相关石蒜属植物多糖的最佳提纯过程和探讨该属种间亲缘关系提供资料。     

基于叶绿体DNA atpB-rbcL区序列探讨石蒜属种间系统发育关系

摘要：为了探讨石蒜属（Lycoris Herb.）的种间系统发育关系,对石蒜属95个材料包括15种、4变种及2个人工杂种的叶绿体 DNA atpB-rbcL间隔区进行了测序,结合花部形态和核型特征,探讨了石蒜属种间系统关系及其可能的杂交起源,结果表明：在系统发育树上亲缘关系近的材料聚在一起,其中矮小石蒜（L. radiata var. pumila）和换锦花（L. sprengeri）与2个人工杂交种（Hybrid 1、Hybrid 2）、麦秆石蒜（L. straminea）、江苏石蒜（L. houdyshelii）、短蕊石蒜（L. caldwellii）和乳白石蒜（L. albiflora）具有密切的亲缘关系。atpB-rbcL序列揭示的石蒜属种间关系与染色体核型的分类结果部分一致,主要表现在具有近端部着丝粒(A)染色体的种与具有中部(M)和端部(T)着丝粒染色体的种各成一支,与形态和染色体分类结果一致;不同之处在于具有中部、端部和近端部着丝粒染色体的种分散在两个主要分支内,进一步验证了具有中部、端部和近端部3种着丝粒类型染色体组的石蒜如麦秆石蒜、江苏石蒜、短蕊石蒜和乳白石蒜等是杂交起源的假设,结合2个人工杂交种分析,揭示了短蕊石蒜和乳白石蒜的近端部着丝粒染色体来源于换锦花;麦秆石蒜和江苏石蒜近端部着丝粒染色体来源于矮小石蒜。     

安徽石蒜和中国石蒜染色体核型的分析

一、引言 石蒜属Lycoris Herb.全世界约有20多种,其中已做过细胞染色体计数者计有17种。本文继红蓝石蒜Lycoris haywardii Traub和换锦花L.sprengeri Comes exBaker以及长简石蒜L.longituba Y.Hsu et Fan,玫瑰红石蒜L.rosea Traub etMoldenke,石蒜L.radiata(L′Her.)Herb.和矮小石蒜L.radiata var.pumila Grey(以上均待发表)之后,对安徽石蒜L.anhweiensis Y.Hsu et Fan和中国石蒜L.chinensis Traub的染色体进行计数和核型的描述和分析,旨在为今后探讨石蒜属的核型进化和种系发生提供必要的资料。     

石蒜属植物叶微形态特征研究

借助显微和扫描电镜技术对石蒜属植物叶表皮微形态特征进行了研究。利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了石蒜属植物的叶表皮,统计并测量了气孔类型、气孔大小、气孔密度及气孔指数等,描述了气孔及气孔外拱盖的有关特征。结果表明：石蒜属植物叶表皮气孔器为无规则型,近轴面表皮细胞形状、气孔器类型、垂周壁式样、气孔大小及气孔外拱盖内缘种间无差异或极小,表明石蒜属植物为一自然分类群。而远轴面表皮细胞形状、气孔密度、气孔指数、气孔是否下陷、气孔外拱盖是否有蜡质纹饰等种间差异较大。根据远轴面叶表皮细胞形状及叶气孔特征,研究表明：换锦花、长筒石蒜和安徽石蒜,夏水仙、乳白石蒜与红蓝石蒜,石蒜与中国石蒜具有较近的亲缘关系。因此,叶微形态特征对探讨石蒜属植物种间亲缘关系具有一定的意义。     

鉴定烟草种质资源SSR核心引物筛选和验证

核心引物对遗传多样性分析、种质资源鉴定、品种纯度和真实性检测、指纹图谱构建等研究具有重要价值。本研究利用均匀分布于烟草24条染色体的278对SSR引物,对20份亲缘关系相对较远的烟草材料进行初步筛选,筛选出32对引物。随后再加上10份亲缘关系较近的材料（共30份）对引物进行复筛,最终确定14对为核心引物。将14对引物对39份烟草材料进行进行系谱分析、品种遗传多样性分析和农艺性状分析聚类,结果表明该套SSR核心引物适用于烟草种质资源鉴定和遗传多样性分析。     

用于绿豆种质资源遗传多样性分析的SSR及STS引物的筛选

目前能够用于绿豆(Vigna radiate)种质资源遗传多样性分析的PCR引物极其有限。通过12份农艺性状差异较大的绿豆种质对绿豆以及小豆(Vigna angularis)、豇豆(Vigna unguiculata)、菜豆(Phaseolus vulgaris)等近缘食用豆中的PCR引物进行筛选,结果表明41对绿豆SSR引物中能够有效扩增的有35对,6对有多态性;28对绿豆STS引物中有23对能够有效扩增,2对有多态性;8对小豆SSR引物能够有效扩增的有6对,但均无多态性;27对豇豆SSR引物能够有效扩增的有17对,1对有多态性;24对菜豆SSR引物能够有效扩增的有9对,1对有多态性。这些多态性引物的获得将有助于中国绿豆种质资源的遗传多样性分析。     

Single- and double-SSR primer combined analyses in rice

Polymerase chain reaction (PCR) is the foundation of SSR molecular marker technology. We used sib rice varieties J518, XD1 and SD23 as experimental materials, selecting 30 pairs of SSR primers, including RM127, RM337 and RM5172, covering the rice genome, and performed single- and double-SSR primer combined analyses. We found that under the same PCR system and conditions, a single primer of the SSR primer pairs could amplify the same fragments as double primers do. The sequencing results demonstrated that some amplified fragments that we previously believed to come from double primers were actually produced by a single primer. The use of this kind of primer, such as the RM127 primer pair, for marker-assisted breeding will therefore be misleading. Additionally, using the same PCR system and conditions, some single primers that are part of SSR primer pairs can amplify many more specific fragments than double-SSR primers. For instance, in the case of the RM5172 primer pair, a single primer P1 amplified approximately three times the number of fragments as the double primer. This information can contribute to research on genetic diversity of species, understanding of genetic relationships and identification of germplasm resources. Accordingly, combined analyses of single- and double-primer amplification products not only can remove single-primer amplification fragments and false-positives from double-primer amplification products in order to improve test accuracy, but also can facilitate research on genetic diversity, exploration of phylogenetic relationships and identification of germplasm resources. We define this method as "single- and double-SSR primer combined analyses".     

32个柿主栽品种SSR图谱构建及遗传变异分析

以32份柿主栽品种为试验材料,利用SSR标记技术构建其指纹图谱并进行遗传多样性分析。从78对候选引物中筛选出20对多态性高、稳定性好的引物作为核心引物,构建柿主栽品种SSR指纹图谱。结果显示:(1)20对引物在32份材料中共扩增出183条多态性条带,每对引物扩增出3～20条不等,平均每对引物扩增出9.15条,多态性比率为81.3%。各个位点的杂合度在0.410 3～0.914 3之间,平均为0.702 7。(2)8对引物在12个品种上具有特征带型,采用5对引物进行组合鉴定即可将32个柿品种完全区分开。(3)依据SSR带型特征,对每对引物生成的不同带型直接编号,简化柿SSR带型记录方法,并利用每个品种的带型编号,建立其DNA指纹图谱,结果表明,核心引物组合法比特征谱带法更适用于构建中国柿主栽品种DNA指纹图谱。(4)根据系统聚类分析将32个柿主栽品种分为两大类,品种间的亲缘关系与地理来源具有一定的相关性。     

用SSR和AFLP技术分析花生抗青枯病种质遗传多样性的比较

由Ralstonia solanacearum E.F.Smith引起的青枯病是若干亚洲和非洲国家花生生产的重要限制因子,利用抗病品种是防治这一病害最好的措施。虽然一大批抗青枯病花生种质资源材料已被鉴定出来,但对其遗传多样性没有足够的研究,限制了在育种中的有效利用。本研究以31份对青枯病具有不同抗性的栽培种花生种质为材料,通过简单序列重复(SSR)和扩增片段长度多态性(AFLP)技术分析了它们的遗传多样性。通过78对SSR引物和126对AFLP引物的鉴定,筛选出能显示抗青枯病种质多态性的SSR引物29对和AFLP引物32对。所选用的29对多态性SSR引物共扩增91条多态性带,平均每对引物扩增3.14条多态性带;32对多态性AFLP引物共扩增72条多态性带,平均扩增2.25条多态性带。在所筛选引物中,4对SSR引物(14H06,7G02,3A8,16C6)和1对AFLP引物(P1M62)检测花生多态性的效果优于其他引物。SSR分析获得的31个花生种质的遗传距离为0.12-0.94,平均为0.53,而AFLP分析获得的遗传距离为0.06～0.57,平均为0.25,基于SSR分析的遗传距离大于基于AFLP分析的遗传距离,疏枝亚种组的遗传分化相对大于密枝亚种组。基于两种分析方法所获得的聚类结果基本一致,但SSR数据聚类结果与栽培种花生的形态分类系统更为吻合。根据分析结果,对构建青枯病抗性遗传图谱群体的核心亲本和抗性育种策略提出了建议。     

小麦SSR和EST-SSR引物对无芒雀麦的通用性分析

无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)具有营养价值高、产量大、利用季节长、耐寒耐旱、适应性强等优良品质。为了解小麦SSR和EST-SSR引物在亲缘植物无芒雀麦中的通用性,本研究选用位于普通小麦7个部分同源群的203对SSR引物和46对EST-SSR引物对无芒雀麦基因组DNA进行了扩增。结果显示:有137对(67.49%)SSR和30对(65.22%)EST-SSR引物对无芒雀麦可以有效扩增,平均扩增条带数分别为2.8和2.5,即小麦SSR和EST-SSR引物在无芒雀麦中具有较高的通用性;研究还发现,来自小麦B基因组和第5同源群染色体的引物在无芒雀麦中的有效扩增比率和平均扩增条带数最低。据此推断,小麦B基因组和第5同源群染色体可能与无芒雀麦基因组的亲缘关系较远。该研究对开发无芒雀麦基因组的特异分子标记、进行遗传多样性分析和功能基因定位等具有一定的参考价值。     

Development of genomic simple sequence repeat markers in faba bean by next-generation sequencing

Faba bean (Vicia faba L.) is an important food legume crop with a huge genome. Development of genetic markers for faba bean is important to study diversity and for molecular breeding. In this study, we used Next Generation Sequencing (NGS) technology for the development of genomic simple sequence repeat (SSR) markers. A total of 14,027,500 sequence reads were obtained comprising 4,208 Mb. From these reads, 56,063 contigs were assembled (16,367 Mb) and 2138 SSRs were identified. Mono and dinucleotides were the most abundant, accounting for 57.5 % and 20.9 % of all SSR repeats, respectively. A total of 430 primer pairs were designed from contigs larger than 350 nucleotides and 50 primers pairs were tested for validation of SSR locus amplification. Nearly all (96 %) of the markers were found to produce clear amplicons and to be reproducible. Thirty-nine SSR markers were then applied to 46 faba bean accessions from worldwide origins, resulting in 161 alleles with 87.5 % polymorphism, and an average of 4.1 alleles per marker. Gene diversity (GD) of the markers ranged from 0 to 0.48 with an average of 0.27. Testing of the markers showed that they were useful in determining genetic relationships and population structure in faba bean accessions.     

Novel and Stress Relevant EST Derived SSR Markers Developed and Validated in Peanut

With the aim to increase the number of functional markers in resource poor crop like cultivated peanut (Arachis hypogaea), large numbers of available expressed sequence tags (ESTs) in the public databases, were employed for the development of novel EST derived simple sequence repeat (SSR) markers. From 16424 unigenes, 2784 (16.95%) SSRs containing unigenes having 3373 SSR motifs were identified. Of these, 2027 (72.81%) sequences were annotated and 4124 gene ontology terms were assigned. Among different SSR motif-classes, tri-nucleotide repeats (33.86%) were the most abundant followed by di-nucleotide repeats (27.51%) while AG/CT (20.7%) and AAG/CTT (13.25%) were the most abundant repeat-motifs. A total of 2456 EST-SSR novel primer pairs were designed, of which 366 unigenes having relevance to various stresses and other functions, were PCR validated using a set of 11 diverse peanut genotypes. Of these, 340 (92.62%) primer pairs yielded clear and scorable PCR products and 39 (10.66%) primer pairs exhibited polymorphisms. Overall, the number of alleles per marker ranged from 1-12 with an average of 3.77 and the PIC ranged from 0.028 to 0.375 with an average of 0.325. The identified EST-SSRs not only enriched the existing molecular markers kitty, but would also facilitate the targeted research in marker-trait association for various stresses, inter-specific studies and genetic diversity analysis in peanut.     

Assessment of genetic diversity and phylogenetic relationship among grouper species Epinephelus spp. from the Saudi waters of the Arabian Gulf

Understanding of fish genetic characterization plays a vital role in the conservation and utilization of fish genetic resources of grouper species. The present study was carried out to assess the genetic diversity and phylogenetic relationships in five grouper species, Epinephelus spp. from eastern Saudi Arabian coast using two molecular marker systems, inter simple sequence repeat (ISSR) and microsatellite (SSR) markers. In total, 219 individuals grouper specimens (Epinephelus tauvina, E. coioides, E. bleekeri, E. malabaricus, and E. areolatus) were genotyped with 10 ISSR and 11 SSR selected primers. The ISSR produced 94 DNA fragments, of which 44 were polymorphic with an average of 2.13 fragment per primer. While SSR primers generated 107 alleles, all of them were polymorphic with an average 9.72 per primer. ISSR and SSR techniques demonstrated a high level of gene diversity and genetic distances illustrated by UPGMA dendrograms among the grouper species. The results proved that the SSR markers were highly informative and efficient in detecting genetic variability and relationships of the Epinephelus spp.     

SSR标记揭示的云南地方稻品种遗传多样性及其保育意义

为了探索水稻(Oryza sativa L.)地方品种的遗传多样性及其有效保育方法,对采自云南省17个村寨的82个水稻地方品种和3个国际常用的典型籼稻和粳稻品种进行了微卫星(SSR)分子标记的分析.利用19对SSR引物在85个水稻品种中共扩增出了83个基因型,其分子量变异在100～500 bp之间.基于各品种SSR基因型遗传相似系数聚类分析而获得的UPGMA树状图表明各水稻品种之间存在较大的遗传多样性,其相似系数变异在0.15～0.90之间.但这些地方品种的遗传多样性并非呈均等的地理分布.这85个水稻品种在相似系数为0.52之处分为二组,其中一组包括几乎所有的籼稻品种,而另一组包括全部的粳稻品种,表明SSR标记能很好揭示水稻籼-粳分化.同时,有些来自不同采集地的同名品种表现出一定的遗传差异,说明同名异物的现象存在.云南水稻地方品种具有丰富的遗传多样性,对其有效保育十分重要和迫切,但只有根据遗传多样性的水平和分布特点,采用正确的保育对策和取样方法才能确保对云南水稻地方品种的有效保育.结果进一步表明,选用适当的微卫星引物,可以为准确鉴定籼稻和粳稻品种及研究其进化规律提供有效的分子标记方法,并有利于有目标的水稻遗传资源保育和育种创新.