基于表型性状和SSR分子标记的云南省水稻主要育成品种(系)的遗传相似性分析

利用株高等17个表型性状和48个SSR标记,对云南省18个育种部门(或课题组)自20世纪60年代以来选育的40个品种(系)进行遗传相似性分析.结果显示,基于17个表型性状,40个品种(系)间的遗传相似性系数值平均为0.244,籼型品种间为0.289,粳型为0.309,籼粳亚种间为0.162;基于48个SSR分子标记,40个品种(系)间的遗传相似性系数值平均为0.383,籼型为0.318,粳型为0.478,籼粳亚种间为0.267;表明表型遗传相似性低于DNA水平.48个SSR分子标记共检测到214个等位基因(Na),每个标记平均为4.458个,变幅为2～8个;有效等位基因数(Ne)平均值为2.8336,变幅为1.1515～5.2981;多态性信息含量(PIC)平均值为0.6058,变幅为0.2118～0.8816;基因型多样性指数(H’)平均值为1.1328,变幅为0.3768～1.8087;其中RM84、RM249、RM152、RM222和RM528是评价云南省水稻选育品种(系)遗传相似性比较理想的SSR标记.聚类分析显示,云南省水稻主要选育品种(系)表现为亚种间遗传差异明显,亚种内遗传差异较小,粳型品种间遗传相似性高于籼型,表明云南省选育的粳型品种(系)遗传多样性低,尤其是同一育种部门(或课题组)选育的品种间遗传相似度较高.     

稻瘟病抗性基因Pita和Pib在我国水稻主栽品种中的分布

主效抗稻瘟病基因Pita和Pib在我国很多稻区表现高水平的稻瘟病抗性,被广泛应用于我国的水稻育种和生产.但这2个基因在国内主栽品种中的分布及利用情况一直缺乏详细的资料,致使育种利用上存在着盲目性.本研究利用源于Pita和Pib基因本身的特异性分子标记,结合稻瘟病菌接种鉴定,检测和分析了我国58份水稻主栽品种(杂交稻亲本)的Pita和Pib抗性基因型.结果表明,特籼占25、佳禾早占、密阳46、测64-7等4个籼稻品种携带Pita和Pib 2个基因;籼小占等4个籼稻品种(系)和早丰9号等5个粳稻品种携带抗性基因Pita;绵恢501等5个籼稻品种(系)和粳稻品种武育粳7号、辽粳454携带抗性基因Pib.     

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.     

杂交稻特殊配合力与杂种优势、亲本间遗传距离的相 关性

杂交水稻育种的实质是配合力育种, 筛选高特殊配合力的杂交水稻组合才能选育出在生产上有实用价值的强优势组合。文章利用SSR标记检测了9个三系杂交稻亲本(5个不育系和4个恢复系)之间的遗传距离, 结合20个杂交稻组合(5×4 NCII)的产量表现, 分析了杂交水稻特殊配合力(Special combining ability, SCA)效应与产量杂种优势、亲本间遗传距离的相关性。结果表明, 特殊配合力效应与对照优势(相关系数r₁=0.5609)、平均优势(相关系数_r2=0.541)之间均呈显著正相关, 而与亲本遗传距离之间相关不显著, 相关系数(r=0.2143)较小。说明本研究所配组合的特殊配合力效应能充分反映杂种优势, 选用的杂交亲本能组配出强优势组合; 而杂交亲本遗传距离的大小并不能反映特殊配合力效应, 分子标记遗传距离与特殊配合力的相关性还有待于进一步的探讨。     

我国茶树主要骨干亲本及其衍生品种(系)的SSR分析

铁观音、黄棪和福鼎大白茶分别是我国乌龙茶和红绿茶育种中的骨干亲本,由他们衍生出了一系列的优良品种,研究他们的遗传多样性及构建指纹图谱将有助于今后茶树育种工作中骨干亲本的合理利用和品种权的保护。本研究利用40对SSR引物对我国乌龙茶骨干亲本铁观音、黄棪及其衍生品种(系)和红绿茶骨干亲本福鼎大白茶及衍生品种进行了研究。结果表明,34份供试品种(系)的基因多样性指数（H）为0.54,平均遗传距离0.58,表明我国茶树主要骨干亲本及其衍生品种(系)具有较高的遗传多样性水平和较大的遗传变异,且90%的遗传多样性来自品种之间的遗传差异。聚类结果表明两套品种(系)各自聚为一类,遗传结构分析也显示两套品种(系)之间存在明显的差异。利用其中5对引物组合构建了供试材料的数码指纹图谱。     

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。     

东北三省2021年水稻审定品种的核心亲本遗传多样性与籼粳分化北大核心CSCD

为了阐明东北三省近年育成水稻品种的遗传基础,该研究通过对2021年育成的256个水稻新品种的系谱进行分析,确定了20个材料为育种核心亲本,并利用44对多态性SSR分子标记和34对InDel籼粳特异性分子标记分析了它们的遗传多样性和籼粳分化程度。结果表明:(1)SSR标记能够高效评价参试材料的多样性水平,共检测到130个等位基因,每个位点检测等位基因(Na)变异为2~5个,平均为2.95个;基因多样性指数(H)变异为0.10~0.75,平均为0.41;多态性信息含量(PIC)变异为0.09~0.70,平均为0.36。(2)遗传多样性分析表明,东北三省20份水稻核心亲本的整体多样性水平较低,黑龙江省核心亲本多样性略高于辽宁省和吉林省。(3)NJ聚类分析表明,20份核心亲本可以划分为3个类群,分别为辽宁类群、吉林类群和黑龙江类群。(4)遗传结构分析表明,20份核心亲本可划分为2个稳定的类群,其中辽宁省核心亲本均处于A类群,黑龙江省核心亲本均处于B类群。(5)籼粳分化分析表明,20份核心亲本遗传背景均为粳稻类型,但都含有少数籼型位点,其籼型基因频率F在0.01~0.19范围内。研究认为,东北三省水稻育种核心亲本遗传基础狭窄、使用频率较高是导致育成品种遗传多样性水平较低的可能原因,在育种中亟待挖掘新种质、引入新资源,丰富遗传背景。     

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。     

SSR标记对不同黄子甘蓝型油菜亲本材料的遗传分析

杂交育种中,亲本选配是育种成败的关键.本研究以重庆市油菜工程技术研究中心提供的180份甘蓝型黄子油菜亲本种质为材料,应用分布于不同连锁群的60对SSR标记进行了分析,共检测出308个标记位点,每对引物在不同素本材料之间的等位基因数在1～11个之间,平均位点为5.1个.其中多态性位点207个,多态率达67.2％.对SSR扩增结果进行UPGMA分析,在遗传距离0.566处,180个品种(系)分为3个类群,聚类结果与种质来源比较一致,本研究为甘蓝型油菜黄子杂交育种和优势组合的选配提供了理论依据.     

基于表型性状和SSR分子标记的云南省水稻主要育成品种（系）的遗传相似性分析

为了揭示云南省水稻主要育成品种（系）的遗传相似性。本文利用株高等17个表型性状和48个微卫星（SSR）分子标记,对云南省18个育种部门（或课题组）60年代以来选育的40个品种（系）进行遗传相似性评价。结果显示表型遗传相似性低于DNA水平。40个品种（系）基于17个表型性状的平均遗传相似系数为0.244,籼型为0.289,粳型为0.309,籼粳亚种间为0.162;基于48个SSR分子标记的平均遗传相似系数为0.383,籼型为0.318,粳型为0.478,籼粳亚种间为0.267。48个SSR分子标记共检测到等位基因214个,每个标记2～8,平均4.458个;平均有效等位基因数为2.8336,变幅为1.1515～5.2981;多态性信息含量（PIC）平均值为0.6058,变幅为0.2118～0.8816;基因型多样性指数（H′）平均值为1.1328,变幅为0.3768～1.8087。RM84、RM249、RM152、RM222和RM528是评价云南省水稻选育品种（系）遗传相似性比较理想的SSR分子标记。聚类分析显示,云南省水稻主要选育品种（系）表现为亚种间遗传差异明显,亚种内遗传差异较小,粳型遗传相似性高于籼型。表明云南省选育的粳型品种（系）遗传多样性低,且同一育种部门（或育种人）选育的品种遗传相似度高。     

SSR标记对不同黄籽甘蓝型油菜亲本材料的遗传分析

杂交育种中,亲本选配是育种成败的关键。本研究以重庆市油菜工程技术研究中心提供的180份甘蓝型黄子油菜亲本种质为材料,应用分布于不同连锁群的60对SSR标记进行了分析,共检测出308个标记位点,每对引物在不同亲本材料之间的等位基因数在1～11个之间,平均位点为5.1个。其中多态性位点207个,多态率达67.2%。对SSR扩增结果进行UPGMA分析,在遗传距离0.566处,180个品种(系)分为3个类群,聚类结果与种质来源比较一致,本研究为甘蓝型油菜黄子杂交育种和优势组合的选配提供了理论依据。     

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。     

DNA导入和系选大豆品种及其亲本遗传关系的SSR标记分析

利用现有品种的变异进行系选并培育新品种是一种重要的育种方法。利用SSR标记, 对系选大豆(Glycine max)新品种和其亲本的遗传组成进行分析, 明确二者的遗传关系, 为大豆系选育种提供依据。使用48对SSR引物对22个大豆品种及其亲本进行分析, 结果表明, 由外源DNA导入育成的3个品种与其亲本的一致性为35.42%–95.83%, 虽然供体相同, 但由于导入的外源DNA不同, 故育成的品种间差异很大。另外19个系选品种与其亲本的一致性为27.08%–89.58%, 其中有6个品种与亲本间的差异小于30%。聚类分析发现, 所有参试品种分为东北春大豆及黄淮和南方大豆2类, 其中有8个品种不能与其亲本聚在一起, 说明系选品种并不完全是由于亲本通过突变获得。此外, 农艺性状与分子标记分析结果差异较大, 说明利用有限的农艺性状评价品种间的遗传关系存在一定的局限性。通过比较系选品种和亲本之间的保守位点发现, 特定等位变异出现次数≥7的位点有14个, 分布在11个连锁群, 其中有7个位点与产量和抗病性等重要农艺性状有关, 说明DNA导入和系选品种在选择变异性状的同时, 使一些与重要农艺性状有关的等位变异得到了保留。     

基于单片段代换系的水稻芽期耐冷QTL定位和聚合北大核心CSCD

芽期耐冷性是华南双季稻地区水稻育种的一个重要目标。虽然水稻芽期耐冷QTL的标记定位已取得了一定的进展,但是这些QTL/基因尚未在水稻育种中得到有效的应用。定位稳定表达的芽期耐冷QTL,开展QTL聚合育种是水稻芽期耐冷性育种取得突破的关键。在本研究中,利用以粳稻IR65598-112-2为供体,籼稻华粳籼74为受体构建的单片段代换系(SSSL)开展芽期耐冷QTL定位,并进行聚合育种。通过评价SSSL与受体华粳籼74的芽期耐冷性差异,定位了2个稳定的芽期耐冷QTLs(qCTBB-3和qCTBB-12)。试验表明,分别携带有耐冷QTL qCTBB-3和qCTBB-12的SSSL在冷处理后都比华粳籼74表现出更高的幼苗成活率。通过代换作图,发现在qCTBB-3区间存在2个紧密连锁的耐冷QTLs(qCTBB-3a和qCTBB-3b)。利用本研究携带qCTBB-3a/qCTBB-3b的单片段代换系和前期研究鉴定出的芽期耐冷QTL qCTBB-6的单片段代换系为亲本进行杂交,通过分子标记辅助选择,获得了2份含有这3个QTL的聚合系。耐冷性评价表明,来源于两个供体/亲本的QTL不存在显著的上位性效应,聚合系的芽期耐冷性较亲本显著增强。可见,通过聚合芽期耐冷QTLs qCTBB-3a/qCTBB-3b和qCTBB-6能显著提高水稻芽期的耐冷性,获得的QTL及三耐冷QTL聚合系为水稻芽期耐冷性分子育种提供了优良的基因资源和亲本材料。     

水稻品种‘沈农606’抗稻瘟病基因定位和连锁的SRAP片段分析

选用抗稻瘟病水稻品种‘沈农606’为抗病亲本与感病品种‘丽江新团黑谷’配制杂交组合.鉴定亲本、F_1正反交及其F_2群体的抗病性的结果表明,‘沈农606’的抗性受一对显性基因控制.采用相关序列扩增多态性(SRAP)和简单序列重复(SSR)标记,以及分离体分组混合分析法(BSA)将该基因定位于8号染色体上,其与SRAP标记m5e1-500的遗传距离为2.8 cM,与SSR标记RM25的遗传距离为9.8 cM,暂命名为Pi-SN606.m5e1-500序列位于8号染色体上,它能编码大于40个氨基酸的阅读框有2个,在NCBI网站上没有比对到同源性序列。     

与时俱进的SSR分子标记技术及其在水稻中的应用

SSR标记又称为微卫星标记,具有共显性、多态性高、易检测等优点,是目前被广泛应用的一种分子标记。随着分子生物技术的不断发展,SSR分子标记技术也日趋成熟完善,有条件的实验室实现了高通量自动化的技术流程。SSR分子标记技术在水稻DNA指纹图谱的构建和品种真实性鉴定、遗传图谱的构建、基因的定位和图位克隆以及分子标记辅助选择育种等方面有着广泛的应用。     

云南栽培稻种SSR 遗传多样性比较

采用64个SSR标记对96份云南水稻(Oryz a sativa)地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析。结果发现64个标记都具有多态性, 共检测到741个等位基因, 每个多态性位点检测到的等位基因数为2-29个, 平均11.57个; Nei基因多样性指数(He)范围在0.345(RM321)-0.932(RM1)之间, 平均为0.56。水稻品种的遗传多样性并非按地理位置均匀分布, 而是在相 似系数为0.17的水平上明显分为2个不同类群, 即籼稻类群和粳稻类群, 且籼粳亚种间的SSR多样性差异不明显, 籼稻平均等位基因数(Ap)和Nei基因多样性指数(Ap=10.6, He=0.46)与粳稻品种(Ap=10.7, He=0.48)十分接近, 可能与这些品种间存在一定频率的基因交流有关。糯稻和非糯稻在籼稻群和粳稻群中都有表现, 没有特别的分布规律。云南栽培稻选育品种与地方稻亲缘关系较近, 其遗传基础可能来源于云南水稻地方品种。本研究结果表明, SSR标记能较好地区分云南栽培稻品种, 且云南水稻地方品种遗传多样性丰富, 存在大量的优质性状可供育种实践选择。     

黄淮麦区小麦品种(系)中Yr26基因的SSR检测

选用与Yr26紧密连锁的SSR标记Xgwm11和Xgwm18结合田间抗性鉴定,对239份黄淮麦区小麦品种(系)进行检测,以明确Yr26基因在黄淮麦区小麦品种资源中的分布.结果表明:共有35份品种(系)含有与Yr26紧密连锁的SSR标记Xgwm18或Xgwm11的特征带,占检测样本的14.6%.在这35份材料中,31份田间抗性鉴定表现免疫至中抗,4份表现中感.分子标记检测与田间抗病性检测吻合度较好,该标记可以用于Yr26基因的分子标记辅助选择.综合分子标记和田间鉴定,31份小麦(系)含有Yr26基因,占102份抗病材料的30.39%.     

利用分子标记辅助选择和花药培养改良光温敏不育系Y58S的稻瘟病抗性

Y58S是广泛应用的优良两系光温敏核不育系水稻品种.本研究通过分子标记辅助选择、花药培养与传统的回交技术相结合,将一全生育期广谱高抗稻瘟病基因R6导入Y58S,改良其稻瘟病抗性.根据改变激素的含量配制了4种诱导培养基,经比较发现激素配比为2,4-D 3 mg/L、KT 1 mg/L、NAA 2 mg/L的Y3培养基为Y58S背景材料花药培养的最佳培养基,其诱导率为15.08%,绿苗率为2.89%.本研究还获得1个含有R6基因的DH系,暂命名为YLH1,在远安自然诱发条件下稻瘟病抗性鉴定表明其分蘖期叶瘟抗性、抽穗期叶瘟抗性和穗颈瘟抗性均比对照Y58S显著提高.本研究表明花药培养和分子标记辅助选择相结合是改良光温敏核不育水稻稻瘟病抗性的快速、有效方法之一.     

DNA导入和系选大豆品种及其亲本遗传关系的SSR标记分析

利用现有品种的变异进行系选并培育新品种是一种重要的育种方法。利用SSR标记, 对系选大豆（Glycine max）新品种和其亲本的遗传组成进行分析, 明确二者的遗传关系, 为大豆系选育种提供依据。使用48对SSR引物对22个大豆品种及其亲本进行分析, 结果表明, 由外源DNA导入育成的3个品种与其亲本的一致性为35.42%–95.83%, 虽然供体相同, 但由于导入的外源DNA不同, 故育成的品种间差异很大。另外19个系选品种与其亲本的一致性为27.08%–89.58%, 其中有6个品种与亲本间的差异小于30%。聚类分析发现, 所有参试品种分为东北春大豆及黄淮和南方大豆2类, 其中有8个品种不能与其亲本聚在一起, 说明系选品种并不完全是由于亲本通过突变获得。此外, 农艺性状与分子标记分析结果差异较大, 说明利用有限的农艺性状评价品种间的遗传关系存在一定的局限性。通过比较系选品种和亲本之间的保守位点发现, 特定等位变异出现次数≥7的位点有14个, 分布在11个连锁群, 其中有7个位点与产量和抗病性等重要农艺性状有关, 说明DNA导入和系选品种在选择变异性状的同时, 使一些与重要农艺性状有关的等位变异得到了保留。