地黄SCoT分子标记体系的建立和指纹图谱的构建

该研究采用L_(25)(5~6)正交设计和单因素两种方法,对影响地黄SCoT-PCR反应的5个因素(模板DNA浓度,引物浓度,ddH_2O和Mix的用量以及退火温度)进行了优化。结果表明:优化后的反应体系总体积为25μL,含有8μL ddH_2O,1μL模板DNA(80 ng·μL~(-1)),1μL引物(8μmol·L~(-1))和15μL Mix,退火温度为45℃。运用30份地黄种质材料,对优化的SCoT-PCR正交体系进行多次重复验证,获得了多态性丰富、条带清晰的扩增图谱,证明该反应体系稳定可靠。利用该体系对32条SCoT引物进行两次筛选,得到14个扩增产物清晰、重复性好且多态性条带相对较高的引物。利用SCoT_4等5条引物构建了上述地黄2个种共30份种质的SCoT指纹图谱。利用这5个SCoT引物指纹图谱可将7个地黄常用栽培品种区分开。这表明SCoT分子标记体系适用于地黄主要品种亲缘关系及遗传多样性的研究,所构建的指纹图谱也为地黄常见的7个栽培品种的区分提供参考依据。     

烟草种质基因分型核心SNP标记的开发

基于KASP(kompetitive allele specific PCR)技术平台，开发并验证可用于烟草核心种质基因分型的SNP(single nucleotide polymorphism)标记和对应检测引物，为烟草种质基因型鉴定评价、遗传多样性分析、核心种质筛选等提供技术和数据支持。利用Python和Perl脚本程序对覆盖烟草全基因组的1 179 154个SNP位点进行KASP引物设计和筛选，并通过试验验证其准确度和可用性。结果共有217 621个SNP位点完成了对应KASP引物设计，选择1 378个SNP位点进行试验验证，明确了732个可作为SNP标记，并确定48个SNP标记作为烟草种质资源基因分型的核心标记。这48个核心标记在烟草24条染色体上平均分布，平均PIC为0.36，平均MAF为0.39。利用确定的48个核心SNP标记，可以将各供试种质特别是将当前主栽烟草品种基因型进行区分，且标记具有极高的可靠性。     

基于EST-SSR标记的甘薯种质资源DNA指纹图谱构建

采用EST-SSR标记构建了国家种质广州甘薯圃中52份甘薯种质资源的DNA指纹图谱。利用52份供试资源,从早期筛选出的342对候选多态性引物中筛选出16对核心引物,16对引物在52份资源中共扩增出159个等位位点,每对引物的等位位点数为5~19个不等,平均为9.94个,多态性信息含量变化范围为0.6235~0.9593,平均为0.7991。选择带型清晰、重复性好、易于统计且能将52份资源完全区分开的2对引物组合构建供试资源的DNA指纹图谱。NTSYS软件聚类分析表明,EST-SSR标记能正确反映出不同资源间的亲缘关系,为构建甘薯大型DNA指纹图谱数据库奠定了基础。     

应用SRAP标记构建山药种质资源DNA指纹图谱

利用30对多态性良好的SRAP引物对90份山药种质资源进行PCR扩增,构建扩增图谱,共扩增到722个位点,多态性位点581个,多态性比例为80.47%,每对引物组合检测多态性位点3~30个,每对引物能鉴别6~51份山药种质资源;采用DNA数据分析软件对扩增出的多态性位点进行分析,构建山药种质资源方框指纹图谱,该图谱清晰地反映出每对引物能扩增的多态位点数、鉴别资源份数及资源具体编号,资源在该引物组合下所能检测得到的多态位点数及所处的具体位置等信息;从10对SRAP引物组合中挑选出的21个多态性位点,根据谱带的有无转化成的1/0字符串编码,形成山药种质资源DNA数字指纹图谱,该图谱可鉴别区分90份山药种质资源中的82份资源。同时这些指纹图谱可为下一步的山药品种鉴定,种质资源评价、利用,分子标记辅助育种及品种权保护提供技术支撑。     

水生实验动物剑尾鱼的DNA指纹图谱构建

目的剑尾鱼是由原良种委员会审定并由农业部公布的水生实验动物,在遗传学研究、水环境污染监测、细菌性疾病研究方面显示出较好的应用前景。为了对剑尾鱼选育系进行种质资源监测、区分选育系与非选育以及鉴定近交系纯度,本研究采用微卫星DNA进行水生实验动物剑尾鱼的指纹图谱构建。方法根据相关报道设计合成了50对微卫星引物,对几个剑尾鱼品系的种质资源进行检测,筛选品系间差异性引物;确立剑尾鱼核心引物,用EXCEL散点图绘制DNA指纹图谱模式图;并将数字化指纹数据输入珠江水产研究所鱼类种质鉴定软件V1.0,形成剑尾鱼标准化指纹图谱鉴定数据库。结果共获得剑尾鱼品系间特异标记5个可用于剑尾鱼近交系鉴定,确立46个微卫星标记为核心引物,构建剑尾鱼选育系RR-B系、RW-H系和非选育的野生品种的DNA指纹图谱。结论本研究筛选出的微卫星标记与构建的指纹图谱,可用于剑尾鱼3个品种间的品种鉴定、纯度检测及遗传监测。     

基于TP-M13-SSR指纹图谱的中国原产苹果属植物分子身份证的建立

利用TP-M13-SSR分子标记方法,构建27份中国原产苹果属植物在12个SSR位点的指纹图谱,运用条码技术生成其分子身份证。12对引物共获得251个等位基因,平均21个。引物多态性好,仅用引物CH05b06即可区分全部供试材料。27份苹果材料在12个SSR位点遗传多样性、多态性信息含量和位点杂合度的变化范围为0.6620～0.9455、0.6327～0.9211和0.6538～0.9319。基于CH05b06位点处获得的指纹谱图即可得到每份供试材料独有的分子身份证。TP-M13-SSR分子标记技术适用于苹果属植物种质资源的指纹图谱构建,利于分子基础数据库的积累。基于苹果种质资源TP-M13-SSR指纹图谱可获得每份苹果种质资源独有的分子身份证。     

基于棉花参比种质的SSR多态性核心引物筛选

棉花品种间遗传多样性的评价和遗传图谱构建都需要大量多态性的SSR标记。本研究通过构建棉花参比种质(panel), 高效快速地筛选出棉花多态性核心引物。本实验选用12份表型性状和遗传差异较大的棉花种质作为参比种质, 对来自Cotton Microsatellite Database (CMD)网站上 (http://www.cottonssr.org) 的5,914对棉花SSR引物进行了PCR扩增。结果表明: 在不同棉种间多态性的引物有4,800对, 约占有效扩增引物(5,300对)的90.6%; 能区分不同品种间差异的引物大约有500对, 占有效扩增引物的9.4%。我们推荐其中319对扩增效果好、条带清晰的引物作为棉花种质资源鉴定和分子指纹分析的核心引物, 其中277对能把陆地棉品种间的差异鉴别出来。此外, 我们还找到了在陆地棉、海岛棉及亚洲棉三大栽培棉中都有差异的13对共同SSR引物, 建议作为分子指纹分析和种质鉴定的首选引物。本研究公开了319对核心SSR引物及其多态性信息, 有利于规范引物筛选程序、提高引物筛选效率, 对棉花种质资源的遗传多样性分析、指纹图谱构建, 以及种子真伪性和纯度的鉴定等都具有现实意义。     

SNaPshot技术检测滩羊双羔群体中与多胎性状相关SNP研究

对我国地方品种滩羊双羔群体进行SNP检测和多胎性状相关性研究,促进SNPs在双羔家系分子育种中的应用。从实验前期SNP筛选的基础上,利用候选基因飞行质谱法最终确定3种基因13个SNP位点作为候选位点,对滩羊双羔群体的多胎位点进行多态性检测,分析群体差异性,筛选多羔候选基因。关联分析表明:13个位点中有5个位点与多胎性能有关,3种遗传模型也被证实,但BMPR1B基因构建的单倍型却与多胎性能无关。本研究旨在为滩羊双羔分子标记本品种选种选配等分子辅助育种技术提供参考,保护与可持续利用地方家养动物稀有种质遗传资源,加快优质多胎肉羊的发展。     

用EST-SSR分子标记技术构建大白菜核心种质及其指纹图谱库

利用EST-SSR分子标记对大白菜种质资源基因库中686份样品所代表的1 900份大白菜种质资源进行分析研究.构建大白菜种质资源的核心种质并且形成核心种质的EST-SSR指纹图谱库.结果表明利用4组鉴定白菜品种的EST-SSR的特异性标记组合,获得近158个EST-SSR多态的标记,对大白菜种质资源基因库中686份样品所代表的1 900份大白菜种质资源进行核心种质的构建提供了分析数据.形成的核心种质包括168份样品,占库存资源的8.8%,它的多态位点百分率保持了原群体的100%.所构建的核心种质涵盖了原资源的绝大部分区域来源的品种,包含了早、中、晚熟品种中所有典型的大白菜类型和其相关的特征特性.并进一步进行了核心种质资源遗传多样性分析.核心种质的EST-SSR指纹图谱库中,每一份样品的指纹都是唯一的,为登记、评价、整理、分发、繁殖等种质资源库的管理和育种者对其材料的利用提供了重要的有价值的信息.EST-SSR标记组合是构建中国大白菜核心种质及其指纹图谱的经济、高效的方法.     

基于引物“随机组合”构建观赏桃SSR指纹图谱

近年来,我国观赏桃新品种日渐繁多、名称混乱、市场难以监管,同时用以区分品种的SSR指纹图谱的构建方法在研究界无统一的科学标准,尤其是构成最终引物组合的核心引物的确定,具体操作流程层出不穷、五花八门。为探索筛选SSR指纹图谱核心引物的科学方法,同时构建观赏桃SSR指纹图谱,该研究选用35对已报道的SSR引物对22份观赏桃种质进行试验。结果表明:通过PCR扩增与分析,多态性较高的8对引物——候选引物总共扩增出31个多态性条带,变幅为3~5个,PIC值变幅为0.458~0.668,MI值变幅为1.374~3.340。采用"随机组合"法对8对引物进行C_8~1、C_8~2、C_8~3…依次分析,得到区分能力最强的3种不同的最少引物组合方式——候选组合,并能区分出18份种质,从中发现区分能力最强的3种引物组合方式并不都是由引物PIC值、alleles数量或MI值等多态性指标最高的引物组成,而是由互补性最强的引物组成。选用组合内各引物多态性条带总数最多的组合方式"4-3"(BPPCT001+BPPCT015a+BPPCT017+BPPCT025)为22份观赏桃种质构建了指纹图谱。基于此,通过常规多态性指标筛选候选引物可以确定出单对引物鉴别能力最强的少量引物;通过"随机组合"筛选候选组合可以进一步确定出引物之间互补性最强的几种组合方式;根据组合内各引物的多态性条带总数确定最终核心引物可以确定出可扩容性最大的引物组合。该研究最终建立了候选引物——候选组合——核心引物组合"三步法"确定SSR指纹图谱核心引物组合的科学方法,不仅为22份供试观赏桃种质构建了SSR指纹图谱,也为其它作物SSR指纹图谱的构建提供了新的思路。     

华仁杏幼果转录组SSR信息分析及其分子标记开发

为了解华仁杏微卫星(SSR)分布规律,开发EST-SSR引物,为华仁杏种质资源评价与辅助育种提供有效的鉴定标记。本研究采用生物信息学方法对华仁杏幼果转录组SSR位点的数量、频率、分布特征进行了统计分析;利用转录组数据进行了SSR引物的筛选和开发,并利用开发出的引物对华仁杏29个无性系进行了多态位点检测和鉴定。结果表明:华仁杏幼果EST-SSR的分布频率为19.21%,重复单元的重复次数分布在5~24次之间,优势重复基序为单核苷酸、2核苷酸、3核苷酸,分别占总SSR的19.81%、46.47%、32.49%。参试的139对引物中有39对引物可扩增出目标序列,其中24对引物可检测出多态性位点,占参试引物总数的17.27%。24对引物在29个华仁杏无性系中共检测出了170个等位基因位点,多态性信息含量(PIC)介于0.33~0.87之间,平均为0.64,其中高多态性引物19条,占多态性引物比例的79.2%。本研究对华仁杏转录组SSR信息进行了分析,并开发出了19对高多态性SSR引物,5对中多态性引物,为华仁杏种质资源评价及分子标记辅助育种提供了基础。     

SSR分子标记在荔枝上的研究进展

SSR作为第二代基于PCR的一种新型DNA分子遗传标记,数量丰富、多态性高、重复性好、分布于整个基因组、特异位点扩增、发生频率高、共显性遗传等,在果树育种中具有极大的应用价值和开发潜力.本文主要简述了SSR标记的原理和特点,并从分子指纹图谱构建、种质资源的遗传多样性分析、核心种质的发掘、品种鉴定、分子标记辅助育种、遗传图谱构建与基因定位等多方面介绍了近年来SSR技术在荔枝上的应用现状及前景.     

猕猴桃SCoT遗传多样性分析及指纹图谱的构建

利用SCoT标记对32个猕猴桃品种进行了遗传多样性分析。从47个SCoT引物中筛选了11个引物进行PCR扩增,共扩增出185个条带,其中多态性条带180个,多态性比率为97.30%。各引物Nei's基因多样性指数（H）平均为0.238 4,Shannon's信息指数（I）平均为0.377 8。利用UPGMA构建32份猕猴桃种质资源的聚类树状图。在遗传相似系数为0.78处可将32个猕猴桃品种分为5组,聚类结果与形态学分类基本一致。利用4条引物扩增的16个多态性位点构建了32个猕猴桃品种的DNA指纹图谱,可以将32个猕猴桃品种区分并准确鉴定。     

利用RAPD和ISSR分子标记分析地黄种质遗传多样性

用RAPD与ISSR技术对地黄的8个品种和2个脱毒品系进行了种质遗传多样性分析.分别从80条RAPD引物和44条ISSR引物中筛选出适合地黄种质分析的17条RAPD引物和10条ISSR引物用于RAPD和ISSR分析.17条RAPD引物共扩增出177条带, 多态性位点数为109; 多态性位点比率为61.58%;平均多样性指数(I)为0.3135;每个位点的有效等位基因数(Ne)是1.3641; 10条ISSR引物共扩增出110条带. 多态性位点数为79; 多态性位点比率为71.58%;平均多样性指数(I)为0.3577;每个位点的有效等位基因数(Ne)是1.4037. 基于扩增条带数据库建立了各自的Jaccard遗传相关系数矩阵,构建了相似的分子树状图,将10个供试材料分为2类:一类群含组培85.5、大田85.5、组培9302、大田9302、金状元和金白6个材料;另一类群含北京1号、大红袍、地黄9104和野生地黄4个材料.两种分子标记的分析结果呈极显著正相关(r＝0.649).结果表明,RAPD与ISSR标记适合于地黄种质遗传多样性分析,ISSR标记技术是一种多态性和重复性优于RAPD技术的实用技术.     

基于SSR标记的彩色马铃薯亲缘关系分析及指纹图谱构建

为了探究彩色马铃薯种质资源的遗传背景,该试验共选用22对SSR标记引物,对33份彩色马铃薯品种(系)进行遗传多样性分析以及指纹图谱构建。结果表明:(1)22对引物可扩增得到95个等位位点,其中82个为多态性位点,多态性比率达到86.31%;多态信息量(PIC)从0.168 7(STM1053)到0.991 9(STI033),平均为0.8411。(2)UPGMA聚类分析表明,在相似系数0.71处,33份供试材料分为4个主要聚类群,不同聚类群之间具有较大的遗传差异。(3)利用STM0031、STM0030、STI014、STM1029、STI001共5对SSR标记引物构建了33份彩色马铃薯材料的分子标记指纹图谱。该研究结果为彩色马铃薯育种亲本组配奠定了理论基础,有助于彩色马铃薯种质资源的快速鉴定。     

基于引物扩增受阻突变技术开发水稻耐冷基因CTB4a特异性分子标记

水稻(Oryza sativa)作为热带与亚热带起源的作物对低温敏感.对水稻种质进行耐冷性鉴定,能筛选出耐冷性强的种质,发展耐冷基因分子标记,能够有效鉴别种质中耐冷基因的基因型.本研究使用芽期4℃低温处理10d对41份水稻材料进行芽期耐冷鉴定,对品种的芽期耐冷能力进行评价,获得了参试材料中除了'昆明小白谷'之外的芽期耐冷性最强的品种'南特号'.对已克隆的耐冷基因CTB4a开发分子标记,能够辅助选择水稻的耐冷育种.水稻孕穗期耐冷基因CTB4a来源于'昆明小白谷',能够影响水稻抵抗低温的能力.参照公布的CTB4a序列信息,从中挑选出序列中的作用位点SNP(单核苷酸多态性,single nucleotide polymorphism),结合引物扩增受阻突变技术(Penta-primer amplification refractory mutation system,PARMS),用Primer 6.0设计引物,建立CTB4a基因荧光分子标记GM-CTB4a,使用荧光分子标记GM-CTB4a对41份水稻品种进行鉴定,使用酶标仪在'昆明小白谷'中检测到利用标记扩增产物中包含'昆明小白谷'特异SNP、T碱基引物携带的FAM荧光信号,在另外40份品种的扩增产物中检测到包含作用位点的C碱基引物携带的HEX荧光信号.本研究利用设计的分子标记,鉴定了 41份水稻品种的耐冷性和基因型.比对分析耐冷性和基因型鉴定结果,说明我们开发的分子标记GM-CTB4a特异性较强,具有实际应用价值.研究结果为利用水稻孕穗期耐冷基因CTB4a培育强耐冷水稻品种奠定坚实基础.     

甘蓝品种'争春'和'寒光2号'的DNA指纹图谱构建

用SDS法提取甘蓝（Brassfca oleraceavat．capitata）品种‘争春’、‘寒光2号’及其各自亲本的基因组DNA,通过SRAP、RAPD两种分子标记方法,构建其DNA指纹图谱,用于种子纯度鉴定。利用30对SRAP引物组合和200个RAPD随机引物,以各品种及其亲本的基因组DNA为模板组进行筛选,结果显示：多数SRAP引物组合对模板组的扩增带型一致,少数组合扩增出差异,但未能找到具有互补差异的引物组合;通过RAPD标记方法筛选出能鉴定2个品种纯度的引物分别为S42、S103、S193和S42、S89、S151,其中引物S42对2组材料均能扩增出特异的RAPD指纹图谱,并将RAPD指纹图谱转变为相应的数字指纹。     

高分子量麦谷蛋白1Bx14亚基AS-PCR标记

根据已发表的1Bx14亚基的基因序列在不同位点设计了10对特异引物,从中筛选出1对引物,对HMW-GS在Glu-1Bx位点已知的10个小麦品种进行了PCR扩增.结果表明,具有1Bx14亚基的4个品种都能扩增出1条1 256 bp左右的特异带.用这一特异标记对山东省种植面积较大的40个品种进行PCR扩增(即等位专一PCR,AS-PCR),发现仅有5个品种携带1Bx14亚基.该AS-PCR标记可用于检测小麦品种在该位点的亚基组成,与SDS-PAGE相比,可显著提高检测的准确性和效率,可为种质鉴定和育种工作提供参考.     

利用RAPD和ISSR分子标记分析怀地黄种质遗传多样性

用RAPD与ISSR技术对怀地黄的8个品种和2个脱毒品系进行了种质遗传多样性分析。分别从80条RAPD引物和44条ISSR引物中筛选出适合怀地黄种质分析的17条RAPD引物和10条ISSR引物,用于RAPD和ISSR分析。17条RAPD引物共扩增出177条带, 多态性位点数为109; 多态性位点比率为61.58%;平均多样性指数(I)为0.3135;每个位点的有效等位基因数（Ne）是1.3641; 10条ISSR引物共扩增出110条带. 多态性位点数为79; 多态性位点比率为71.58%;平均多样性指数(I)为0.3577;每个位点的有效等位基因数（Ne）是1.4037。 基于扩增条带数据库建立了各自的Jaccard遗传相关系数矩阵,构建了相似的分子树状图,将10个供试材料分为2类:一类群含组培85.5、大田85.5、组培9302、大田9302、金状元和金白6个材料;另一类群含北京1号、大红袍、地黄9104和野生地黄4个材料。两种分子标记的分析结果呈极显著正相关(r＝0.649)。结果表明,RAPD与ISSR标记适合于怀地黄种质遗传多样性分析,ISSR标记技术是一种多态性和重复性优于RAPD技术的实用技术。     

基于珙桐SNP位点的dCAPS标记开发

本研究收集了珙桐、喜树等19份植物材料,运用分子生物学和生物信息学手段比对分析了rpoB,rpoC,matK等8个基因碱基序列上的单核苷酸多态性(SNP)位点,在atpF-atpH基因上找到了合适的SNP位点并设计了dCAPS引物,经PCR扩增和酶切验证后,将SNP转化为衍生型酶切扩增多态性序列(dCAPS)标记,可促进SNP标记在珙桐的遗传图谱构建、基因定位、种质资源鉴定、遗传多样性研究等领域的应用。