基于遗传多样性构建金针菇的核心种质群体及分子身份证

金针菇Flammulina filiformis是我国产量最高的工厂化栽培食用菌.为提高优良工厂化栽培金针菇种质的育种效率,本研究以国内外收集的105份金针菇种质为材料,开展体细胞不亲和评价,并采用SSR分子标记的方法对所有种质进行遗传多样性分析和聚类分析.20对SSR引物在105份种质中共扩增得到209个等位基因位点...     

苎麻种质资源分子身份证构建的初步研究

以国内外42份苎麻种质资源为材料,采用ISSR引物对供试材料的DNA进行扩增,将琼脂糖凝胶电泳得到的谱带统计结果进行数字化赋值,用自行编制的DNA指纹数据分析器进行数据分析。结果表明,仅需7条引物就可将42份供试材料完全区别开。相对其他DNA分子标记技术而言,ISSR操作简单、检测方便、稳定性好、多态性高,是一种较理想的苎麻分子指纹方法。初步构建了一套包含42份苎麻种质资源的分子身份证。     

基于SSR标记构建葡萄种质资源分子身份证

以国家葡萄品种资源圃内保存的80份葡萄种质为试材,对构建葡萄种质分子身份证的方法进行探讨研究。利用筛选后的SSR标记对供试品种进行区分,然后根据引物对不同品种扩增条带分子量的大小进行编码。从62对引物中筛选出来自葡萄19条染色体上的28对SSR引物,在供试种质间共检测出等位基因169个,每对引物平均检测到等位基因数为6.0个。将等位基因赋值后仅用9对引物构建了供试种质的分子身份证编码,平均每对引物区分种质达8.9份,达到了区分品种更加简洁明了,用最少的引物区分不同品种的目的,表明SSR标记技术可有效用于建立葡萄种质资源分子身份证。     

利用SSR标记构建萝卜种质资源分子身份证

为了保护我国特有的优异萝卜资源,促进资源的有效区分和合理利用,保障我国萝卜产业发展,目前需积极开展萝卜种质资源的特异性鉴定和种质识别技术研究。本研究基于SSR分子标记、信息处理和图像处理技术,筛选出22对SSR引物对75份来源和特征不同的代表性萝卜种质进行鉴定,共扩增出153条带,其中多态性条带为87条,平均多态性位点百分率为55.49%,平均每对引物可扩增出6.95条带和3.95条多态性带,有效地显示出每份萝卜种质的特异性。基于最少引物鉴定最多种质的原则,利用MATLAB程序筛选出8对SSR引物,依据8对引物的扩增数据,经过多态性谱带的有序编码转换,构建出75份萝卜种质分子身份证。结果显示利用SSR标记构建萝卜种质分子身份证进行种质资源的鉴定和保护是可行的。     

11个灵芝菌株的分子ID构建

[目的]收集11株灵芝菌种为材料,在分子水平上对其进行分类鉴定,并构建分子ID.[方法]采用ITS和SSR分子标记技术,对11株灵芝进行分子鉴定分析.[结果]通过内转录间隔区(ITS)序列测定分析表明,与GenBank上登录的灵芝(Ganoderma lucidum)菌株ITS序列相似度达到99％,在种的水平上证明实验所采用的供试菌株均属灵芝种(Ganoderma lucidum).利用SSR分子标记技术对菌株进行引物扩增,综合多态性条带,用NTSYS软件进行聚类分析,相似度在0.62水平上,1 1个灵芝菌种被分成4个类群,其中GL-2与GL-4各自聚为一类.用ID Analysis 1.0软件进行数据分析表明,用5对SSR引物可将11株灵芝供试菌种完全区分开,并构建其分子身份证.[结论]基于SSR分子标记构建灵芝菌属的分子ID是可行的.     

基于SSR分子标记的175份蜡梅种质遗传多样性分析和指纹图谱构建

理清蜡梅品种资源、构建指纹图谱是推动蜡梅科学研究和产业发展的重要基础。利用简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)分子标记技术,对鄢陵地区175个蜡梅(Chimonanthus Praecox L.)品种(系)的遗传多样性进行了研究,使用NTSYSpc 2.1软件中的UPDM聚类方法分析品种间的遗传多样性。利用基于贝叶斯模型的Structure v2.3.3软件解析175份种质的遗传结构。通过一般线性模型(general linear model, GLM)对性状和标记进行关联分析。在遗传多样性分析中,平均等位基因数(number of alleles, Na)为6.857,平均期望杂合度(heterozygosity, He)为0.496 3,平均观测杂合度(observed heterozygosity, Ho)为0.503 7,蜡梅Nei’s平均基因多样性指数为0.494 9,平均Shannon信息指数为0.995 8,表明鄢陵地区蜡梅群体内具有较丰富的遗传多样性。群体结构和UPDM聚类分析均表明可将175个品种(系)分为7个类群。在GLM模型中有15个标记位点与8个表型性状显著(P<0.05)关联,表型变异解释范围为14.90%−36.03%。利用11对多态信息含量(polymorphic information content, PIC)最高的引物,构建175份蜡梅品种(系)资源SSR标记的指纹图谱。本研究综合分析了鄢陵地区蜡梅的遗传多样性与SSR分子标记,并构建了蜡梅核心种质资源库,为蜡梅新优品种选育、品种鉴定、资源保护与利用等工作提供理论支撑。     

利用分子标记和数量性状基因型值构建作物核心种质库的研究

提出了一种基于分子标记数据及数量性状基因型值构建作物种质资源核心种质库的方法.采用包括基因型与环境互作的遗传模型及相应的混合线性模型统计分析方法,无偏预测各材料的基因型值,分别用基因型值和分子标记数据计算个体间的相似系数,加权得到最终的相似距离.采用不加权类平均法（UPGMA）进行系统聚类,用多次聚类随机取样法构建核心种质库.以水稻DH群体111个基因型8个农艺性状、175个分子标记位点的数据为实例,按四种抽样比率（25%,20%,15%,10%）构建了四个核心种质库,比较了核心种质库与整个群体的分子标记多样性及数量性状的遗传变异,评价了所用方法的有效性。     

基于AFLP分子标记的桂花品种核心种质的构建

用100个桂花品种荧光AFLP分子标记信息构建核心种质。利用获得的指纹信息,运用UPGMA聚类取样法,采用Kimura 2-parameter遗传距离,多次聚类随机抽样。结果表明:(1)8对引物共获得514条带,平均每对引物获得64条带。(2)从100个桂花品种中筛选了30个样本的核心种质。(3)比较核心种质和全部种质的Shan-non-Wiener指数(H′)和Simpson指数(D),t检验值均说明核心种质的遗传多样性指数与全部种质遗传多样性没有明显差异,表明所构建的核心样品能够很好地保留原始100个桂花品种的遗传多样性。     

利用SSR构建薄壳山核桃主要品种的分子身份证北大核心CSCD

薄壳山核桃是著名的干果和木本油料树种,当前存在“同名异物、同物异名”现象影响产业发展。本研究在薄壳山核桃基因组中筛选到80个简单重复序列(SSR),利用8个品种的基因组DNA,对80对SSR引物进行筛选,初筛到23对目标条带清晰、检测结果稳定的引物,发现它们分布于13条染色体上。进一步在Pawnee、Mahan、Stuart等36个常用品种中开展基因分型,共检测到70个等位位点;其中18对引物具有遗传多态性,检测到的等位基因数介于2~8,多态性信息含量(PIC)介于0.03~0.72。聚类分析发现,各个样本按照遗传背景聚类,不同品种之间遗传距离介于0.026~0.636,同一品种的不同来源个体之间遗传距离介于0~0.0127。按PIC值从大到小的顺序,依次增加引物的数量,直至能够区分每个品种,发现最少可使用Ciz91、Ciz85、Ciz81、Ciz140和Ciz107等5个标记实现所有品种的有效区分,进而将这组引物确定为核心引物组。最后,使用核心引物组分别构建每个品种特异的分子指纹图谱、分子身份证条形码和二维码。本研究结果为薄壳山核桃品种鉴别、种苗纯度检测、品种追溯等提供了理论基础。     

基于农艺性状的山西普通菜豆初级核心种质构建

利用663份山西省普通菜豆资源基于14个农艺性状,采用比较不同分组原则、取样比例和总体取样量不同组合的取样方法,确定了"地理来源+平方根比例+20%总体取样量"为山西省初级核心种质构建的方法。同时,在此基础上对663份资源中一些具有极端性状的资源进行选择,最终确定152份普通菜豆可作为山西省普通菜豆初级核心种质。通过总体与初级核心种质资源多样性分析,数量性状均值比较,数量性状极值、变幅和标准差比较,性状多样性的差异性分析和各性状总体分布的χ2检验,最终得出:152份普通菜豆资源能够代表山西省普通菜豆资源的总体,可作为山西省普通菜豆评价和创新利用的优先样品集。     

糜子EST-SSR分子标记的开发及种质资源遗传多样性分析

基于前期高通量测序结果设计EST-SSR引物, 用于评估国内外不同生态区144份糜子(Panicum miliaceum)种质资源的遗传差异。结果表明, 200对引物中80对呈多态性, 开发效率为40%; 引物分辨率(Rp)为0.67-4.67 (平均值为2.00), 扩增产物大小为50-500 bp。144份材料在80个位点共检测到206个等位变异, 每个位点为2-3个; 多样性指数(I)为0.659 3 (RYW108)-1.087 2 (RYW124), 平均为0.859 9; 多态性信息含量(PIC)为0.222 9 (RYW98)-0.717 2 (RYW124), 平均为0.457 3。基于UPGMA将144份资源划分为3个群组, 其中2个群组主要为北方春糜子区材料, 另一个群组主要为黄土高原春夏糜子区材料。基于Structure (K=4)将材料划分为4个类群, 即2个代表北方资源基因库以及代表黄土高原和国外资源基因库各1个。基于主成分分析将材料聚为7个类群, 划分结果与材料的地理来源一致。     

糜子EST-SSR分子标记的开发及种质资源遗传多样性分析

基于前期高通量测序结果设计EST-SSR引物, 用于评估国内外不同生态区144份糜子(Panicum miliaceum)种质资源的遗传差异。结果表明, 200对引物中80对呈多态性, 开发效率为40%; 引物分辨率(Rp)为0.67-4.67 (平均值为2.00), 扩增产物大小为50-500 bp。144份材料在80个位点共检测到206个等位变异, 每个位点为2-3个; 多样性指数(I)为0.659 3 (RYW108)-1.087 2 (RYW124), 平均为0.859 9; 多态性信息含量(PIC)为0.222 9 (RYW98)-0.717 2 (RYW124), 平均为0.457 3。基于UPGMA将144份资源划分为3个群组, 其中2个群组主要为北方春糜子区材料, 另一个群组主要为黄土高原春夏糜子区材料。基于Structure (K=4)将材料划分为4个类群, 即2个代表北方资源基因库以及代表黄土高原和国外资源基因库各1个。基于主成分分析将材料聚为7个类群, 划分结果与材料的地理来源一致。     

硒和碲对缓解糜子镉毒害及减少籽粒镉积累的调控效应

提高糜子(Panicum miliaceum)镉耐受性与低积累能力对镉污染地区糜子的安全生产具有重要意义。该研究以镉耐受和镉敏感糜子品种为材料,通过苗期水培和全生育期盆栽试验,分析不同形态硒和四价碲对镉胁迫下糜子生长、根系形态、镉吸收转运和籽粒矿质营养含量的影响。结果表明,外源添加硒和碲能缓解镉毒害,其中有机硒缓解效果较好。与单独镉处理相比,硒和碲能够促进根系直径增加并抑制镉吸收,最高可使根系镉含量降低33%。此外,硒和碲能够增加细胞壁和液泡中镉的占比,提高镉耐受性。叶面喷施硒提高了糜子籽粒中锌、锰和钼等矿质营养元素含量。无机四价硒能更有效地抑制镉从营养器官向籽粒的转运,在5mg·kg^–1镉处理下,可使镉敏感和镉耐受品种籽粒镉含量分别降低11.3%和20.3%。综上,外源添加硒能够显著提高糜子镉耐受性并减少籽粒镉积累。研究结果可为镉污染地区糜子的安全生产提供参考。     

糜子根系与旗叶协同衰老的生理生化机理研究

以榆糜3号糜子为试验材料,测定了拔节至成熟期糜子根系与旗叶生长指标、保护酶活性、可溶性蛋白含量等变化,初步分析了其根系与旗叶协同衰老的生理生化机制.结果表明:从拔节期到成熟期,糜子根系活性、表面积和干物质重,旗叶绿叶面积和干物质重,以及根系与旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均呈先升高后降低的趋势,并均在拔节后34~41 d(籽粒灌浆前期~中期)达到最大值;根系与旗叶的可溶性蛋白质含量逐渐降低,而丙二醛(MDA)含量却持续大幅度上升;糜子旗叶的保护酶(SOD、CAT、POD)活性、可溶性蛋白含量始终极显著高于同期根系,而其MDA含量却始终极显著低于同期根系.研究发现,在糜子生育后期,其光合产物分配中心转移,造成根系和旗叶中光合产物亏缺;同时其旗叶和根系中保护酶活性逐渐降低,清除活性氧的能力减弱,引起细胞内活性氧积累和膜氧化伤害逐渐加重,最终导致植株逐渐衰老;在植株衰老过程中,根系与叶片衰老密切相关,并且根系抗氧化酶的活性相对较弱.     

籽用西瓜种质资源SSR分析及初级核心种质库构建

采用SSR分子标记技术对50份不同来源的籽用西瓜材料进行遗传多样性研究,并基于SSR分子标记聚类分析采用最小距离逐步抽样法构建籽瓜初级核心种质库。研究表明：（1）从106对SSR随机引物中筛选出扩增条带清晰、多态性高的31对引物,共得到138条清晰可辨条带,其中多态性条带115条,占83.33%,平均Shannon’s信息指数(I）为0.419 3,平均Nei’s多样指数(h）为0.272 4,平均有效等位基因数(N_e）为1.458 0,平均等位基因数(N_a）为1.981 4,说明50份籽瓜种质具有丰富的遗传多样性。（2）用NTsys2.10e软件对种质资源聚类分析表明,种质间的遗传相似系数介于0.57~0.91之间,其中来源地相同的个别种质间遗传相似系数却很小,而来源地不同的个别种质间的遗传相似系数却很高。（3）采用最小距离逐步抽样法,按70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%的比例抽样后,各个核心子集遗传多样性指数总体上变化不明显,但各抽样比例相比,以抽样比例20%获得10份初选种质的 N_e、 h和 I达到最高值,说明抽样20%构建的初级核心种质对原始种质具有很好的代表性。     

不同光质对黍子(Panicum miliaceum)叶绿体光系统发育及psbA基因转录物稳态含量的影响

本文以一种C4植物——黍子(Panicum miliaceum)为材料,在白光、红光、蓝光、远红光和黑暗5种不同条件下培养黍子幼苗,叶片采收后用于叶绿素积累、叶绿体吸收光谱、叶绿体低温荧光发射光谱和高分子量cpRNA积累的测定以及psbA基因的Northern Blot分析。结果表明:白光、红光和蓝光下生长的黍子,它们的叶绿体都有功能完善的光合系统;而远红光下生长的黍子,已有光系统Ⅱ的发射峰,只是强度和波长都与白光、红光和蓝光下的有所不同;不同光质促进叶绿素积累和高分子量cpRNA积累的效率是平行的,其中红光较蓝光和远红光有效,而复合光(白光)的作用效果最好。当以白光诱导的积累量为100％时,可以分别求出不同光质诱导叶绿素积累和高分子量cpRNA积累的相对量,结果表明,高分子量cpRNA的积累对光的依赖性要比叶绿素积累对光的依赖性大得多。psbA基因的Northern Blot分析表明,不同光质下psbA转录物的积累与高分子量cpRNA的积累是一致的。据此我们推测,在黍子叶绿体的光诱导发育过程中,psbA的转录过程可能不受光信号的直接调控,而是受叶绿体整体发育状态的控制。     

Development of 18 polymorphic microsatellite DNA markers of Laminaria japonica (Phaeophyceae)

Eighteen polymorphic microsatellite DNA markers were developed for Laminaria japonica, a brown alga cultured intensively in China. These markers are independent from each other and are moderately variable in L. japonica. The number of alleles and gene diversity detected in 53 gametophyte clones representing the varieties of L. japonica cultured once or currently in China range from two to nine and from 0.355 to 0.768, respectively. These markers will certainly facilitate the management and exploitation of the germplasm resource of L. japonica conserved indoor as gametophyte clones and the determination of the genetic diversity of L. japonica naturally distributed.     

山茱萸种质资源的ISSR遗传多样性分析与初级核心种质库的构建

采用ISSR 标记技术对不同来源地的48份山茱萸种质资源的遗传多样性进行了分析,并依据最小遗传距离逐步抽样法构建了该初级核心种质资源库.结果显示:筛选出的13个多态性引物共扩增出190个位点,多态性位点比率达93.16%,平均Shannon信息指数(I)为0.402 5,平均Nei's基因多样性指数(H)为0.259 4,平均有效等位基因数(NE)为1.425 0.聚类分析表明,种质间的遗传相似系数介于0.65～0.90之间,除个别种质外,48个种质聚类结果与地区来源有较高的一致性.随着抽取种质数目的减少,多态性比率明显降低,但种质库遗传多样性参数变化较小;抽样3构建的初级核心种质库最具代表性,抽样数是抽样前的30%左右,多态位点比率是抽样前的96.0%.     

油菜简单重复序列SSR(simple sequence repeat)研究进展

简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)是重复单元少于6个核苷酸重复序列,广泛分布于动植物基因组中,呈孟德尔遗传,已被作为一种理想的共显性标记应用于动植物遗传研究中。本文重点介绍了SSR分类、特点,及近几年来油菜SSR标记的开发和SSR技术在油菜基因定位、品种鉴定中的应用,并对SSR标记在油菜中的应用进行了探讨。