马尾松松材线虫病抗性无性系的筛选和遗传多样性分析

【目的】 松材线虫病是松属致命性的世界检疫性森林病害。筛选和创新抗性遗传资源是马尾松抗松材线虫病育种的重要基础。松材线虫病重灾疫区自然淘汰存留下来的马尾松资源,可能是开展马尾松抗松材线虫病育种潜在的重要遗传基础,值得进一步深入挖掘、系统评价和开发利用。本研究通过对110个对松材线虫病具有抗性表型的无性系进行遗传多样性、生长性状测定和保存率调查,综合评价其在抗性育种中的潜在价值。【方法】 通过接种松材线虫对马尾松的1 201个初选无性系进行筛选,并对110个具有抗线虫表型的重选无性系进行遗传多样性RAPD和生长性状评价。从14对SCAR分子标记引物中筛选通用性强、多态性位点高的两组引物,用于MuPS(Multiplex-PCR of SCAR markers) 反应扩增和遗传多态性位点检测。基于79个MuPS唯一型无性系群体,采用Popgene 32软件估算的遗传多样性,结合生长量和存活率指标,评估该批遗传资源在马尾松抗性育种中的潜在价值。【结果】 初选的1 201个无性系(来自251个马尾松初选家系),经松材线虫接种筛选后,获得110个无性系(来自初选家系中的81个),由两组引物扩增得到92种MuPS分型。其中,有79个无性系为单一的MuPS分型所完全准确识别(占71.81%)。基于79个具单一MuPS分型的无性系群体遗传多样性分析表明,群体所有位点的平均有效等位基因数(N_e)为1.508 1个,Nei’s基因多样度(H)为0.302 3,Shannon多样性指数(I)为0.459 1。无性系体间遗传参数差异明显,N_e变幅为1.012 8~1.998 1,H变幅为0.012 6~0.499 5,I变幅为0.038 5~0.692 7。具有抗松材线虫病表型的110个马尾松无性系存活83个。保存无性系间其生长性状存在显著差异,树高、胸径和单株材积生长量变幅分别为4.6~10.7 m,6.7~21.7 cm和0.012 3~0.189 4 m³,生长量最大的休3-3号无性系立木材积(0.189 4m³)为最小的无性系广27-2的(0.012 3 m³)15倍以上。【结论】 马尾松1 201个初选无性系,经野外人工接种松材线虫的抗性筛选后,110个无性系表现出对松材线虫病有显著的抗性表型,占初选无性系的9.09%。这些经过抗性筛选的无性系在材积生长性状上达到了极显著差异水平。这意味着在抗性改良基础上,进行生长量改良的策略是可行的。与已有的天然和人工育种群体的遗传多样性参数相比,本研究虽然经初选和抗性复选淘汰了90%以上的无性系,仍保留了群体中较高的遗传多样性。综上,笔者认为这批初选资源经抗性筛选存留的遗传资源,在马尾松抗松材线虫病育种研究中具有明显的潜在价值。     

杉木EST-SSR与基因组SSR引物开发

利用已经公布的杉木444条EST序列和未公布的杉木基因组文库中1 142条基因序列,进行引物开发效率的比较。去冗余后,利用MISA 搜索SSR 位点,分别得到109个和39个含有SSR的 位点。杉木EST序列中SSR分布密度为964.58个/Mbp,基因组中平均每Mbp出现1 037.24个SSR。在两个独立来源的数据库序列中,六核苷酸重复均为最多的重复类型,且AT-rich的重复类型占较大比例。AGC/CTG是杉木EST序列和基因组库中最多的三碱基重复,通过Primer 3.0分别设计出SSR引物95对和37对。为考察设计引物在杉木不同种源(群体)中的有效性,取12个种源(个体)的优良个体, 利用随机抽取的10个EST-SSR和8个gSSR(基因组SSR)进行引物筛选,结果表明:EST-SSR和gSSR各有4对引物在12个种源(个体)中表现出明显的多态性,多态率分别为40%和50%。8对多态性的SSR引物共扩增出 25 个多态性等位位点,平均每个引物产生 3.125 个多态性等位位点,平均有效的等位位点为2.399 5,PIC平均值为0.519 1; Hot平均为0.307 4。其中gSSR标记在检测群体间存在较大的分化,4个gSSR比4个EST-SSR扩增出更多的等位位点数、平均等位位点数,以及更大的PIC值。     

基于一维倒残差轻量级网络的无人机个体识别方法

在无人机的个体识别问题中，针对传统的识别方法存在网络模型参数量大和算法时效性差等问题，提出基于一维倒残差轻量级神经网络(1D-IRLNN)的无人机个体识别方法。首先提取反映无人机个体间差异的I/Q包络一维特征作为无人机的浅层特征；其次将深度可分离卷积与倒残差结构等设计思想和一维神经网络模型相结合，设计出跳跃级联的一维倒残差轻量级神经网络；最后利用网络模型提取一维I/Q包络数据中的深层特征，从而实现对无人机个体的快速准确识别。实验结果表明，1D-IRLNN模型的计算量分别是同等体量的深度模型1D-CNN与1D-ResNet的305%和238%，网络模型规模分别是深度模型1D-CNN与1D-ResNet的387%和297%，所提方法相较于其他方法，在保持较高识别准确率的同时具有更快的识别速度且占内存更小。     

石刁柏雄性连锁的AFLP及SCAR标记的建立

目的:对石刁柏雌雄株基因组差异进行分析,筛选雄性或雌性连锁的分子标记.方法:利用限制性片段长度多态性技术,设计了多个引物组合,分别对石刁柏雌雄株基因组进行扩增.结果:在使用的72个引物组合中,引物组合E-AAG+M-CAT从雄性基因组中扩增出了一个雄性连锁的标记(MLDA555),该序列长度为555bp,AT含量为59%.Blast检索未发现相似序列.根据该片段序列设计的引物将该标记转化为雄性连锁的大小为523bp的稳定的SCAR标记,经过不同基因型雄性个体的验证证明该标记广泛存在于不同基因型石刁柏雄性个体中.结论:通过AFLP扩增筛选得到了石刁柏雄性连锁的AFLP和SCAR标记,为石刁柏性别决定机制的理解及石刁柏的分子标记辅助育种提供理论资料和技术支持.     

石刁柏雄性连锁的AFLP及SCAR标记的建立

目的:对石刁柏雌雄株基因组差异进行分析,筛选雄性或雌性连锁的分子标记.方法:利用限制性片段长度多态性技术,设计了多个引物组合,分别对石刁柏雌雄株基因组进行扩增.结果:在使用的72个引物组合中,引物组合E-AAG+M-CAT从雄性基因组中扩增出了一个雄性连锁的标记(MLDA555),该序列长度为555bp,AT含量为59%.Blast检索未发现相似序列.根据该片段序列设计的引物将该标记转化为雄性连锁的大小为523bp的稳定的SCAR标记,经过不同基因型雄性个体的验证证明该标记广泛存在于不同基因型石刁柏雄性个体中.结论:通过AFLP扩增筛选得到了石刁柏雄性连锁的AFLP和SCAR标记,为石刁柏性别决定机制的理解及石刁柏的分子标记辅助育种提供理论资料和技术支持.     

多路并行流水线型基22FFT算法实现

FFT算法作为OFDM系统的核心算子占用其系统处理的大多数时间，为提高OFDM系统数据传输速度，提出了一种改进的多路并行流水线型基22FFT实现架构。在实现过程中着重对旋转因子的存储进行片上缓存优化，减少了乘法运算次数从而减小整体运算复杂度；设计的数据整合模块用于控制时序，从而保证P路并行流水型架构正确实现，数据运算吞吐率成P倍提高。RTL仿真结果表明，与同类架构相比，提出的架构在硬件开销适中的同时使得性能分别提升了127%、204%、5088%，并且具有FFT点数可扩展的特点，可满足随着通信标准的不断提高，FFT点数逐渐增大的实际应用需求。     

水稻白叶枯抗性基因Xα-min（t）的抗谱鉴定及其分子标记的筛选

利用来自11个国家的34个水稻白叶枯病菌菌株，以高感品种IR24、含有已克隆的抗白叶枯病基因Xα2的品系C64(IRBB21)、中花11和日本晴4个水稻品种作为参照，对一个含有来自小粒野生稻(0ryza minuta)的抗白叶枯病基因Xα—min(t)的渐渗品系(introgression line)78-15进行了抗谱鉴定。结果表明，Xα—min(t)是一个广谱、高抗的白叶枯病抗性基因。同时，以IR24和78—15为亲本进行杂交，并采用分离群体分组分析法(BSA)、随机引物扩增多态性DNA(RAPD)和序列特异性扩增区(SCAR)筛选与Xα—min(t)连锁的分子标记。共筛选了800个购自Operon公司的随机引物，其中有2个引物，BE05和BE06，可扩增出与Xα—min(t)连锁的RAPD标记BE05 300和BE06 1400。对这两个DNA片段克隆并测序，根据两端序列设计了两对长度为21～24bp的特异引物扩增供试材料，其中一个RAPD标记可转化成稳定、重复性好的SCAR标记ScBE05 300。用ScBE05 300和BE06 1400标记分别对IR24和78—15的杂交F2代948和719个单株进行的连锁分析表明，这两个标记与Xα—min(t)的连锁距离分别为2．2和3．7cM，并位于Xα—min(t)的同一侧。这些结果为Xα—min(t)的精细物理图谱的构建奠定了基础。     

河南省小麦赤霉病禾谷镰刀菌的毒素化学型及SCAR类型分析

为了弄清河南地区小麦赤霉病致病禾谷镰刀菌所产的毒素化学型和SCAR类型,对我国小麦主产区河南地区的小麦赤霉病病穗进行了广泛采样,共分离出47株禾谷镰刀菌菌株.经镰刀菌毒素特异性引物测定,27株菌株产15-AcDON型毒素,占分离出的禾谷镰刀菌菌株的57.45%;19株菌株产3-AcDON型毒素,占40.43%;仅有1株菌株产NIV型毒素,占2.13%.其中,产15-AcDON型毒素的菌株属于SCARⅠ类型,产3-AcDON和NIV型毒素的菌株属于SCARⅤ类型.结果表明,河南省产15-AcDON型毒素的禾谷镰刀菌是优势种群,产3-AcDON型毒素的禾谷镰刀菌种群次之,产NIV型毒素的禾谷镰刀菌种群所占比例很低.     

大分舌蜂EST-SSR微卫星分子标记开发与特征分析

【目的】构建中国油茶（Camellia oleifera）主要传粉昆虫之一的大分舌蜂(Colleles gigas)cDNA文库并利用全国几个典型样本筛选微卫星DNA(Simple sequence repeat，SSR)位点，为该蜂种群遗传多样性和遗传分化研究提供可靠的分子标记。【方法】使用10头大分舌蜂雌性幼虫构建cDNA文库，用Illumina Hiseq TM 2500高通量测序平台测定cDNA文库数据，通过SSR筛选软件MISA进行检索发掘SSR标记；利用Primer Premier 5.0软件设计引物，利用荧光标记技术进行分型。【结果】从cDNA文库序列中筛选得到16 457个SSR，其中15 563个(占比为94.57%)是完整型SSR，872个(占比为530%)是不完整型SSR，22个(占比为0.13%)是复合型SSR；完整型SSR中单碱基SSR最为丰富，共10 910个，占总SSR数量的70.11%，其余依次是二碱基SSR (2 099个，占比为13.49%)、三碱基SSR(2 408个，占比为15.47%)、四碱基SSR(136个，占比为0.87%)和五碱基SSR (10个，占比为0.06%)。对80对EST-SSR引物在6个不同地理种群32头大分舌蜂中进行验证，共有6对EST-SSR引物较好地扩增出目的片段，共获得192个等位基因，平均等位基因数为11.833 332个，平均有效等位基因数为4.149 8个，香农信息指数范围为1.362 6～2.119 2，平均观测杂合度为1.000，平均期望杂合度为0.800，多态信息含量范围为0.710～0.879，且平均值为0.761。【结论】研究所开发的6对大分舌蜂EST-SSR引物对应的产物多态性较高，遗传多样性也较高，可以应用于该蜂种的遗传多样性、遗传分化、种质资源保护等领域的后续研究。     

荞麦属植物RLKs基因序列分析与亲缘关系研究

从8个荞麦野生种中选取23份荞麦种质资源提取DNA,并根据类蛋白激酶基因(RLKs unigene)序列设计特征引物,进行PCR扩增,对获得的扩增片段进行基因测序与序列分析。结果发现:23份荞麦种质间RLKs基因片段的多态位点数占21.53%,11份野苦荞间RLKs基因片段多态位点数占3.42%,4份野甜荞间多态位点数占1.66%,说明荞麦属植物种内RLKs基因序列高度保守;对扩增序列进行遗传距离分析发现,左贡野甜荞与野甜荞种间遗传距离最小,野甜荞与金荞麦种间遗传距离最大;聚类分析发现,野甜荞与左贡野荞亲缘关系近,与毛野荞和大野荞次之,野苦荞与金荞麦、硬枝野荞和细柄野荞亲缘关系较近。     

应用RAPD技术对新疆布顿大麦遗传多样性的研究

利用RAPD分子标记，通过40条10碱基随机引流，对32份新疆布顿大麦进行了遗传多样性评价。在40个10碱基随机引物中，有22个引物（占55％）的扩增产物具有多态性，每条多态性引物能产生1－7条多态性DNA带纹。40个引物共扩增227条带，其中95条（占41．9％）具有多态性，平均每条引物能产生1．7条多态性DNA带纹。基于RAPD技术计算了32份布屯大麦间的遗传相似系数（GS）变化值为0．427－0．848，平均值为0．681，利用不完全加权算术平均数（UPGMA），采用1－GS矩阵对其进行遗传聚类，结果表明，RAPD标记将32份参试材料区分为3类（或亚类），来源于新疆北部的20份材料有17份材料（占85％）聚入Ib亚类，而第Ia亚类则主要来自于新疆中部的一些材料。研究表明，RAPD标记揭示的新疆布顿大麦间的遗传多样性与其地理来源紧密相关。     

ISSR标记在辣椒资源遗传多态性分析中的初步应用

用筛选到的12个ISSR(InterSimpleSequenceRepeat)引物对我国11个辣椒农家品种进行扩增,结果共扩增出66条带,其中差异条带26条,多态条带比率(PPB)为39.39%;品种特异条带7条,占总条带数的10.61%.基于Jaccard遗传相似性系数的NeighborJoining聚类分析将11个品种分为两组,这两组辣椒品种内部的平均遗传距离分别为0.150和0.134,两组之间的遗传距离为0.194.以扩增条带表型为基础的主成分分析显示:有2个主成分累计贡献率为68.88%,分别占到57.51%和11.37%;以这2个主成分对11个辣椒品种作图,可以将11个辣椒品种分为两组,每组所含辣椒品种与聚类分析的结果相同.     

中国墨兰品种遗传多样性的AFLP分析

 利用AFLP分析技术,从64对PstI/MseI引物中筛选出9对多态性引物组合,对来源于中国广东、福建、台湾的42个墨兰品种进行了遗传多样性和亲缘关系分析,共扩增出1 384条带,其中多态性带1 333条, 多态性率96.3%。平均每对引物扩增带数154条、多态性带数148条。所有的品种均可区分,其中39个品种具特征带或缺失带。墨兰品种间的遗传多样性丰富,品种间的Dice相似系数0.422 2～0.824 5,平均相似系数0.611 2。“达摩”系列芽变叶艺品种间的遗传多样性显著降低,多态性率76.6%,平均相似系数0.725 6。NTSYS2.10聚类分析表明同一产地来源的品种基本上可聚在一起,反映出了品种间的亲缘关系。     

葡萄的随机扩增多态性DNA研究

采用随机扩增多态性DNA(RAPD)对11个样品进行了研究．这11个品种包含1个欧美杂交种，一个中国野生种(Vitis．piasezkii Var．pagnucii)，9个欧亚种(Vitis．vinifera L)．选择了多态性好的7个10碱基寡聚糖核苷酸作为随机扩增的引物，在琼脂糖凝胶电泳上产生了76条带，其中63条具有多态性．各引物产生的条带从6到13不等，平均为10．86条／模板，其中9条具有多态性，表明葡萄基因的多态性十分丰富．通过遗传相似性分析表明11个葡萄基因的Nei氏相似性系数分布为0．1027-1．1787，平均相似系数为0．459．通过非加权算术平均数聚类法，获得了11个葡萄品种之间的遗传关系树图，欧亚种群，东亚种群和欧美杂种在遗传关系树图上被成功地聚为3组．本实验发现欧亚种和欧美杂种亲缘关系较近，而和中国野生种亲缘关系远．在欧亚种中，520A和S04的遗传距离最近，其次是井川1010和美人指，最大的遗传距离发生在桑无核和其他欧亚种之间．     

桂花品种的ISSR-PCR分析

利用ISSR—PCR方法对桂花的54个品种进行了基因组多态性分析,从70个ISSR引物中筛选出13个多态性引物用于正式扩增,共扩增出90条DNA片段,其中多态性DNA带79条,占总扩增片段的87.8％,平均每个引物扩增的DNA带的数目为6.92条。依据扩增结果,应用RAPD Distans软件进行Nei相似性系数和遗传距离计算,利用UPGMA法构建聚类树状图。结果表明:ISSR分析中产生了一些品种特有的指纹图谱,因此ISSR技术在桂花品种和品种群(品系)的鉴定和阐明遗传关系中有很大的应用潜力。利用DNA扩增结果进行聚类分析,把供试桂花的54个品种分为7个大类,并对品种进行了处理及种下品种群的遗传关系进行了探讨。     

紫茉莉不同花色植株遗传变异的ISSR分析

采用简单序列重复区间扩增ISSR分子标记技术对分布于四川省成都市的紫茉莉(Mirabilis jalapaL.)3种不同花色群体进行了遗传变异分析.从100条引物筛选出5条引物进行PCR扩增,共扩增出67条清晰条带,其中62条条带具多态性.紫茉莉的等位多态性位点百分数(PPB)为92.54%,观测等位基因数(Na)为1.9254,有效等位基因数(Ne)为1.2354,Nei的基因多样性指数(H)为0.1562,Shannon指数(I)为0.2633.3种花色的遗传一致度在0.9054~0.9620之间,遗传距离在0.0388~0.0994之间,其中白色与黄色的遗传距离最小(0.0388),表现出最近的亲缘关系,黄色与紫色的遗传距离稍大(0.0994),亲缘关系稍远.紫茉莉的遗传变异主要存在于群体内,不同花色群体间的基因流(Nm)为1.279.     

桂花品种的ISSR-PCR分析

<正>利用ISSR—PCR方法对桂花的54个品种进行了基因组多态性分析,从70个ISSR引物中筛选出13个多态性引物用于正式扩增,共扩增出90条DNA片段,其中多态性DNA带79条,占总扩增片段的87.8％,平均每个引物扩增的DNA带的数目为6.92条。依据扩增结果,应用RAPD Distans软件进行Nei相似性系数和遗传距离计算,利用UPGMA法构建聚类树状图。结果表明:ISSR分析中产生了一些品种特有的指纹图谱,因此ISSR技术在桂花品种和品种群(品系)的鉴定和阐明遗传关系中有很大的应用潜力。利用DNA扩增结果进行聚类分析,把供试桂花的54个品种分为7个大类,并对品种进行了处理及种下品种群的遗传关系进行了探讨。     

RAPD 在油用向日葵自交系鉴定和遗传分析中的应用

利用RAPD标记对8个油用向日葵自交系进行了鉴定和遗传分析。从40个UBC引物中筛选出12个能产生稳定遗传多态性的引物，利用其中3个引物提供的RAPD标记可将8个自交系逐一加以鉴别。12个引物对8个自交系共扩增出41条带，其中39条（占95.1％）具有多态性，每个引物可扩增出1～7条带，平均为3.4条带。不同自交系之间的RAPD遗传距离在0.13～0.85之间，平均为0.42。按UPGMA方法可将8个自交系聚为2大类、4个亚类。     

攀枝花苏铁自然保护区野生居群遗传多样性ISSR分析

采用ISSR分子标记技术对四川省攀枝花苏铁自然保护区的攀枝花苏铁自然居群进行了遗传多样性分析.对采集的48个体的基因组DNA进行PCR扩增,筛选出13个扩增条带清晰的引物,共检测到104个清晰位点,其中多态位点94个,多态位点百分率为90.38%.平均每个引物扩增条带为8条.结果表明,攀枝花苏铁在居群内水平上仍保持较高的遗传多样性.对其居群遗传多样性和遗传结构进行分析,可为攀枝花苏铁的保护和利用提供理论基础.     

应用RAPD技术探讨苦丁茶冬青种质材料的起源

以15份原产地明确的苦丁茶冬青野生种质材料作为参照,利用RAPD—PCR技术对26份苦丁茶冬青栽培材料的原产地进行了分析．从40个10bp引物中筛选出16个多态性良好的引物,用该16个引物对上述41份苦丁茶冬青种质材料进行PCR扩增,共得到238条DNA谱带,其中多态性带190条,占扩增出的总带数之79．8％．根据扩增结果计算了各份材料之间的Jaccard遗传相似系数,并用UPGMA法构建了聚类树状图．供试的41份种质材料在聚类图中明显地分为两个类群,即海南岛类群和广西南宁类群．26份原产地待查的种质材料有12份归聚于海南岛类群,说明它们的起源地在海南岛境内;另14份原产地待查的种质材料分布归聚于广西南宁类群,说明它们的原产地在广西南宁地区或毗邻区域内．所有供试的41份苦丁茶冬青材料其遗传相似系数在0．5654～0．9813之间,表明这些种质材料具有比较丰富的遗传多样性．不同苦丁茶冬青种质材料其不同的起源地域可以从聚类图中清楚地反映出来．RAPD分子标记的结果可以作为判断苦丁茶冬青起源地域的重要参考依据,并可用于探讨苦丁茶冬青不同种质材料的遗传差异和亲缘关系．