中国一年生野生大豆(Glycine soja)核心资源构建

对我国国家种质资源库中保存的6172份一年生野生大豆(Glycine soja)资源进行了系统的遗传多样性分析, 比较了核心种质构建中常用的随机取样、恒量取样、比例取样、对数取样和遗传多样性取样5种取样策略, 确认对于一年生野生大豆, 遗传多样性取样策略是最简单有效的取样策略. 根据起源和生态类型对一年生野生大豆资源进行分组, 应用遗传多样性策略和层次聚类, 构建一个野生大豆核心资源. 该核心资源包括652份材料, 取样比例为10.65%. 代表性验证表明, 质量性状指标代表性为100%, 平均指标代表性为98.4%; 13个指标群体结构相似系数为0.96; 遗传多样性代表性为81.38%; 20对SSR引物扩增299份材料, 分析结果代表性为83.64%.     

云南陆稻品种籼粳分化与遗传变异

利用34个籼粳特异插入缺失(insertion/deletion,InDel)分子标记和24个SSR分子标记对云南113个陆稻品种的籼粳分化与遗传变异进行分析.InDel分子标记鉴定结果表明,云南陆稻以粳稻(粳型、偏粳型)品种为主,占总品种的83.2%.聚类结果显示,云南陆稻品种明显聚为4大类群(籼型、偏籼型、粳型、偏粳型),支持InDel分子标记鉴定结果.重新将云南陆稻品种的种植区域划分为2个:(1)海拔1250m以下为籼粳稻混合种植区;(2)海拔1250m以上为粳稻种植区.SSR遗传多样性分析结果表明,云南陆稻籼粳亚种间遗传多样性均很丰富,籼稻品种的遗传多样性高于粳稻品种且差异显著.分子方差分析显示,云南陆稻遗传变异主要来自亚种内(占总变异81%),亚种间遗传变异占19%.不同地区间陆稻种质资源遗传多样性比较分析表明,滇西南与滇南地区存在丰富的遗传变异,是云南陆稻品种遗传多样性的分布中心.半山云雾多湿区作为云南陆稻品种的传统种植区域,保留大量的遗传变异与稻种资源,是开展陆稻种质资源保护、利用的核心区域.     

利用SSR标记揭示我国夏大豆(Glycine max (L.) Merr)种质遗传多样性

利用67个SSR标记, 分析了来自我国栽培大豆初选核心种质中的158份夏大豆, 旨在阐明其遗传多样性特点, 为育种利用提供理论依据. 结果表明, 在所有供试夏大豆中共鉴定出等位变异460个, 平均每个位点有6.9个; 其中, 80份黄淮夏和78份南方夏大豆的等位变异数分别为414个和419个, 平均每个位点均接近6.2个. 所有供试夏大豆平均每个位点多样性(D)为0.735, 变化范围为0.414~0.905, 其中黄淮夏大豆D值平均为0.708, 变化范围为0.387~0.886; 南方夏大豆D值平均为0.687, 变化范围为0.189~0.884. 黄淮夏大豆和南方夏大豆在特异等位变异数、等位变异频率、遗传相似性系数均存在差异, UPGMA聚类分析也可将黄淮夏大豆和南方夏大豆基本分成2类. 这表明黄淮夏大豆和南方夏大豆可划为2个不同的基因池. 在夏大豆育种中, 两种夏大豆类型间可以通过种质资源相互利用来拓宽类型内育成品种的遗传基础.     

中国栽培及野生大豆的遗传多样性、地理分化和演化关系研究

栽培大豆的起源和演化是大豆生物学和农学基础研究的重要命题之一. 本研究选用60对细胞核SSR标记(nuSSR)和11对叶绿体SSR (cpSSR)标记, 在检测由393份地方品种和196份野生材料组成的全国代表性样本的细胞核、叶绿体基因组变异的基础上, 分析了栽培、野生地理生态群体间的遗传演化关系. 结果表明: (ⅰ) 野生群体核、质遗传多样性都明显大于栽培群体, 核、质等位变异数分别为1067:980和57:44个; 栽培大豆980个核等位变异中有377个(38.5%)为驯化后新生等位变异, 44个质等位变异中出现了7个(15.9%)新生等位变异. (ⅱ) 栽培生态类群中, 以南方3个地理生态类群(中南、华南、西南)遗传多样性较高; 野生生态类群中以长江中下游野生类群遗传多样性较高. (ⅲ) 从分子方差分析、遗传聚类与地理类群间关联分析及群体特有等位变异三方面证实我国栽培、野生大豆地理生态分化有其遗传分化的基础. (ⅳ) 以材料为单位的聚类结果表明与栽培大豆近缘的野生材料大多来自长江中下游及西南-中南野生地理类群; 进一步分析地理群体间的遗传距离, 并作UPGMA聚类, 发现各栽培地理类群与长江中下游野生大豆群体的遗传距离一致, 小于与包括本区在内的其他野生群体的距离, 结合该区野生群体特有的cpDNA等位变异NTCP10-117在所有栽培生态类群中都有分布的现象, 推论在南方野生群体中的长江中下游野生祖先可能是栽培大豆共同的野生祖先.     

国外种质拓宽中国大豆品种遗传基础的SSR标记分析

利用系谱追踪与SSR (simple sequence repeats)标记分析了大豆品种绥农14号和合丰25号的遗传组成, 旨在揭示国外种质在拓宽中国大豆优良品种遗传基础的贡献, 为有效利用国外种质培育大豆优良品种提供依据. 聚类分析结果表明, 利用日本种质十胜长叶和美国种质Amsoy作亲本育成的、包括绥农14号和合丰25号在内的中国大豆品种与其系谱中其他品种存在明显差异. 与其他祖先亲本相比, 十胜长叶与绥农14号或合丰25号有较大的亲本系数, Amsoy与绥农14号有较大的亲本系数. 绥农14号和合丰25号的遗传相似性高达60.58%, 在20个LG中, 以I, L和C2这3个LG上相似的染色体片段较长. 在两个国外种质特有SSR变异位点中, Amsoy有5个传递给绥农14号, 十胜长叶有3个传递给绥农14号. SSR标记与农艺性状的关联分析发现, 十胜长叶的 satt513与百粒重显著相关, Amsoy的satt192, satt545与油份显著相关, satt499与百粒重相关, 推测与国外SSR特有等位变异相关的优异性状经合丰25号传给绥农14号在我国大豆品种改良中发挥了重要作用.     

用SSR标记分析高州野生稻的遗传多样性

利用24对SSR引物比较了来自广东高州、江西、福建、云南等地区及东南亚不同国家共计240份普通野生稻材料的遗传多样性. 结果表明, 24对引物中平均有17个位点表现出了多态性, 平均多态位点比率为69%; 平均总等位基因数、平均每个位点的等位基因数和多态位点的平均等位基因数分别为51.1, 2.04和2.43; 平均基因多样性为0.8447. 高州野生稻5个居群间已经出现了较显著的分化. 上述遗传多样性参数均表明, 高州镇江镇朋山村(陂头洞)野生稻应该是高洲野生稻的一个遗传分化中心和遗传多样性中心. 高州野生稻很可能是广东普通野生稻、华南和中国普通野生稻最大的一个遗传分化中心和遗传多样性中心.     

中国普通野生稻(O.rufipogon Griff.)的地理多样性与分化

利用36对SSR引物及889份中国普通野生稻, 分析了中国普通野生稻在地理上的遗传多样性和分化. 结果表明, 广东普通野生稻等位变异数最多, 占全部变异的84%, 其次是广西. 基因多样性从大到小的顺序为海南、广东、广西、福建、湖南、江西和云南. 遗传多样性在不同经纬区间及县市的分布表明, 中国普通野生稻有两个遗传多样性中心, 分别位于广东的博罗、紫金、陆丰、海丰、惠东、惠阳一带以及广西的邕宁、隆安、来宾、贵港一带. 通过主坐标、UPGMA聚类以及遗传距离分析发现, 云南、湖南、江西和福建的普通野生稻各自分化形成了相对独立的群体, 而海南、广东和广西的普通野生稻之间的遗传分化较小. 存在隔离的前提下, 自然选择是造成中国普通野生稻分化的直接动力之一.     

黑龙江野生莲遗传多样性及其地理式样

用RAPD和ISSR两种分子标记方法对黑龙江省的47份野生莲、俄罗斯兴安斯克保护区的2份野生莲和中国其他省份的27份栽培莲进行遗传多样性研究. 20条RAPD引物共扩增出113个位点, 多态位点占71.68%, 期望杂合度0.1583. 野生莲的多态位点占50.44%, 期望杂合度0.1241; 栽培莲的多态位点占53.98%, 期望杂合度0.1651. 16条ISSR引物扩增出90个位点, 多态位点占41.11%, 期望杂合度0.0851. 野生莲的多态位点占28.89%, 期望杂合度0.0661; 栽培莲的多态位点占32.22%, 期望杂合度0.0963. 野生莲中, 乌苏里江流域、松花江流域和黑龙江流域之间的遗传分化很小, 流域之间的遗传方差仅占21.68% (RAPD, Gst = 0.1312)和15.11% (ISSR, Gst = 0.1352). 在所有的遗传变异中, 野生型和栽培型之内的遗传方差占73.25% (RAPD)和81.11% (ISSR), 野生型和栽培型之间的遗传方差占19.17% (RAPD)和13.17% (ISSR), 而3个野生流域群和1个栽培群之间的遗传方差仅占7.58% (RAPD)和5.72% (ISSR). NJ分析表明, 黑龙江省的野生莲与其他地方的栽培莲有明显的分化. 在野生莲中, 松花江中游地区的野生莲可能是黑龙江野生莲的残遗中心, 由松花江中游向下游地区和黑龙江与乌苏里江流域扩散. 从黑龙江野生莲比较低的遗传多样性判断, 野生莲经历了瓶颈效应、建立者效应和再生效应(rebirth effect). 鉴于莲的古老性、遗传变异的稀少及其在湿地生态系统中的重要地位, 建议全面保护非常宝贵的黑龙江野生莲资源, 尤其是有可能为起源地的松花江中游地区的野生莲栖息地.     

中国籼稻亚种内的群体结构及地理生态分化

籼稻是亚洲和世界其他一些地区广为种植的主要栽培稻亚种,同时也是我国杂交水稻恢复系的主要来源.研究籼稻亚种内的遗传结构和遗传多样性对中国栽培稻亚种内的分类和演化以及水稻杂种优势利用具有重要的理论和实践意义.本研究通过36个SSR标记对1582份籼稻地方品种的群体结构和地理生态分化进行了分析.结果表明,利用分子标记所做基于模型和基于遗传距离的群体结构表现一致,即早籼稻生态型可划分为4个地理生态群,中间型生态型可划分为3个地理生态群,晚籼稻生态型可划分为2个地理生态群.当地的生态环境和空间隔离是形成地理分化的主要原因.地理生态群既体现了品种间的遗传差异又是对不同生态环境适应的反映,可用于籼稻亚种内杂种优势群划分的依据.根据SSR标记在各个生态型及地理生态群的基因型分布,筛选了可用于鉴别各生态型和地理生态群的SSR特征等位变异并建立了相应的SSR分子判别式.通过SSR分子判别式选择籼稻的中间类型开展籼粳杂种优势研究以及选择不同地理生态类型开展籼稻亚种内杂种优势研究,有助于突破籼粳杂种优势利用的障碍和加强籼稻亚种内杂种优势利用.     

中国水稻选育品种遗传多样性及其近50年变化趋势

利用36个微卫星标记和42个表型性状对453份选育品种进行分析, 研究中国水稻选育品种的遗传多样性地理分布及其近50年的变化趋势. 结果表明, 微卫星标记和表型性状分析的遗传多样性具有较高的相似性; 籼稻品种的遗传多样性大于粳稻品种的遗传多样性; 从20世纪50年代到80年代, 选育品种的遗传多样性一直下降, 80年代降低到最低水平, 90年代又有显著提高; 在地理上华中稻区的选育品种遗传多样性最大, 东北稻区和西北稻区遗传多样性最小. 位于长江中下游的江苏、江西和西南地区的四川等地是中国水稻选育品种遗传多样性最大的地区. 东北地区作为重要的粳稻生产基地, 遗传基础非常狭窄, 应该发掘新的种质资源拓宽品种的遗传多样性.     

基于分子标记的野生大豆居群遗传多样性估算与取样策略

遗传多样性是生物多样性的基础和最重要组成部分, 正确评价物种及其居群的遗传多样性是有效保护和利用生物种质资源的必要条件. 以一个野生大豆自然居群(面积约为10000 m²)为研究材料, 从中随机选取了100棵植株, 分别用3种分子标记AFLP, ISSR和SSR对其遗传多样性进行分析, 并采用计算机模拟方法, 从这100棵植株中随机抽取不同大小(5~90个个体)的样本(抽样群体)各50次, 对其主要遗传多样性参数进行了计算, 旨在探讨利用不同分子标记检测该野生大豆居群的主要遗传多样性参数, 即位点的预期杂合度(H_e)、Shannon多样性指数(I)和多态位点百分率(P)的差异和变化趋势以及随抽样群体样本量的不断增加这些参数的变化规律. 结果表明, 不同分子标记检测到同一野生大豆居群的各种遗传多样性参数值不同; 同一居群中的不同样本量对遗传多样性参数的估算值有较大影响; 用不同分子标记进行遗传多样性参数的估算时, 多态位点百分率相对具有可比性; 选用不同的遗传多样性参数来反映居群90%以上的总体遗传变异时需要不同的样本量, 当选用多态位点百分率(P)时, 30~45个植株才能代表总体90%以上的遗传变异. 本研究为评价植物居群遗传多样性和采用合理的保护取样策略提供了科学依据.     

棉花种间杂交渐渗系创新效果评价及特异种质筛选

收集了155份棉属种间杂交基因渐渗系, 试图评价棉花远缘杂交对陆地棉种质创新的效果, 筛选出具有较大利用价值的特异种质, 促进该类种质在棉花育种改良中广泛有效利用. 通过对主要农艺性状的鉴定, 结果表明, 不同野生种在陆地棉优质纤维、抗病、抗逆和抗虫种质改良上发挥了不同的作用. 利用SSR分子标记检测种间杂交渐渗系中的外源种遗传成分, 在15对SSR引物中发现了两类25个SSR特异位点, 海岛棉、亚洲棉、瑟伯氏棉等8个棉属外源种的外源遗传成分向陆地棉种质有不同程度的渗入. 制定了利用分子标记高效筛选具有外源基因特异种质的策略, 并筛选了18份优质纤维特异种质和4份耐枯黄萎病特异种质.     

国外种质拓宽中国大百品种遗传基础的SSR标记分析

利用系谱追踪与SSR（simple sequence repeats）标记分析了大豆品种绥农14号和合丰25号的遗传组成，旨在揭示国外种质在拓宽中国大豆优良品种遗传基础的贡献，为有效利用国外种质培育大豆优良品种提供依据．聚类分析结果表明，利用日本种质十胜长叶和美国种质Amsoy作亲本育成的、包括绥农14号和合丰25号在内的中国大豆品种与其系谱中其他品种存在明显差异．与其他祖先亲本相比，十胜长叶与绥农14号或合丰25号有较大的亲本系数，Amsoy与绥农14号有较大的亲本系数．绥农14号和合丰25号的遗传相似性高达60．58％，在20个LG中，以I，L和c2这3个LG上相似的染色体片段较长．在两个国外种质特有SSR变异位点中，Amsoy有5个传递给绥农14号，十胜长叶有3个传递给绥农14号．SSR标记与农艺性状的关联分析发现，十胜长叶的satt513与百粒重显著相关．Amsoy的sattl92，satt545与油份显著相关，satt499与百粒重相关，推测与国外SSR特有等位变异相关的优异性状经合丰25号传给绥农14号在我国大豆品种改良中发挥了重要作用．     

海岛棉EST-SSR引物的开发与应用研究

现有的棉花EST-SSR引物大都开发于中棉和陆地棉, 尚没有海岛棉EST-SSR开发研究的报道. 本研究从实验室构建的海岛棉纤维发育的cDNA文库中先取98条EST序列设计了119对EST-SSR引物. 在这些SSR中, 三核苷酸重复基序AAG含量最为丰富, 达11.76%. 用36份材料(13份A基因组二倍体材料, 11份D基因组二倍体材料和12份AD基因组异源四倍体材料)评价新EST-SSR引物, 119对引物中有76对成功扩增, 共产生313条多态性条带, 平均每对引物产生4.11条. 这些引物的多态性信息含量(PIC)变化在0.17~0.95之间, 平均0.53. 根据Jaccard’s遗传相似系数对所用36份材料进行了聚类分析, 聚类结果为3大类, 分别为A基因组材料、D基因组材料和AD基因组材料. 此外, 有21对引物在本实验室的种间回交群体((鄂棉22 × Pima3-79) × 鄂棉22) DNA中表现多态性扩增, 产生24个多态性位点, 其中22个被锚定于该遗传连锁图的12条染色体. 本研究不仅详细地概括了这批新的EST-SSR引物的特征, 而且有力地证明了其在遗传多样性分析及遗传连锁图构建方面的应用价值.     

小麦杂种优势群的创制

随着小麦雄性不育系杂交种生产技术的改进,杂交种生产成本有望在不久的将来大幅度降低,这为杂交小麦产业化提供了可能.异源多倍体特性、品种之间遗传基础狭窄,以及长期的自交选择致使小麦杂种优势相对较弱.构建小麦杂种优势群可以提高杂交种亲本选配效率、扩大亲本间遗传差异、增强杂交种的杂种优势是提高小麦杂种优势利用效率的有效手段.小麦杂种优势群创建的一个重要任务就是要增加亲本群体的一般配合力(general combining ability, GCA),选择具有高特殊配合力(specific combining ability, SCA)的杂优组合.父本优势群选择目标为中高秆、花粉量大、花药易外露、抗病性强等.母本优势群选择目标为矮秆或半矮秆、开颍性好、抗病性强等.小麦种质资源的杂种优势潜力分析与分类是小麦杂种优势群构建的先决条件,其方法主要有系谱分析法、表型分类法、配合力分类法、遗传距离分类法及基因组预测法.利用小麦雄性不育系尤其是矮败不育系的轮回选择(recurrent selection, RS)与基于基因组预测的相互轮回选择(reciprocal recurrent selection, ...     

水稻强再生力种质创制及遗传分析

当前直接选育的再生稻专用品种较少,其制约的关键要素在于强再生力种质的缺乏.选用8个生产上大面积应用的恢复系,按4×4不完全双列杂交方式,通过系谱法进行定向选择和种质创新,以再生芽出鞘率为指标,采用加性-显性遗传模型,对恢复系再生力的遗传特性进行研究.结果表明:(1)再生力性状受控于加性效应基因和显性效应基因的共同作用,同时易受环境条件与栽培技术的影响;(2)再生力性状狭义遗传率(h²N)和广义遗传率(h²B)的估计值均达显著或极显著水平,而且广义遗传率明显大于狭义遗传率;(3)恢复系闽恢3301和亚恢627的再生力性状具有极显著或显著的正向加性效应和负向显性效应,适合作为筛选强再生力的亲本材料;(4)创制的新种质Ra201、Ra202、Ra212再生芽出鞘率较高,再生力强,其中Ra202低节位腋芽萌发优势明显,可作为亲本用于籼型水稻再生力基因挖掘和利用;(5)再生稻品种选育方法的研究进一步完善了传统育种技术,具有间接鉴定和早期筛选的优点,新种质创制和新品种选育取得了良好成效.     

8个小麦花粉植株染色体组成的生化标记分析

生化标记系统作为一种快速、简便、有效的分析手段,近年来在小麦遗传研究中得到迅速发展.作为生化标记的同工酶及非同工酶形式的蛋白质,可以用来研究小麦族内染色体组间部分同源关系,分析小麦染色体组成以及探测小麦背景中异源遗传成分,从而分离和筛选遗传种质.黑麦染色体1R是小麦远缘杂交工作中应用最多的染色体,其具有与品质有关的胚乳蛋白基因,而巨兼具抗白粉和三锈的多个抗性基因.利用M27(1R/1D代换系)和小麦品种杂     

千岛湖陆桥岛屿上黑腹狼蛛(Lycosa coelestris)遗传多样性及其受生境片段化的影响

人工湖泊型陆桥岛屿对于理解生境片段化后片段面积和地理隔离等因素对物种遗传多样性和遗传结构的影响提供了独特的机会.本文利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记法,对具有50多年片段化历史的千岛湖人工湖泊型陆桥岛屿上的黑腹狼蛛(Lycosa coelestris)种群遗传结构和多样性进行研究.利用5对SRAP引物对42份材料的基因组进行扩增,共得到大小为50~900 bp的85个可重复位点,其中84个为多态性位点,多态性比率达98.82%.不同岛屿种群的多态位点比例(PPB)为15.29%~38.82%;观测等位基因数(Na)为1.1529~1.3882,其中有效等位基因数(Ne)为1.0952~1.3392;种群间Nei’s基因多样性指数(H)为0.0582~0.1784,均值为0.0992;Shannon信息指数(I)为0.0881~0.2524,均值为0.1480;岛屿的面积、形状指数分别与多态位点比率、Shannon信息指数以及Nei’s基因多样性指数存在正相关关系.种群间遗传分化系数较高(Gst=0.7293),基因流值低(Nm=0.1856).AMOVA分析表明,57.33%的遗传变异存在于种群间,42.67%的遗传变异来自种群内(P0.001).Mantel检验表明,黑腹狼蛛各种群间地理距离与遗传距离间存在显著相关性(r=0.6465,P0.001).采用Structure 2.3.3软件以及PCA分析对14个岛屿上黑腹狼蛛种群的群体结构进行研究,结果表明,所研究岛屿可以分为6个类群,地理距离较近且属同一个岛群的岛屿优先聚在一起.上述结果表明,生境片段化初期岛屿面积和形状是影响黑腹狼蛛种群遗传多样性的主要原因,地理隔离是黑腹狼蛛种群产生遗传分化的主要原因.     

中国不同纬度不同进化类型大豆的RAPD分析

大豆起源于中国,我国的大豆资源十分丰富,尤其是野生大豆(Glycine soja),十余年来,搜集种质五千余份,约占世界总数的90%.这些资源不仅为大豆育种提供了新的基因源,也为大豆基础生物学研究提供了丰富的研究素材.中国的野生大豆生态类型极为丰富,遗传差异极大,为世界大豆界所瞩目.对野生大豆,尤其是野生大豆与栽培大豆的同步比较研究,一方面可以为野生大豆的应用提供基础资料,同时可以揭示大豆的起源及演化等理论问题.     

用RAPD方法获得与小麦BYDV抗性基因连锁的分子标记

由大麦黄矮病毒(BYDV)感染引起的小麦黄矮病(WYD)能使小麦产量减少20%～30%,是小麦的主要病害之一.控制发病的因素集中于三点,即病毒、传播源和寄主.目前认为比较有效的方法是创造抗病的品种.虽然小麦中有些种质被报道具有BYDV耐性,但真正具有BYDV良好抗性的品种仍未发现.相反,小麦的一些近缘属如中间偃麦草(Thinopyrum inter-medium,TI)具有BYDV抗性的报道很多,而且目前通过远缘杂交的方法已将中间偃麦草的抗BYDV的基因转移到小麦.然而用常规的田间方法检测中间偃麦草的BYDV抗性基因是