烟草青枯病抗性的全基因组关联分析

为发掘并定位烟草青枯病抗性遗传位点,利用RAD简化基因组重测序技术（RAD-seq）,以219份遗传多样性较高的国内外烟草品种作为供试自然群体,利用田间病圃鉴定供试材料的青枯病抗性,通过全基因组关联分析（GWAS）,发掘抗病基因组区段,并进行抗病候选基因预测。结果表明,筛选鉴定到8个高抗青枯病的烟草品种,获得了384 904个高质量的SNP位点,对烤烟群体的基因组连锁不平衡衰减（LD）距离进行了估算,平均为256 kb。在烟草基因组内发掘到1个与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,峰值SNP在17号染色体的23 977 382 bp处,p=6.196×10^-7,能解释14.29%的表型变异,在该区段内预测到4个抗病候选基因。本研究为烟草青枯病抗病基因克隆及分子育种提供了较为明确的基因组定位信息。     

烤烟烟碱含量的全基因组关联分析

烟碱是烟草属特有的一类生物碱,为加深对烟碱遗传调控机制的解析,充分挖掘高烟碱优异等位。本研究选取219份烤烟品种开展了RAD重测序研究,获得了384,904个高质量SNP位点的群体分型数据。同时在四川西昌和山东诸城2个试验点,于2012-2015年相同栽培管理条件下对供试品种的烟叶烟碱含量进行了表型鉴定。利用全基因组关联分析的策略,共发掘到2个与烟碱含量显著关联的SNP位点,分别位于1号染色体的69,912,063bp处和2号染色体的81,115,794bp处。基于上述SNP位点预测到2个候选基因,并将目标SNP位点转化3对可通过PCR检测的功能标记。通过以上研究,加深了烟碱遗传调控机制的解析,为高烟碱优异等位基因型的发掘和高烟碱新品种的分子标记辅助选择提供了可用的标记和基因资源。      

应用SNP标记分析24份烟草品种的遗传多样性

为了阐明我国烟草主栽品种的遗传基础,利用烟草高密度SNP芯片技术对24份烟草品种进行全基因组扫描,并分析其遗传多样性。在筛选获得的纯合SNP位点中,多态性位点达到103 133个,基本覆盖烟草基因组。品种间遗传相似系数介于0.308 6~0.997 7之间。聚类分析结果,将24个品种划分为不同类群,反映出这些烟草品种间的亲缘关系远近。结果显示,SNP芯片能够在全基因组水平上获得不同烟草品种间的多态性信息,可用于品种间的遗传多样性分析。烟草主栽品种间的亲缘关系较近,在育种中迫切需要引入新的种质资源,以拓宽遗传背景。     

全基因组关联分析馒头比容与质构SNP标记

为从分子水平研究控制馒头比容与质构性状的基因位点,以205份不同小麦品种为实验材料,利用分布于小麦全基因组的24 355个单核苷酸多态性(SNP)标记对馒头比容与质构性状进行关联分析。共检测到42个比容性状显著关联位点,其中8个极显著关联位点(P0.000 1),同时也是高遗传贡献率位点(R~210%),2个位点至少在2个环境中稳定表达;检测到313个质构性状显著关联位点,其中31个极显著关联位点,46个高遗传贡献率位点,11个位点至少在2个环境中稳定表达。同时,发掘了5个质构性状主效关联位点,如3B染色体上黏聚性关联位点Kukri_c13329_800等。本研究所得到的这些标记为在分子水平上研究馒头品质性状提供了有价值的参考。     

烟草青枯菌遗传多样性分析

【目的】阐明中国主要产烟省区烟草青枯菌的种内遗传多样性,揭示烟草青枯菌种内遗传多样性与烟草品种、地理来源等的关系,为指导烟草青枯病抗病育种及综合防治等提供理论依据。【方法】采用多位点序列分型（Multilocus Sequence Typing, MLST）研究方法对采自我国11个主要产烟省区的93株烟草青枯菌进行种内遗传多样性分析。【结果】93株供试菌株被分为51个序列型（Sequence Type, ST）,运用eBURST V3软件共享5/7基因标准可将所有供试菌株划分为4个亚群(group)与4个单一群（singleton）。【结论】实验结果表明,我国烟草青枯菌地理分布广泛,存在丰富的种内遗传多样性,但烟草青枯菌的组群划分与菌株的地理区域和烟草品种没有明显的相关性。      

不同含油量甘蓝型油菜品种（系）的遗传差异分析

用SSR、SRAP和EST标记对40份含油量在43%以上和6份含油量在40%以下的甘蓝型油菜品种（系）进行含油量的遗传多样性分析。81对引物共扩增出192条多态性带,引物扩增位点多态性信息（PIC）值的变化范围为0.122～0.943,平均值为0.512。供试材料的平均遗传距离为0.409,变化范围为0.016～0.662,国外材料比国内材料显示出更远的亲缘关系,其中Hektor与7份材料间的遗传距离超过0.6,Sollux与15份材料间的遗传距离超过0.5。聚类分析显示：在相似系数为0.66处,供试材料被划分为5类;在相似系数为0.70处,供试材料被划分为9类;在相似系数为0.73处,46份材料被划分为18类。研究结果表明,高含油量供试品种间存在着较大的遗传差异,暗示它们可能含有增加含油量的不同位点;通过聚合这些可能的非等位位点,有望获得高含油量的油菜品种。     

春性与半冬性甘蓝型油菜的SSR标记多样性分析比较

通过42个单位点SSR标记分析59个甘蓝型油菜品种,比较春性和半冬性甘蓝型油菜品种间的遗传差异。结果表明,不同位点上存在2～6个等位基因,平均每位点检测到4.29个等位基因。不同位点的遗传多样性指数在0.40～0.70之间,所有供试位点平均遗传多样性指数为0.50,表明甘蓝型油菜品种资源中存在丰富的遗传变异。春性和半冬性油菜品种间的等位基因总数相差不大,主要等位基因的类型和频率存在明显的差异,而且春性和半冬性品种中分别存在相当数量的特异稀有等位基因。春性和半冬性油菜品种在27个位点上的遗传分化水平很小,仅在2个位点上存在明显的遗传分化,这些分化主要是由品种的春化特性差异造成。聚类分析表明春性和半冬性品种之间存在广泛的亲缘关系。     

黑龙江省烟草角斑病菌菌系分化研究

为明确黑龙江省烟草角斑病菌生理小种的遗传分化,本试验将在黑龙江省主要烟区采集到的19个烟草角斑病菌菌株通过针刺接种法接种到36个供试烟草品种上,通过对供试烟草品种病情指数的差异性分析和聚类分析,筛选了一套鉴定烟草野火病菌生理小种的鉴别寄主体系,利用这套鉴别寄主将19个供试菌株划分为5个生理小种。     

田间不同繁殖代数烟草赤星病菌毒力变异的遗传本质

为弄清烟草赤星病菌毒力与DNA多态性的关系及田间不同繁殖代数烟草赤星病菌毒力变异的遗传本质,分别采用毒力测定和RAPD技术对采集于同一烟田不同生长期的6个烟草赤星病菌株进行测定。结果表明,田间赤星病菌繁殖代数越高毒力越强,毒力差异是病菌基因组DNA致病相关基因差异所致。根据供试菌株在3个烟草品种上的毒力反应,可将其分为2个组,利用RAPD标记可将其分为3个组。12个随机引物扩增供试菌株共产生105个RAPD标记,其中多态性标记占95.24%,表明烟草赤星病菌群体中具有丰富的遗传多样性,毒力多态性与DNA多态性之间存在一致性,但也存在一定的差异。     

烟草种质资源遗传多样性与群体结构分析

发掘优良基因,为改良烟草品种提供理论依据。采用ABI-3500xl遗传分析仪对87份烟草种质材料进行多态性检测。在87份烟草种质中,41对SSR引物共检测出241条多态性位点,平均为5.88个位点。遗传相似系数为0.47~0.91,PIC值为0.23~0.91,平均为0.63。群体结构分析表明,当K=2时,△K值最大,即87份烟草材料可划分为2个类群P1和P2,P1类群又可划分为5个亚类,P2类群可划分为2个亚类。烟草种质资源遗传多样性丰富,群体结构划分与种质类型不完全相关。     

33份晒烟种质资源SSR标记的指纹图谱构建

为分析我国晒烟种质资源的遗传多样性,并构建晒烟种质资源的指纹图谱,本研究利用25对SSR标记对33份晒烟材料进行分析。结果表明,25对SSR引物共检测到112个等位基因,平均每个标记4.31个,观测杂合度（Ho）平均值为0.0028,预期杂合度（He）平均值为0.6039。Shannon's信息指数I为1.1389,Nei's多样性指数（H）为0.5693,33份晒烟种质资源的遗传多样性相对丰富。UPGMA聚类分析表明,在相似性系数0.345处,可将供试烟草资源分为两个类群。同时,利用2 5对引物构建了33个晒烟品种的指纹图谱,为晒烟品种鉴定体系的研究奠定理论基础。本研究可为我国晒烟种质资源的鉴定与利用、优异基因的挖掘、育种亲本材料的选择等提供科学依据。      

烟草PVY隐性抗病基因的分子标记及其适用性

马铃薯Y 病毒(Potato virus Y,PVY)是危害烟草的重要病害, 种植抗病品种是经济有效的防治措施。分子标记辅助选择可提高抗病育种效率。来源于X-射线诱变的Virgin A Mutante(VAM) 的隐性抗PVY 基因位点(va)被广泛应用于烟草抗病育种。为了提高va 位点的育种利用效率, 根据烟草隐性抗PVY 基因(感病基因)eIF4E-1 基因序列, 设计特异扩增的引物CF2GR11,开发eIF4E-1 基因的分子标记, 并检测了该标记与抗性的遗传距离和在常见烟草资源中的适用性。CF2GR11 在云烟87、红花大金元和K326 等感PVY 品种可扩增出500 bp 产物, 在NC102、NC55 和K326PVY 等抗病品种无扩增条带。以抗、感PVY 亲本构建的101 个F₂ 单株为定位群体, 遗传连锁分析表明, CF2GR11 标记与烟草PVY 感病基因的遗传距离为0.99 cM。对46 份PVY 抗性明确的栽培烟草资源的检测表明, 供试资源的标记检测结果与抗性的吻合度为100%, 表明CF2GR11 标记适用性高。该目的基因标记可用于抗PVY 育种的辅助选择和抗PVY 资源的鉴定。      

利用荧光MFLP 标记技术分析烟草种质的遗传多样性

微卫星锚定片段长度多态性(MFLP)是一种新型分子标记技术,本研究依据该技术原理,通过将M13 通用荧光接头连接在设计的 SSR 引物上对扩增产物进行荧光标记,建立了适合于烟草的荧光 MFLP 标记体系;在此基础上,利用该技术从144对选择性扩增引物组合中筛选出15对适宜的引物组合,对32份来自于不同国家和地区的烟草种质材料的遗传多态性进行了分析。试验结果显示,这些引物组合扩增的产物在 32 个烟草种质中的多态性范围为 2～13 个,平均 4.3 个;利用种质材料间遗传多态性开展的遗传相似性分析表明,32 份烟草种质间的相似系数在0.40到0.83之间。运用UPGMA聚类分析和主坐标分析法,有效地将这些烟草种质材料的来源和类型进行了分类。结果表明,荧光 MFLP 标记技术能有效地发现供试烟草材料的DNA多态性,表明该技术适用于烟草遗传特性分析的研究和应用。     

用SRAP标记研究烟草种质资源的遗传多样性

用15对SRAP引物组合对46个普通栽培烟草品种,包括30个普通烟草栽培种和16个黄花烟草进行了多态性分析,共获得3036条带,其中多态性条带为636条,每对引物平均提供42个多态性标记信息。基于UPMGA方法得到的聚类分析结果表明46个烟草品种间的遗传相似系数为0.67～0.98,聚类分析可将这46个品种划分为2个大类群,同种类型的烟草基本聚合在同一种类群中,表明SRAP标记是适合烟草种质资源遗传多样性研究的。     

利用ISSR分析贵州部分烟草品种(系)的遗传关系

利用ISSR标记,对12个贵州地方品种(系)和5个贵州主要种植品种分析亲缘关系。结果显示,有23条ISSR引物在烟草上能扩出清晰条带,其中9条引物能扩增出明显多态,能把17个品种(系)区分开。利用NTSYS 2.0软件对多态条带进行统计;用SimQual计算遗传相似系数,遗传相似系数在0.2127~0.7872之间变动。根据UPGMA进行聚类分析结果表明,17个品种(系)可以分为3个组群。     

烤烟CMV抗性基因QTL定位

利用SSR 技术,在抗CMV 烟草中发掘与抗病基因紧密连锁的分子标记,目的是为抗病基因的定位克隆以及培育抗病新品种奠定基础。本研究以抗CMV 的烤烟品种台烟8 号、感病品种NC82 为亲本,构建BC₁ 代分离群体,对其进行抗性遗传分析。对分布于烟草24 条连锁群上的2317 个SSR 位点进行了多态性筛选,获得了62 个稳定多态性标记,利用这些标记对288 株BC₁群体分型数据,用WinQTLCart2.5 进行分析,找到一个与抗性相关的QTL,LOD 值为2.6。研究结论表明,台烟8 号对CMV 的抗性由多基因控制,标记53735 与抗性QTL 紧密连锁,遗传距离为0.1 cM,该QTL 位于10 号连锁群,贡献率为13%。     

基于SLAF-seq技术的烟草抗CMV主效QTL定位

烟草花叶病（CMV）是烟草主要病害之一,筛选与CMV抗病QTL紧密连锁的分子标记是烟草抗病分子育种的重要部分。本研究以抗病材料台烟8号和感病材料NC82为亲本,获得BC1群体,构建抗、感池。采用BSA和SLAF-seq技术开发CMV抗病相关SNP分子标记,共获得180 370个SLAF标签,经分析后获得6156个多态性SNP标记。利用SNP-index分析方法,发现两个与CMV抗病高度关联的区域。利用这些分子标记成功定位到了两个CMV抗病相关QTL,其中一个QTL定位于Chr01上的55.72~60.44 Mb区间内,区间大小为4.72 Mb;另一个则定位于烟草Chr18上的44.21~48.70 Mb区间内,区间大小为4.49 Mb。在关联到的QTL区间内设计分子标记可以用于烟草抗CMV育种的辅助选择。     

利用DH群体构建烤烟分子标记遗传连锁图

以烤烟品种SpeightG-28和NC2326杂交得到的137个DH系为作图群体材料,通过ISSR和RAPD标记的遗传连锁分析,构建了包括27个连锁群、由10个ISSR标记和147个RAPD标记组成的烤烟分子标记遗传连锁图。该图谱覆盖长度1838.2cM,平均图距14.1cM。连锁群上有22个分子标记表现偏分离,其中10个集中在连锁群LG9上,其余分散在不同连锁群。这是国内外构建的第一张烤烟分子标记遗传连锁图,为烤烟性状的基因定位及分子标记辅助选择奠定了良好基础。