基于烟草叶绿体基因组和线粒体基因组SSR标记的烟属植物遗传多样性分析

利用本实验室前期开发的烟草叶绿体基因组和线粒体基因组SSR标记,对属于3个烟草亚属、9个组共35份野生烟草种质资源进行了遗传多样性分析。利用20对SSR引物在35份野生烟草材料中共扩增获得176个多态性条带,每对SSR引物可检测的多态性条带数为2~19个,平均为8.8个。35份材料间遗传相似性系数(GS)在0.20~1.00之间,平均为0.57,表明烟属种间的遗传多样性丰富,遗传差异较大,亲缘关系较远。虽然3个亚属间的界限不明显,但在适当的遗传相似性系数条件下,除香甜烟草组外,35份野生烟草按其组可清晰地聚为7类,表明2种细胞器基因组SSR标记适合用于烟草种间进化、分类、遗传分析等方面研究。     

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。     

基于RAD重测序技术开发烟草品种SNP位点

利用限制性内切酶位点标签（RAD）技术,通过对10份供试烟草材料的基因组简化重测序,发掘了烟草高通量SNP位点,为烟草基因组学提供标记信息。结果表明,本研究共获得了44.33 Gb的Clean data数据,平均覆盖度1.01 X,共鉴定到291 770个SNP位点,SNP位点间的平均间距为10.066±29.801 kb。发掘到的SNP位点能够覆盖整个基因组,但在不同染色体部位上的分布密度存在一定差异,在17号染色上半臂的存在一段大范围的SNP密集区域。SNP变异类型以转换为主,通过功能注释在基因区域发现45 049处SNP位点。利用SNP分型信息,计算了供试品种间的遗传距离,平均为0.29,台烟8号的遗传背景与其他品种相对最远。该结果将为烟草QTL定位、候选基因发掘、亲本组配等研究提供科研依据。     

同科植物SSR引物在烟草遗传差异分析中的应用研究

为丰富分子标记类型,加速烟草种质资源遗传多样性的研究利用,从番茄、辣椒的SSR引物中选择22对SSR引物,用遗传差异较大的14个烟草材料筛选引物,应用筛选出的引物对24份烤烟材料进行扩增,分析其遗传差异性。22对SSR引物中筛选出8对重复性好、多态性高的引物。8对引物在24份烤烟材料中共检测到98条遗传多态性带,引物多态信息量变化范围为0.451～1,平均0.646。品种间的遗传相异系数变异范围为0.3445～0.8626,平均0.6052。引物9扩增的谱带可把24个品种完全区分开。在遗传距离为0.62水平可将24份材料聚为四大类,其聚类结果与实际亲缘关系基本一致。因此,同科植物的SSR引物能较好地从分子水平上揭示烟草种质资源遗传背景和亲缘关系,可以应用于烟草品种资源的遗传差异分析。     

利用GBS技术开发烟草SNP标记及遗传多样性分析

研究烟草种质资源的遗传背景,为烟草种质资源的高效利用提供依据。采用GBS （genotyping-by-sequencing）技术,挖掘92份烟草种质资源的SNP位点,并进行遗传多样性和遗传结构分析。结果表明,测序共获得了147.165 Gb数据,平均每个样本1.599 Gb,筛选后共获得93 685个高质量的SNP位点;不同地理来源烟草群体等位基因数（Na）为1.27~1.93,观测杂合度（Ho）变化范围为0.22~0.76,期望杂合度（He）为0.32~0.59,多态性位点数（PLN）范围为15 877~44 249,多态性位点比率（PPL）为26.61%~74.17%,遗传多样性指数（H）为0.19~0.52,遗传距离（GD）为-0.0148~0.3849。基于遗传距离的NJ聚类将材料划分为两个类群;群体遗传结构分析表明,本研究所用材料基于模型可划分为4个亚群。通过GBS技术得到的测序数据量较大且质量较高,群体多态性较高,整体遗传多样性偏低,群体结构划分与种质来源不完全相关。     

粤糖系列甘蔗品种遗传多样性的SSR分析

从56对SSR引物中筛选出18对多态性较好的引物,对18个粤糖系列甘蔗品种的遗传多样性进行分析,结果表明,每对引物的多态性位点平均为13.8个,多态性位点率为64.6%.18个甘蔗品种的遗传相似系数在0.5555～0.7597之间,平均为0.6762,遗传多样性属中等水平.遗传相似系数分析认为,粤糖83-271与粤糖93-159亲缘关系最近(GS=0.7597),其次是粤糖81-3254与粤糖92-1287(GS=0.7467).聚类分析在D=0.6300水平上把18个粤糖品种分为2大类,在系谱中亲缘关系密切的品种大多数都可以聚在一起.     

烤烟种质资源SSR核心引物的筛选及验证

为筛选到适合烤烟品种利用的核心引物,准确评价烟草种质资源遗传多样性和亲缘关系,利用5份遗传差异明显的烤烟种质对分布于烟草24条连锁群上的2317对SSR引物进行初步筛选,筛选出70对引物。再利用20份不同地理来源的烤烟种质对初筛引物进行复筛,最终确定24对核心引物。利用核心引物对20份烤烟种质进行遗传多样性分析,共得到85个多态性位点,平均PIC值为0.52,平均等位位点数为3.54。同时对这20份烤烟种质进行聚类分析和主坐标分析,验证24对核心引物的有效性。结果显示,两种研究方法结论一致,与种质亲缘关系吻合度较高。表明该SSR核心引物体系准确有效,可以适用于烤烟种质资源鉴定和遗传多样性分析。     

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。     

烤烟种质资源遗传多样性和群体结构及亚群特异性研究

筛选多态性丰富的16对SRAP引物,对不同地理来源的276份烤烟资源的遗传变异进行分析,结果表明:16对SRAP引物共检测出611个等位位点,平均每对引物对38.19个,多态性较高;国外烤烟品种遗传多样性高于国内品种,贵州烤烟品种遗传多样性水平较低;NJ法聚类、PCA分析和STRUCTURE群体结构分析结果相互吻合,证明烤烟是与地理来源和亲缘关系密切相关的资源群,贵州烤烟资源形成了独立的组群,其遗传背景独特;各烤烟群体拥有独立的特有和特缺等位位点,群体间互补等位位点丰富,利用国外品种来拓宽国内烤烟品种的遗传基础最具潜力。     

单核苷酸多态性在多倍体作物油菜中的研究进展

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）是新型分子标记,广泛存在于生物基因组中,在人类及动物的许多研究领域得到了应用,但是在油菜等一些重要的多倍体植物中应用较少。本文以油菜为例,对作物中常用的SNP开发及检测方法作了概述,其中包括第二代测序方法和SNP芯片等快速发展的新技术;综述了SNP在油菜基因定位、遗传多样性研究、全基因组关联分析等研究中的应用进展;讨论了作物SNP研究的发展趋势;以期为SNP在油菜等重要多倍体作物中广泛应用提供参考。     

基于SSR标记的花生品种遗传多样性分析

从212对SSR标记引物中筛选出48对引物,对63份花生品种进行遗传多样性分析,共得到251个等位变异,变异范围为2~13个,平均每个标记位点有5.23个变异;48个SSR标记的多态性信息含量为0.252~0.873,平均为0.647;63份材料的遗传多样性指数为0.508~2.243,平均值为1.272;品种间的遗传相似系数在0.657~0.960之间,不同类型的花生品种间的遗传相似性较小,不同来源花生品种间的亲缘关系也较远;聚类分析结果表明,63个花生品种在遗传相似系数为0.74处分为4大类,聚类分析结果与传统的花生分类结果吻合。     

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。      

江苏中烟核心原料产区烤烟品种遗传分析及分子身份证构建

烟叶原料的稳定性、一致性是保障烟草工业公司产品高质量发展的关键，有效区分和鉴别烟叶原料是当前工业公司亟需解决的难点。本研究以江苏中烟核心原料产区主栽的23个烤烟品种为材料，利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，从212对SSR引物中最终筛选出12对多态性高且条带清晰的引物，等位基因数介于2～5，多态性信息含量介于0.333 8～0.571 1。聚类分析发现，各品种按照遗传背景聚为4类；群体遗传结构和主成分分析均将供试材料划分为2个亚群，且类群内各品种的分布结果高度一致，与种质亲缘关系吻合度较高。该组引物高效可靠，可用于烤烟品种的DNA指纹图谱构建和遗传多样性分析。本研究可为江苏中烟核心产区主栽烤烟品种的育种利用和烟叶原料鉴定提供理论依据。     

《烟草科技》2017年第11期目次

正·烟草农学应用SNP标记分析24份烟草品种的遗传多样性……………………………………张剑锋,罗朝鹏,何声宝,等烟草根黑腐病菌ISSR标记的遗传多样性分析……………………………………窦彦霞,徐林,马冠华,等     

十个白灵菇栽培菌株的遗传多样性分析

本研究采用RAPD 技术对10 个不同的白灵菇株系进行遗传多样性分析。经过筛选得到的4 种随机引物共扩增出52 条DNA 片段,其中多态性条带44 条,多态性位点频率为84.6%,说明通过RAPD 扩增获得的白灵菇10个株系的遗传指纹图谱多样性丰富。利用Popgen32 生物学软件计算各株系间遗传距离并构建系统进化树,在分子水平上确定了10 个白灵菇株系间的亲缘关系,可为进行更科学、准确分类提供参考依据。     

《烟草科技》2017年第11期目次

<正>·烟草农学应用SNP标记分析24份烟草品种的遗传多样性……………………………………张剑锋,罗朝鹏,何声宝,等烟草根黑腐病菌ISSR标记的遗传多样性分析……………………………………窦彦霞,徐林,马冠华,等     

馒头色泽与质构性状的GWAS分析

为从分子水平研究控制馒头色泽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)标记对馒头色泽与质构性状进行关联分析。结果检测到276个馒头色泽性状显著关联位点,其中23个极显著(P 0. 000 1)关联位点,30个高遗传贡献率位点(R~210%),9个位点在2个以上环境中检测到,分布于小麦21条染色体中的13条。检测到23个与馒头质构性状存在显著关联的多效性位点,分布于小麦的15条染色体,本研究所得到的这些标记为结合分子育种技术改良馒头用小麦品种提供了有价值的参考。     

云南品牌卷烟主体烟叶原料的ISSR多态性分析及标记

为考察云南品牌卷烟主体烟叶原料的遗传多样性,从27个ISSR引物中筛选出7个引物,分别在17份烟草材料中进行PCR扩增。结果显示,能够产生40条稳定的条带,其中多态性带28条。通过UPGMA聚类分析,将17个烤烟品种分为2类。品种间遗传相似指数范围为0.50~1.00。同时,利用1个多态性强的ISSR引物、通过聚丙烯酰胺凝胶可以将这17份烤烟材料区分开,每个品种均有各自独特的指纹图谱,表明ISSR标记适于烟草品种鉴定和遗传多样性分析。     

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。     

烟草种质材料TSNA含量的关联分析

摘要:利用分布于烟草24个染色体的具多态性的SSR标记和MFLP标记,分析24份烟草种质材料的遗传多样性,在此基础上对烟叶中烟草特有亚硝胺（TSNA）含量的表型变异与标记多态性进行关联分析。结果显示,33对MFLP引物和28对SSR引物在24份烟草材料中共发现188个多态位点;群体结构分析将24份烟草材料分为3个亚群,且亚群划分与烟草类型（烤烟、晾晒烟和白肋烟）基本一致;关联分析发现1个SSR位点和6个MFLP位点至少与1种TSNA含量的相关性在P<0.01水平上显著,其中标记MFLP26与烤后烟叶中NNN含量的相关性极显著（P<0.001）,表型变异解释率最高（R2=0.5831）。因此,这些显著关联的分子标记可为筛选低TSNA含量的烟草材料提供参考。