13份o2玉米自交系的SSR标记遗传多样性分析
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玉米品种选育中的遗传多样性分析随着人类生产力的不断提高和科技的不断进步,农业生产的规模和产量也在不断提高。
作为世界上最主要的粮食作物之一,玉米的品种选育显得尤为重要。
玉米品种选育的过程可以分为多个环节,而其中遗传多样性分析则是其中最为重要的一个环节之一。
什么是遗传多样性分析?遗传多样性分析是一种用于研究物种遗传多样性的手段。
通过对同种物种个体进行基因分析和测序,可以研究不同个体之间的遗传差异以及基因型的分布特征。
遗传多样性分析是现代遗传学和分子生物学研究领域中的重要手段,对于各种生物种群的进化历程和生态适应机制的研究都具有重要的意义。
玉米品种选育中的遗传多样性分析在玉米品种选育中,遗传多样性分析的目的是通过对不同玉米品种个体的基因信息进行分析,研究玉米个体之间的遗传差异以及基因型分布规律,为育种者提供更全面的遗传信息,从而研发出更加优质高产、适应环境更广泛的新品种。
对于遗传多样性分析的新型技术,如基于SNP、SSR和RAPD等技术的多样性分析有助于区分不同设施样本,并估计育种家育种程序中克隆选择,通过分析配合基因型和表现型组成的高密度遗传地图以及基因组数据,对某一特定品种的遗传基础和遗传资源进行评估和分析,从而为玉米育种提供更为精确、准确的数据信息。
同时,对于玉米遗传多样性数据的分析还可以为我们了解其遗传机理提供帮助,为筛选优良品质、适应性强、抗逆能力高的玉米品种提供参考,进一步推动玉米育种的高效、可持续发展。
需要注意的是,虽然遗传多样性分析对玉米育种和品种选育有着重要的意义,但是在进行遗传多样性分析的同时也需要注重保护物种的多样性和遗传资源。
在进行玉米遗传多样性分析的过程中,我们应该充分尊重和保护物种的自然遗传资本,同时也应该探索新的玉米品种选育途径和技术手段,为全球粮食生产的可持续性发展做出贡献。
结论总之,遗传多样性分析在玉米品种选育中具有不可或缺的重要作用。
科学家通过对玉米遗传数据的分析,为玉米育种和品种选育提供了更加丰富和全面的遗传信息,从而推动了玉米育种的高效、可持续发展。
玉米常用的分子标记
玉米是世界上最重要的粮食作物之一,因此对其进行研究至关重要。
分子标记是一种重要的研究工具,可以用于识别不同品种之间的遗传差异。
下面介绍几种常用的玉米分子标记。
1. SSR(简单序列重复)标记:SSR标记是通过检测DNA中特定序列的重复次数来识别遗传差异的。
它们通常可以用PCR扩增并通过凝胶电泳进行测定。
SSR标记在玉米遗传学和品种鉴定中被广泛使用。
2. SNP(单核苷酸多态性)标记:SNP标记是通过检测DNA中单个核苷酸的变异来识别遗传差异的。
它们通常可以通过基因芯片技术进行分析,是分子标记中最常用的。
3. RAPD(随机扩增多态性DNA)标记:RAPD标记是通过随机扩
增DNA片段来识别遗传差异的。
它们通常可以用PCR扩增并通过凝胶电泳进行测定。
RAPD标记在玉米遗传学和种质资源研究中被广泛使用。
总之,分子标记技术为玉米遗传学和育种研究提供了重要的工具,有助于识别品种之间的遗传差异和进行基因组分析。
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中国主要玉米自交系遗传多样性分析(文献综述)玉米育种的首选技术路线是利用杂种优势(张世煌,2001)。
因此系统研究种质的遗传多样性,进而划分杂种优势群、构建杂种优势模式,一直是国内外玉米育种研究的热点。
这一研究不但有利于克服组配杂交组合的盲目性、提高育种效率,同时对于拓宽种质资源和克服种质的遗传脆弱性也十分重要。
在全面了解种质间遗传关系的基础上,合理准确地划分杂种优势群和构建杂种优势模式,可以为自交系选育 (尤其是二环选系 )、群体合成与改良、杂交种选配及育种研究管理等工作提供理论基础(谢俊贤,2001)。
1 国内外玉米种质研究现状1.1 杂种优势群和杂种优势模式杂种优势群(Heterosis group)是指遗传基础广阔,遗传变异丰富,具有较多的有利基因,较高的一般配合力(GCA),种性优良的育种基础群体。
是在自然选择和人工选择作用下经过反复重组种质互渗而形成的活基因库。
从中可不断分离筛选出高配合力的优良自交系(李竞雄,1983;刘纪麟,1991)。
杂种优势模式(Heterosis pattern)是指两个不同杂种优势群之间具有较高的基因互作效应,具有较高的特殊配合力(SCA),相互配对成为产生强优势的模式。
从配对的两个优势群分别选出的优良自交系之间,出现强优势杂交种的几率也相应较高(李竞雄,1983;刘纪麟,1991)。
划分杂种优势群和构建杂种优势模式是玉米种质分析的主要内容,也是玉米育种中关键性的基础工作。
1.2 国外的研究现状杂种优势理论应用于玉米生产始于20世纪30年代,美国最早根据远缘优势的原理划分出两个杂种优势群,并据此构建出第一对杂种优势模式Lancaster×Reid,这已成为经典模式被广泛应用于玉米育种工作中(刘纪麟,1991)。
随着研究的深入,美国的种质基础清晰地分为依阿华坚杆综合种(BSSS)、Reid黄马牙(Reid-YD)和Lancaster(LCS)三个种质系统(Melchinger et al,1991)。
玉米品种鉴定技术规程 ssr标记法SSR(Simple Sequence Repeat)标记法是一种用于玉米品种鉴定的技术规程。
以下是关于玉米品种鉴定技术规程 SSR 标记法的一些基本信息:1. SSR 标记的原理:SSR 标记是基于短小简单重复序列的分子标记技术。
这些重复序列在基因组中广泛存在且具有高度多态性。
通过设计特定的引物,可以扩增并检测这些 SSR 标记,从而识别不同品种之间的差异。
2. DNA 提取:从待鉴定的玉米样本中提取高质量的 DNA 是进行 SSR 分析的重要步骤。
通常使用适当的 DNA 提取方法,如 CTAB 法或商业试剂盒。
3. SSR 引物设计:针对玉米基因组中的 SSR 位点,设计特异性的引物对。
这些引物可以根据已发表的玉米 SSR 数据库或通过自行开发来获得。
4. PCR 扩增:使用设计的 SSR 引物对,对提取的 DNA 进行 PCR 扩增。
PCR 反应条件可以根据引物的特性和设备要求进行优化。
5. 电泳和凝胶分析:扩增产物通过电泳在琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶上进行分离。
根据 SSR 标记的大小差异,可以观察到不同的电泳条带。
6. 数据分析:对电泳结果进行分析,记录每个品种的 SSR 标记图谱。
通过比较不同品种之间的图谱差异,可以鉴定出品种的独特特征。
7. 品种鉴定:根据 SSR 标记的多态性和品种特有的图谱模式,可以对玉米品种进行准确的鉴定和区分。
需要注意的是,SSR 标记法需要专业的实验室设备和技术操作,同时也需要对玉米基因组和 SSR 标记的相关知识有一定的了解。
在进行品种鉴定时,建议遵循相关的标准操作程序和实验室安全规范。
SSR分子标记技术及其在构建玉米DNA指纹库上的应用摘要SSR分子标记技术是在PCR基础上发展起来的一种DNA多态性检测技术,已广泛应用于植物基因组研究的各个领域。
概述了SSR标记的原理、类型、功能及其引物的来源,利用SSR构建玉米DNA指纹库的进展,玉米DNA指纹库在品种鉴定、品种保护及品种监测等方面的应用等,以为玉米品种的研究提供参考。
关键词SSR分子标记;玉米;DNA指纹库;应用AbstractSimple sequence repeat(SSR)markers on the basis of PCR as a technology of detection DNA polymorphism have been widely used in the studies of plant genome research in some fields. In the paper,the theories,types,functions and sources of primers by SSR marker were clarified. Then the processes of maize DNA fingerprinting pool construction by SSR were elaborated. Finally the application of maize DNA fingerprinting pool on cultivar identification,cultivar protection,cultivar detection et al was pointed to take references for maize varieties research.Key wordsSSR molecular marker;maize;DNA fingerprintingdatabase;application玉米是一种重要的饲用、粮用和工业加工作物,在国民经济中占有重要的地位。
玉米自交系的遗传多样性分析及杂种优势群划分摘要:收集具有丰富遗传多样性的种质资源是玉米育种的前提,通过对资源进行杂种优势群的划分可以显著提高育种效率。
本研究利用135对InDel分布在玉米10条染色体上的分子标记引物,系统分析了491份玉米自交系的遗传多样性,结果显示标记多态性信息量变化范围为0.255~0.678。
通过计算遗传相似值(GS),上述材料被划分成8个包括Reid 群、Lancaster群、四平头群和PB群的杂种优势群。
本研究结果为组配优良玉米杂交种提供了遗传信息。
关键词:玉米;分子标记;遗传多样性;杂种优势群;遗传相似性;InDel标记中图分类号:S513.03文献标志码:A文章编号:1002-1302(2015)11-0107-03收稿日期:2015-08-24基金项目:江苏省自然科学基金(编号:BK20141385);江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(13)3060]。
作者简介:林峰(1978―),男,博士,助理研究员,主要从事遗传育种研究。
E-mail:flinlc@。
通信作者:赵涵,博士,研究员,主要从事作物遗传育种研究。
Tel:(025)84390751;E-mail:zhaohan@。
杂种优势是指2个遗传组成不同的生物体杂交后的杂种一代在生长势、生活力、抗逆性、产量及品质等方面优于双亲的现象。
利用杂种优势获得总体性状优于亲本的杂交种是现代育种的重要手段之一。
而杂种优势群集中了大量有利基因,群间自交系杂交时往往可以获得较大的杂种优势。
因此,杂种优势群的划分有助于自交系改良和杂交种选配,对杂交育种具有重要意义。
玉米是典型的异交作物,杂种优势明显。
玉米中最早的一对杂种优势模式是Reid×Lancaster,2003年,Hallauer提出了BSSS-Tuxpeno和non-BSSS-non-Tuxpeno两个杂种优势列(Heterotic Alignment)的概念,又称SS和NSS群[1],这一模式大大促进了玉米种质的扩增、改良和创新,得到了广泛应用。
山东农业大学硕士专业学位论文一、引言玉米原产于南美洲,大约在十六世纪中期,中国开始引进玉米,十八世纪又传到印度。
到目前为止,世界各大洲均有玉米种植,是当今世界重要的粮食作物之一,也是集粮、饲、经“三元一体”的优势作物。
我国是一个农业大国,是世界第二大玉米生产国。
玉米在粮食生产中的作用举足轻重,在国民经济中占有重要地位。
自新中国成立的60多年来,玉米在解决温饱问题、保障粮食和饲料安全、发展国民经济以及缓解能源危机等方面发挥了重要作用。
近年来,随着我国现代农业的快速发展,以及人民生活水平的改善和工业加工能力的不断提高,我国玉米消费量迅速增加,玉米消费结构发生了根本性变化,即由解决温饱的主要粮食作物,发展成为禽畜饲料、工业原料、餐桌副食、能源作物四位一体的多样化格局,特别是近年来再生能源(汽油醇)与精深加工(化工醇)领域赋予了玉米新的内涵,工业加工比例急速增长,多元需求使玉米成为21世纪举足轻重的战略资源。
近50年来,我国玉米育种取得了举世瞩目的成就。
玉米品种完成了6次更新换代,并且使优良品种在粮食增产中的贡献率达到了30%以上n1。
我国玉米优良品种的广泛使用,加上良好的栽培技术,是我国近年来玉米产量稳步提高的关键因素,为保障粮食安全和缓解能源危机做出了巨大的贡献。
玉米是我国重要的粮食和饲料作物。
据测算,2030年我国人口将达到16亿,如果按玉米占粮食份额的四分之一计算,到2030年我国玉米的总产应达到1.6亿一1.75亿吨。
在玉米播种面积不变的情况下,要求玉米单产在1998年351公斤/亩的基础上,年均增长5公斤庙才能基本满足对玉米的需求乜1。
因此,提高玉米产量对我国农业发展,乃至国民经济的稳定增长十分重要。
1.1玉米种质资源研究与利用现状1.1.1种质资源的概念作物种质资源(GermplamResources)Y..被称为物遗传资源(GeneticResources),指亲代传递给子代的遗传物质,是控制生物本身遗传和变异的内在因子n1。
基于生殖性状的玉米自交系遗传多样性与遗传距离分析作者:郭海斌景颖冯晓曦许海涛张军刚来源:《山东农业科学》2024年第03期摘要:为提高玉米白交系种质资源的利用效率,充分了解白交系的遗传基础,探明白交系种质资源间的亲缘关系,本试验田间种植30个玉米骨干白交系,分别对其18个生殖性状进行遗传变异、主成分和聚类分析,研究自交系种质的遗传多样性与遗传距离。
结果表明:雄穗分枝数、苞叶重、雄穗长、轴粗、秃尖长变异系数均大于10%,变异丰富度高,粒长、穗行数、最长苞叶长、穗长、穗粗变异系数均小于2%,稳定性相对较高;遗传多样性指数(H')为0.68-2.09,平均值为1.51,百粒重遗传多样性指数最大,苞叶层数遗传多样性指数最小;变异系数越大遗传多样性指数越高。
主成分分析得出,前7个主成分对变异的累积贡献率达77.39%;以主成分得分值为坐标的二维排序图可得出,自交系7922、驻136、ZM7211、H1613、驻85、2IH86、浚92-8、M017遗传多样性丰富。
不同自交系间欧式距离变化范围为0.002-0.161,平均欧式距离0.031;在欧式距离为0.03时可将30个自交系划分为5个类群,在欧式距离0.01处则可进一步将其分成13个亚类,亚类间平均遗传距离为23.10。
综上可知,根据不同育种日标选择相应的杂优模式可以提高白交系种质资源的利用效率,从而加快玉米品种的培育进程。
关键词:玉米;白交系;生殖性状;主成分分析;聚类分析;遗传多样性指数;遗传距离中图分类号:S513.01 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2024)03-0032-11玉米(Zea mays L.)是雌雄同株、异花授粉作物,呈典型的极端近交衰退和显著杂种优势。
自交系作为玉米杂交种组配的种质资源,是杂种优势形成的主要前提。
雄穗、苞叶、籽粒、穗轴是玉米白交系重要的生殖器官:雄穗是花粉形成的重要繁殖器官:苞叶紧裹穗轴,成为雌穗生育保护的天然屏障;穗轴作为籽粒发育的重要载体,与苞叶一起保障籽粒的健康和生长。
玉米品种鉴定技术规程 ssr标记法玉米(Zea mays L.)是世界上最重要的粮食作物之一,具有广泛的生态适应性和经济价值。
为了满足农业生产的需求和科学研究的需要,科学家们开发了多种玉米品种,并针对其进行了鉴定和分类。
其中,SSR标记法是一种常用的玉米品种鉴定技术规程,本文将重点介绍该技术规程的原理和步骤。
SSR(Simple Sequence Repeat)标记法是一种基于已知序列的重复单元寻找多态性位点的分子标记技术。
其原理是利用多态性位点的存在或不存在来鉴定不同的品种。
在玉米品种鉴定中,研究人员根据SSR标记法的原理,选取一些具有丰富多态性的SSR标记位点,通过PCR扩增和凝胶电泳等技术手段,检测和分离出目标位点,并根据目标位点的存在与否来判定玉米品种。
玉米品种鉴定的具体步骤如下:1. 提取玉米DNA:玉米DNA的提取是进行SSR标记法鉴定的关键步骤。
通常采用的方法是将玉米叶片或种子样品经过粉碎处理,使用提取试剂将DNA从细胞中分离出来。
2. PCR扩增:PCR(Polymerase Chain Reaction)是一种通过体外合成技术快速扩增特定DNA片段的方法。
在玉米品种鉴定中,选择目标SSR标记位点进行PCR 扩增,采用合适的引物组合和PCR条件,使目标位点得到特异性扩增。
3. 凝胶电泳:凝胶电泳是一种常用的分子生物学技术,用于分离和鉴定扩增产物。
将PCR扩增产物与DNA分子量标记物一同加载到琼脂糖凝胶孔中,施加电场后,根据扩增产物的大小,观察和记录目标位点的迁移距离。
4. 结果分析:通过观察凝胶电泳图像,可以判断目标位点的存在与否以及不同品种之间的差异。
如果目标位点在某个品种中存在,而在其他品种中不存在,则可以判定该品种具有独特的SSR标记,从而进行鉴定和分类。
SSR标记法作为一种快速、准确、可重复的玉米品种鉴定技术规程,广泛应用于玉米遗传育种和种质资源保护等领域。
它不仅可以用于鉴定玉米品种的纯度和纯度保持,还可用于种质资源的评价、亲源分析和遗传多样性研究等方面。
SSR标记在玉米研究中的应用研究进展SSR(Simple Sequence Repeats)是一类分子标记,在玉米研究中被广泛应用于遗传多样性分析、种质资源评价、亲缘关系确定、基因定位与连锁图构建、优良品种选育等方面。
随着分子生物学、生物信息学和基因组学等领域的快速发展,SSR标记的应用也得到了不断加强和拓展。
一、遗传多样性分析遗传多样性是指种群或个体间基因型和表型的差异程度。
通过SSR标记的多态性分析,可以准确测定玉米种质资源的遗传多样性水平,评估品种的亲缘关系,为玉米育种提供依据。
通过分析遗传多样性,可以发现不同地理分布的玉米亚种之间的遗传差异,从而为玉米的种质创新和种质改良提供理论指导。
二、新品种选育在玉米育种中,新品种的选育需要对大量的种质资源进行筛选和评估。
SSR标记可以帮助鉴定表现良好的亲本,加速杂交配制和品质改良过程。
通过SSR标记与目标性状之间的关联分析,可以筛选出与特定性状相关的分子标记,缩短选育周期,提高选育效率。
SSR标记也可用于品种纯度鉴定和品种保护。
三、基因定位与连锁图构建SSR标记常用于基因定位和连锁图构建,有助于了解玉米基因组结构和基因座间的遗传距离。
通过标记与性状的关联分析,可以找出与目标性状相关的分子标记,进而鉴定和定位相应的基因。
SSR标记的高度多态性和均匀分布特性,为构建高密度的连锁图提供了可靠的工具,促进了玉米的分子遗传学研究。
四、种质资源评价SSR标记可以帮助对玉米种质资源进行鉴定和评价。
通过遗传多样性的分析,可以评估遗传资源的丰富性和多样性。
通过SSR标记的分析,可以揭示种质资源中的关联关系和遗传背景,为玉米育种提供合适的亲本材料和育种策略。
SSR标记在玉米研究中有着广泛的应用。
通过对遗传多样性的研究,可以了解玉米种质资源的多样性和遗传背景,为玉米育种提供理论依据。
通过与目标性状的关联分析,可以筛选出与特定性状相关的分子标记,加速选育过程。
通过基因定位和连锁图构建,可以了解玉米基因组结构和基因座间的遗传距离。
SSR分析遗传多样性SSR(Simple Sequence Repeat,简称SSR),也称为微卫星分子标记,是一类单核苷酸序列的重复结构,广泛分布在基因组中。
SSR具有高度多态性、遗传稳定性好、易于分析和重复性高等优点,因此在遗传多样性研究中得到广泛应用。
首先,选择适当材料是进行SSR分析的基础。
一般来说,选择具有代表性的材料样本,包括不同种群、地理分布范围广等特点的样本,以最大程度地反映种群的遗传多样性。
样本采集时应注意确保样本的纯度,避免杂交或污染。
同时,还要保证样本数量足够,以提高分析的准确性与可靠性。
其次,进行实验方法。
SSR分析主要包括DNA的提取、PCR扩增和基因分型三个步骤。
DNA提取是获取样本基因组DNA的关键步骤,要注意选择适当的提取方法,以保证提取的DNA质量和纯度。
PCR扩增是从样本DNA中扩增出所需的微卫星DNA序列,需要根据相关文献选择适当的引物。
在PCR扩增过程中,要注意避免扩增偏倚,并进行质控措施以确保扩增产物的准确性。
基因分型是利用PCR扩增得到的扩增产物进行电泳分析,可以采用聚丙烯酰胺凝胶电泳或毛细管电泳等方法。
电泳分析结果可用于构建遗传图谱、计算遗传相似性和种群遗传结构等。
最后,进行数据分析。
根据电泳分析结果,我们可以计算各个样本的等位基因频率和遗传多样性指数等。
等位基因频率是指不同等位基因在样本中的占比,可以用于估计种群的遗传多样性和变异程度。
遗传多样性指数包括多态信息内容(PIC)、香农信息指数(I)和Weir&Cockerham's Fst等。
PIC是一种测量位点多态性的指标,I是一种描述群体内基因多样性的指标,Fst则是一种测量种群间基因流动程度的指标。
这些指标的计算可以借助计算机软件进行。
总结来说,SSR分析遗传多样性是一种重要的分子标记技术,其研究流程包括材料选择、实验方法和数据分析等步骤。
通过SSR分析,可以揭示不同种群之间的遗传多样性特征,为种质资源鉴定、基因组定位和保护物种等方面的研究提供重要依据。
ssr分子标记技术及其在玉米种子鉴定上的应用随着现代农业的发展,种子质量的鉴定变得越来越重要。
其中,分子标记技术成为了种子鉴定的重要手段之一。
SSR分子标记技术是一种基于DNA序列多态性的分子标记技术,具有高度的稳定性、可重复性和高度的信息含量。
本文将介绍SSR分子标记技术及其在玉米种子鉴定上的应用。
一、SSR分子标记技术的基本原理SSR分子标记技术是基于DNA序列上短重复序列的多态性而开发的一种分子标记技术。
这些短重复序列通常为2-6个碱基的重复序列,如ATATAT、AGAGAG等。
在不同个体中,这些短重复序列的重复次数和排列方式不同,因此可以用作分子标记。
SSR分子标记技术的基本原理是:首先从待分析的DNA样品中提取出DNA,并使用PCR技术扩增出含有SSR位点的DNA片段。
然后,利用电泳技术将扩增出的DNA片段分离出来,并通过染色体特异性的显色剂进行染色。
最后,通过比较不同个体的DNA条带图谱,确定不同个体之间的遗传差异。
二、SSR分子标记技术在玉米种子鉴定中的应用SSR分子标记技术在玉米种子鉴定中的应用主要体现在以下几个方面:1.玉米品种的鉴定SSR分子标记技术可以通过比较不同玉米品种的DNA条带图谱,确定不同品种之间的遗传差异。
这种方法比传统的形态学鉴定方法更为准确和可靠。
2.杂交种子的鉴定杂交种子是由不同品种的玉米杂交而成的,因此杂交种子的遗传背景比较复杂。
使用SSR分子标记技术可以快速准确地鉴定杂交种子的亲本品种,有助于杂交育种的进展。
3.种子纯度的鉴定种子纯度是指种子中所含的杂质和其他品种的比例。
使用SSR分子标记技术可以准确地鉴定种子的纯度,有助于保证种子的品质和纯度。
4.种子存储的鉴定种子存储过程中,可能会发生一些突变和遗传变异,从而影响种子的品质和纯度。
使用SSR分子标记技术可以快速准确地鉴定种子存储过程中的遗传变异,有助于提高种子的品质和纯度。
三、SSR分子标记技术在玉米种子鉴定中的应用案例1.玉米品种的鉴定一项研究使用SSR分子标记技术对中国南方地区的20个玉米品种进行了鉴定。
SSR分析遗传多样性1 SSR简介简单重复序列,也称微卫星(SSR),其串联重复的核⼼序列为1-6bp,其中最常见的是双核苷酸重复,即(CA)n和(TG)n,在植物基因组中(AT)n最多,长度⼀般在100bp以内。
尽管微卫星DNA分布于整个基因组的不同位置,但其两端序列多是保守单拷贝序列,因此可以根据这两端的序列设计以对特异引物,通过PCR技术将其间的核⼼微卫星DNA序列扩增出来,利⽤电泳分析技术就可以获得其长度多态性。
SSR标记的⾼度多态性主要来源与串联数⽬的不同。
根据分离⽚段的⼤⼩决定基因型,并计算等位基因发⽣频率。
2 SSR的分类根据SSR核⼼序列排列⽅式的不同,可分为3种类型:1)完全型,指核⼼序列以不间断的重复⽅式⾸尾相连构成的DNA。
如:ATATATATATATATATATATATATATATATATAT;2)不完全型,指在SSR的核⼼序列之间有3个以下的⾮重复碱基,但两端的连续重复核⼼序列重复数⼤于3 。
如:ATATATATGGATATATATATCGATATATATATATATATGGATATATATAT;3)复合型,指2个或2个以上的串联核⼼序列由3个或3个以上的连续的⾮重复碱基分隔开,但这种连续性的核⼼序列重复数不少于5 。
如:ATATATATATATATGGGATATATATATATA 。
3种类型中完全型是SSR标记中应⽤较多的⼀种类型。
3 SSR在植物基因组中的分布在植物中,平均23.3kb就有⼀个SSR;双⼦叶植物中的SSR数量⼤于单⼦叶植物,前者两个SSR之间的平均间距为21.2kb,后者为64.6kb;绝⼤多数单碱基重复型及2碱基重复型SSR存在于⾮编码区,3碱基重复型多位于编码区。
4 SSR标记的应⽤⽬前SSR分⼦标记已成为系谱分析、分类鉴定、亲缘关系分析、体细胞杂种鉴定、遗传图谱构建、基因定位、育种材料早期选择⾸选的分⼦标记之⼀。
SSR技术已在苹果、梨、桃、杏、葡萄、柑橘、称猴桃、板栗、核桃、樱桃、⼭植、椰⼦等果树上有了很多的应⽤。
13份o2玉米自交系的SSR标记遗传多样性分析杨留启;杨文鹏;王伟;王明春【摘要】为探究SSR标记位点的等位变异情况和自交系间的渊缘关系,采用SSR 标记法,对13份o2o2基因型玉米(o2玉米)自交系的遗传多样性进行了分析.结果表明:共检测出92个等位基因变异,每个标记可检测出2~7个等位基因,平均3.54个;平均多态性信息量为0.59,变化范围0.14~0.83,显示了较高的多态性.通过聚类分析,将13个o2玉米自交系分为3个类群.含有CIMMYT优质蛋白玉米种质的8个自交系CA335、CA339、CA344、CA375、CA091、CML171、C171和黄C 以及自育的QCL3028和种质来源不详的717/o2聚为一个类群;自育的o2玉米QCL3001和QCL3002聚在一个类群;前南斯拉夫来源的ZPL33/o2独成一个类群.聚类结果与系谱来源基本一致,表明聚类分析的结果基本上是正确的.%The genetic diversity of 13 high-lysine o2 maize lines were analyzed using SSR markers and cluster analysis to explore the relationship between allele variation and inbred lines. The results showed that 92 alleles were detected, with a mean of 3. 54 ranged from 2 to 7 among the 13 lines, and polymorphism information content was 0. 59 on average ranged from 0. 14 ~ 0. 83, showing high polymorphism. The clustering result showed that the 13 lines were classified into three groups. The first group included eight QPM lines(CA335, CA339, CA344, CA375, CA091, CML171, C171 and Huang C) and another two lines(QCL3028 bred by GIUFC and 717/o2 introduced by GIUFC); the second group included two lines, QCL3001 and QCL3002, bred by GIUFC; the ZPL33, originated from former Jugoslavia ,made the third group.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】5页(P5-8,13)【关键词】玉米;opaque-2(o2);SSR;等位变异;遗传多样性【作者】杨留启;杨文鹏;王伟;王明春【作者单位】贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006;贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006;贵州省农业生物技术重点实验室,贵州,贵阳,550006;贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006;贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006【正文语种】中文【中图分类】S513普通玉米胚乳蛋白质的氨基酸组成不平衡,缺少赖氨酸和色氨酸,存在营养缺陷。
自Mertz等[1]于1964年首次发现在隐性突变基因opaque-2(o2)能显著提高玉米籽粒胚乳中的赖氨酸和色氨酸含量以来,世界上许多国家开展了利用o2基因改进玉米蛋白品质的研究。
我国于20世纪70年代初引进o2o2基因型玉米(o2玉米),进行玉米品质改良研究。
中国农业科学院、北京农业大学和山东省农业科学院等单位均先后开展了这方面的研究,育成了一些籽粒赖氨酸含量在0.40%以上的高赖玉米杂交种。
普通玉米胚乳的赖氨酸含量一般为0.20%~0.30%,高赖氨酸玉米胚乳赖氨酸含量一般为0.4%左右。
玉米基因组中的高赖氨酸含量突变基因o2、o6[2]、o7[3]、o9[4]和o11[5]等均起到上调玉米籽粒赖氨酸含量的作用。
Vasal[6]利用o2修饰因子把粉质胚乳改变为硬质胚乳,克服o2突变体的生理缺陷,把硬质胚乳高赖氨酸玉米定名为优质蛋白玉米(Quality Protein Maize,简写QPM)。
Paez等[7]发现,胚乳修饰基因可以把o2玉米的软质胚乳变成不同程度的硬质胚乳,在o2o2纯合体隐性遗传背景下引入修饰基因,可以改善胚乳物理性状,增加籽粒硬质度、粒重和透明度,只对胚乳物理性状有修饰作用,并不改变胚乳蛋白质品质,胚乳赖氨酸含量几乎不降低。
当今的QPM一般是由显性o2基因突变为隐性o2并由修饰基因修饰后所致。
研究发现,o2基因是一个高赖氨酸调控基因,它编码一种能激活醇溶蛋白表达的转录因子。
由于o2基因翻译的蛋白结构发生改变,致使其不能正常结合到醇溶蛋白基因上,不能激活该基因表达,从而减少醇溶蛋白的合成[8-9]。
前人已对o2玉米或玉米o2基因进行了研究。
李学渊和刘纪麟[10]研究表明,o2基因与su1、sh2和bt2基因互作可显著降低百粒重及淀粉含量,增加蛋白质、赖氨酸、可溶性糖、蔗糖和还原糖含量。
曾孟潜等[11]的研究表明,QPM玉米o2基因为隐性的单基因遗传,它控制着胚乳、雄穗和幼苗期叶片中赖氨酸的超量积累,—些修饰因子和遗传背景对胚乳物理性状产生影响,并发现QPM玉米、普通玉米的胚较之胚乳,或者QPM玉米胚乳较之普通玉米胚乳都含有较多的天门冬氨酸、甘氨酸、赖氨酸和精氨酸,含有较少的脯氨酸、谷氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸。
高树仁[12]的研究认为,以普通玉米与o2玉米自交系组配杂交种是一种值得探讨的高赖氮酸玉米选育方法。
前人已对优质蛋白玉米遗传多样性和杂种优势群的划分进行了研究。
番兴明等[13]利用SSR标记技术对18个QPM自交系和4个代表国内主要杂种优势群的普通玉米标准测验种进行杂种优势群划分,并通过聚类分析将供试的QPM自交系分为5大类群。
吴健聪等[14]根据产量配合力及杂种优势表现对24个QPM自交系与4个测验种之间的遗传关系进行了研究,将24个QPM自交系分别归入Lancaster、旅大红骨、四平头和Reid种群。
目前,尚未发现对贵州省使用的o2玉米的等位变异情况进行研究的报道。
笔者等主要选用贵州省旱粮研究所部分自育及外引的o2玉米自交系为材料,分析o2玉米基因组中SSR标记位点的等位变异情况,同时将这些自交系进行分子分类,以期为贵州o2玉米遗传育种提供参考依据。
1 材料与方法1.1 试验材料贵州省旱粮研究所自育和引进的o2玉米自交系13份,来源见表1。
1.2 试验方法1.2.1 DNA提取分别取13份材料的幼苗叶片,采用适用于分子标记辅助选择的玉米微量DNA分离提取的CTAB法[15]提取基因组DNA,用紫外分光光度计检测DNA浓度和质量,将DNA样品浓度稀释至50ng/μL,-20℃下保存备用。
1.2.2 SSR标记分析根据MaizeGDB网站公布的序列,由上海捷瑞生物工程有限公司合成SSR标记对应的引物。
PCR扩增反应体系为20μL,其中1×Buffer,25mmol/L Mg2+,150μmol/L dNTP,0.3μmol/L SSR引物,0.75单位Taq DNA聚合酶,50 ng DNA模板。
反应液上加盖1滴矿物油。
PCR反应过程包括:93℃ 1min,1个循环;93℃ 1min,58℃2min,72℃2min,共30个循环;最后于72℃ 5min。
DNA样品的PCR扩增和扩增产物的电泳检测,参照Yang等[15-16]的方法进行,PCR扩增反应在2720Thermal Cycler(manufactured by Applied Biosystems)和DNA Engine Peltier Thermal Cycler(美国Bio-Rad)上完成,扩增产物用Sequi-Gen®GT(美国Bio-Rad)核酸电泳系统进行分离。
CR扩增产物经6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,硝酸银染色显带。
表 1 供试o2玉米材料Table 1 The o2 maize lines used in the study编号No.名称Name来源Origin1CML171Pool 25 QPM2黄C(黄小162×自330/o2)×Tuxpeno 3717/o2不详4CA091(505/o2×7091)×70915ZPL-33/o2前南斯拉夫6C171Pool 25 QPM7QCL3002POP 66-2 QPM,自育一环系8CA375改良的Pool 33选系9CA344Pool 33选系10CA339改良的Pool 33选系11QCL3028自育二环系12CA335Pool 33选系13QCL3001POP 66-2 QPM,自育一环系1.2.3 数据统计分析SSR扩增以0、1、9统计建立数据库。
在相同迁移率位置上,有带记为1,无带记为0,缺失记为9。
每个SSR位点的多态性信息量(Polymorphism Information Content,简称PIC值),按Smith等[17]提供的公式计算多态性信息量(PIC),即其中f为i位点的基因频率。
利用SYSTAT10.2软件,采用欧氏距离进行聚类分析。
2 结果与分析2.1 SSR标记的遗传多态性从玉米基因组的47个SSR标记中筛选出多态性较好的23个,加上o2基因内的SSR标记umc1066、phi057和phi112共26个标记,在13份高赖氨酸玉米自交系中共检测出92个等位基因,每个标记可以检测到的等位基因不尽相同,范围在1~7个,平均为3.54个;多态性信息量0.14~0.83,平均为0.59(表2)。
其中,SSR标记umc1413的变异程度最高(表2和图1),共检测出7个等位变异。
较高的多态性显示了SSR标记位点的高度变异性,同时也反映了供试材料在该位点存在较大的遗传差异。
表2 226个SSR标记位点的遗传多态性Table 2 The genetic diversity of 26 SSR marker loci编号Code标记Markers染色体位置Genomic position等位基因数/个Number of alleles多态信息量Polymorphism informationcontent1phi0561.0130.652umc1622240.73umc14222.0230.594bnlg15202.0 950.735umc20483.140.836umc12944.0230.637umc20274.0630.668umc153 24.130.599nc0075.0130.6510phi0855.0620.3611bnlg18855.0750.8112bnlg161650.7713umc18876.0340.6614umc14136.0570.815umc11597.0120.1416 umc12137.0220.517bnlg18087.0240.8518umc11308.0520.2619bnlg2408.06 60.7920bnlg21229.0140.6921umc23389.0320.3622umc12319.0560.8323um c21349.0520.524umc10667.0120.1425phi0577.0130.4726phi1127.0130.49 注:图中横1~13为玉米自交系编号(与表1相对应);竖排1~7为等位基因数(下同)。