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第十一届西南三省一市生物化学与分子生物学学术研讨会

作者：崔博文范付华丁贵杰杨章旗文晓鹏贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心贵州贵阳 550025 广西林科院广西南宁 530000 贵州大学农业生物工程研究院/生命科学院山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室贵州贵阳 550025

马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是一个种内杂种优势较为明显的树种,为了做到有效充分的收集遗传资料必须充分重视物种的遗传多样性和群体遗传结构.马尾松子代的测定多采用形态观测来进行,本研究采用马尾松特异的irap标记,对其优树半同... 详细信息

马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是一个种内杂种优势较为明显的树种,为了做到有效充分的收集遗传资料必须充分重视物种的遗传多样性和群体遗传结构.马尾松子代的测定多采用形态观测来进行,本研究采用马尾松特异的irap标记,对其优树半同胞子代的遗传多样性进行了分析研究,以期为马尾松遗传改良和品种选育提供依据.

关键词：马尾松半同胞子代遗传多样性 irap标记

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全基因组水平蒺藜苜蓿反转录转座子irap分子标记开发及应用

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草业学报 2022年第1期31卷 131-144页

作者：尹晓凡魏娜郑淑文刘文献兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室兰州大学草地农业教育部工程研究中心兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

由于苜蓿品种间遗传差异日益缩小,通过传统形态学鉴定表型愈加困难。在苜蓿育种过程中,利用分子标记可大大提高育种效率和品种鉴定。反转录转座子长末端重复序列(LTR)广泛分布在植物基因组中,基于LTR的分子标记具有丰富的多态性和高信... 详细信息

由于苜蓿品种间遗传差异日益缩小,通过传统形态学鉴定表型愈加困难。在苜蓿育种过程中,利用分子标记可大大提高育种效率和品种鉴定。反转录转座子长末端重复序列(LTR)广泛分布在植物基因组中,基于LTR的分子标记具有丰富的多态性和高信息量等优势,被广泛用于物种品种鉴定、评价种质资源多样性等方面。本研究在全基因组水平鉴定和设计了大量蒺藜苜蓿LTR反转录转座子扩增多态性(irap)标记,并利用其对国内外40个紫花苜蓿种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,根据设计开发出的431个irap引物,并按照其染色体位置信息组合获得69对irap引物。利用筛选出的37对多态性引物组合共扩增出325个等位位点,平均每个标记可产生8.8个等位位点;多态性条带比率(PPB)为50%~100%,平均值为79.9%;多态性信息含量(PIC)的范围为0.34~0.88,平均值为0.69。基于遗传相似系数(GS)对供试品种采用算术平均值非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析,以0.82为阈值可将40份供试材料分为4类,其分组结果与不同材料地理分布信息以及STRUCTURE分析相对一致。本研究首次在蒺藜苜蓿全基因组水平上开发了irap分子标记并在紫花苜蓿种质资源中进行评价与应用,获得的大量irap分子标记可对后续苜蓿品种的鉴定保护以及遗传背景分析提供技术支撑。

关键词：苜蓿反转录转座子 irap标记遗传多样性

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苜蓿LTR反转录转座子分析及irap分子标记开发

苜蓿LTR反转录转座子分析及IRAP分子标记开发

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作者：尹晓凡兰州大学

学位级别：硕士

植物种质资源保护、鉴定、利用等方面与分子标记开发及遗传多样性研究密切相关。苜蓿品种之间遗传差异的降低使得依据传统经验和直观的表型鉴定变得愈加困难。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为最重要和广泛种植的豆科牧草,且具有较高... 详细信息

植物种质资源保护、鉴定、利用等方面与分子标记开发及遗传多样性研究密切相关。苜蓿品种之间遗传差异的降低使得依据传统经验和直观的表型鉴定变得愈加困难。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为最重要和广泛种植的豆科牧草,且具有较高的营养和经济价值,对于其种质资源的开发利用对加速其育种进程具有重要意义。在苜蓿育种过程中,利用分子标记可大大提高品种鉴定的准确性和育种效率。长末端重复序列(Long terminal repeat,LTR)反转录转座子在植物基因组中广泛分布,基于其开发的各类分子标记具有良好的多态性、稳定性和高信息量等优势,被广泛用于物种品种鉴定、种质资源评价等方面。本研究基于蒺藜苜蓿和紫花苜蓿基因组数据,对LTR反转录转座子进行了开发、鉴定、分析及应用,并基于两者LTR数据结合反转录转座子插入位点间扩增多态性(irap)分子标记分别对40份国内外紫花苜蓿种质资源在遗传多样性等各个维度进行了评价。主要研究结果如下:1.分别在蒺藜苜蓿和紫花苜蓿基因组水平鉴定、分析和筛选了LTR反转录转座子。基于蒺藜苜蓿信息共鉴定出431个潜在的LTR反转录转座子,其中Gypsy家族105个、Copia家族96个、其余未知230个。这些反转录转座子在各个染色体上均有分布,其中Gypsy和Copia家族比率为1.09。相同方法,基于紫花苜蓿信息共鉴定筛选出2,283个潜在LTR,其中Gypsy家族603个、Copia家族326个、其余未知1,354个,其中Gypsy和Copia家族比率为1.85。2.从蒺藜苜蓿和紫花苜蓿基因组水平分别设计开发了大量LTR反转录转座子间扩增多态性(irap)标记,并对40份紫花苜蓿种质资源进行了遗传多样性分析。基于蒺藜苜蓿LTR数据,按照其染色体位置信息共获得69对irap引物。对国内外40份紫花苜蓿种质资源进行了遗传多样性评价与应用,筛选出37对多态性引物组合共扩增出总条带数(Total bands,TB)325个,平均每个标记可产生8.8个,多态性条带(Polymorphic bands,PB)268个;多态性条带比率(Percentage of polymorphic bands,PPB)从50%到100%不等,平均值为79.9(4);多态信息含量(Polymorphic information content,PIC)的范围为0.34-0.88,平均值为0.69。蒺藜苜蓿37对多态性引物组合间,C3-G4与C6-G4之间引物相关性最高,相关系数达到0.95,说明两者扩增出的带型最为相似,带型分布差异最小;引物C2-C1与C2-G2、C2-G4之间相关系数为-0.31,说明C2-C1分别与两对引物之间带型排布相关性差异最大。聚类分析(UPGMA)中以0.82为阈值可将40份供试材料分为4类,其分组结果与不同材料地理分布信息以及STRUCTURE结构分析相对一致。根据紫花苜蓿LTR数据随机选择了15个上游和下游引物,随机组合共产生225对irap引物。筛选出18对多态性引物组合,扩增出总条带数(TB)221个,每个标记平均可产生12.3个;多态性比率(PPB)从42.9%到100%,平均值为79.8(4),与蒺藜苜蓿多态性比率(79.9%)相似;多态信息含量(PIC)的范围为0.67至0.91,平均值为0.85,高于蒺藜苜蓿平均PIC值(0.69)。18对引物组合间,引物F4-R10与F4-R9之间相关性最高,相似系数达到0.84,说明两对引物之间扩增出的带型最相似,差异最小;而引物F4-R3与F4-R9之间,相关性最差(-0.19),结合后可区分出更多的品种;引物F4-R3与F3-R15相关性系数也达到了-0.18,同时F4-R3与F3-R14之间相关性系数也达到了-0.13。聚类分析(UPGMA)中以0.79为阈值可将40份供试材料分为4类,其分组结果与不同材料地理分布信息以及STRUCTURE结构分析也相对一致。本研究首次在蒺藜苜蓿和紫花苜蓿基因组水平上开发了基于LTR反转录转座子的irap分子标记,并对其在紫花苜蓿种质资源中的应用进行了评价。获得的大量irap分子标记可对后续苜蓿品种的鉴定保护以及遗传背景分析提供技术支撑。

关键词：蒺藜苜蓿紫花苜蓿 LTR反转录转座子 irap标记遗传多样性

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irap分子标记技术在林学类专业遗传学实验教学中的应用与探讨

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高校生物学教学研究（电子版） 2021年第2期11卷 62-65,I0002,I0003页

作者：范付华贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心/贵州省高原山地林木培育重点实验室贵阳550025 贵州大学林学院贵阳550025

教学与科研紧密结合,将前沿科研成果及时转化为教学内容是高等教育教学改革的目标之一。目前,林学类专业遗传学实验本科教学缺乏创新性,仍然以传统的教师示范和简单的验证性实验为主,学生科研思维和创造性难以得到训练和提高。笔者以多... 详细信息

教学与科研紧密结合,将前沿科研成果及时转化为教学内容是高等教育教学改革的目标之一。目前,林学类专业遗传学实验本科教学缺乏创新性,仍然以传统的教师示范和简单的验证性实验为主,学生科研思维和创造性难以得到训练和提高。笔者以多年木本植物基因组及分子标记研究为基础,将马尾松irap分子标记的开发与应用以项目组织实施的方式引入实验教学内容中。在实验过程中,学生通过文献查阅了解开发马尾松irap分子标记的意义,掌握了DNA提取、PCR扩增、基因克隆、染色体步移等分子遗传学研究的基本理论和方法,研究了马尾松资源的遗传变异特性,从而达到了培养学生探索、分析、解决科学问题的能力。

关键词：马尾松 irap标记遗传学实验教学林学类专业

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香蕉与B基因组相关的SCAR标记研究

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园艺学报 2019年第3期46卷 577-589页

作者：王芳牛玉清黄秉智崔广娟张珂恒曾莉莎刘文清吕顺郭权香何建齐东莞市香蕉蔬菜研究所广东东莞523061 华南农业大学园艺学院广州510642 广东省农业科学院果树研究所广州510640

香蕉(Musa L.)是由2个二倍体野生种Musa acuminata Colla(AA基因型)和Musa balbisiana Colla(BB基因型)种内或种间杂交进化而来,其B基因组中带有重要的优良基因。利用与香蕉B基因组相关的gypsy-irap分子标记,成功开发了一对SCAR引物,适... 详细信息

香蕉(Musa L.)是由2个二倍体野生种Musa acuminata Colla(AA基因型)和Musa balbisiana Colla(BB基因型)种内或种间杂交进化而来,其B基因组中带有重要的优良基因。利用与香蕉B基因组相关的gypsy-irap分子标记,成功开发了一对SCAR引物,适用于鉴定尖叶蕉(AAw)、长梗蕉(BB)、香牙蕉(AAA)、贡蕉(AAcv)、大蕉、粉蕉(ABB)、粉大蕉(ABB)、龙牙蕉(AAB)以及四倍体香蕉(AAAB)等是否含有B基因组。

关键词：香蕉 B基因组 SCAR分子标记 irap标记

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基于马尾松反转录转座子序列的irap分子标记开发及应用

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林业科学研究 2016年第3期29卷 348-353页

作者：崔博文范付华丁贵杰杨章旗文晓鹏贵州大学农业生物工程研究院生命科学院山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心贵州贵阳550025 广西林科院广西南宁530000

[目的]为了丰富马尾松遗传信息,开发更多适用于马尾松的新型分子标记。[方法]依据马尾松Ty1-copia类型和Ty3-gypsy类型反转录转座子RT序列的保守区域设计引物,建立了马尾松irap-PCR技术体系并以12个基因型个体为材料进行验证。[结果]42... 详细信息

[目的]为了丰富马尾松遗传信息,开发更多适用于马尾松的新型分子标记。[方法]依据马尾松Ty1-copia类型和Ty3-gypsy类型反转录转座子RT序列的保守区域设计引物,建立了马尾松irap-PCR技术体系并以12个基因型个体为材料进行验证。[结果]42条引物中筛选出多态性丰富、重复性好的29条进行PCR扩增,共获得227条谱带,其中多态性条带207个,多态性比例为91.19%,平均观测等位基因数(Na)为1.911 9±0.284 1,有效等位基因数(Ne)为1.468 0±0.288 2,Nei’s基因多样性指数(H)为0.291 1±0.144 9,Shannon’s信息指数(I)为0.447 2±0.195 3;利用引物P-12、P-15或R-1,可以将栽培种与无性系两类区分开;P-2可作为核心引物,能将12份供试材料有效区分开来;采用irap标记构建了供试种质的DNA指纹图谱;供试种质的遗传相似系数为0.46 0.69,以相似系数为基础,进行UPGMA聚类分析,以0.57为阈值可将供试种质分为三类,其中无性系内不同材料间也存在较大的遗传变异。[结论]irap分子标记能有效地用于马尾松种质的鉴别与亲缘关系分析等相关研究。

关键词：反转录转座子 irap标记马尾松指纹图谱多态性

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逆转座子atr1诱导元帅系苹果短枝变异分子机理的初步研究

逆转座子atr1诱导元帅系苹果短枝变异分子机理的初步研究

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作者：郭静安徽农业大学

学位级别：硕士

前期研究表明逆转座子atr1参与了苹果元帅系的短枝变异，为揭示其变异机理，本研究借助已获得的atr1-LTRs和IPCR技术分离了atr1部分序列；利用irap-PCR在元帅系短枝变异品种中分离出一条特异性片段，并以此为切入点，在“元帅”短枝变... 详细信息

前期研究表明逆转座子atr1参与了苹果元帅系的短枝变异，为揭示其变异机理，本研究借助已获得的atr1-LTRs和IPCR技术分离了atr1部分序列；利用irap-PCR在元帅系短枝变异品种中分离出一条特异性片段，并以此为切入点，在“元帅”短枝变异品种中获得了特异片段的部分侧翼序列，序列比对结果表明四个短枝变异品种中特异性片段相同，本研究为揭示逆转座子诱导苹果短枝变异机理提供了基础。 1、逆转座子atr1-LTRs部分侧翼序列。根据前期获得atr1-LTRs的500bp片段，利用IPCR分离其侧翼序列。借助atr1-LTRs设计两对反向引物，利用限制性内切酶HindⅢ对“玫瑰红”基因组DNA进行充分酶切后，用T4连接酶将酶切片段连接成环作为PCR模板。两轮巢式PCR后，测序得到一条片段大小为1896bp。将该片段与先前的atr1-LTRs片段拼接后设计验证引物，在“玫瑰红”基因组DNA中进行扩增，最终测序得到一条2124bp的片段。分析表明其中包含了“逆转录酶基因（RT）的部分片段、RNaseH和3’-LTR部分及其侧翼序列”。 2、基于atr1的苹果元帅系短枝变异品种特异性片段的分离。以苹果“元帅”及其短枝变异品种“华帅1号”、“矮红”、“奥勒冈矮生”和“玫瑰红”的基因组DNA为模板，利用atr1-LTRs设计引物，根据优化的irap-PCR体系和程序，扩增出“元帅”及其短枝变异品种指纹图谱，并分离出一条差异条带。测序结果中，“华帅1号”得到两条长度分别是809bp和758bp的特异片段，命名为Hs1和Hs1’，“矮红”、“奥勒冈矮生”和“玫瑰红”品种分别得到了一条长度为809bp的特异片段，命名为Ah1、Alg1和Mgh1。在此基础上，每条特异片段设计一条较长的引物，分别在“元帅”及其短枝变异品种进行验证，成功将irap标记转化为SCAR标记。 3、TAIL-PCR分离元帅系短枝变异品种中特异片段的侧翼序列。先根据Mgh1设计三条巢式特异引物，与简并引物相结合，优化了三轮PCR扩增体系和程序，得到测序结果后与Mgh1序列拼接并设计验证引物，在“元帅”及其短枝变异品种扩增，得到特异片段Hs2、Ah2、Alg2和Mgh2。再根据Hs2设计三条巢式特异引物，与简并引物相结合，经过三轮PCR扩增，得到测序结果后与Hs2序列拼接并设计验证引物，在“元帅”及其短枝变异品种扩增，最终得到特异片段Hs3、Ah3、Alg3和Mgh3。

关键词：苹果逆转座子 irap标记反向PCR 热不对称交错PCR

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苹果元帅系和富士系芽变品种的irap鉴定

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西北植物学报 2010年第10期30卷 1952-1958页

作者：孙俊周军永孙其宝王昆安徽农业大学园艺学院安徽合肥230036 安徽省农业科学院园艺研究所安徽合肥230031 中国农业科学院果树研究所辽宁兴城125100

以筛选的6对irap引物对15个元帅无性系芽变和16个富士无性系芽变进行了鉴定,以揭示苹果无性系变异的机理。结果显示,所有引物在两种无性系芽变中均扩增出丰富的条带,表现出多态性。SAHN聚类分析结果显示,以相似系数0.65为阈值,元帅芽变... 详细信息

以筛选的6对irap引物对15个元帅无性系芽变和16个富士无性系芽变进行了鉴定,以揭示苹果无性系变异的机理。结果显示,所有引物在两种无性系芽变中均扩增出丰富的条带,表现出多态性。SAHN聚类分析结果显示,以相似系数0.65为阈值,元帅芽变无性系和富士芽变无性系各自聚为一类;以相似系数0.83为阈值,供试的15个元帅无性系变异可聚为4类:第一类包括‘元帅’、‘居家店短红星’、‘艳红’、‘米勒矮生’、‘矮壮’、‘红星’、‘红冠’、‘矮威尔’、‘早红星’和‘华帅一号’,第二类包括‘玫瑰红’、‘奥勒冈矮生’和‘矮红’;‘新红星’和‘哈蒂.勃莱特’分别独自成类;以相似系数0.89为阈值,供试的16个富士芽变无性系可聚为4类,第一类包括‘长富3’、‘盛放富1’、‘长富6’、‘群富1’、‘烟富1’、‘竽井Ⅱ系’、‘岩手Ⅰ系’、‘富士Ⅰ系’、‘红王将’、‘长富7’和‘长野Ⅰ系’,第二类包括‘富士’和‘秋富5’,第三类包括‘斋藤Ⅱ系’和‘秋富2’,‘秋富1’独自成类。研究表明,逆转座子在苹果基因组内的插入方向具有随意性,转座插入和逆转座子间重组是引起苹果无性系变异的两个重要机制,本试验所开发的引物是进行苹果无性系变异研究的有效工具。

关键词：苹果 irap标记芽变

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烟草种质遗传多样性研究

烟草种质遗传多样性研究

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作者：杨本超浙江大学

学位级别：硕士

采用ISSR和irap标记分析的方法,评价了烤烟、晾晒烟、白肋烟、香料烟、黄花烟和野生烟等6种不同烟草类型的遗传多样性。同时,对59份烤烟品种（系）14个农艺性状进行了形态学性状的相关性、主成分及聚类分析。主要结果如下: 利用100个... 详细信息

采用ISSR和irap标记分析的方法,评价了烤烟、晾晒烟、白肋烟、香料烟、黄花烟和野生烟等6种不同烟草类型的遗传多样性。同时,对59份烤烟品种（系）14个农艺性状进行了形态学性状的相关性、主成分及聚类分析。主要结果如下: 利用100个ISSR,引物和11个irap引物对烟草种质进行PCR分析,在供试的119份烟草材料中,34个引物可以扩增出1206条带,平均每个引物能产生35.47条带,片段大小在180～2600bp之间,各引物的多态性比率均为100%。59份烤烟中有24个ISSR引物（占24%）和5个irap引物（占50%）能够扩增出稳定清晰、重复性好的651条带,其中多态性带为467条,平均多态性比率达到71.71%。因此,ISSR标记和irap标记适于烟草种质遗传多样性的研究。结果还发现,烤烟中ISSR标记的有效引物和多态性比率分别是24%和64.4%,远低于irap标记引物（45.45%和96.03%）,并且irap标记扩增条带的稳定性和清晰度也优于ISSR标记。因此,irap标记比ISSR标记更适于烟草遗传多样性的研究。另外,聚丙烯酰胺电泳技术可以克服琼脂糖电泳分辨率低、重复性差的缺点,增加了种质多样性研究的准确度,能更好的揭示烟草种质的遗传本质。烟草种质的聚类分析表明,烤烟、晾晒烟、黄花烟、白肋烟、香料烟和野生烟六类119份材料具有一定的遗传差异。其中黄花烟和野生烟的遗化差异最大（GD>0.404）,其余类型的遗传距离均较小（GD<0.300）,各材料内遗传多样性较小。六类烟草种质资源大都各自聚在一类或者亚类中,各个类型间存在群体分化(Fst=0.3243)。其中,野生烟的平均杂合度（He=0.2185）和多态性位点率（P=84.89%）均较高,面香料烟平均杂合度（He=0.0837）和多态性位点率（P=25.43%）为最小。烤烟、晾晒烟、白肋烟和香料烟之间的遗传一致性较大（0.9773～0.9895）,类群间遗传多样性较小;而黄花烟或野生烟与其它类型间的遗传一致性较小（0.6485～0.7929）,类群间遗传多样性较大。烤烟表型相关和聚类分析结果表明,株高与叶数、脚叶长或移栽至现蕾天数的正相关达显著水平。叶数与脚叶长、顶叶宽呈极显著负相关,而与移栽至现蕾天数或移栽至成熟天数则表现为极显著正相关。节距与顶叶宽表现为极显著正相关。移栽至顶叶成熟与移栽至现蕾或移栽至中心花开天数的正相关均达到极显著水平。脚叶长与脚叶宽、腰叶长与腰叶宽均表现为极显著正相关。通过主成分分析,可把14个农艺性状转换为六个主成分,分别是叶数生育期因子、叶宽因子、叶长因子、病指因子、茎围叶长因子和株高叶宽因子。对59份烤烟材料进行聚类分析表明,不同地域间烤烟品种（系）的差异较小、多样性较低;用ISSR和irap两种分子标记分析也表明,烤烟品种间遗传距离小、变异范围窄（0.100～0.225）、相似性高,因此烤烟种质资源的遗传多样性较低。

关键词：烟草遗传多样性农艺性状 ISSR标记 irap标记

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