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基于SSR粗皮桉种源遗传多样性研究

基于SSR粗皮桉种源遗传多样性研究

作者：陈升侃广西大学

学位级别：硕士

通过SSR分子标记,对中澳技术合作东门桉树项目时期建立的粗皮桉(Eucalyptus pellita)育种群体进行遗传多样性研究,主要结论如下：(1)采用植物基因组试剂盒法提取粗皮桉DNA,在浓度和纯度上均优于CTAB法,所提取的所有样品DNA的浓度在83.4... 详细信息

通过SSR分子标记,对中澳技术合作东门桉树项目时期建立的粗皮桉(Eucalyptus pellita)育种群体进行遗传多样性研究,主要结论如下：(1)采用植物基因组试剂盒法提取粗皮桉DNA,在浓度和纯度上均优于CTAB法,所提取的所有样品DNA的浓度在83.4～409.7ng/μL之间,OD260/OD280比值在1.93-2.08之间。对比常规PCR与降落PCR的扩增效果,表明降落PCR优于常规PCR。(2)在9个粗皮桉种源中,筛选出的21对引物,共扩增出253个等位基因,观测到的平均等位基因数(A)为12.05个,多态性比率为100%;平均有效等位基因数(Ne)为4.5504个;Shannon信息指数平均为1.7087;观测杂合度的平均值(Ho=0.5131)明显低于期望杂合度的平均值(He=0.7206),整个育种群体交配方式一定程度偏离随机交配;Nei基因多样性(h)平均值为0.7160;固定指数(F)平均为0.2717,粗皮桉育种群体的杂合体不足。(3)在粗皮桉种源水平上,观测等位基因数最高为种源3(A=7.8095),最低为种源9(A=1.4762);有效等位基因数最高为种源3(Ne=4.1971),最低为种源9(Ne=1.4762);Shannon信息指数最高为种源3(I=1.5984),最低为种源9(I=0.3301);期望杂合度最高为种源3(He=0.7405),最低为种源6 (He=0.4762);Nei基因多样度(h)的变化范围在0.2381～0.7199之间;9个种源中除种源9外,其他种源的固定指数(F)均大于0,杂合体均不足,偏离了Hardy-Weinberg平衡。(4)9个种源按照Shannon信息指数由大到小排序：种源3>种源2>种源1>种源5>种源6>种源4>种源7>种源8>种源9;按照Nei基因多样度指标由高到底排序：种源3>种源2>种源5>种源6>种源1>种源4>种源7>种源8>种源9,与Shannon信息指数的排序相比,种源1的排序下降了两级,其它顺序基本一致。(5)基因分化系数(Fst)平均为0.1605,16.05%的遗传变异存在于种源间,83.95%存在于种源内。基因流(Nm)平均值为1.3079,各种源间存在较高程度的基因交流,遗传分化小。(6)9个种源的遗传一致度在0.5007到0.8690之间,遗传距离在0.1404到0.6918之间。聚类分析结果9个种源被分为4类,第一类为种源1、种源2、种源3、种源7,第二类为种源4、种源5、种源6,种源8为第三类,种源9为第四类。(7)对21个位点进行Hardy-Weinberg平衡的卡方检测(Chi-square test)和似然比率检测(Likelihood ratio test),卡方检测(Chi-square test)中3个位点达到显著水平,显著偏离Hardy-Weinberg平衡,13个位点为极显著水平,极显著偏离Hardy-Weinberg平衡。似然比率检测(Likelihood ratio test)中3个位点为显著水平,9个位点达到极显著水平。(8)对21个位点进行中性检测,所有实际观测值都在置信区间之内,说明粗皮桉群体未偏离中性突变。

关键词：粗皮桉 SSR分子标记遗传多样性聚类分析

KingFisher Flex核酸纯化系统上树木叶片DNA的提取方法

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分子植物育种 2017年第5期15卷 1854-1861页

作者：杨合宇李发根翁启杰李梅陈升侃姬红霞周长品甘四明中国林业科学研究院林木遗传育种国家重点实验室北京100093 中国林业科学研究院热带林业研究所热带林业研究国家林业局重点实验室广州510520

以桉树4种/杂种的叶片为材料,比较了5种磁珠试剂盒在King Fisher Flex核酸纯化系统上自动提取的DNA得率和纯度,初步选出了2种较好的试剂盒。比较了King Fisher Flex上不同的洗涤速度,最优为Medium。初选的2种试剂盒所提的DNA均可有效用... 详细信息

以桉树4种/杂种的叶片为材料,比较了5种磁珠试剂盒在King Fisher Flex核酸纯化系统上自动提取的DNA得率和纯度,初步选出了2种较好的试剂盒。比较了King Fisher Flex上不同的洗涤速度,最优为Medium。初选的2种试剂盒所提的DNA均可有效用于PCR扩增,表明DNA纯度均较好,确定得率最高的为最优试剂盒。对比手动的改良CTAB法(DNA得率19.0μg/g,OD_(260)/OD_(280)为1.97,OD_(260)/OD_(230)为2.03),本研究优化的方法可显著提高DNA得率(103.6μg/g)且DNA纯度相似(OD_(260)/OD_(280)为1.93,OD_(260)/OD_(230)为1.89)。优化的方法可有效用于马占相思、银中杨、降香黄檀、思茅松、马尾松和短枝木麻黄叶片的DNA提取。这对树木分子生物学研究的高通量DNA提取有重要的应用价值,对非木本植物的DNA提取和其他基于磁珠法的纯化系统亦可提供有益的方法参考。

关键词：树木 DNA提取 KingFisher Flex

引种粗皮桉种源遗传多样性的RAPD与SSR分析

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西北林学院学报 2017年第1期32卷 131-136页

作者：邓紫宇项东云熊涛李昌荣陈升侃梁机蓝必布兰俊广西优良用材林资源培育重点实验室/广西林科院广西南宁530002 广西国有东门林场广西扶绥532108 广西大学林学院广西南宁530004 广西国有大桂山林场广西贺州532108

利用RAPD和SSR分子标记对粗皮桉7个种源遗传多样性进行分析,10条RAPD引物共扩增出157个位点,其中多态位点145个,多态性百分率92.34%,遗传一致度范围0.906 1~0.971 4;21对SSR引物共检测到252个等位变异,平均等位基因数为12个,平均有效等... 详细信息

利用RAPD和SSR分子标记对粗皮桉7个种源遗传多样性进行分析,10条RAPD引物共扩增出157个位点,其中多态位点145个,多态性百分率92.34%,遗传一致度范围0.906 1~0.971 4;21对SSR引物共检测到252个等位变异,平均等位基因数为12个,平均有效等位基因数为4.6个,遗传一致度范围0.727 1~0.908 0。2种标记遗传一致度相关分析表明呈显著相关,说明2种标记分析粗皮桉遗传多样性具有较高一致性。聚类分析显示,RAPD标记将粗皮桉7个种源被划分为4个类群,SSR标记将粗皮桉7个种源被划分为3个类群,SSR标记聚类结果与粗皮桉种源地理分布密切相关。RAPD和SSR分子标记均适合粗皮桉遗传多样性分析,SSR标记更具可靠性。

关键词：粗皮桉遗传多样性 RAPD SSR

尾叶桉×细叶桉多年生生长及其与材性相关的遗传分析

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林业科学研究 2022年第4期35卷 1-8页

作者：邱妍翁启杰李梅陈升侃周长品李发根甘四明中国林业科学研究院热带林业研究所热带林业研究国家林业和草原局重点实验室广东广州510520 南京林业大学江苏南京210037 广西壮族自治区林业科学研究院中南速生材繁育国家林业和草原局重点实验室广西优良用材林资源培育重点实验室广西南宁530002

[目的]了解尾叶桉×细叶桉多年生生长的遗传规律,为大径材良种培育的早期选择年龄的确定提供可靠依据。[方法]对10株尾叶桉×10株细叶桉不完全析因交配产生的59个杂种组合13、16年生树高、胸径和材积采用混合线性模型估算母本、父本和... 详细信息

[目的]了解尾叶桉×细叶桉多年生生长的遗传规律,为大径材良种培育的早期选择年龄的确定提供可靠依据。[方法]对10株尾叶桉×10株细叶桉不完全析因交配产生的59个杂种组合13、16年生树高、胸径和材积采用混合线性模型估算母本、父本和母本×父本互作的方差分量,计算狭义遗传力,检测与早期生长及10年生材性性状间的表型相关和加性遗传相关,并基于遗传相关和主成分回归分析进行生长性状早期选择年龄的确定。[结果]尾细桉×细叶桉杂种组合13、16年生树高、胸径和材积均高于母本自由授粉家系,16年生时1个组合和47株单株的胸径达到≥28 cm的大径材标准;母本效应对2个年龄的树高、胸径和材积均显著,但父本效应仅对材积显著,母本×父本互作仅对13年生树高显著,表明母本对杂种生长的影响明显大于父本;2个年龄的树高、胸径和材积的狭义遗传力为0.17~0.23,均属中等偏低的水平;16年生树高、胸径和材积与之前年龄(0.5、1.5、2.5、4、7.5、10和13年生)的相应生长性状的表型相关和加性遗传相关均达0.01或0.001的显著水平(与1.5年生材积的相关除外),2.5年生开始加性遗传相关即较稳定。16年生与早期生长性状的回归分析显示:2.5年生能够分别解释16年生树高、胸径和材积变异的73.9%、71.9%和66.2%;13年生和16年生的生长与10年生木材基本密度均呈显著的正相关,而与木质素含量均呈显著的负相关(H_(16)除外)。[结论]尾叶桉×细叶桉13、16年生生长具有一定的杂种优势,可用于选育大径材良种;生长性状持续受母本效应的显著影响,父本效应对晚期材积亦影响显著,需要重视优良杂交母本和父本的选择;早晚期生长显著相关,早期选择可在2.5年生时进行;晚期生长与10年生木材基本密度和木质素含量分别呈显著的正和负相关,可进行间接选择。

关键词：尾叶桉×细叶桉生长性状遗传力遗传相关材性性状

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粗皮桉种源遗传多样性SSR分析

南方农业学报 2016年第1期47卷 7-12页

作者：李昌荣熊涛陈东林邓紫宇陈升侃蓝必布梁建新兰俊广西优良用材林资源培育重点实验室/广西林业科学院南宁530002 广西国有东门林场广西扶绥532108 广西大学林学院南宁530004 广西国有大桂山林场广西贺州542800

【目的】分析粗皮桉的亲缘关系及遗传多样性,为其种质资源利用及分子育种提供参考。【方法】以粗皮桉7个种源（种源1-7）75株样品为材料,基于覆盖巨桉全基因组的21个SSR标记,利用SSR位点、种源遗传分化及种源间遗传距离等分析粗皮桉群... 详细信息

【目的】分析粗皮桉的亲缘关系及遗传多样性,为其种质资源利用及分子育种提供参考。【方法】以粗皮桉7个种源（种源1-7）75株样品为材料,基于覆盖巨桉全基因组的21个SSR标记,利用SSR位点、种源遗传分化及种源间遗传距离等分析粗皮桉群体遗传多样性。【结果】21对引物共扩增出252个等位基因（平均每个SSR引物扩增出12个）,平均有效等位基因数（Ne）为4.5788,平均期望杂合度（HE）为0.7227,平均基因多样性（H）为0.7179,平均Shannon信息指数（I）为1.7150。7个种源的遗传多样性参数存在差异,其中种源3的遗传多样性参数最高。群体间的基因分化系数（FST）为0.0965,即9.65%的遗传变异存在于种源间,90.35%存在种源内。7个种源的遗传距离变化范围为0.0965-0.3188,平均为0.2061,聚类分析结果表明,当阀值为0.82时,7个种源被分为昆士兰北部种源和巴布亚新几内亚种源两大类;当阀值为0.84时,昆士兰北部的4个种源被进一步分为两大亚类,种源间遗传距离与种源的地理分布密切相关。【结论】粗皮桉7个种源存在较丰富的遗传多样性,适于开展长周期、多世代改良工作。

关键词：粗皮桉 SSR标记遗传多样性

应用SNaPshot技术对桉树SNP的检测

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南京林业大学学报（自然科学版） 2018年第4期42卷 83-88页

作者：周长品翁启杰甘四明姬红霞陈升侃王莉李发根中国林业科学研究院热带林业研究所热带林业研究国家林业局重点实验室广东广州510520

【目的】SNaPshot是一种单核苷酸多态性(SNP)检测的多重分析技术,具有检测速度快、准确性高、成本低廉等特点。利用多重PCR技术,结合SNa Pshot分型方法,在桉树中构建SNP复合分型检测体系,促进SNP技术在桉树遗传图谱构建和无性系鉴定的... 详细信息

【目的】SNaPshot是一种单核苷酸多态性(SNP)检测的多重分析技术,具有检测速度快、准确性高、成本低廉等特点。利用多重PCR技术,结合SNa Pshot分型方法,在桉树中构建SNP复合分型检测体系,促进SNP技术在桉树遗传图谱构建和无性系鉴定的应用。【方法】利用桉树已有的EST序列设计引物,通过PCR产物直接测序进行SNP标记位点的开发,利用多重PCR技术和SNaPshot分型方法建立SNP复合分型检测体系,并在尾叶桉和细叶桉作图群体的两亲本和6个F1子代,以及16个国内常用的桉树无性系中进行分型检测。【结果】共设计合成12对SNP引物,分为3组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)建立了SNP复合分型检测体系,SNP分型情况与测序结果一致。对桉树作图群体的两个亲本和6个F1子代的分型结果进行统计,发现12个SNP标记在6个子代中均发生了分离;对桉树无性系进行多态性的分析,期望杂合度(He)为0.11~0.51、观测杂合度(Ho)为0.11~0.56,多态性信息含量(PIC)为0.10~0.37,表现为中度或低度多态性。【结论】利用多重PCR和SNa Pshot技术可以快速地对桉树进行基因分型,其结果准确可靠,可以用于桉树遗传图谱的构建以及桉树无性系的鉴定等方面研究。

关键词：单核苷酸多态性 SNaPshot 遗传多样性桉树

广西引种伞房属三种桉树的生长和抗病性早期选择

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林业科学研究 2022年第6期35卷 64-72页

作者：李昌荣郑永邓郭东强覃开锋陈升侃李娟唐庆兰吴秦展广西壮族自治区林业科学研究院国家林业和草原局中南速生材繁育实验室广西优良用材林资源培育重点实验室广西南宁530002 广西壮族自治区国有三门江林场广西柳州545006 广西壮族自治区国有大桂山林场广西贺州542899

[目的]了解伞房属斑皮桉、大叶斑皮桉和柠檬桉2个亚种(柠檬桉和斑皮柠檬桉)引种广西的生长情况,初步选育抗病的树种、种源、家系,为桉树锯材树种定向培育提供科学依据。[方法]以广西国有三门江林场伞房属桉树种源/家系试验林为研究材料... 详细信息

[目的]了解伞房属斑皮桉、大叶斑皮桉和柠檬桉2个亚种(柠檬桉和斑皮柠檬桉)引种广西的生长情况,初步选育抗病的树种、种源、家系,为桉树锯材树种定向培育提供科学依据。[方法]以广西国有三门江林场伞房属桉树种源/家系试验林为研究材料,调查林龄3个月试验林的树高和病害情况,采用抗病指数分析试验林病害情况,方差及变异分析性状差异性与遗传变异情况,独立淘汰法初步选择抗病树种、种源、家系。[结果]树种间树高、保存率、抗病指数差异极显著(P<0.001);斑皮桉和大叶斑皮桉种源间树高、保存率、抗病指数差异不显著,但2树种3性状在家系间差异极显著(P<0.01),斑皮桉抗病指数家系间差异不显著除外;斑皮柠檬桉种源间和家系间树高、抗病指数差异极显著(P<0.001),保存率差异不显著;柠檬桉种源间和家系间仅抗病指数差异极显著(P<0.01)。各性状遗传力和重复力变化范围为0.05~0.43,受弱至中等强度遗传控制。柠檬桉比其他3个树种生长快,最抗病;共选出7个抗病种源和47个抗病家系,其树高、保存率、抗病指数平均值比总体平均值高57.1%、1.8%、67.4%和57.1%、0.9%、69.8%,种源和家系的树高、抗病指数遗传增益分别为12.0%、21.9%和17.1%、21.6%。[结论]选择出的抗病树种柠檬桉、抗病种源和家系为下一步改良提供种质材料。

关键词：伞房属斑皮桉斑皮柠檬桉大叶斑皮桉柠檬桉抗病指数

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尾叶桉×细叶桉木材密度与生长的联合选择

林业科学研究 2018年第2期31卷 77-82页

作者：陈升侃周长品翁启杰李发根李建文周建清甘四明中国林业科学研究院林木遗传育种国家重点实验室北京100091 中国林业科学研究院热带林业研究所国家林业局热带林业研究重点实验室广东广州510520 福建省永安林业(集团)股份有限公司种苗中心福建永安366000 福建省长泰岩溪国有林场古建长泰363902

[目的]评估Resistograph钻刺法间接测定尾叶桉×细叶桉木材密度的可靠性,检测杂交亲本对子代表型的效应以及生长与木材密度的相关,评选速生、优质的尾细桉杂种。[方法]基于10株尾叶桉与10株细叶桉不完全析因交配产生的56个杂交组合的7.... 详细信息

[目的]评估Resistograph钻刺法间接测定尾叶桉×细叶桉木材密度的可靠性,检测杂交亲本对子代表型的效应以及生长与木材密度的相关,评选速生、优质的尾细桉杂种。[方法]基于10株尾叶桉与10株细叶桉不完全析因交配产生的56个杂交组合的7.5年生试验林,利用79株分析容积法与Resistograph钻刺法测定的木材密度的相关,通过方差分析检测亲本对杂种生长和木材密度的效应,结合多重比较和独立淘汰法进行材积和木材密度的联合选择。[结果]容积法与Resistograph钻刺法测定的木材密度的表型相关系数为0.52(P<0.001),遗传相关系数为0.55(P<0.05);树高、胸径及材积的母本间和父本间均呈极显著差异(P<0.001或0.01),但母本×父本互作的效应不显著;对钻刺木材密度,父本间呈极显著差异(P<0.001),母本×父本互作显著(P<0.05),但母本间差异不显著;树高、胸径和材积间的表型相关和遗传相关均极显著(P<0.001),其与钻刺木材密度的表型相关极显著(P<0.001),但遗传相关不显著;评选出速生、木材密度较高的杂交组合14个、单株17株。[结论]Resistograph钻刺法是一种间接测定尾细桉木材密度的简便、经济和可靠的方法;母本和父本选择以及母本与父本的组配对培育速生、材质优良的尾细桉杂种均较重要;尾细桉生长与木材密度的遗传相关不显著,需要对这两类性状分别进行选择;评选的尾细桉杂交组合和单株为培育速生、优质的桉树良种提供了有用的材料。

关键词：尾叶桉×细叶桉杂种 Resistograph钻刺法木材密度生长联合选择

宝巾花基于转录组测序的SSR标记的开发和应用

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分子植物育种 2019年第24期17卷 8170-8177页

作者：孙利娜林茂陈升侃孙开道陈尔李进华唐庆甘四明中国林业科学研究院热带林业研究所热带林业研究国家林业局重点实验室广州510520 广西壮族自治区林业科学研究院广西优良用材林资源培育重点实验室中南速生材繁育国家林业局重点实验室南宁530002

叶子花属(Bougainvillea Comm. ex Juss.)植物统称宝巾花,是重要的园林绿化树种,但尚未开发共显性、重复性好的分子标记。为了获得宝巾花的简单序列重复(simple sequence repeats,SSR)标记,并分析品种的遗传关系,本研究基于转录组测序(R... 详细信息

叶子花属(Bougainvillea Comm. ex Juss.)植物统称宝巾花,是重要的园林绿化树种,但尚未开发共显性、重复性好的分子标记。为了获得宝巾花的简单序列重复(simple sequence repeats,SSR)标记,并分析品种的遗传关系,本研究基于转录组测序(RNAseq)组装的154 085条非冗余序列,在56 196条序列(36.47%)中检测到基序为1~6个碱基的SSR共60 239个,SSR的发生频率为1 SSR/2.34 kb。共有117种SSR基序,数量最多的3种基序为A/T (43 222个,71.67%)、AT/AT (4 009个,6.65%)和C/G (1 727个,2.83%)。随机选取重复基序为2~6个碱基的147个SSR位点进行引物设计和合成,发现50对引物(34.01%)可有效扩增,其中16对引物(10.88%)在18个宝巾花品种中呈多态性,等位片段数(Na)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和多态性信息量(PIC)分别为3~7 (平均4.8)、0.17~1.00 (平均0.525)、0.26~0.80 (平均0.599)和0.25~0.79 (平均0.544)。利用16个多态性的SSR标记分析了18个宝巾花品种的遗传关系,结果表明品种间的遗传相似性较高,聚类分析中被分为两类,所有品种均可有效鉴别。这有助于理解宝巾花转录组中的SSR类型和分布特征,也为宝巾花遗传变异研究提供了有效的标记资源。

关键词：宝巾花(Bougainvillea) 转录组测序 SSR 品种鉴定