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高粱(Sorghum bicolor (L.) Moench)是世界上最重要的作物之一,其产量仅次于玉米、小麦、水稻和大麦,名列第五。高粱具有抗旱、耐涝和耐盐碱等强适应性,广泛种植于干旱与半干旱地区,与玉米、甘蔗C4类禾本科作物亲缘较近,且基因组小,被认为是禾本科作物基因组研究的又一重要模式植物,对其深入开展遗传学研究具有重要的应用价值。SSR (Simple Sequence Repeats)是建立在PCR基础上的分子标记技术,与其他标记相比,SSR具有多态性高、重复性好和操作简便等特点。SSR标记已经广泛的应用于遗传育种的各个领域。本实验利用已公布的高粱全基因组序列,通过高通量设计SSR标记,并筛选出部分标记用于遗传连锁图的构建、紫色叶鞘基因定位和高粱品种遗传多样性研究三个方面,结果如下：(1)本实验采用SSR finder软件在高粱全基因组上搜寻简单重复序列,再用Primer 3软件设计SSR引物,共开发19057个标记。从中选取1061个标记用于品种654、LTR108以及BTx623间多态检测。结果表明在三个品种间有接近56.7%的标记呈现多态。10条染色体上标记多态率各异,各条染色体多态SSR标记有成簇分布的现象。多态率与SSR长度成正相关,与SSR基序(motif)类型无关。在三个品种间,两两比较的多态率不同,其中654和LTR108间最高。(2)基于第一部分结果,选取259个SSR标记用于高粱遗传图谱的构建。以籽粒高粱品种654和甜高粱品种LTR108为亲本,构建含184个单株的F2作图群体。共将252个标记定位在11个连锁群上,总遗传距离为1514cM。每个连锁群上都出现距离不等的间隙(gap),并有标记成簇分布和偏分离现象。(3)在上述构图群体基础上继续扩大群体数目用于高粱紫色叶鞘基因(SbPLS, sorghum bicolor purple leaf sheath)定位。亲本654叶鞘为白色,LTR108叶鞘为紫色。遗传分析表明该性状由单一孟德尔因子控制,紫色对白色显性。结合第二部分遗传连锁图,分析发现SbPLS位于sm06072与sm06075标记间。通过进一步发展标记和扩大群体,将该基因初步定位在标记SB3660和SB3675之间,分别距两个标记约0.2cM和1.7cM。(4)本研究通过表型检测结合SSR标记基因型检测进行41个高粱品种遗传多样性分析。结果表明,各个品种间表型在株高、穗长、含糖量、穗型、籽粒颜色以及叶鞘颜色存在差异。52对SSR引物在3%琼脂糖凝胶上共检测出277个等位变异,平均每个位点有5.3个等位变异,变异幅度为2-9个。通过聚类分析可将41个高粱品种分为两个类群。虽然多数籽粒高粱归在第1类群,而甜高粱主要分在第2类群,但两类高粱无法清楚划分成组,揭示了甜高粱是由多元起源而成。