红豆杉脱分化过程中的遗传和表观遗传变异

采用扩增片段长度多态性（AFLP）和甲基化敏感扩增多态性（MSAP）技术分析红豆杉脱分化前后基因组DNA和DNA甲基化状态的变化。选用32个AFLP引物组合从红豆杉植株及其愈伤组织分别扩增出1834个片段,无多态性片段产生。这说明红豆杉植株在诱导形成愈伤组织的过程中基因组DNA保持高度的遗传稳定性。另用32个MSAP引物组合从红豆杉植株及其愈伤组织分别扩增出1197个片段,总扩增位点的甲基化水平由脱分化前的12．4％上升为16．2％,表明红豆杉在脱分化过程中的某些位点发生了甲基化。红豆杉脱分化前后的DNA甲基化模式也存在较大差异,说明DNA甲基化对愈伤组织形成有调控作用。     

基于SSR标记的海带、裙带菜的遗传构成分析

旨在通过对配子体克隆和孢子体幼苗的初代筛选,以培育出纯度更高、性状更优良的海带与裙带菜品种。以11个海带与裙带菜克隆组合为材料,在筛选出区分亲本♀与♂的数对引物的基础上,对其子代与亲本的遗传构成进行了分析。试验中共选出13对能够区分11个组合亲本♀与亲本♂的SSR标记,分析结果显示,2013年育苗的48号组合中所有子代都是其亲本的后代,49号组合中只有1个子代是其亲本的后代;2014年育苗的22号组合中所有子代都是其亲本的后代;2015年育苗的海带与裙带菜杂交组合中,36号、38号、39号与41号杂交成功,其他组合未杂交成功;2016年育苗的59号组合中有7个子代与亲本无亲缘关系。分析这11个组合中所有个体与亲本的遗传构成发现:部分个体是其亲本的后代,部分个体遗传构成与亲本不一致。     

鳙基于10个微卫星标记的亲子鉴定分析

为开展鳙(Hypophthalmichthys nobilis)家系选育工作,本研究进行了基于微卫星标记的亲子鉴定研究。试验中筛选了10个扩增效率较高的微卫星标记,通过引物荧光修饰,引物结合毛细管电泳分型技术,对鳙48尾亲本及384尾子代进行了基因分型,并计算了等位基因频率和模拟分析和亲子鉴定等分析。结果发现,各位点的等位基因数介于4~13之间,其中9个位点均具有较高的多态性和杂合度(PIC>0.5,He>0.5),研究发现位点的多态性信息含量(PIC)与亲本对排除率(E-PP)存在显著正相关(p<0.01)。模拟分析结果显示,该10个标记预计可用于已知性别的50组亲本(100尾)或未知性别的50尾亲本的鉴定分析(鉴别成功率>95%)。亲子鉴定发现,对试验中2个交配组(每组12对亲本)的鉴别成功率分别为98.96%和100%;且父母本对子代的贡献率存在极显著差异(p<0.01)。通过累积位点的鉴定分析发现,当标记数为7个和9个时分别能满足试验中12组和24组亲本对应子代的鉴定分析(鉴别率>95%),模拟分析和亲子鉴定分析成功率趋势基本符合。本研究所开发的亲子鉴定技术可为鳙家系选育提供技术支持。     

SSR标记对不同黄籽甘蓝型油菜亲本材料的遗传分析

杂交育种中,亲本选配是育种成败的关键。本研究以重庆市油菜工程技术研究中心提供的180份甘蓝型黄子油菜亲本种质为材料,应用分布于不同连锁群的60对SSR标记进行了分析,共检测出308个标记位点,每对引物在不同亲本材料之间的等位基因数在1～11个之间,平均位点为5.1个。其中多态性位点207个,多态率达67.2%。对SSR扩增结果进行UPGMA分析,在遗传距离0.566处,180个品种(系)分为3个类群,聚类结果与种质来源比较一致,本研究为甘蓝型油菜黄子杂交育种和优势组合的选配提供了理论依据。     

玉米杂交种及其亲本基因组DNA胞嘧啶甲基化水平研究

基因组DNA甲基化对基因表达起着重要的调控作用.本研究采用MSAP方法,对2个玉米杂交种及其相应亲本DNA 5'-CCG G位点胞嘧啶的甲基化水平进行分析,比较了2个玉米杂交种与其相应亲本的甲基化类型与差异.研究发现,2个玉米杂交种Mo17×Suwan 5和Suwan 1×太3221的F1代的甲基化敏感扩增多态性(MASP)比率分别为39.1%和40.1%,均略低于其相应的双亲(39.8%和39.7%、44.6%和43.2%).2个杂交种的全甲基化(双链CmCGG)率分别为24.4%和23.3%,而其相应亲本Mo17、Suwan 5、Suwan 1和太3221分别为17.1%、24.4%、24.6%和21.6%.4个玉米亲本的MASP比率变化范围为39.7%～44.6%,平均为41.8%,全甲基化比率为17.1%～24.6%,平均为21.9%.杂交种与其相应亲本比较有4种类型的变化A型,F1与其亲本甲基化模式相同;B型,去甲基化;C型,超甲基化;D型,次甲基化.杂交种F1代DNA的甲基化模式与其双亲比较,发生了较大的改变与调整.F1代基因组的杂合性与基因组DNA甲基化模式的重新调整有关.     

马哈利樱桃矮化砧的DNA甲基化水平及模式分析

该研究利用MSAP技术,对25株矮化马哈利樱桃和25株半矮化马哈利樱桃进行甲基化水平和模式分析,以探讨其矮化的表观性状与其基因组甲基化修饰的关系。结果表明:(1)从64对引物中筛选出15对引物,在半矮化组中共扩增4 577个条带,其中半甲基化336个,全甲基化1 274个;在矮化组中共扩增4 444个条带,其中半甲基化349个,全甲基化1 383个;t检验和方差分析表明,矮化组与半矮化组在总甲基化水平和全甲基化水平上差异极显著,在半甲基化水平上差异显著,矮化组甲基化水平高于半矮化组。(2)半矮化组单态性位点23个,多态性位点136个;矮化组单态性位点17个,多态性位点142个,表明矮化组多态性高于半矮化组。(3)多态性类型分析表明,矮化组出现A4类型的频率较半矮化组高,A2类型的频率较半矮化组低,即矮化组中发生超甲基化的位点多于半矮化组,且‘马哈利’基因组甲基化多态性位点主要发生在双链内侧甲基化位点以及超甲基化位点上。研究认为,马哈利樱桃矮化和半矮化的基因组甲基化水平及模式存在差异,马哈利砧木的矮化性状与其基因组甲基化修饰有关。     

梅EST-SSR标记的开发及利用

利用MISA软件对10 123条梅EST序列进行SSR位点查找,得到含SSR位点的序列935条,SSR位点1233个,平均每100条EST序列中含有12.18个SSR位点.2核苷酸、3核苷酸重复是最主要的重复类型,分别占35.52%和41.36%.设计了40对EST-SSR引物并进行扩增,有24对引物能扩增出理想的PCR 产物,其中17对引物具有较好的扩增多态性.测序后发现13对引物中有73.08%的片段具有相应的SSR位点,对杏DNA指纹中部分谱带的测序结果也证明了是梅扩增出的相应的SSR位点.根据本研究含有SSR位点的测序结果推算,从梅EST中开发真实SSR位点的数目为901.随机选择13对引物对杏和梅进行DNA指纹构建与遗传多样性分析,结果发现,来源于梅的EST-SSR引物在杏中有很高的通用性,这些引物把梅和杏分成了两大群体,说明他们是遗传差异明显的两种植物.     

盐胁迫下棉花基因组基于毛细管电泳的MSAP分析

以棉花杂交种中棉所29为材料,用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP) 分析法结合毛细管电泳检测技术进行甲基化鉴定,以初步探讨棉花耐盐的分子机理．应用24个引物组合,中棉所29在0.4%盐水胁迫及清水对照下,平均每引物组合检测甲基化位点数分别为69.2和56.7,差异达显著水平．盐胁迫下的DNA甲基化水平与清水对照下相比,52.6%位点表现出甲基化水平提高,即发生了超甲基化;19.7%位点甲基化水平降低,即表现为次甲基化;二者差异达极显著水平．研究结果表明,中棉所29盐胁迫后发生了广泛的DNA甲基化变化,包括超甲基化和次甲基化,以及其它甲基化类型的转变|发生超甲基化位点极显著地多于发生次甲基化位点．盐胁迫下的中棉所29与对照相比,DNA总体甲基化水平显著提高,暗示中棉所29有提高基因组甲基化水平以应对盐胁迫的潜在机制,棉花基因组整体甲基化水平的提高可能与棉花对盐胁迫的耐受性起重要作用．本研究中,甲基化序列的初步克隆及比对分析表明,盐胁迫前后多个ATP合成相关基因甲基化程度维持在同一水平,其表达不受甲基化影响,这也可能是中棉所29耐盐性较强,在一定时间盐处理后能维持正常生长的原因之一．     

二斑叶螨不同发育时期基因组DNA甲基化的F-MSAP分析

DNA甲基化是表观遗传调控的重要机制,在真核生物基因表达调控中发挥重要作用。本研究通过荧光标记的甲基化敏感扩增多态性技术(F-MSAP,fluorescence-labeled methylation-sensitive amplified polymorphism)对二斑叶螨Tetranychus urticae Koch 4个龄期(卵、幼螨、若螨、成螨)基因组DNA中CCGG位点的胞嘧啶甲基化水平和模式进行分析。研究结果显示3种甲基化模式:无甲基化(TypeⅠ),半甲基化(TypeⅡ),全甲基化(TypeⅢ)在4个龄期均有出现,扩增的总甲基化位点共有641个,其中半甲基化率(TypeⅡ)均高于全甲基化率(TypeⅢ),各个龄期的平均总甲基化率(TypeⅡ+TypeⅢ)为16.01%,平均半甲基化率为10.24%,平均全甲基化率为5.77%。F-MSAP分析结果表明不同发育时期的二斑叶螨基因组DNA的甲基化水平和模式存在差异。     

用SRAP标记研究根际土壤微生物的遗传多样性

将近年来新建立的分子标记技术——相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)应用于土壤微生物遗传多样性研究.采用22对引物组合对20种植物根际土壤微生物进行了分析,共获得237个扩增位点,其中多态性位点221个,占93.2％.平均每对引物组合的多态位点比...     

草鱼基因组DNA一些RAPD位点的遗传分析及分子标记筛选

RAPD技术的实验结果很容易因实验条件和反应参数的不同而造成差异。为了建立能通用的草鱼基因组多态性分析RAPD分子标记体系,需要利用RAPD位点按照孟德尔共显性规律遗传的特点,用不同遗传背景的材料对多态性的RAPD位点进行统计遗传学比较分析以判断其真实性。为此,本实验选择具有遗传多态性的湘江流域草鱼群体和经连续两代人工诱导雌核发育获得的雌核发育草鱼品系,对一些可能作为草鱼基因组DNA分子标记的RAPD位点进行了遗传学比较分析。所用的10条多态性随机引物共检测到30个多态性RAPD位点。两个不同遗传背景群体的遗传统计对比分析结果表明:这30个多态位性位点在湘江流域草鱼群体和雌核发育草鱼群体中的分布符合孟德尔遗传规律,可以作为草鱼基因组DNA分析的可靠分子标记。本实验的观察结果还表明:在人工诱导雌核发育过程中,存在RAPD位点的快速丢失现象,两次人工诱导雌核发育过程中共丢失了17个多态性位点。因此,加强对自然水体中草鱼种质资源多样性的保护和利用各种现代生物学技术纯化、筛选和组合优良性状基因,是草鱼遗传育种中同样重要和不可或缺的两个方面。       

DNA methylation polymorphism and stability in Chinese indica hybrid rice

Conventional rice breeding has long focused on exploiting the DNA sequence diversity. However, epigenetic diversity, reflected particularly in DNA methylation, can also contribute to phenotypic variation and should not be overlooked in rice breeding. In this study, 20 parental lines of indica rice, which are widely used in hybrid rice breeding in China, were analyzed to investigate variations of DNA methylation and its inheritance. The results revealed a wide diversity in DNA methylation among these breeding lines. A positive correlation was seen between DNA methylation and genetic diversity. Furthermore, some of the methylated DNA was inherited in the subsequent generation, regardless of whether they were produced by selfing or hybrid-crossing. This study provides insight into the methylation patterns in rice, and suggests the importance of epigenetic diversity in rice breeding.     

Development of microsatellite DNA markers of grass carp (Ctenopharyngodon idella) and their cross-species application in black carp (Mylopharyngodon piceus)

Thirty-four microsatellite DNA loci were developed for grass carp (Ctenopharyngodon idella) and used to determine the diversity of 42 individuals of grass carp and 16 individuals of black carp collected from Jingzhou fragment (the middle reach) of Yangtze River. All the 34 loci were polymorphic in grass carp. The number of alleles found in grass carp at these loci ranged from 2 to 24. The observed and expected heterozygosities varied from 0.238 to 1.000 and from 0.162 to 0.945, respectively. Thirty of the 34 loci cross-amplified the DNA of black carp (Mylopharyngodon piceus), and 21 of them revealed polymorphism (more than one allele each locus).     

草鱼连续两代的雌核发育群体及湘江流域群体基因组DNA的微卫星比较分析

对湘江流域草鱼群体,一代及连续两代极体型人工诱导雌核发育草鱼群体基因组DNA的微卫星引物统计分析结果表明:湘江流域草鱼群体存在一定程度的遗传多态性;大多数被检测的微卫星位点上存在两个以上的等位基因,但遗传多样性程度较低。一代人工诱导雌核发育草鱼群体中个体的基因位点已基本纯合,但就整个群体而言,个体之间的基因型还不完全一致,表现出一定的多态性。连续两代人工诱导雌核发育草鱼群体中不仅所检测个体的基因位点已完全纯合,并且各个体的基因型也完全相同。这些观察结果说明所检测的两代人工诱导雌核发育草鱼群体是纯合的,经连续两代人工诱导雌核发育可能建立起草鱼纯系。该实验结果还发现不仅草鱼的微卫星位点上存在等位基因的多态性,而且微卫星位点本身也存在多态性;在人工诱导草鱼雌核发育的过程中不仅存在微卫星等位基因快速丢失的现象,而且也存在微卫星位点丢失的现象。因此,加强对自然水体中草鱼种质资源多样性的保护和利用各种现代生物学技术纯化、筛选和组合优良性状基因,是草鱼遗传育种中同样重要和不可或缺的两个方面。     

Isolation and characterization of 17 polymorphic microsatellites in grass carp

Here we report the isolation and characterization of 17 polymorphic loci isolated from a partial genomic DNA library of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) enriched for CA repeats. We tested variability of these microsatellites on 24 unrelated individuals collected in China. All microsatellites were polymorphic. The average allele number was 7.9 per locus, ranging from four to 13. The observed heterozygosity was from 0.46 to 0.88 with an average of 0.71, whereas the average expected heterozygosity was 0.78. Sixteen of the 17 microsatellites conformed to Hardy–Weinberg equilibrium, and inherited independently. These microsatellites can be used to study genetic diversity and population structure of wild populations, and facilitate selective breeding of cultured broodstocks.     

Genetic diversity of Chinese alligator (Alligator sinensis) revealed by AFLP analysis: an implication on the management of captive conservation

Chinese alligator (Alligator sinensis) is one of the most critically endangered species among 23 extant crocodiles in the world. To prevent the extinction of the species, a captive propagation started at early 1980s, and the total number of alligator was brought up to 10 thousands from dozens of founder in 2000. But several genetic investigations showed those alligators were under an extremely low genetic diversity status with few detectible polymorphic loci. To get more insight into its genetic diversity for the management of captive Chinese alligator, AFLP was adopted to characterize variations in the population. Total of 347 bands were generated from 47 individuals using 3 primer combinations, of which 203 (58.50%) were polymorphic, and 35 AFLP phenotypes were revealed from those individuals. Comparing the results between RAPD and AFLP analysis on almost same sample set clearly indicated that AFLP is more efficient in revealing polymorphic loci, especially in those populations with extremely low genetic diversity. In present three assays, electrophoresis profile also displayed 3 individuals possessing very highly polymorphic AFLP phenotypes that were never been found by RAPD and mtDNA D-loop sequencing, implicating that we should offer these individuals more breeding opportunities to maintain the genetic diversity in the population and restrict those carrying few polymorphic loci from reproduction.     

人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质整入的RAPD分析

运用RAPD技术对连续二代人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质的整入进行了分析 ,结果表明 :一代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为 0 94 5— 0 995 6 ,多样性指数为 0 175 ;二代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为0 96 15— 1 0 0 ,平均为 0 985 2 ,多样性指数为 0 0 6 2。研究揭示经过连续二代人工雌核发育后 ,其遗传多样性明显减少 ,种质进一步纯化。通过对雌核发育鲢二代、亲本鲢和雄鲤的RAPD扩增比较 ,发现雌核发育鲢含有少数与父本相同的特异DNA扩增带 ,而亲本鲢没有 ,在基因水平上表明雌核发育鲢整入了雄鲤的遗传物质     

草鱼同工酶基因座位多态性的初步研究

采用垂直淀粉凝胶电泳及特异性组织化学染色技术研究了25尾草鱼的6种同工酶系统(LDH,MDH,ADH,GDH,IDH,EST)约18—23个基因座位的遗传变异型。有7个基因座位(s-Mdh-A,Adh—B,Gdh-1,Gdh-2,Est-1,Est-6,Est-14)具有多态性,在其中4个基因座位(s-Mdh—A,Adh-B,Gdh-1,Est-1)上观察到的基因型频率与Hardy-Weinberg定律相符．实验表明草鱼的同工酶基因座位具有明显的多态性。这一结果为草鱼的人工选种和定向育种的可能性提供了依据。对草鱼GDH,EST同工酶的遗传基础、亚基组成以及酶变异的机理等问题进行了讨论。     

Infraspecific DNA methylation polymorphism in cotton (Gossypium hirsutum L.)

Cytosine methylation is important in the epigenetic regulation of gene expression and development in plants and has been implicated in silencing duplicate genes after polyploid formation in several plant groups. Relatively little information exists, however, on levels and patterns of methylation polymorphism (MP) at homologous loci within species. Here we explored the levels and patterns of methylation-polymorphism diversity at CCGG sites within allotetraploid cotton, Gossypium hirsutum, using a methylation-sensitive amplified fragment length polymorphism screen and a selected set of 20 G. hirsutum accessions for which we have information on genetic polymorphism levels and relationships. Methylation and MP exist at high levels within G. hirsutum: of 150 HpaII/MspI sites surveyed, 48 were methylated at the inner cytosine (32%) and 32 of these were polymorphic (67%). Both these values are higher than comparable measures of genetic diversity using restriction fragment length polymorphisms. The high percentage of methylation-polymorphic sites and potential relationship to gene expression underscore the potential significance of MP within and among populations. We speculate that biased correlation of methylation-polymorphic sites and genes in cotton may be a consequence of polyploidy and the attendant doubling of all genes.     

草鱼(AG)微卫星标记克隆及特征分析

报道了一种简便高效克隆微卫星序列的方法。这一方法的实施步骤包括小片段基因组文库构建、三螺旋捕获、磁珠分离和PCR 扫描。草鱼AG 重复文库的冗余率为7.2%, 富集效率为60.25 倍, PCR 扫描的准确率达100%, 采用这一方法克隆到的AG 重复序列中完美型、非完美型和混合型的比例分别为66.87%、17.17%和15.96%, 不间断重复序列长度大于30 bp 的微卫星座位占51%。34 个微卫星座位中有25 个表现出多态性,PIC 值0.50—0.91, 进一步分析表明AG 重复序列的多态信息含量(PIC)与不间断重复序列长度相关, 不间断重复序列长度大于30 bp 的座位表现出丰富的多态性。较高的富集率和有效引物获得率证明此方法在分离草鱼微卫星中的成功应用, 并将为草鱼养殖品系的优化、遗传多样性的检测及遗传图谱的构建等打下基础。