9个野生中国樱桃群体叶绿体DNA trnQ-rps16序列变异及其遗传结构分析

中国樱桃(Cerasus pseudocerasus Lindl.)是我国古老的具有较高经济价值的栽培果树之一,个别性状突出的野生中国樱桃是对现有栽培品种进行遗传改良的重要资源。四川野生中国樱桃资源丰富,为了明确该地区野生中国樱桃群体的遗传多样性和遗传结构,文章对9个野生中国樱桃群体(其中7个分布四川,2个来自陕西和贵州)共145个个体的叶绿体基因间隔区trnQ-rps16序列进行了测定和分析。结果表明:9个群体145个个体的trnQ-rps16序列比对后共检测到13个多态位点,占位点总数的1.87%,其中3处碱基替换,10处插入/缺失。9个群体总的遗传多样性水平较低(h=0.562,π=0.00184),相对于其他地区的2个群体(h=0.733;π=0.00243),四川的7个群体表现出更低的遗传多样性水平(h=0.544;π=0.00203),且群体间的遗传多样性水平存在较大差异(h=0-0.708;π=0-0.00298),其中北川桃龙群体最高(h=0.708,π=0.00298),而峨眉群体最低(h=0.000,π=0.000)。群体内低的遗传多样性可能与群体的边缘性所产生的奠基者效应以及近期群体收缩和随机遗传漂变造成的瓶颈效应导致群体内遗传多样性丢失有关。此外,9个群体遗传分化水平较低,平均FST为0.21573。分析认为主要是由于野生中国樱桃较强的种子传播能力增加了群体间的基因流动而导致遗传分化不明显,也可能与野生中国樱桃较长的世代周期有关。针对上述研究结果,建议在资源保护中采取减少群体数目而加大群体内的个体数量的保护策略。     

中国悬钩子属空心莓组与木莓组28种和变种的核型比较研究

为了给悬钩子属Rubus植物的分类、系统演化和开发利用积累细胞学证据,对悬钩子属空心莓组sect.Idaeobatus 18个种(变种)和木莓组10个种(变种)的染色体数目和核型进行了比较研究,其中10个种(变种)的染色体数目和26个种(变种)的核型以及该属植物存在混倍体类型为首次报道.研究结果表明,研究的空心莓组和木莓组sect.Malachobatus植物染色体均小形,绝对长度均在3 μm以下,染色体由中部着丝点染色体(约90%)和近中部着丝点染色体构成,核型分类主要属于"1A"型(85%以上),说明这两组植物在整个系统演化中处于相对原始的地位.本研究中的28个种(变种)均为整倍体,未发现有非整倍体类型.但是两个组的染色体数目和核型结构有较大差异.在空心莓组的18种植物中,除拟复盆子R.idaeopsis为2n=3x=21、茅莓R.parvifolius为2n=2x=14与2n=4x=28的混倍体外,其余种染色体数目和类型均为2n=2x=14.而在木莓组的10个种中,除寒莓R.buergeri为2n=8x=56外,其余种的染色体数目和倍性均为2n=4x=28.此外,本研究所涉及的空心莓组11个亚组中的7个亚组的18个种(变种),亚组内的物种间染色体核型构成差异明显,有些甚至超过了亚组间一些物种的差异;而涉及的木莓组13个亚组的6个亚组10个种(变种),亚组间物种染色体核型结构差异较明显,但亚组内物种间染色体核型结构差异较小.本文依据细胞学资料对这两组植物的系统演化和一些种的分类进行了讨论.     

P119驱动amiRNA介导的PL基因沉默对草莓果实硬度的影响

果胶裂解酶基因(Pectate lyase,PL)是调控果实软化的重要靶点。本研究测定了红颜草莓果实在发育过程中果胶裂解酶活性变化和硬度变化规律,并通过人工小干扰RNA(artificial micro-interfering RNA interference,amiRNA)技术,以拟南芥miR390a前体序列作为沉默PL基因的骨架,在番茄果实特异性启动子P119的驱动下,通过农杆菌介导转入草莓果实中瞬时表达,通过RT-PCR分析草莓瞬时转染后PL基因的表达量,并检测了PL沉默对果实硬度的影响。结果表明,随着草莓果实发育的推进,果胶裂解酶活性呈逐渐上升趋势,与果实硬度呈负相关;构建了基于拟南芥miR390a为骨架的amiRNA靶向栽培草莓中的PL基因;在番茄果实特异性启动子P119驱动下,miRNA前体可以在草莓果实中瞬时表达;草莓果实中总PL基因表达量下降达34. 5%;基因沉默组果实硬度比对照组更高,且沉默对果实颜色发育进程无明显影响。该结果表明:果胶裂解酶主要在果实发育后期调节细胞壁的解离,采用amiRNA沉默PL基因可以延缓草莓果实软化进程。     

基于ITS序列对栽培中国樱桃遗传多样性及其群体遗传结构的分析

该研究基于ITS序列对栽培中国樱桃[Cerasus pseudocerasus(Lindl.)G.Don]18个群体共154个个体的遗传多样性及其群体遗传结构进行了分析,以期从DNA序列水平上揭示栽培中国樱桃种质资源的遗传背景,为保护和利用中国樱桃种质资源提供理论依据。结果表明:(1)154条ITS序列比对后共定义了11个单倍型,表现出较低的遗传多样性(h=0.559 0,π=0.001 2),群体间遗传多样性也表现出较大差异(h=0~0.905 0,π=0~0.006 1)。(2)群体分析显示,群体间遗传分化水平较低(FST=0.140 0),只有14%的遗传变异来自群体间,而86%的遗传变异来自群体内部。研究认为,栽培中国樱桃在驯化过程中所产生的奠基者效应以及瓶颈效应可能是导致群体遗传多样性丢失的主要原因,而较长的世代周期及较短的分化时间可能导致了群体间低的遗传分化;因此,对栽培中国樱桃种质应采取就地保护策略;若需迁地保护种质建议减少采样群体数而增加群体内个体数量的采样策略。     

基因组原位杂交技术及其在园艺植物基因组研究中的应用

基因组原位杂交(GISH)技术可以鉴定植物多倍体物种起源、杂种亲本染色体来源和组成,分析栽培种与其近缘野生种的亲缘关系,研究减数分裂染色体行为等。基因组原位杂交包括多色基因组原位杂交、比较基因组原位杂交和自身基因组原位杂交等。基因组原位杂交技术的关键步骤是染色体制片、探针制备及长度优化、探针与封阻的浓度比例和杂交后洗脱强度。该文对近年来国内外有关基因组原位杂交技术的发展及其在园艺植物基因组研究中的应用现状进行了综述,并指出随着多种园艺植物全基因组的测定,未来应从基因组信息中寻找更多的染色体特异性标记,结合荧光显带及荧光原位杂交技术,为深入研究园艺植物的起源以及遗传关系鉴定等提供技术支持。