基于线粒体基因片段核苷酸多态性的亚洲栽培稻起源进化研究

亚洲栽培稻的祖先是普通野生稻,已成为世界公认的观点,然而亚洲栽培稻的2个亚种:粳稻和籼稻是一次起源还是二次起源仍存在很大争议,其起源地是国内还是国外依然是国际学者间争论的焦点。本文通过对184份亚洲栽培稻和203份普通野生稻3段基因序列cox3、cox1、orf 224和2段基因间序列ssv-39/178、rps2-trnfM的多样性研究,验证了以下观点:1)粳稻起源于中国,籼稻起源于中国和国外;2)亚洲栽培稻的起源为二次起源,即普通野生稻存在偏籼和偏粳2种类型,亚洲栽培稻的2个亚种籼稻和粳稻在进化过程中分别由偏籼型的普通野生稻和偏粳型的普通野生稻进化而来。     

叶绿体的遗传进化

叶绿体是半自主性细胞器,其生长和增殖受核基因组和自身的基因组2套遗传系统的控制、关于叶绿体的起源有2种学说,近年来．大量叶绿体基因组全序列被测定,以及分子生物学的研究结果为内共生起源学说提供了更多证据。相对于线粒体,叶绿体DNA的结构更趋于保守一,叶绿体与核基因组所编码的蛋白质互相协调来维持叶绿体的正常功能。在进化过程中,基因可能从叶绿体大量转移到细胞核中。叶绿体基因组的信息常常表现出“母性遗传”特征．因而,使之更具生物反应器的优势。     

水稻叶绿体RNA聚合酶α亚基基因的克隆及结构分析

Southern 印迹杂交结果表明,水稻叶绿体基因组也能编码自身的 RNA 聚合酶。该酶的α基基因片段已经被克隆于大肠杆菌质粒 pUC 19中。应用逐次丢失法和双脱氧方法测定了它的核苷酸排列顺序。该基因由337个密码子组成。在单子叶的水稻和双子叶的烟草之间该基因有很高的同源性。     

杂草稻叶绿体籼粳分化的多重PCR分析

通过分析籼稻93-11和粳稻培矮64S的叶绿体全基因组,优化和构建了籼粳分化的叶绿体分子标记ORF100和ORF29-TrnC^GCA的多重PCR。应用这个多重PCR对200余份世界各地杂草稻和其它水稻材料进行分析。结果表明:杂草稻中有明显的叶绿体籼粳分化,表现出明显的地域性,且与传统的中国栽培稻的南籼北粳能较好的对应。推测粳型杂草稻可能是栽培稻突变或粳型水稻(作母本)与其它类型水稻材料杂交而形成的。     

中国绵羊起源、进化和遗传多样性研究进展

中国地方绵羊品种资源丰富,部分品种具有繁殖力高、毛皮品质好、多角、多乳头、大尾脂、抗逆性强等独特性状,这些遗传资源引起了学者们对其进行深入研究的兴趣,但目前仍然存在绵羊起源问题的争议,缺乏对我国绵羊的遗传多样性进行全面系统研究等问题。本文综述了绵羊起源、品种分化等方面的研究进展,并从父系、母系、常染色体分子标记等不同层面介绍了中国绵羊遗传多样性的研究概况,为中国绵羊遗传资源的保护和利用、绵羊新品种(系)的培育以及我国绵羊产业良性发展提供参考。     

基于叶绿体DNA变异的湖北梨属种质系统进化及遗传多样性分析

利用trnL intron、trnL-trnF、trnS-psbC和accD-psa I等4个叶绿体DNA片段对来自湖北省的88份梨属种质资源进行系统进化和遗传多样性分析。结果表明,4个cpDNA片段共检测到变异位点11个,其中单一突变位点6个,插入/缺失(Indel)位点5个。acc D-psa I多态性最高,其变异位点数、核苷酸多态性和单倍型多样性均为最高。供试梨种质的核苷酸多样性和单倍型多样性分别为0.00112和0.769;Tajima's D检验值在P0.10水平上均不显著,表明所检测的4个区域以及合并后的片段均遵循中性进化模型;4个序列合并共检测到叶绿体单倍型10个,其中兴山梨种质中检测到的单倍型最多,荆门其次;Hap2和Hap5是2个主要单倍型,分别占总样本数的31.82%和30.68%;中介邻接网络图显示东方梨和西洋梨独立进化,而较为原始的稀有单倍型Hap8和Hap9均位于荆门,暗示该地区可能为砂梨的起源中心或多样性中心之一。     

生物多样性起源与进化研究进展

生物多样性的起源与进化是生命科学领域最重要的科学问题之一。多组学数据的积累和相关分析技术的发展, 极大地推动了人们对生物多样性起源与进化的理解和研究, 使得阐明生物进化事件发生的过程与机制成为可能。值此《生物多样性》创刊30周年之际, 本文简要回顾生物多样性起源与进化相关研究在近年来取得的重要研究进展, 以期帮助读者了解该研究方向的发展现状。过去10年中, 生物多样性起源与进化相关研究在生命之树重建、生物多样性时空分布格局、物种概念、物种形成与适应性进化以及新性状起源与多样化等方面取得了许多重要进展, 并在此基础上厘清了许多分类单元间的系统发育关系、揭示了生物多样性分布格局的部分历史成因、提出了新的物种概念和物种形成模型、阐明了新性状和新功能发生的部分分子机制。我们认为, 更精准地重建生命之树、深入挖掘基因组数据以及多学科交叉融合将是今后生物多样性研究的主要趋势。     

PSIIP680 ChlaAP基因在水稻叶绿体基因组中的定位

本实验总结出一套水稻叶绿体DNA的提取方法,并获得清晰的叶绿体DNA限制性内切酶图谱。Southern杂交结果表明,菠菜PSIIP680ChlaAP基因探针与水稻叶绿体DNA的Pst-1,Pst-14,Pvu-2和Sal-1片段的部分顺序有较高的同源性。根据Hirai和赵衍的水稻叶绿体基因组物理图,可以确定该基因位于紧靠RuBPCaseLS基因,距反向重复区约26kb处。高等植物叶绿体基因组中这种基因排列方式还未见报道。     

中国栽培稻的起源与演化

中国栽培稻起源地主要有4种假说:华南起源说、云南起源说、长江中下游说和长江中游-淮河上游说。对其进行了简要概括,并进行评述:目前没有一种假说能完全符合水稻起源的4个条件,此外有些学者提出水稻的多起源中心;从分子生物学角度综述了栽培稻籼粳分化研究进展,主要有两个起源说:一源论和二次(或多次)起源论,大量研究支持籼稻和粳稻多起源论;从古DNA、水稻落粒性与驯化、植硅石等方面探讨栽培稻起源演化的研究方法。旨在能为水稻的起源演化研究提供有价值的参考。     

中国栽培稻遗传多样性中心和起源研究

本研究对中国栽培稻6个地理分布群的700份古老地方栽培品种进行9个多态性等位酶基因位点的遗传多样性分析.结果表明籼稻和粳稻的平均基因多样性均以云南最大,淮河上游次之,黄河以北最小.中国栽培稻有3个遗传多样性中心:云南,长江中游-淮河上游,华南.长江中游-淮河上游可能是中国栽培稻的起源中心.结合考古学资料及前人的工作,认为云南不是中国栽培稻的起源中心,而可能是中国起源中心衍生的一个次生中心并受到南亚中心的强烈影响.     

Chloroplast Genome Evolution in the Euglenaceae

Over the last few years multiple studies have been published outlining chloroplast genomes that represent many of the photosynthetic euglenid genera. However, these genomes were scattered throughout the euglenophyceaean phylogenetic tree, and focused on comparisons with Euglena gracilis. Here, we present a study exclusively on taxa within the Euglenaceae. Six new chloroplast genomes were characterized, those of Cryptoglena skujai, E. gracilis var. bacillaris, Euglena viridis, Euglenaria anabaena, Monomorphina parapyrum, and Trachelomonas volvocina, and added to six previously published chloroplast genomes to determine if trends existed within the family. With this study: at least one genome has now been characterized for each genus, the genomes of different strains from two taxa were characterized to explore intraspecific variability, and a second taxon has been characterized for the genus Monomorphina to examine intrageneric variability. Overall results showed a large amount of variability among the genomes, though a few trends could be identified both within Euglenaceae and within Euglenophyta. In addition, the intraspecific analysis indicated that the similarity of a genome sequence between strains was taxon dependent, and the intrageneric analysis indicated that the majority of the evolutionary changes within the Euglenaceae occurred intergenerically.     

亚洲栽培稻起源、演化中两个重要稻种类型的研究

分布子云南及南亚的光稃稻和镰刀谷在研究亚洲栽培稻(O.sativa L.)的起源、演化及稻作育种上有重要意义。它们在分类上的地位往往被误分,进而影响这些类型的开发利用。研究表明,光稃稻是普通野生稻被引上亚洲的热带与亚热带山区在旱地上首先被人类驯化成的原始粳型陆稻,当其进一步被引向高海拔和高纬度时则演化成普通粳稻。镰刀谷迄今多被划为籼稻,我们的初步研究表明,镶刀谷大部分属粳稻,其中也包括一部分籼稻。它的起源及其分类上的地位尚待研究。     

水稻叶绿体基因文库的构建和精细限制图谱的制作

水稻幼叶在加有高浓度抗坏血酸的缓冲液中匀浆,以获得完整的叶绿体,从中分离到ctDNA得率高达100μg/100g叶,纯度足以用于限制性核酸内切酶分析。ctDNA经Mbo I部分酶解得到的片段克隆到载体pcos 2 EMBL的Bam HI位点,重组DNA经体外包装后感染宿主菌,筛选表型Tc~5Km~R的重组子,通过计数克隆有效率达5×10~4重组菌落/1微克插入DNA。用λ-末端酶对重组环状双链DNA在cos位点切成线性分子,产生两个(ON-L及ON-R)可供标记和杂交的末端,线性Cosmid DNA经限制酶部分消化,凝胶电泳分离,干燥凝胶放射自显影,得到了6种限制性核酸内切酶的限制图谱。水稻ctDNA全长为129.5kb,在ctDNA上Pvu Ⅱ、Sal Ⅰ、Pst Ⅰ、Hind Ⅲ、Eco RI及Bam HI的切点分别为11、12、17、37、67和44个,1R A和B为21.7kb,LSC为73.7kb,SSC为12.4kb。     

云南稻种资源多样性的生态地理分布研究

采用GIS、BioDiversity等技术,基于云南丰富的气候类型、特异的民族生境和多样的稻种资源条件,分析与观察了6081份云南地方稻种资源多样性在不同气候类型和各类稻区中的表现,结果表明：①不同气候环境对稻种资源的资源量和多样性的形成有显著作用。②稻种多样性从北热带→南亚热带→中亚热带→北亚热带→南温带→中温带→北温带逐渐减小。反之增大,结合各气候带的海拔和温度变化规律看,随海拔升高、温度降低而减小,反之亦然。籼粳亚种的多样性与稻种多样性呈现同样趋势。早、中、晚稻多样性在南温带、北热带和中亚热带相对较大;水、陆稻多样性在北热带、南亚热带和北亚热带相对较大;而与饮食文化相关的粘糯、特种稻多样性富聚区主要集中在北热带地区。③根据稻种多样性在各气候带中的分布可分为：低富聚气候带（指中温带和北温带）和富聚气候带（指北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带和南温带）。④稻种多样性在各类稻区中呈现：水、陆稻区〉单、双季籼稻区〉一季粳、籼稻区〉一季粳稻区。     

水稻叶绿体DNA克隆片段的分析和rbcL基因在重组质粒上的定位

杂交灿稻(珍汕97B)的叶绿体DNA克隆到pBR 322载体上后,从克隆库中筛选出含核酮糖1.5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基基因(rbcL)的重组子(19.3kb),用10种限制性内切酶分析了这个重组质粒并制作了完整的物理图谱,rbcL基因被定位在这个物理图谱上。     

黑龙江省近年审定水稻品种基于SSR标记的遗传多样性分析

为评估黑龙江省水稻品种的遗传基础,利用24个用于水稻DNA指纹图谱构建的SSR标记以及其他均匀分布于水稻12条染色体的38个SSR标记,对黑龙江省近年审定的73个水稻常规稻品种进行遗传多样性分析。结果表明,在62个SSR标记位点中,共检测到142个等位基因,平均每个标记2.3个,多态性比率平均为71.0%,多态性频率变幅为0~0.775,平均值为0.246。供试品种间两两遗传相似系数的平均值为0.759,变幅为0.622~0.966,且96.4%的品种间遗传相似系数在0.66~0.86之间,表明供试的73个品种亲缘关系较近。通过SSR标记基因型聚类分析将这些品种划分为6个类群,与系谱分析趋势一致,类群间的差异主要表现在生育期和米质方面。综上所述,黑龙江省近年审定的水稻品种遗传基础狭窄,在育种中需要导入新的种质资源,加强种质资源创新,以期丰富水稻品种的遗传多样性,进一步提高水稻产量和抗性。