基于ITS序列探讨荻属及其近缘植物的系统发育关系

荻属是禾本科的一个小属,其分类地位存在争议。通过测定和从Gen Bank中提取荻属Triarrhena及其近缘植物的ITS序列,以芦苇Phragmites australis为外类群,采用MP(maximum parsimony)和NJ(neighbor-joining)分析方法进行了系统发育分析,这两种方法得到的系统发育树基本相同。荻属和芒属Miscauthus的种类形成一个单系类群;河八王Narenga porphyrocoma与芒属和荻属的植物聚在一起并构成姐妹群;白茅Imperata cylindrica与斑茅Saccharum arundinaceum聚成一小支并构成姐妹群,白茅与荻属的关系较远;荻属植物归并到芒属更为合理,不支持将荻属置入白茅属或另立一属的观点。斑茅与白茅、河八王及蔗茅Erianthus fulvus系统发育关系较近,而与滇蔗茅E.rockii及甘蔗属的竹蔗Saccharum sinense、甘蔗S.officinarum、细秆甘蔗S.barberi和甜根子草S.spontaneum的关系较远。甘蔗属、河八王属及蔗茅属关系复杂,还需要进一步研究。     

小麦SSR和EST-SSR引物对无芒雀麦的通用性分析

无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)具有营养价值高、产量大、利用季节长、耐寒耐旱、适应性强等优良品质。为了解小麦SSR和EST-SSR引物在亲缘植物无芒雀麦中的通用性,本研究选用位于普通小麦7个部分同源群的203对SSR引物和46对EST-SSR引物对无芒雀麦基因组DNA进行了扩增。结果显示:有137对(67.49%)SSR和30对(65.22%)EST-SSR引物对无芒雀麦可以有效扩增,平均扩增条带数分别为2.8和2.5,即小麦SSR和EST-SSR引物在无芒雀麦中具有较高的通用性;研究还发现,来自小麦B基因组和第5同源群染色体的引物在无芒雀麦中的有效扩增比率和平均扩增条带数最低。据此推断,小麦B基因组和第5同源群染色体可能与无芒雀麦基因组的亲缘关系较远。该研究对开发无芒雀麦基因组的特异分子标记、进行遗传多样性分析和功能基因定位等具有一定的参考价值。     

广东省五节芒遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术,对广东省内分布的能源植物五节芒(Miscanthus floridulus)13个野生居群共215个个体的遗传多样性进行了研究.9个ISSR引物共扩增到了81个位点,其中76个是多态性位点.结果表明,广东五节芒的遗传多样性水平很高,物种水平上,多态位点百分率(PPB)为93.83％,Nei's...     

利用苹果EST-SSR分析木瓜属种质遗传多样性北大核心CSCD

利用苹果属的EST-SSR标记对33份木瓜种质资源进行遗传多样性研究,以分析引物在木瓜属中的通用性。筛选出15对引物进行PCR扩增,其中9对引物显示多态性,共扩增出71条带,其中多态性条带59条,多态性条带比率83.10%,并且可成功区分不同种。PIC多态性信息含量平均值为0.45,Nei’s基因多样性(H)、Shannon指数(I)的平均值分别为0.45、0.71。根据EST-SSR数据的UPGMA聚类分析将材料分为五大类,木瓜属的不同基原样本各聚为一支,能很好地将5个种植物区分,显示出单系性。研究结果表明,苹果属的EST-SSR标记在木瓜属上具有高度的可转移性,可应用于木瓜属植物的资源评价及遗传关系研究。     

五节芒基因组大小测定

五节芒(Miscanthus floridulus)属于禾本科(Poaceae)芒属(Miscanthus Andersson),被认为是一种开发潜力巨大的生物质能源植物。本研究以水稻日本晴(Oryza sativa L.var.Nipponbare)为内标,采用流式细胞仪测定6份采自中国不同地区的五节芒基因组大小。结果首次确定了五节芒的基因组大小平均为2596.59 Mb,即2 C DNA含量为5.31 pg(以1 pg=978 Mb计算)。     

利用苹果EST-SSR分析木瓜属种质遗传多样性

利用苹果属的EST-SSR标记对33份木瓜种质资源进行遗传多样性研究,以分析引物在木瓜属中的通用性。筛选出15对引物进行PCR扩增,其中9对引物显示多态性,共扩增出71条带,其中多态性条带59条,多态性条带比率83.10%,并且可成功区分不同种。PIC多态性信息含量平均值为0.45,Nei’s基因多样性(H)、Shannon指数(I)的平均值分别为0.45、0.71。根据EST-SSR数据的UPGMA聚类分析将材料分为五大类,木瓜属的不同基原样本各聚为一支,能很好地将5个种植物区分,显示出单系性。研究结果表明,苹果属的EST-SSR标记在木瓜属上具有高度的可转移性,可应用于木瓜属植物的资源评价及遗传关系研究。     

玉米SSR引物在芒属植物遗传多样性分析的应用研究

目的:本文为了探索芒属植物的遗传多样性,方法:运用SSR分子标记的方法,用30对玉米SSR引物对15份中国湖南省的野生芒属材料进行扩增.结果:结果表明:30对引物共扩增出159条带,其中多态性条带121个,占76.10%.平均Nei's基因多样度为0.1992,平均Shannon信息指数为0.3139.UPGMA聚类分析显示,15份材料在遗传相似系数(GS)为0.75水平上,聚成三大类.第一大类由芒组成,第二大类由五节芒组成,第三大类由南获组成.这与形态学上的分类吻合.结论:玉米的SSR引物对于芒属植物遗传多样性分析仍具有很好的可行性.     

基于苹果EST-SSR的梨种质资源遗传多样性分析

利用来自苹果的8对EST-SSR标记对48份梨(Pyrus)种质资源进行遗传多样性研究,以分析其在梨属植物上的通用性.结果表明,8对EST-SSR引物在供试材料上均能扩增出与苹果大小相似的产物,所有引物共检测到140个基因位点,其中多态性位点129个,多态性比例为92.14%,并且可成功区分不同品种.根据EST-SSR标记所揭示的多态性和UP-GMA法聚类分析,48份梨种质资源在相似系数0.62处可分为东方梨和西方梨两个种群,而中国的白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)、砂梨(P.pyrifolia Burm.f.Nakai)和秋子梨(P.ussuriensis Maxim.)相互交错在一起,没有独自成组.可见,苹果的EST-SSR标记在梨上具有高度的可转移性,可应用于梨属植物的资源评价及遗传关系研究.     

杂交兰转录组SSR信息分析及EST-SSR标记开发应用

该研究主要开发筛选适用于杂交兰的EST-SSR引物,为杂交兰种质资源评价和遗传变异研究等提供可靠的分子标记。该研究对杂交兰进行转录组高通量测序,挖掘SSR位点和开发EST-SSR标记,并对不同种质的遗传多样性进行分析。结果表明,从31724条杂交兰Unigene中检测出18603个SSR位点,SSR出现频率为58.64%;SSR位点中的主导类型是单核苷酸重复,占总SSR的65.10%,其次是二核苷酸(23.56%)和三核苷酸(10.76%)重复;优势重复基元为A/T、AG/CT、AT/AT和AAG/CTT,分别占总位点的64.72%、13.74%、8.19%和2.51%。利用Primer Premier 5.0共设计了565对SSR引物,从筛选出的64对有效扩增引物中随机选择28对引物,对40份杂交兰种质进行多态性验证与遗传关系分析,其中16对(占57.14%)引物表现出可重复的高多态性,平均多态信息量(PIC)达0.789。基于扩增的多态性SSR信息,40份种质资源可聚为4类,聚类结果与其遗传背景基本一致。该研究印证了转录组测序获得的Unigene是SSR标记开发的有效来源,开发的EST-SSR引物可为杂交兰及近缘种的良种鉴别、遗传图谱构建、分子标记辅助育种及功能基因挖掘等提供有价值的候选标记。     

基于EST-SSR标记的茅苍术种质资源遗传多样性分析

采用EST-SSR标记,对5种不同叶型47份茅苍术进行遗传多样性分析。从30对引物中筛选出5对EST-SSR引物用于PCR扩增,共扩增出36条多态性条带,遗传多态性PIC值变化范围为0.6760～0.7877,平均为0.7539;供试样品遗传距离为0～0.9123,表明茅苍术具有丰富的遗传多样性。采用UPGMA法进行聚类分析,当遗传相似系数为0.70时,可将供试样品分为5大类。聚类结果显示叶片形态特征和分子表达并不一致,即茅苍术的叶形性状与遗传背景不具有明显的相关性。     

斑茅酶解转化可发酵单糖的液氨预处理及参数优化

斑茅(Saccharum arundinaceum Retz.)的生物产量高,对土壤条件要求低,可作为纤维素乙醇生产的原料作物在我国南方地区广泛种植.实验以斑茅为原料,采用液氨预处理法克服其水解顽抗性,并添加纤维素酶进行酶解,运用高效液相色谱(HPLC)测定了酶解液中的单糖含量.实验结果表明在纤维素酶添加量为15FPU/(g当量葡聚糖)、预处理原料含水率为80％、预处理温度为130℃、预处理驻留时间为10 min、液氨与生物质的质量比例为2∶1时,葡聚糖和木聚糖的总转化率分别为69.34％和82.60％,相比于未作预处理的原料分别提高了573％和1 056％,单糖产量提高8倍.实验结果表明液氨预处理对斑茅是一种有效的预处理方式,并优于稀酸或湿爆法预处理,与酸预处理和氨爆法(AFEX)处理效果接近.     

Use of tall fescue EST-SSR markers in phylogenetic analysis of cool-season forage grasses.

Microsatellites or simple sequence repeats (SSRs) are highly useful molecular markers for plant improvement. Expressed sequence tag (EST)-SSR markers have a higher rate of transferability across species than genomic SSR markers and are thus well suited for application in cross-species phylogenetic studies. Our objectives were to examine the amplification of tall fescue EST-SSR markers in 12 grass species representing 8 genera of 4 tribes from 2 subfamilies of Poaceae and the applicability of these markers for phylogenetic analysis of grass species. About 43% of the 145 EST-SSR primer pairs produced PCR bands in all 12 grass species and had high levels of polymorphism in all forage grasses studied. Thus, these markers will be useful in a variety of forage grass species, including the ones tested in this study. SSR marker data were useful in grouping genotypes within each species. Lolium temulentum, a potential model species for cool-season forage grasses, showed a close relation with the major Festuca-Lolium species in the study. Tall wheat grass was found to be closely related to hexaploid wheat, thereby confirming the known taxonomic relations between these species. While clustering of closely related species was found, the effectiveness of such data in evaluating distantly related species needs further investigations. The phylogenetic trees based on DNA sequences of selected SSR bands were in agreement with the phylogenetic relations based on length polymorphism of SSRs markers. Tall fescue EST-SSR markers depicted phylogenetic relations among a wide range of cool-season forage grass species and thus are an important resource for researchers working with such grass species.     

“甘蔗复合群＂能源植物遗传育种研究进展

“甘蔗复合群”是一类极具生物能源开发潜力的禾本科C4植物。近年来由于世界能源危机的影响和植物遗传育种研究的发展,国内外学者对“甘蔗复合群”植物资源评价和能源育种研究越来越重视。本文介绍了“甘蔗复合群”的基本概念、属种分类及核心类群等研究背景。同时以甘蔗属和芒属核心资源为例,从“甘蔗复合群”能源植物遗传育种的角度综述了国内外相关研究进展。旨在总结前人的理论研究成果和杂交育种实践经验,探讨相关类群在植物系统分类和种质资源利用中存在问题与对策,为我国“甘蔗复合群”能源植物的应用基础研究和产业化开发利用提出建议。     

“甘蔗复合群”能源植物遗传育种研究进展

“甘蔗复合群”是一类极具生物能源开发潜力的禾本科C4植物。近年来由于世界能源危机的影响和植物遗传育种研究的发展,国内外学者对“甘蔗复合群”植物资源评价和能源育种研究越来越重视。本文介绍了“甘蔗复合群”的基本概念、属种分类及核心类群等研究背景。同时以甘蔗属和芒属核心资源为例,从“甘蔗复合群”能源植物遗传育种的角度综述了国内外相关研究进展。旨在总结前人的理论研究成果和杂交育种实践经验,探讨相关类群在植物系统分类和种质资源利用中存在问题与对策,为我国“甘蔗复合群”能源植物的应用基础研究和产业化开发利用提出建议。     

Development of novel chloroplast microsatellite markers for Miscanthus species (Poaceae)

? Premise of the study: A set of novel chloroplast microsatellite markers (cpSSRs) was developed for the bioenergy crop Miscanthus, and their utility in cross-species amplification was evaluated. ? Methods and Results: Twenty-eight novel primers flanking cpSSR loci were designed from a complete chloroplast genome sequence of Saccharum officinarum, a species closely related to Miscanthus. These primers were then tested on eight Miscanthus species, among which 16 cpSSR loci were found to be polymorphic. The number of alleles per polymorphic locus ranged from two to seven, with an average 3.94 alleles. ? Conclusions: These cpSSR markers can be applied to all Miscanthus species and will be useful for studying Miscanthus population structure, diversity, and phylogeography.     

Local grasses for the control of the invasive vine Mikania micrantha

乡土草本植物对入侵植物薇甘菊的防控 薇甘菊(Mikania micrantha)是在太平洋岛屿和亚洲热带亚热带发现的一种入侵植物。目前防 治薇甘菊的方法并不完善,因此亟需寻找对环境友好的、更有效的防治方法。因此,我们探究了4种草本植物对薇甘菊入侵的防御能力,以期为薇甘菊的生态可持续防治提供科学依据。 本研究选取了4种来自中国本土的多年生禾本科草本植物：藤竹草(Panicum incomtum)、象草(Pennisetum purpureum)、斑茅(Saccharum arundinaceum)和蔓生莠竹(Microstegium vagans)来构建草丛。将薇甘菊种子播种在上述草丛中,同时还将薇甘菊幼苗移栽到上述草丛中,观察草丛是否能阻止薇甘菊幼苗的生长。此外,我们还将薇甘菊移植到现有的草丛中,观察草丛是否能够阻止薇甘菊的再次入侵。最后还在野外将薇甘菊分别与藤竹草和象草一同种植,探究这两种禾本科植物是否能在竞争中胜出。研究结果表明,薇甘菊种子在上述草丛中萌发困难,所有薇甘菊幼苗在3个月内死亡,说明薇甘菊很难在现有的草丛中生存。野外实验表明,薇甘菊盖度在第一年显著低于这些草本植物,两年后全部被这些草本植物取代。据我们所知,本研究首次揭示了高大草本植物,特别是藤竹草和象草,具有作为薇甘菊生物防治的潜力。     

The taxonomic significance of leaf flavonoids in Saccharum and related genera

A survey of 120 plants of the genera Saccharum, Erianthus, Ripidium, Miscanthus, Narenga, Sclerostachya, Imperata, of intergeneric and interspecifi     

Development and mapping of EST-derived simple sequence repeat markers for hexaploid wheat.

Expressed sequence tags (ESTs) are a valuable source of molecular markers. To enhance the resolution of an existing linkage map and to identify putative functional polymorphic gene loci in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.), over 260,000 ESTs from 5 different grass species were analyzed and 5418 SSR-containing sequences were identified. Using sequence similarity analysis, 156 cross-species superclusters and 138 singletons were used to develop primer pairs, which were then tested on the genomic DNA of barley (Hordeum vulgare), maize (Zea mays), rice (Oryza sativa), and wheat. Three-hundred sixty-eight primer pairs produced PCR amplicons from at least one species and 227 primer pairs amplified DNA from two or more species. EST-SSR sequences containing dinucleotide motifs were significantly more polymorphic (74%) than those containing trinucleotides (56%), and polymorphism was similar for markers in both coding and 5' untranslated (UTR) regions. Out of 112 EST-SSR markers, 90 identified 149 loci that were integrated into a reference wheat genetic map. These loci were distributed on 19 of the 21 wheat chromosomes and were clustered in the distal chromosomal regions. Multiple-loci were detected by 39% of the primer pairs. Of the 90 mapped ESTs, putative functions for 22 were identified using BLASTX queries. In addition, 80 EST-SSR markers (104 loci) were located to chromosomes using nullisomic-tetrasomic lines. The enhanced map from this study provides a basis for comparative mapping using orthologous and PCR-based markers and for identification of expressed genes possibly affecting important traits in wheat.     

不同土壤生境下斑茅对重金属的富集特征

为了筛选Cu、Zn、Pb、Cd多重金属离子的富集植物,对不同土壤生境(铜铁矿、钨矿、铅锌矿和无矿场污染)的优势种斑茅(Saccharum arundinaceum(Retz.)Jeswiet)对Cu、Zn、Pb、Cd离子富集情况进行了调查。结果表明,斑茅对Cu、Zn、Pb、Cd离子有富集优势并以Cu富集显著,斑茅根系土壤与斑茅地上部Cu含量存在相关性(P<0.05),斑茅对Pb和Cd的富集与转运存在极显相关性(P<0.01);在强酸、多金属污染弃耕农田土壤中,斑茅不仅符合Cu超富集植物的特征,而且其对Zn、Pb和Cd3种重金属的富集系数和转运系数均>1。在Cd、Cu、Pb和Zn均低于国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)的弃耕农田中,斑茅对Cu、Zn和Cd的富集系数均>1。研究表明,斑茅可以作为Cu、Zn、Pb、Cd多金属污染土壤的富集植物进行人工修复。     

普通小麦Genomic-SSR和EST-SSR分子标记遗传差异及其与系谱遗传距离的比较研究

采用Genomic-SSR和EST—SSR标记技术,对来自我国北方冬麦区的18份普通小麦品种(系)的遗传多样性进行了探讨,并与系谱遗传距离进行了比较分析。研究发现,平均每个Genomic—SSR检测到的等位基因数为3．34个,明显高于EST-SSR的2．31个。遗传距离(GD)计算结果显示,18个小麦基因型之间的EST—SSR平均遗传距离较小,仅为0．3996,低于Genomic—SSR的GD平均值0．5458。尽管EST-SSR揭示出的多态性明显低于Genomic-SSR,但系谱分析和聚类结果均表明,与Genomic—SSR相比,EST—SSR标记能更准确地反映出不同小麦基因型之间的遗传和亲缘关系。据此可以认为,EST—SSR是评价小麦遗传多样性的一种理想标记形式。研究还证实,一个骨干亲本与由其衍生出来的品种(系)之间的遗传差异一般较小,并对拓宽普通小麦遗传基础的策略和方法进行了讨论。