落叶松-杨栅锈菌基因组密码子使用偏好分析

为了解落叶松‐杨栅锈菌密码子使用模式,并探究影响其密码子偏好形成的因素,本研究利用CondonW对落叶松‐杨栅锈菌标准菌株98AG31基因组中14 650个基因进行分析,计算基因的有效密码子数,及64个密码子的相对使用度等偏好性参数。结果表明,落叶松‐杨栅锈菌全基因组水平的密码子偏好程度较低,只有少数基因呈现出高偏好性。落叶松‐杨栅锈菌的高频密码子多以A或T结尾,而最优密码子则倾向以G或C结尾。PR2-plot分析及ENC-plot曲线与中性绘图分析显示,落叶松‐杨栅锈菌基因密码子使用模式受到选择压力和突变压力等多重因素的影响,相较于选择压力,落叶松‐杨栅锈菌基因密码子的偏好更多地受到突变压力的影响。相关性分析表明,密码子碱基组成会对密码子偏好性产生影响,其他因素如序列长度等均不会影响密码子偏好性。     

落叶松-杨栅锈菌基因复制事件及共线性分析

落叶松-杨栅锈菌是一种分布广且危害严重的林木病原真菌.了解基因组内发生的基因复制事件及基因组间的共线性关系,能为最终理解落叶松-杨栅锈菌适应性进化等生物学问题提供帮助.落叶松-杨栅锈菌全基因组水平上基因复制相关研究未见报道,共线性研究报道也较少.本研究利用落叶松-杨栅锈菌全基因组序列分析其基因复制模式.结果表明,落叶松...     

落叶松-杨栅锈菌在感病杨树寄主上发育过程的组织学研究

采用荧光染色技术、光学显微镜和电子显微镜技术,系统研究了落叶松-杨栅锈菌在感病杨树叶片上的发育过程。结果表明,在侵染前期（接种12h以内）,锈菌夏孢子在杨树叶片上萌发,利用芽管或附着胞穿透叶表气孔后形成气孔下囊,进而在胞间产生侵染菌丝。进入活体营养生长阶段（接种后24-96h）,锈菌不断产生大量吸器来满足营养需求的同时,侵染菌丝在叶肉细胞间隙蔓延分枝生长至形成菌落结构。最终在产孢阶段（接种120h之后）产孢菌丝分化形成的夏孢子在表皮下聚集成堆,待成熟后突破表皮显露出来。     

滇杨种群遗传多样性与遗传结构

滇杨(Populus yunnanensis)是我国西南地区的特有树种, 具有速生、易无性繁殖、适应性强等优良特性, 是典型的南方型杨属树种。研究滇杨遗传多样性及种群结构对其种质资源的收集、保存和利用具有重要的意义。本研究从我国滇杨主要分布区云南和四川共采集了6个种群, 包括云南的昭通(ZT)、会泽(HZ)、嵩明(SM)、洱源(EY)、拉市海(LS)以及四川的美姑(MG), 共64个个体, 利用34对SSR分子标记和3对cpDNA叶绿体标记开展遗传多样性与遗传结构研究。SSR引物共检测到154个等位基因, 平均等位基因数为4.529, 观测杂合度(Ho)与期望杂合度(He)分别为0.552和0.472, 遗传分化系数(Fst)平均值为0.238, 多态性信息含量指数(PIC)平均值为0.421, 基因流(Nm)为0.806。滇杨的遗传结构分析(DAPC)与遗传距离的主坐标分析(PCoA)、UPGMA聚类分析均将6个种群划分为3个亚类: 第І亚类包括昭通种群、会泽种群和嵩明种群的4个个体, 第ІІ亚类包括嵩明种群的6个个体以及洱源种群和拉市海种群, 第III亚类为美姑种群; 嵩明种群包含第І和第ІІ两个亚类的混合遗传成分。3个cpDNA联合序列中共检测到35个变异位点, 分为13个单倍型, 其中单倍型H5在种群中分布最为广泛, 其余的单倍型均为种群特有的单倍型。分子方差分析(AMOVA)表明种群内的遗传变异大于种群间变异。研究表明滇杨不同种群的遗传分化具有地域性, 可选择就地保护; 昭通种群遗传多样性最高, 且包含7种叶绿体单倍型, 单倍型类型最多, 应优先保护。     

河北省华北落叶松河北群体遗传多样性分析

以来自河北8个群体共312个华北落叶松天然个体为材料,利用10对SSR引物对群体进行扩增,所得数据用于其遗传多样性和遗传结构的研究。结果表明:10对SSR位点共检测到42个位点,平均每个位点有4.2个等位基因,位点的等位基因数(Na)为2~6个。群体平均等位基因数为3.36,Shannon指数(I)平均为0.749,观察杂合度Ho为0.405、期望杂合度He为0.423,来自河北北部的围场台子水和吉字以及兴隆雾灵山的多样性水平最高,南部的阜平群体多样性水平最低。AMOVA分子差异分析显示3%的遗传变异存在于群体间,97%的遗传变异则存在于群体内,基因分化系数Gst仅为0.028,表明华北落叶松在河北的群体分化很低。聚类结果表明河北围场两个群体为一类,蔚县、隆化和涿鹿为一类,阜平和赤城为一类,兴隆雾灵山群体距离其他较远。多样性北部群体较高,南部较低,表明华北落叶松可能的衍化方向是从北向南,印证了北部可能是起源中心的结论。     

杨树抗锈性研究现状

综述了落叶松一杨栅锈菌生理小种分化、寄主杨树抗锈性、抗锈病基因分子标记和抗病基因连锁遗传图谱构建技术;分析了我国杨树抗锈病育种研究的现状和亟待解决的问题。     

华北落叶松种子园控制授粉子代遗传多样性分析

以华北落叶松控制授粉群体的全部子代为材料,母本相同的个体视为同一家系,利用18对SSR分子标记对7个家系257个个体进行扩增,分析其遗传多样性及其遗传分化水平。结果表明:(1)18个SSR位点共检测到72个等位基因,平均等位基因数4个,有效等位基因数(Ne)为1.247~3.411。(2)7个家系的平均有效等位基因数为2.135个,观测杂合度(Ho)为0.518,期望杂合度(He)为0.502,Shannon信息指数0.846,其中55号家系遗传多样性水平最高,56号的遗传多样性水平最低。(3)遗传分化系数(GST)为0.113,各家系群体处于中等遗传分化水平,AMOVA分析结果显示82%的遗传变异存在于家系内,18%的遗传变异存在于家系间。(4)聚类分析结果表明,55号与59号家系的遗传距离最近,具有较近的亲缘关系,49号家系与其他家系的遗传距离最远。(5)结合遗传多样性及遗传分化水平结果,估算获得选择核心家系数及核心个体数,选择5个家系均可获得96%以上的遗传多样性,对于个体数较少的家系,选择15~20个个体;对于个体数较多的家系,选择35个个体,即可获得96%以上的遗传多样性。该研究结果对华北落叶松种子园育种群体的选择及其遗传多样性的保护具有重要意义。     

北京市华北落叶松优树群体遗传多样性分析

利用SSR分子标记对北京市华北落叶松人工林5个群体的220棵优树进行遗传多样性和群体结构分析。20对SSR引物共检测到81个等位基因,每个位点等位基因数2~8个不等,平均4.05个。群体观测和期望杂合度平均值分别为0.429和0.440,Shannon信息指数和多态性信息含量分别为0.756和0.380。5个群体中,百花山和云蒙山遗传多样性水平最高,雾灵山遗传多样性水平最低。AMOVA分析结果显示,2.65%的遗传变异来自于群体间,剩余97.35%的遗传变异来自于群体内。遗传分化系数仅为0.023,表明北京市华北落叶松优树群体遗传分化程度很低。基于Nei's遗传距离可以将5个群体划分为3个类群,四海镇和雾灵山归为第Ⅰ类,松山归为第Ⅱ类,百花山和云蒙山归为第Ⅲ类。STRUCTURE群体结构分析结果与上述聚类分析结果大体一致。以上研究为华北落叶松人工林遗传多样性评价和优良种质资源收集、保护和利用提供理论依据。     

四川省小麦条锈菌群体遗传多样性的SSR分析

利用TP-M13-SSR自动荧光检测技术,对四川省小麦条锈菌群体遗传多样性水平进行了分析。研究结果表明,四川省小麦条锈菌群体遗传多样性比较丰富,地区之间存在明显的差异,川西北和四川盆地的种群遗传多样性相对较高,而四川西南部和四川东南部的种群遗传多样性较低。四川小麦条锈菌群体存在一定的遗传分化,地区间的遗传变异仅占14.92%,群体间的遗传变异占总变异的23.06%,群体内遗传变异占60.02%,遗传变异主要存在于群体内部。基因流和共享基因型从分子水平证实了四川小麦条锈菌在地区间的传播,且川西北和四川盆地之间的菌源交流最为广泛。     

陇南地区不同海拔区域内小麦条锈菌群体遗传多样性的分析

小麦条锈病是世界范围内小麦上最重要的流行性病害之一,可造成严重的产量损失。陇南地区是我国小麦条锈菌主要越夏易变区和新小种发源地,了解该地区不同海拔高度区域内条锈菌遗传多样性有重要意义。本研究采用TP-M13-SSR荧光标记技术对11个种群330个小麦条锈菌分离株基因组DNA进行了SSR标记分析。不同海拔区域的条锈菌遗传多样性有明显的差异,高山区的遗传多样性比较丰富,半山区次之,川道区相对比较低。不同生态区域内,小麦条锈菌群体遗传分化程度不同,高山区和半山区遗传分化程度大,基因流小,川道区群体遗传分化程度比较小,基因流大。来自不同海拔区域的菌系具有相同的基因型,这一结果从分子水平证明了在陇南地区小麦条锈菌在山区与川地之间存在广泛的菌源交流,可就地完成周年循环。     

松杨栅锈菌遗传多样性初步分析

采用ITS-nrDNA-RELP、测序技术、RAPD(随机扩增多态性DNA)分子标记技术,对我国松杨栅锈菌不同地域的5个生理小种11个菌系进行了遗传多样性分化研究.结果表明,该菌在我国的遗传分化与地理来源相关,可分为西部地理群和北方地理群.西部地理群又可分为高山森林生态型(HMF)和平原生态型(WPL).小种遗传分化不一定与致病性分化一致.t检验表明,各生理小种RAPD遗传多样性指数无明显差异,高山森林小种遗传多样性指数(0.5172)略高于平原小种遗传多样性指数(0.5089).核糖体基因转录间隔区高度保守,不适合该菌种内群体遗传多样性分化研究.     

Genetic architecture of qualitative and quantitative Melampsora larici-populina leaf rust resistance in hybrid poplar: genetic mapping and QTL detection

In order to elucidate the genetic control of resistance to Melampsora larici-populina leaf rust in hybrid poplars, a Populus deltoides x P. trichocarpa F(1) progeny was analysed for qualitative and quantitative rust resistances. This progeny was evaluated for three components of quantitative resistance (latent period, uredinia number and uredinia size) to seven M. larici-populina strains in controlled conditions, and for one component of field susceptibility (rust colonization on the most infected leaf). One qualitative resistance locus inherited from P. deltoides, R(1), was localized on the genetic map. It segregates 1 : 1 in the F(1) progeny and is effective against four of the studied strains. QTL analysis was performed separately on R(1) and r(1) genotype subsets. An additional detection was conducted on the entire F(1) progeny for the three strains able to overcome R(1) and for MAX2. A total of nine QTLs were detected. Two had large, broad-spectrum effects. One (R(US)) is inherited from the P. trichocarpa parent; the other is inherited from P. deltoides and colocalized with R(1). Seven QTLs had only limited and specific effects. Significant interaction effects were detected mainly between the two major QTLs. Implications of these results for durable resistance breeding strategies, and possible benefits from the Populus genome sequence, are discussed.     

Development and characterization of microsatellite markers for the poplar rust fungi Melampsora medusae and Melampsora larici‐populina

Melampsora species and their hybrids are obligate parasites of Populus and Salix species worldwide. The increasing interest in Populus and Salix for biomass and fibre production necessitates genetic markers for population studies of Melampsora spp. Libraries enriched for simple sequence repeats were used to develop five microsatellite markers for Melampsora medusae and Melampsora larici‐populina. The variation detected by these markers will be valuable for phylogenetic and population genetic studies, substantiate putative hybrids, and deployment of resistant poplar clones.     

山杨杂种无性系的SSR分子标记遗传多样性

采用5对SSR引物对52个山杨杂种无性系进行了遗传多样性检测,结果表明在研究的5个位点上SSR标记多态位点百分率为100%,平均等位基因数为4.4个,有效等位基因数最多的位点是PTR7,最少的位点为PTR12;欧美山杨杂种的遗传多样性最丰富,相比之下,中美山杨杂种遗传变异最低;聚类分析表明,在一定的遗传距离基础上,欧美山杨杂种和欧洲山杨首先聚为一类,然后又与中美山杨杂种聚类,最后是中国山杨。研究表明来自芬欧美山杨杂种具有较高的遗传多样性,这对我国山杨遗传资源的扩大,以及未来山杨杂交育种,杂种优势的利用都是重要的。     

中国水稻地方品种与选育品种遗传多样性的比较分析

利用98对SSR标记对202份中国水稻地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析.结果显示供试品种具有较丰富的遗传多样性,共检测到等位基因1350个,每个位点的等位基因数(Na)变化范围为3～ 39,平均14个;Nei基因多样性指数变化范围(He)为0.125 ～0.955,平均0.733;多态信息量(PIC)变化范围为0.122 ～0.953,平均0.680;稀有等位基因数(Nr)913个;等位基因丰度(Rs)8.33.栽培稻地方品种和选育品种遗传多样性差异明显,地方品种等位基因数、Nei基因多样性指数、多态信息量、稀有等位基因数和等位基因丰度(Na=1219,He=0.747,PIC=0.710,Nr=756,Rs =8.50)均高于选育品种(Na =919,He =0.704,PIC =0.650,Nr=529,Rs =7.01).各染色体组水平的遗传多样性分析表明,选育品种仅在1号染色体上的遗传多样性高于地方品种,进一步分析显示选育品种的遗传改良在基因组水平上具有区间特异性.     

Analysis of genetic diversity and population structure of peanut cultivars and breeding lines from China,India and the US using simple sequence repeat markers

Cultivated peanut is grown worldwide as richsource of oil and protein. A broad genetic base is needed for cultivar improvement. The objectives of this study were to develop highly informative simple sequence repeat(SSR)markers and to assess the genetic diversity and population structure of peanut cultivars and breeding lines from different breeding programs in China, India and the US. A total of 111 SSR markers were selected for this study, resulting in a total of 472 alleles. The mean values of gene diversity and polymorphic information content(PIC) were 0.480 and 0.429, respectively.Country-wise analysis revealed that alleles per locus in three countries were similar. The mean gene diversity in the US,China and India was 0.363, 0.489 and 0.47 with an average PIC of 0.323, 0.43 and 0.412, respectively. Genetic analysis using the STRUCTURE divided these peanut lines into two populations(P_1, P_2), which was consistent with the dendrogram based on genetic distance(G_1, G_2) and the clustering of principal component analysis. The groupings were related to peanut market types and the geographic origin with a few admixtures. The results could be used by breeding programs to assess the genetic diversity of breeding materials to broaden the genetic base and for molecular genetics studies.