叶绿体S S R标记:柑橘体细胞杂种胞质遗传分析的一种新方法

从水稻(Oryza sativa L.)、烟草(Nicotiana tabacum L.)和黑松(Pinus thunbergiiParl.)等植物的22对叶绿体SSR引物中筛选出 5对能用于柑橘叶绿体SSR分析的引物,应用这5对引物对9个组合的柑橘体细胞杂种的叶绿体遗传进行了分析.结果表明:这些组合再生的杂种中叶绿体都呈现随机分离,该现象与以前报道的RFLP分析结果一致,而且其可靠性已被CAPS分析所证实.表明柑橘叶绿体SSR同RFLP及CAPS一样可靠,并且更简单高效、易于操作,特别适合对柑橘等植物体细胞杂种进行早期胞质遗传组成分析.     

印度酸桔与飞龙枳属间体细胞杂种的胞质遗传分析

对印度酸桔（Citrus reticulata） 飞龙枳（Poncirus trifoliata）属间体细胞杂种的3棵8年生植株及其融合亲本的胞质基因组进行了CAPS（Cleaved Amplified Polymorphic Sequences）和RFLP分析。用5对叶绿体和5对线粒体通用引物对（universal primer pairs）对杂种及亲本的总DNA进行PCR扩增,都没有检测到多态性,但扩增产物分别用11种限制性内切酶酶切后,发现3个有多态性的叶绿体CAPS标记和1个线粒体CAPS标记。结果表明杂种的叶绿体都来源于飞龙枳,而线粒体都来源于印度酸桔。为了证实CAPS分析结果的可靠性,用5种限制性内切酶对总DNA进行单酶切,分别与1个叶绿体探针和5个线粒体探针杂交,结果与CAPS分析一致。初步证实该组合体细胞杂种的胞质遗传组成为“印度酸桔的线粒体 飞龙枳的叶绿体”。结果表明细胞融合确实能导致细胞核、线粒体和叶绿体的重新组合,为柑桔体细胞杂种中线粒体偏向来源于悬浮亲本而叶绿体偏向来源于叶肉亲本的胞质分配现象提供了新的证据,并为通过体细胞融合技术定向转移柑桔胞质基因的品种改良思路提供了重要理论依据。     

甜橙与酸橙体细胞杂种核质组成鉴定

采用流式细胞术(flow cytometry,FCM)、简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)和酶切扩增多型性序列(cleaved amplifiedpolymorphic sequence,CAPS)等技术分析酸橙(Citrus aurantium L.)叶肉原生质体和甜橙(C.sinenis Osbeck cv.Shamouti)胚性愈伤组织原生质体电融合再生的体细胞杂种.FCM研究结果表明,所有的体细胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的2倍,说明所分析的植株为四倍体.用SSR和CAPS分析了体细胞杂种的核质遗传组成,在试验的4对SSR引物中,有2对能区分开融合亲本.在2对引物中,体细胞杂种植株包含双亲的全部特异带,表明它们为异核杂种.通用引物扩增结合限制性内切酶酶切能鉴别融合亲本,在具有多型性的引物/酶组合中,所有体细胞杂种的线粒体和叶绿体DNA带型与胚性亲本(甜橙)完全一样.结果表明体细胞杂种核基因组来自双亲,而胞质基因组来自悬浮系亲本.讨论了所用技术的特点、柑橘四倍体体细胞杂种核质遗传规律及本组合体细胞杂种的应用.     

菰核基因组SSR引物的开发及其在稻族植物中的通用性检测

利用数据库中已有的部分菰(Zizania latifolia Turcz.)核基因组序列,采用in silico方法开发其SSR引物,并选取我国不同纬度的5个菰野生种群,对合成的64对引物进行筛选。结果显示:64对引物中有15对至少在一个种群中表现出多态性;共发现84个等位基因,每个位点平均有5.6个等位基因。在5个种群中,观察杂合度为0.000~0.941,预期杂合度为0.072~0.625。种群间的基因流(Nm=0.576)水平较低导致了种群间表现出较高的遗传分化(FST=0.432)。进一步对稻族其他物种的通用性检测发现,15个多态位点中,有8个位点在亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)中得到扩增,有9个位点在普通野生稻(O.rufipogon Griff.)中得到扩增。     

利用SSR标记与毛细管电泳对甘蔗属进行的遗传分析

为探讨甘蔗属内不同种之间的遗传多样性,利用SSR标记与毛细管电泳技术,对来自甘蔗属3个不同种的12个材料19对引物进行检测,共检测到229个DNA多态性条带,19对引物扩增的DNA条带范围集中在100～260bp之间。12个甘蔗材料的Jaccard遗传相似度,最小0.09,最大0.65,平均为0.26。通过遗传相似性系数分析,UPGMA聚类图内12个甘蔗材料可分为两个群,三个割手密种材料分为一个亚群,甘蔗栽培品种与甘蔗热带种合为一个亚群。结果表明:热带种比割手密种具有和甘蔗栽培品种更亲近的遗传关系;SSR分子标记与毛细管技术结合,相比别的分子标记技术或电泳技术,具有更准确、简便、自动化等优点。     

番茄栽培品种SSR标记和形态标记的遗传多样性分析

比较了SSR标记和形态标记在研究番茄栽培品种遗传多样性上的应用。用7对SSR引物检测了11个番茄栽培品种的遗传多样性,共得到53条带,每一个位点上扩增出2-9条带,平均为6条;品种间遗传相似系数在0.39-0.84之间,平均遗传相似系数为0.60。根据11个形态学性状表型值计算的遗传相似系数在0.27-0.72之间,平均遗传相似系数0.58。用UPGMA进行聚类分析,SSR标记和形态标记都可依果肉颜色和果实大小将供试材料分组,即黄色和红色果肉,樱桃小番茄和大、中果形的混合型;两种方法对番茄栽培品种遗传多样性的评价相近。     

甘蔗属不同种及优良甘蔗栽培品种的SSR标记遗传多样性分析

应用21对SSR引物与毛细管电泳技术,分析了52个甘蔗属品种的遗传多样性。共检测出327个SSR标记,平均每对引物检测15.6个。选择141个共显性标记构建SSR标记指纹图谱数据库,利用DNAMAN软件与UPGMA统计方法分析参试材料遗传多样性。DNAMAN软件同源分析显示,新台糖16号与台优1号之间的同源性最高(87%),品种之间最小的同源性为55%;利用UPGMA统计方法可把参试材料分成4个遗传相似性较高的类群。结果表明,SSR标记与毛细管技术的结合,可构建甘蔗种质资源SSR标记指纹图谱、分析甘蔗种质资源遗传多样性。聚类分析显示参试甘蔗材料的遗传基础相近,为了提高甘蔗选育种效率,应拓宽甘蔗选育种亲本的遗传基础,提高杂交栽培品种的抗虫、抗病等特性。     

基于SSR分子标记的175份蜡梅种质遗传多样性分析和指纹图谱构建

理清蜡梅品种资源、构建指纹图谱是推动蜡梅科学研究和产业发展的重要基础。利用简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)分子标记技术,对鄢陵地区175个蜡梅(Chimonanthus Praecox L.)品种(系)的遗传多样性进行了研究,使用NTSYSpc 2.1软件中的UPDM聚类方法分析品种间的遗传多样性。利用基于贝叶斯模型的Structure v2.3.3软件解析175份种质的遗传结构。通过一般线性模型(general linear model, GLM)对性状和标记进行关联分析。在遗传多样性分析中,平均等位基因数(number of alleles, Na)为6.857,平均期望杂合度(heterozygosity, He)为0.496 3,平均观测杂合度(observed heterozygosity, Ho)为0.503 7,蜡梅Nei’s平均基因多样性指数为0.494 9,平均Shannon信息指数为0.995 8,表明鄢陵地区蜡梅群体内具有较丰富的遗传多样性。群体结构和UPDM聚类分析均表明可将175个品种(系)分为7个类群。在GLM模型中有15个标记位点与8个表型性状显著(P<0.05)关联,表型变异解释范围为14.90%−36.03%。利用11对多态信息含量(polymorphic information content, PIC)最高的引物,构建175份蜡梅品种(系)资源SSR标记的指纹图谱。本研究综合分析了鄢陵地区蜡梅的遗传多样性与SSR分子标记,并构建了蜡梅核心种质资源库,为蜡梅新优品种选育、品种鉴定、资源保护与利用等工作提供理论支撑。     

基于SSR分子标记的地被菊遗传多样性分析和指纹图谱构建

为了从分子水平上研究地被菊(Chrysanthemum×morifolium)种质资源的遗传多样性并建立地被菊品种的指纹图谱库,筛选出多态性高的引物用于地被菊品种间鉴定、亲缘关系分析和分子标记辅助选种体系的建立,本研究利用多态性好、条带清晰、重复性好的12对引物对91份地被菊材料和14份菊属近缘种材料进行简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记和遗传多样性分析,从12对引物中筛选出9对核心引物对受试材料进行指纹图谱构建。结果显示,在105个样品中,12对引物检测出104个等位位点,范围为2−26,平均每个点位检测出9.25个等位基因数,平均每个点位检测得到的有效等位基因数(number of effective alleles,Ne)为2.7456,范围为1.2760−4.7425;Shannon信息指数(Shannon genetic diversity index,I)变化范围是0.5133−2.2399,均值是1.2090;Nei’s基因多样性指数(Nei’s gene diversity index,H)范围是0.2163−0.7891,均值是0.5780;观测杂合度(observed heterozygosity,Ho)的范围是0.2233−0.8952,均值是0.5575;期望杂合度(expected heterozygosity,He)的范围是0.2174−0.7933,均值是0.5808;多态信息含量(polymorphism information content,PIC)值变化范围是0.2115−0.7740,均值是0.5329;遗传相似性系数(genetic similarity,GS)范围为0.2285−1.0000,均值是0.6083。聚类分析表明,在遗传距离(genetic distance,GD)=0.30时,受试材料可以分为两个类群。Structure群体结构分析将受试材料分为3个种群和1个混合种群。从12对引物中筛选出可完全区分105份受试材料的9对核心引物,构建了91份地被菊材料和14份菊属近缘种材料的指纹图谱。地被菊材料之间具有显著的遗传差异和丰富的遗传多样性,对于地被菊的园林应用和品种选育具有重要意义。地被菊品种和菊属近缘种的指纹图谱库的构建,一定程度上揭示了105份实验材料的亲缘关系,为今后地被菊品种鉴定与筛选体系的研究提供了技术支撑。     

Chloroplast microsatellites in Prunus,Rosaceae

Ten chloroplast microsatellite markers were developed from Japanese plum (Prunus salicina) based on nucleotide sequences of c. 4300 bp from six chloroplast regions. Out of 10 microsatellites, seven markers contained mononucleotide repeats. Almost all microsatellites displayed discrete amplified fragments for 17 species in Prunus. The microsatellites generated 46 different fragment types and differentiated all used species. Polymorphism was also observed within species for all microsatellites.     

Chloroplast simple sequence repeats (cpSSRs): technical resources and recommendations for expanding cpSSR discovery and applications to a wide array of plant species

Chloroplast microsatellites, or simple sequence repeats (cpSSRs), are typically mononucleotide tandem repeats. When located in the noncoding regions of the chloroplast genome (cpDNA), they commonly show intraspecific variation in repeat number. Despite the growing number of studies applying cpSSRs, studies of economically important plants and their relatives remain over‐represented. Thus, the potential of cpSSRs to offer unique insights into ecological and evolutionary processes in wild plant species has yet to be fully realized. This review provides an overview of the technical resources available to aid cpSSR discovery including a list of cpSSR primer sets available and cpDNA sequencing resources. Our updated analysis of 99 whole chloroplast genomes downloaded from GenBank confirms that potentially variable cpSSRs are abundant in the noncoding cpDNA of plants. Overall variation in the frequency of cpSSRs was extreme, ranging from one to 700 per genome (median = 93), while in 81 vascular plants, between 35 and 160 cpSSRs were detected per genome (median = 86). We offer five recommendations to aid wider development and application of cpSSRs: (i) When genus‐specific cpSSR primers are available, cross‐species amplification can often be fruitful. (ii) While potentially useful, universal cpSSR primers at best provide access to only a small number of variable markers. (iii) De novo sequencing of noncoding cpDNA is the most effective and efficient way to develop cpSSR markers in wild species. (iv) DNA sequencing of cpSSR alleles is essential, given the complex nature of the genetic variation associated with hypervariable cpDNA regions. (v) The reliability of cpSSR length based genetic assays need to be validated in all studies.     

甜橙与酸橙体细胞杂种核质组成鉴定(英文)

采用流式细胞术(flow cytometry, FCM)、简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)和酶切扩增多型性序列(cleaved amplified polymorphic sequence, CAPS)等技术分析酸橙(Citrus aurantium L. )叶肉原生质体和甜橙(C. sinenis Osbeck cv. Shamouti)胚性愈伤组织原生质体电融合再生的体细胞杂种。FCM研究结果表明,所有的体细胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的2倍,说明所分析的植株为四倍体。用SSR和CAPS分析了体细胞杂种的核质遗传组成,在试验的4对SSR引物中,有2对能区分开融合亲本。在2对引物中,体细胞杂种植株包含双亲的全部特异带,表明它们为异核杂种。通用引物扩增结合限制性内切酶酶切能鉴别融合亲本,在具有多型性的引物/酶组合中,所有体细胞杂种的线粒体和叶绿体DNA带型与胚性亲本(甜橙)完全一样。结果表明体细胞杂种核基因组来自双亲,而胞质基因组来自悬浮系亲本。讨论了所用技术的特点、柑橘四倍体体细胞杂种核质遗传规律及本组合体细胞杂种的应用。     

The Chloroplast Genome of Cerasus Campanulata Diverges from Other Prunoideae Genomes

Cerasus Campanulata is one of several species belonging to the Prunoideae focke, a subfamily of the flowering plant Rosaceae. We investigated the details of its chloroplast genome which may reveal its genus independent of morphological determination. Here, we determined the complete chloroplast (cp) genome sequence of C. campanulata and performed sequence analysis to reveal the presence of 18 forward repeats, 20 palindrome repeats, 2 complement repeats, 4 reverse repeats and 93 simple sequence repeats (SSRs). We additionally performed a comparative study of C. campanulata and seven other Prunoideae focke species. Then, maximum parsimony (MP) and maximum likelihood (ML) phylogenetic analyses were carried out in the little part of Rosaceae, respectively. The results strongly support a position of C. campanulata as a member of the Cerasus in the Rosaceae family. Moreover, the complete cp genome can be used for plant phylogenetic and evolutionary studies that will provide insight into the degree of gene conservation.     

喜马红景天叶绿体基因组特征及其系统发育分析

以青藏高原特有药用植物——喜马红景天（Rhodiola himalensis）为试验材料,利用高通量测序技术对喜马红景天进行叶绿体基因组测序、组装和注释,获得完整的叶绿体基因组。结果显示：喜马红景天叶绿体基因组全长为151 074 bp,GC含量为37.8%,具有1个长单拷贝区、1个短单拷贝区和1对反向重复区的典型四分体结构,其序列长度分别为82 309、17 017、25 874 bp;叶绿体基因组共编码130个基因,其中编码蛋白的基因86个、编码tRNA的基因37个、编码rRNA的基因7个;叶绿体基因组共检测出25 513个密码子,其中编码亮氨酸（Leu）的密码子占比最大;喜马红景天IRa和IRb区的rps19和ycf1基因缺失,长单拷贝区的trnH基因收缩;喜马红景天与圣地红景天（R. sacra）亲缘关系最近;短单拷贝区域的单核苷酸多态性（SNP）变异频率最高。本研究报道了喜马红景天的叶绿体基因组,并对其进行了组装、注释和序列分析,为今后开展喜马红景天的遗传多样性研究和合理开发利用提供理论依据。     

小麦与高冰草体细胞杂种后代的核基因组和叶绿体基因组的遗传特征

以小麦(TriticumaestivumL.)与高冰草(Agropyronelongatum(Host)Nevski)体细胞杂种同一个克隆来源的F2-F6自交系Ⅱ-2、Ⅱ-Ⅰ-8以及由Ⅱ-Ⅰ-8F2分离形成的8-1(F3-F6)为材料,利用小麦叶绿体基因组的微卫星(Microsatellite)特异引物及随机扩增多态性DNA(RAPD)引物进行分析。结果表明,杂种株系的叶绿体基因组组成一致,均以小麦叶绿体基因组为主,仅在rpl14和rpl16基因的间隔序列中检测到双亲的特征带,表明有高冰草的叶绿体DNA在杂种中存在,并稳定遗传至第六代。RAPD分析表明,不同杂种株系中存在不同的高冰草核DNA片段,核基因组在传代中基本稳定。     

苦马豆叶绿体基因组结构及其特征分析

利用Illumina高通量测序平台对苦马豆（Sphaerophysa salsula）进行测序和组装,获得完整的苦马豆叶绿体基因组序列。组装结果表明,苦马豆叶绿体基因组全长123 327 bp,存在IR区丢失,不具有四分体结构;注释结果显示,苦马豆叶绿体基因组共编码108个基因,其中包含74个蛋白编码基因、4个rRNA基因和30个tRNA基因;叶绿体基因组序列上共检测到99个SSR位点,包含75个单核苷酸、17个二核苷酸和7个三核苷酸重复单元;系统发育分析显示,苦马豆和骆驼刺为姊妹群,亲缘关系最近。这为今后苦马豆遗传多样性、群体遗传结构和物种形成机制研究奠定了基础。     

小麦与高冰草体细胞杂种后代的核基因组和叶绿体基因组的遗传特征

以小麦(Triticum aestivum L.)与高冰草(Agropyron elongatum(Host)Nevski)体细胞杂种同一个克隆来源的F2-F6自交系Ⅱ-2、Ⅱ-Ⅰ-8以及由Ⅱ-Ⅰ-8 F2分离形成的8-1(F3-F6)为材料,利用小麦叶绿体基因组的微卫星(Microsatellite)特异引物及随机扩增多态性DNA(RAPD)引物进行分析.结果表明,杂种株系的叶绿体基因组组成一致,均以小麦叶绿体基因组为主,仅在rpl14和rpl16基因的间隔序列中检测到双亲的特征带,表明有高冰草的叶绿体DNA在杂种中存在,并稳定遗传至第六代.RAPD分析表明,不同杂种株系中存在不同的高冰草核DNA片段,核基因组在传代中基本稳定.