紫、红黄肉甘薯种质遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记,分析了21份紫肉、28份红黄肉甘薯种质遗传多样性。结果表明：17对引物共扩增出154条谱带,其中多态性谱带138条,占89.6%,平均每个引物扩增出8.12条多态性谱带,表现出丰富的多态性。聚类分析和主成分分析将49份甘薯种质聚为4大类,类型间遗传差异较大,将红黄薯单独聚为1类,说明紫薯和红黄薯分别具有明显不同的来源和系统演化关系。种质间的遗传相似系数变幅为0.58~0.93,其中,0.61~0.70之间的种质占51.4%,0.71~0.80之间的占44.0%。而邻近地域育种单位或同一育种单位的品种亲缘关系较近。文章对如何在育种中利用这些优异种质进行了讨论。     

303份甘薯地方种SSR遗传多样性与群体结构分析

利用SSR分子标记,对我国303份甘薯地方种进行了遗传多样性和群体结构分析。进一步明确了甘薯地方种间的遗传多样性和亲缘关系,为优异资源挖掘和品种改良提供了参考。利用SSR建立研究材料的0~1数据库,通过NTSYS-pc2.10软件计算Nei72遗传距离矩阵,将遗传距离矩阵导入MEGA 6.06,计算平均遗传距离和聚类分析;并利用STRUCTURE2.3.4对303份地方种进行群体结构分析。结果表明:30对SSR引物共检测出203条多态性位点,每对引物检测到1~14条多态性条带,平均每对引物获得6.77条。303份材料的平均遗传距离为0.564,聚类分析在遗传距离为0.477处可以把303份材料分成11个类群,其中第Ⅺ类群在遗传距离为0.452处可分为3个亚群。群体结构分析将303份材料划分成了5个稳定的群体,群体结构划分与聚类有相似的结果,其中70份材料Q值小于0.6,属于混合亚群。     

基于ISSR方法的芦笋育种亲本间亲缘关系分析

为了解芦笋(Asparagus officinalis L.)育种亲本间的遗传关系,采用ISSR方法对19份芦笋育种亲本进行亲缘关系和遗传多样性分析。结果表明,18条引物共扩增出187条谱带,多态性比率达93.6%。UPGMA聚类分析表明,亲本的相似系数为0.56~0.80,在相似系数0.62处可将亲本分成3大类群,第Ⅰ类群为美国芦笋品种?绿龙?;第Ⅱ类群由荷兰品种?金林?人工培育的部分亲本和美国品种?格兰德?组成;第Ⅲ类群为其余亲本组成。同一品种不同个体间也可能存在较大的遗传距离,芦笋经倍性育种培育出的个体表现出丰富的遗传多样性。这为芦笋杂交育种中的亲本筛选提供了理论依据。     

云南大叶种茶树种质资源ISSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

利用ISSR标记构建了40份大叶种茶树资源的指纹图谱,用3种独立的方法（特殊的标记、特异的谱带类型、不同引物提供的谱带类型组合）可以有效地鉴别大叶种茶树种质资源,证明ISSR标记是鉴定茶树资源的有效方法。15条ISSR引物共扩增出275条谱带,其中274条具有多态性,占99．6％。40份材料间平均遗传相似系数、Nei＇s基因多态性（gene diversity）和Shannon＇s信息指数分别为0．4180、0．3797、0．5586。材料间的遗传多样性较高,说明材料间的遗传距离较远,亲缘关系较远。遗传基础较宽。ISSR聚类分析表明,40份种质资源被聚为3个类群,其中Ⅲ类群又聚为3个亚群。亲缘关系树状图在分子水平上清楚地显示了云南大叶种茶树资源间的亲缘关系,为今后茶树育种和杂交亲本的选择提供了依据。     

基于InDel标记分析305份中国甘薯登记品种遗传多样性

对甘薯育成品种进行亲缘关系评价,是了解其遗传背景并有效利用种质资源的重要前提。利用本课题组前期开发的23对InDel引物对305份中国甘薯登记品种进行基因型分析,共扩增出56个条带,其中53个条带具有多态性,多态率达94.6%。多态信息量（PIC）、Nei′s遗传多样性指数（H）、观测杂合度（Ho）和期望杂合度（He）的平均值分别为0.4098、0.4451、0.6003、0.4460。群体结构分析表明,群体数在K=2时ΔK达到最大值,K=4时有个小高峰;北方薯区和长江流域薯区在2个组群内均匀分布,南方薯区大部分（72.97%）汇聚在组群2。主坐标分析（PCoA）中南方薯区有部分汇聚,整体没有划分出明显的簇群。聚类结果将群体划分为4个主要类群,北方薯区和长江流域薯区的品种在类群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中均匀分布,南方薯区主要（77.03%）集中于类群IV,这一聚类结果与群体结构研究、主坐标分析基本一致。通过系谱分析筛选出登记品种的13个主要亲本材料,各育种单位存在重复利用亲本进行正反交培育的情况。本研究将分子标记结果与系谱信息相结合,初步表明中国甘薯登记品种的亲缘关系较近,遗传背景狭窄,为甘薯的...     

甘薯种质资源遗传稳定性及遗传多样性SSR分析

应用SSR标记检测国家种质徐州甘薯试管苗库中离体保存5年和8年的24份种质资源及其对应的田间圃材料的遗传稳定性,同时对24份甘薯种质的遗传多样性进行分析.20对SSR引物分析表明,24份甘薯材料扩增得到了清晰的DNA条带30条,其中多态性条带2l条,多态性百分率为70%,全部品种在2种保存方式下谱带一致,说明2种保存方式的效果相同.应用NTSYS软件对材料进行遗传相似性和UPGMA聚类分析,24份甘薯种质资源遗传相似系数在0.57～0.93之间,平均为0.74.在0.72的相似系数上24份材料可以聚成三大类,表明我国的甘薯品种种质资源遗传多样性还是比较丰富的.该研究为甘薯种质资源长期离体保存及甘薯杂交育种提供了理论依据.     

基于SSR标记的132份甘薯种质指纹图谱的构建及遗传多样性分析

利用SSR分子标记技术,构建132份甘薯种质的DNA指纹图谱,并进行遗传多样性分析,旨在为甘薯种质资源亲缘关系鉴定、分类提供理论依据。利用筛选的核心引物进行PCR扩增,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测显示,19对引物共扩增出232个条带,其中多态性条带165条,多态性比率为71.1%,平均每对引物扩增出8.68个条带,多态性信息含量变化范围在0.6706~0.9331之间,平均为0.8158;其中引物SSR9和引物C33可将132份种质完全区分开,并构建供试材料的DNA指纹图谱,供试材料遗传距离在0.0363~0.5939之间,平均为0.4087,表明种质资源间遗传多样性丰富。基于SSR标记对供试材料进行聚类分析,将供试材料分为2个类群,第Ⅰ类群分为两个亚类,第Ⅰ-1亚类包括济薯25和3份日本引进品种日本金千贯、安納芋、日本薯;第Ⅰ-2亚类包括济徐薯23、苏丹、济薯09281。第Ⅱ类群分为两个亚类,第Ⅱ-1亚类由S07甘薯品系和与其亲缘关系较近的20份甘薯种质组成;第Ⅱ-2亚类由剩余的70份甘薯种质组成,为甘薯分子辅助育种中亲本的选择提供理论依据。     

中国啤酒大麦品种RAPD标记的遗传多样性分析

采用RAPD技术对中国38个啤酒大麦品种的遗传资源进行了聚类分析。结果表明：从筛选出的28个有多态性的随机引物中,共扩增出153条谱带,其中91条谱带具有多态性,占59．4％。每个引物可扩增出1～8条多态性谱带,平均3．3条。聚类分析表明,在遗传距离GD值0．27水平上38个啤酒大麦品种可聚成两大类,下分5个亚类。品种间遗传距离GD变幅为0．00952～0．37846。RAPD标记揭示出这38个啤酒大麦品种遗传变异较小,遗传基础比较狭窄。     

基于表型参数及SRAP标记的广东茶树种质遗传多样性

采用表型鉴定与SRAP分子标记,对25份广东茶树种质和5份对照品种的遗传多样性进行系统评价和分类;利用Pearson相关和Farthest neighbor方法对其表型性状进行聚类分析.结果表明:茶树各性状的平均变异系数为32.15%,其中茸毛的变异系数最大,为42.41%;芽叶生育期变异系数最小,为18.52%.经基于表型性状的聚类分析,30份样本可分为4组：第1组有17个品种,第2组有10个品种,第3组为云南大叶种和凌云白毛茶2个对照品种,第4组仅海南大叶种1个对照品种.利用21对SRAP引物对茶树基因组DNA进行研究,共扩增出127条带,其中114条为多态性带,占88.67%;平均每个引物组合的谱带数和多态性带数分别为6.05条和5.43条.当遗传距离为0.39 cm时,茶树种质可分成A、B、C 3类,其中A类占83.33%;当遗传距离为0.31 cm时,又可将A群划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个亚群,其中第Ⅰ亚群包括13个品种,第Ⅱ亚群包括2个品种,第Ⅲ亚群包括10个品种.依据SRAP标记的聚类与表型性状的表现并不完全一致.     

乌塌菜种质资源遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR技术对48份乌塌菜种质资源进行遗传多样性分析。从60条随机引物中筛选出稳定性强、条带清晰且多态性丰富的9条引物进行PCR扩增,共扩增出103条谱带,平均每个引物扩增出11.4条带,其中多态性带85条,多态性位点百分率为82.68%。不同乌塌菜种质间遗传相似系数变幅为0.59~0.97,说明ISSR标记能够揭示材料间较高的遗传多样性。利用UPGMA聚类分析,ISSR标记能将48份乌塌菜品种完全区分开,48份乌塌菜种质被划分为4个类群,聚类结果与叶片颜色相关,为乌塌菜品种资源的研究利用提供参考。     

南方红豆杉野生种与栽培品种‘金锡杉’针叶代谢物的比较分析

利用广泛靶向代谢组的方法对相同生境下南方红豆杉野生种(Taxuswallichiana var.mairei)及栽培品种‘金锡杉’(Taxus wallichiana var.maireicv.‘Jinxishan’)针叶中代谢物含量差异进行分析。结果表明:(1)在野生种和栽培品种的针叶提取物中,共鉴定出689种代谢物并获得其相应的积分定量值,包括初生代谢物326种、次生代谢物334种和其他类成分29种。(2)定量分析结果显示,有71种代谢物在两种红豆杉中的表达差异显著,这些差异代谢物主要富集在糖代谢、脂质合成等初生代谢途径,以及黄酮类合成等次生代谢途径中。(3)在‘金锡杉’针叶中,大多数氨基酸(5种)和黄酮类代谢物(10种)含量远高于野生种,而糖代谢(3种)、脂类合成(4种)及TCA循环(3种)途径中的差异代谢物含量均远低于野生种。研究认为‘金锡杉’针叶中黄酮类次生代谢物含量升高归因于苯丙氨酸和酪氨酸代谢途径的协同调控,从而增强‘金锡杉’对外界环境的适应性;而‘金锡杉’中低含量的,涉及糖代谢、脂类生物合成以及TCA循环等途径的代谢物造成的能量供应不足,则通过合成大量的氨基酸类物质来维持平衡。     

大麦黄花叶病相关基因WRKY55的克隆及功能研究

大麦黄花叶病是我国长江中下游地区大麦种植区域的主要病毒病害,由大麦黄花叶病毒(BaYMV,Barley yellow mosaic virus)及大麦和性花叶病毒(BaMMV,Barley mild mosaic virus)引起,自然条件下病毒寄生于禾谷多黏菌中,通过感染大麦根部导致病害发生。本研究通过分析RNA-seq数据,获得感染BaMMV后上调表达的基因HORVU1Hr1G069640(WRKY55)。荧光定量PCR分析发现WRKY55在感病品种中的表达水平极显著高于抗病材料,说明WRKY55参与到大麦感染黄花叶病的过程。WRKY55全长870 bp,在415～594位核苷酸之间含有WRKY保守结构域,系统进化分析显示该基因位于独立的进化分枝。组织表达分析发现该基因主要在根部和幼嫩组织中表达,而其他成熟部位表达较少甚至没有。农杆菌介导的烟草亚细胞定位实验发现WRKY55位于整个细胞。酵母转录因子活性分析实验未检测到转录激活活性,酵母双杂交实验未检测到WRKY55与感病基因编码蛋白eIF4E和PDIL5-1存在物理相互作用。这些结果显示WRKY55参与到大麦黄花叶病感染。     

基于InDel标记的国内绿豆品种遗传多样性分析及指纹图谱构建

绿豆是一种抗逆性强、适应性广的作物。本研究选取19个多态性丰富、条带稳定的InDel标记用于42个绿豆参试品种的遗传多样性分析及指纹图谱构建。19个InDel标记有效等位变异数介于1.0998～1.9955之间,平均为1.750;期望杂合度变幅0.0918～0.5049,平均值是0.421;Nei′s基因多样性指数变幅0.0907～0.4989,平均值为0.416。多态性信息含量变幅0.0866～0.3744,0.25相似文献   

森林草莓MYB家族鉴定及生物信息学分析

为研究草莓MYB基因家族,采用生物信息学方法检索森林草莓(Fragaria vesca L.)基因组中MYB基因,并对其基因结构、蛋白保守结构域、染色体定位、基因进化及花药发育过程中表达水平进行分析。结果表明,草莓基因组中可能含有105个R2R3-MYB、4个MYB3R、1个MYB4R基因,它们不均匀分布在7条草莓染色体上,其中5号染色体上数量最多为26个,部分基因在染色体上形成基因簇。理化分析发现这些MYB蛋白长度和大小差异较大,但均具有保守的R2和R3型结构域,R重复单元均含有特征性的氨基酸,包括最保守的有序间隔出现的色氨酸(W)残基。通过系统进化关系和基因结构信息,草莓MYB基因家族被分成了34个亚组(A1～A34),同时利用拟南芥基因功能预测草莓中对应的直系同源基因的功能,结果表明草莓MYB基因家族参与调控黄酮物质合成、细胞发育、生物/非生物胁迫。花药发育过程中表达水平分析发现FvMYB2、FvMYB85、FvMYB74、FvMYB28在花药发育的5个时期中表达量逐渐升高,尤其是发育后期表达量较高,表明这些基因可能调控花药发育过程。本研究结果为草莓MYB基因家族的功能研究提供参考。     

褐飞虱应对水稻抗虫物质麦黄酮刺激的唾液蛋白组学响应

为研究褐飞虱响应麦黄酮刺激的分子机理,应用差异蛋白质组学方法分析褐飞虱唾液腺响应麦黄酮刺激处理的蛋白质组变化趋势。结果表明,麦黄酮处理褐飞虱6 h差异蛋白数量90个,其中上调蛋白62个,下调蛋白28个;处理褐飞虱24 h差异蛋白数量27个,其中上调蛋白10个,下调蛋白17个,6 h的差异蛋白数量显著大于24 h。麦黄酮处理可以引起褐飞虱唾液腺丝氨酸蛋白酶及其同系物产生显著变化。通过对差异蛋白进行GO功能分析和KEGG通路分析,发现麦黄酮处理褐飞虱引起褐飞虱唾液腺蛋白变化主要集中在应激蛋白和代谢这两大类上,分别占了所有差异蛋白的50%以上,麦黄酮处理引起褐飞虱唾液响应蛋白主要参与了氨基酸代谢、唾液分泌系统、能量代谢、碳水化合物代谢等通路。     

伞形霉属3个种的脂肪酸组成初探

伞形霉属是重要的产油真菌,本研究分析了具棱伞形霉(Umbelopsis angularis)、长白伞形霉(U.changbaiensis)和葡酒色伞形霉(U. vinacea) 36个菌株的脂肪酸组成。研究结果共检测到26种脂肪酸,链长12～20碳。特征性脂肪酸为18∶3 cis 6,12,14(十八碳三烯酸)、18∶2 cis 9,12/18∶0a(亚油酸/硬脂酸)、18∶1(w 8)/18∶1 cis 9 (w 9)(顺-10-油酸/油酸)和16∶0(十六烷酸) 4种,累计百分比为92.92%。脂肪酸/菌体生物量比值范围为0.40%～2.18%。结果表明具棱伞形霉、长白伞形霉和葡酒色伞形霉富含长链不饱和脂肪酸和重要功能性脂肪酸,具有潜在的开发价值。     

Karyotype Analysis of an Endemic Species

1 South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China; 2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Sustainable Utilization, South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, 510650, China; 4 Institute of Tropical and Subtropical Ecology, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China     

基因编辑技术的发展及其在农业生产中的应用

对动植物和人类基因组的测序为功能基因组研究提供了基础数据。然而,核苷酸序列信息并不足以帮助我们了解特定的基因组元件的功能及其在表型形成中的作用。基因编辑技术能够在很大程度上解决这一问题,帮助人们快速获得新的基因组突变模式,从而以更便捷高效的方式进行功能基因组研究。对基因编辑的基本原理及常见的锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应因子核酸酶(TALEN)和2013年出现的CRISPR/Cas9系统进行了回顾,讨论了基因编辑技术的应用历史,特别在农业应用方面,重点关注了CRISPR/Cas9系统在水稻基因编辑中的应用,阐述了CRISPR/Cas9在基因组编辑领域的问题和其他应用方面的困难,探讨了基因编辑工具在作物改良方面所面临的主要挑战和未来发展趋势。