水杨酸诱导普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病性的研究

普通菜豆是人类主要食用豆类之一,其营养价值高、栽培面积大。镰孢菌枯萎病是普通菜豆典型的土传病害,给普通菜豆生产带来严重损失。水杨酸(SA)被认为是诱导植物抗病反应的重要信号分子之一,参与植物的过敏反应(HR)和系统获得性抗性反应(SAR)。本研究通过不同植物激素处理普通菜豆BRB-130,结果表明,SA处理普通菜豆叶片使植株根中SA的含量升高,并显著提高植株对枯萎病原菌FOP-DM01菌株的抗性。SA诱导普通菜豆根组织中苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶活性及过氧化氢的含量显著升高,从而诱导普通菜豆产生HR和SAR。因此,SA作为普通菜豆抗病信号途径中重要的化学激活因子,能够显著提高普通菜豆对枯萎病原菌的抗病性,为发展环境友好型化学农药提供新的思路。     

普通菜豆抗菜豆象性状的全基因组关联分析

普通菜豆(Phaseolus vulgaris)具有丰富的营养价值, 菜豆象(Acanthoscelides obtectus)是危害菜豆的主要害虫, 利用抗虫种质资源防治菜豆象是最安全且经济有效的方法。该研究利用改良的室内人工接虫方法, 对625份普通菜豆种质资源进行2次菜豆象抗性重复鉴定, 筛选出2份抗性稳定且种子受害率均在10%以下的高抗种质。利用种子受害率和蛀孔总数的表型数据, 基于3 767 432个SNP标记进行全基因组关联分析, 鉴定出15个与种子受害率相关的显著关联遗传位点, 8个与蛀孔总数相关的显著关联位点, 解释了4.54%-5.56%的表型变异。在候选位点筛选出包括编码蛋白酶抑制剂、凝集素和过氧化物酶等在内的20个与抗虫防御相关的候选基因。     

绿豆尖镰孢枯萎病抗性鉴定方法

绿豆是我国的主要食用豆类之一。由尖镰孢引起的绿豆枯萎病是一种严重的土传病害,病原菌从根部侵入,引起植株矮化,叶片黄化、枯萎,根茎部维管束变褐,严重时导致植株死亡。防治枯萎病最经济、有效的方法是培育利用抗病品种。本研究在控制条件下以具有不同抗性表型绿豆品种为材料,分别对接种方法、植株生育期、接种体浓度、接种体处理时间及接种后植株培养温度等影响绿豆抗性表型的因素进行比较研究,以期建立一个快速、准确和高效的绿豆枯萎病抗性鉴定方法,为抗病资源的筛选和抗病育种提供技术支持。结果表明,绿豆枯萎病苗期抗性鉴定最适宜的接种方法为剪根浸根法,最适宜接种体浓度为105~106孢子/m L,接种最佳植株生育期为2叶期,最短有效接种体浸根时间为2 min,最适宜发病温度为25℃,接种后14 d调查病情。     

绿豆种质资源枯萎病抗性鉴定及抗性资源筛选北大核心CSCD

绿豆枯萎病是影响绿豆产量最严重的病害之一。筛选苗期抗性资源,培育抗病品种对枯萎病防治具有重要意义。本研究采用剪根浸根接种法,对来自全国18个省市及国外的215份绿豆核心种质资源和85份绿豆新品系进行了苗期枯萎病抗性鉴定。结果显示,不同地区种质间的枯萎病抗性水平存在差异。国内产区中,东北、华东、华中地区约50%的种质具有枯萎病抗性;华北地区抗枯萎病种质占比40.4%;西北、西南和华南地区种质抗病水平较高;国外材料抗病种质占比40.0%。本研究共筛选出17份高抗(HR)枯萎病种质资源,并利用部分材料建立了枯萎病抗性研究RIL群体;6份高抗高代品系材料,在田间全生育期表现高抗且农艺性状优异。本研究期望为今后抗枯萎病绿豆新品种选育及抗性遗传相关研究提供优异资源和理论依据。     

普通菜豆种质资源遗传多样性研究进展

普通菜豆于15世纪从美洲直接引入中国,作为重要的食用豆类作物之一,在我国的许多地区广泛种植。本文对普通菜豆的起源、驯化、传播以及遗传多样性研究等方面的进展进行综述,并根据普通菜豆育种和生产中存在的问题及今后的研究方向提出一些建议,旨在为普通菜豆的种质收集保存以及合理利用提供参考。     

普通菜豆种质资源表型鉴定及多样性分析

对646份普通菜豆核心种质在贵州毕节进行了表型鉴定,结果表明,普通菜豆具有丰富的形态性状多样性。总变异数为367,平均遗传丰富度为8.34,变异范围2~31;遗传多样性指数为0.63,变异范围为0.02~0.91。通过多变量的主成分分析,前3个主成分的贡献率较大,分别为17.73%、15.35%和11.33%。依据表型鉴定数据信息,将供试种质聚类并划分为4组。Ⅰ组的遗传多样性较高,主要为直立有限的大粒资源,大多资源属于安第斯基因库;Ⅱ组的遗传多样性最低,为直立无限生长习性的小粒资源,属于中美基因库;Ⅲ组的遗传多样性最高,主要以蔓生无限为主,包括小部分直立无限和匍匐无限的资源;Ⅳ组的遗传多样性较低,为蔓生无限生长习性、株高最高、分枝数最少的资源。筛选到大粒、多荚、长荚、宽荚等具有特异性状的种质资源35份。     

菜豆炭疽菌生理小种鉴定及普通菜豆种质的抗性评价

对来源于黑龙江、吉林、内蒙古、河北、云南等8个省（市）的15个菜豆炭疽菌分离物进行生理小种鉴定,鉴别出5个菜豆炭疽菌生理小种,其中81号小种出现的频率高达67％,是中国的优势小种。用81号小种对181份菜豆进行抗性鉴定,发现高抗材料2份,抗病材料43份,高感材料33份,说明我国菜豆种质资源对炭疽菌81号小种抗感差异显著,抗病资源丰富。     

玉米种质资源抗弯孢菌叶斑病特性研究

针对近年弯孢菌叶斑病日益严重的发生趋势,对1698份玉米种质(自交系、群体、杂交种以及特殊材料)进行了抗弯孢菌叶斑病鉴定。结果表明,中国玉米种质抗性较引进种质抗性好;不同省份所供种质抗性存在差异,北京、四川、广西种质总体抗性较好;在新选育的自交系中,鉴定出12份高抗材料;在当前培育的杂交种中,有22份高抗或抗弯孢菌叶斑病;玉米对弯孢菌叶斑病抗性在相同核基因、不同细胞质种质间无差异;玉米抗大斑病基因对抗弯孢菌叶斑病无效。     

中国普通菜豆种质资源朊蛋白变异及多样性分析

朊蛋白是研究普通菜豆遗传多样性的一种重要且有效的生化标记。本试验通过SDS-PAEG凝胶电泳检测中国普通菜豆种质资源的朊蛋白变异类型,分析中国普通菜豆种质资源的遗传多样性及组成特点。来自中国13个省(自治区)的445份供试材料共检测到S、Sb、Sd、B、C、CA、T、PA、To、H、H1、CH 12种朊蛋白类型,表明中国普通菜豆种质朊蛋白变异类型丰富,遗传多样性水平较高。其中,Sb型朊蛋白种质最多,占比29.0%;T型其次,占比28.1%。依据朊蛋白类型在不同基因库的特异性,将研究材料明显地区分为中美基因库和安第斯基因库两大类。研究还发现中国普通菜豆种质资源中地方种质朊蛋白类型变异丰富,多样性明显高于现代育成品种或品系。最后,对种质朊蛋白类型与百粒重、子粒颜色、粒型进行相关性分析,结果表明朊蛋白类型与百粒重呈极显著正相关,而朊蛋白类型与子粒颜色、粒型2个性状之间无明显相关性。本研究结果将为普通菜豆种质资源的保护及有效地挖掘优质种质资源提供理论依据。     

胡萝卜抽薹相关性状全基因组关联分析

【目的】胡萝卜受低温及长日照的影响易发生先期抽薹现象,挖掘与胡萝卜抽薹性状相关联的SNP位点及候选基因,有利于胡萝卜耐抽薹新品种的选育。【方法】以240份胡萝卜种质资源为材料,分别在2021年及2022年调查胡萝卜抽薹(抽薹时间、抽薹率、薹高、抽薹速度)性状,基于质控得到的高质量SNP位点进行抽薹相关性状的GWAS分析。【结果】240份胡萝卜种质资源的抽薹性状具有丰富的遗传多样性,对2年的数据进行分析发现各性状表型均有较大的变异,抽薹率的变异系数最大为144.32%、187.89%,抽薹时间的变异系数同比最小为94.89%和74.63%,BLUE值降低了环境所带来的误差,其变异系数最小为22.53%。相关性分析结果表明,2021年抽薹率与2022年的抽薹性状呈显著正相关,与BLUE值为极显著相关,BLUE值除与2021年的抽薹时间无显著相关外,与其它性状均为极显著相关。GWAS分析共检测到与抽薹性状显著相关的344 个SNP 标记位点,其中有20个多效位点,根据注释信息筛选出29个与抽薹相关的候选基因,主要与光周期途径、春化途径和开花整合子有关。【结论】通过GWAS分析获得多个与抽薹性状相关联的SNP位点,并挖掘到相关候选基因。     

肺结核全基因组关联研究进展

肺结核是由结核分枝杆菌感染引起的一类古老但仍对人类造成巨大影响的传染性疾病。到目前为止, 肺结核依然是由单一病原菌导致死亡人数最多的疾病, 并且随着耐药菌株的出现而呈现死灰复燃之势。近几年, 肺结核全基因组关联研究在世界范围内取得了阶段性成果, 发现了与肺结核相关联的遗传易感位点和区域, 使肺结核的遗传学研究进入了一个崭新的阶段, 为后续肺结核的早期和综合防治提供了重要线索。然而, 由于人群遗传结构差异和宿主/病原体相互作用, 与其他复杂疾病相比, 肺结核全基因组关联研究依旧面临重重困难, 进展缓慢。文章对不同人群肺结核全基因组关联研究及其验证进行综述, 并系统阐述了目前研究中存在的困难及可能的应对策略。     

Genome-wide association study identifies novel loci associated with resistance to bovine tuberculosis

Tuberculosis (TB) caused by Mycobacterium bovis is a re-emerging disease of livestock that is of major economic importance worldwide, as well as being a zoonotic risk. There is significant heritability for host resistance to bovine TB (bTB) in dairy cattle. To identify resistance loci for bTB, we undertook a genome-wide association study in female Holstein–Friesian cattle with 592 cases and 559 age-matched controls from case herds. Cases and controls were categorised into distinct phenotypes: skin test and lesion positive vs skin test negative on multiple occasions, respectively. These animals were genotyped with the Illumina BovineHD 700K BeadChip. Genome-wide rapid association using linear and logistic mixed models and regression (GRAMMAR), regional heritability mapping (RHM) and haplotype-sharing analysis identified two novel resistance loci that attained chromosome-wise significance, protein tyrosine phosphatase receptor T (PTPRT; P=4.8 × 10⁻⁷) and myosin IIIB (MYO3B; P=5.4 × 10⁻⁶). We estimated that 21% of the phenotypic variance in TB resistance could be explained by all of the informative single-nucleotide polymorphisms, of which the region encompassing the PTPRT gene accounted for 6.2% of the variance and a further 3.6% was associated with a putative copy number variant in MYO3B. The results from this study add to our understanding of variation in host control of infection and suggest that genetic marker-based selection for resistance to bTB has the potential to make a significant contribution to bTB control.     

胆固醇代谢紊乱的遗传学研究进展

心血管病已成为威胁我国人群健康的首要疾病,而胆固醇代谢紊乱是心血管病发生发展的重要危险因素之一。近年来高通量技术的推广和群体基因组学的发展极大地促进了复杂性状(或疾病)易感基因或突变的发现,为深入解析胆固醇代谢紊乱的遗传学病因提供了机会。文章整合传统遗传分析和近期GWAS筛查的结果,对胆固醇代谢紊乱的分子遗传研究进展进行了综述,结合通路富集分析揭示胆固醇代谢紊乱的功能背景,以期更好地理解胆固醇代谢紊乱致病的分子机制,为其防治提供线索。     

Identification of ABCG2 Dysfunction as a Major Factor Contributing to Gout

The ATP-binding cassette, subfamily G, member 2 gene ABCG2/BCRP locates in a gout-susceptibility locus (MIM 138900) on chromosome 4q. Recent genome-wide association studies also showed that the ABCG2 gene relates to serum uric acid levels and gout. Since ABCG2 is also known as a transporter of nucleotide analogs that are structurally similar to urate, and is an exporter that has common polymorphic reduced functionality variants, ABCG2 could be a urate secretion transporter and a gene causing gout. To find candidate mutations in ABCG2, we performed a mutation analysis of the ABCG2 gene in 90 Japanese patients with hyperuricemia and found six non-synonymous mutations. Among the variants, ATP-dependent urate transport was reduced or eliminated in five variants, and two out of the five variants (Q126X and Q141K) were frequently detected in patients. Haplotype frequency analysis revealed that there is no simultaneous presence of Q126X and Q141K in one haplotype. As Q126X and Q141K are a nonfunctional and half-functional haplotype, respectively, their genotype combinations are divided into four estimated functional groups. The association study with 161 male gout patients and 865 male controls showed that all of those who had dysfunctional ABCG2 had an increased risk of gout, and that a remarkable risk was observed in those with ≤1/4 function (OR, 25.8; 95% CI, 10.3–64.6; p = 3.39 × 10^?21). In 2,150 Japanese individuals, the frequency of those with dysfunctional ABCG2 was more than 50%. Our function-based clinicogenetic analysis identified the combinations of dysfunctional variants of ABCG2 as a major contributing factor in Japanese patients with gout.     

原发性高血压全基因组关联研究进展

原发性高血压是一种由遗传与环境因素共同导致的复杂疾病,具有高度的遗传异质性。自2007年首个高血压全基因组关联研究(Genome-wide association studies,GWAS)报道以来,许多GWAS相继开展。文章首先对2007年1月至2011年9月期间报道的24篇血压/高血压易感基因的GWAS按人种与染色体位置对其结果进行汇总,经统计位点rs17249754、rs1378942和rs11191548报道频数最多。其次介绍了GWAS方法学的研究进展,包括选择高质量的数量表型和选择多阶段研究设计来增加研究发现阳性关联的机会。统计分析方面,除强调了已经报道过的多重比较和重复(验证)研究等问题外,文章还介绍了通过Meta分析对GWAS数据进行深度发掘,并应用基因型填补法对缺失数据进行填补可以提高全基因组遗传标记的覆盖率的方法。尽管GWAS发现了许多我们未知的基因与疾病表型的关联,为了解高血压的发病机制提供了更多线索,但是目前GWAS发现的血压/高血压相关变异多为对人群血压的影响极其微弱的常见变异。因此今后的研究中可加强深度功能学研究对易感基因精细定位和外显子组测序技术的应用,结合GWAS的成果进行生物信息学通路分析和表观遗传学机制研究等,逐步揭示高血压的遗传机制。