基于高精度转录组测序技术挖掘甘蔗抗梢腐病相关的NBS-LRR家族基因

甘蔗(Saccharum officinarum)是中国乃至世界第一大糖料作物,也是非常重要的生物能源作物。甘蔗在大田生长过程中经常遭遇病原菌侵入而诱发甘蔗病害,严重时会造成产量下降、品质受损,在广西蔗区常年大面积种植甘蔗,梢腐病的发生极为普遍,也常因此造成严重的经济损失。本研究以具有易感梢腐病特征的现代栽培种‘中蔗1号’为实验材料,采用一种更高精度的转录组测序新技术,在全基因组水平鉴定到含有NB-ARC结构域的NBS抗病基因(含等位基因)共2 324个,其中在‘中蔗1号’梢腐病病株与健康蔗株中存在差异表达的基因有101个。进一步对这些基因的结构域进行注释分析,确定了36个NBS-LRR类抗病基因。推测这些基因可能参与甘蔗对梢腐病致病菌的抵御以及病害侵染甘蔗后的一系列防御反应。     

基因组二代测序数据与三代测序数据的混合校正和组装

第三代单分子测序是一种通量高、速度快、读长长的新型测序技术,但是和二代测序技术相比,这种测序方法因错误率较高而限制了其在各方面的应用。为了能有效的降低错误率、提高组装质量,本研究以拟南芥作为研究对象,通过数据模拟等生信手段比较评估了不同软件对三代测序的纠错效率以及在不同测序深度下的混合组装效果,以期找到最佳混合组装效果的测序深度及混装软件。通过比较四种混合校正软件PBc R、Lo RDEC、Jabba、Proovread对二代和三代数据的矫正效果。我们发现,Lo RDEC以最快的速度将核酸准确性从85%提高到99%,为评估软件中最佳选择。在Lo RDEC矫正结果的基础上,为了最大限度的节省测序成本,我们进一步分析了不同测序深度的二代(25×~100×)和三代(20×~50×)混合组装效果,以期找到成本最低、混装效果最好的测序策略。结果表明,混合组装软件DBG2OLC和三代组装软件canu能够产生更长的组装序列和更好的基因完整性。     

茶树SBP box转录因子的比较基因组学与遗传分析

SQUAMOSA启动子结合蛋白(SBP box)是植物特异性转录因子,在植物生长发育中发挥重要作用。该研究利用生物信息学分析方法,对不同‘铁观音’、‘黄棪’、‘舒茶早’和‘龙井43’茶树基因组的SBP基因进行鉴定和比较,通过qRT PCR技术分析CsTGY_SBP家族成员在不同茶树品种中的表达模式,为探究SBP基因在茶树杂种和亲本上的遗传规律提供参考。结果显示：(1)在茶树品种‘铁观音’、‘黄棪’、‘舒茶早’和‘龙井43’基因组中分别鉴定出21个、25个、24个和23个SBP家族基因。(2)系统进化树将其分为8个亚家族,共线性分析发现茶树和拟南芥、葡萄的SBP基因共线性关系与水稻相比更强,同物种内发现‘铁观音’与‘黄棪’的共线性关系更显著。(3)qRT PCR结果表明,CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP9和CsTGY_SBP14在F₁‘金观音’中呈中亲表达的模式;大部分CsTGY_SBPs基因在F₁‘黄观音’呈低于双亲表达模式,CsTGY_SBP5和CsTGY_SBP8在F₁‘金牡丹’中显著高于亲本;CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP7、CsTGY_SBP12、CsTGY_SBP16和CsTGY_SBP18在F₁‘紫玫瑰’中的表达量显著高于亲本,呈超高亲表达的模式;CsTGY_SBPs基因在F₁‘紫牡丹’中整体表达趋于亲本铁观音,在F₁‘瑞香’中整体呈现低于亲本‘黄棪’的表达模式。研究表明,CsTGY_SBP5在F₁‘金牡丹’和F₁‘紫玫瑰’中的表达均显著高于亲本,推测CsTGY_SBP5可能是茶树杂种优势的重要调控因子。     

植物复杂基因组与泛基因组研究现状与展望

基因组是指一个生物体内遗传物质的总和,是生物学研究的关键之一.自2000年拟南芥基因组被测序发表以来,已有超过800个植物基因组相继被破解,极大促进了植物分子生物学、遗传学等领域的发展.即便如此,植物基因组学研究仍然面临一系列挑战,包括高杂合、高重复度、高倍性等复杂基因组的组装和泛基因组的构建等.本文从植物基因组学的发展概况、基因组测序技术、组装算法等三个方面,全面展示了植物基因组的快速发展.其中,介绍了简单基因组装和复杂基因组装的相关策略,总结了“端粒到端粒”(telomere-to-telomere或称T2T)的组装和泛基因组构建方法以及其重要性.最后,对未来植物基因组的发展进行了展望,认为随着技术的不断进步,基因组解析技术和方法将会更加完善,为植物基因组的深入研究提供更多支持.本文为植物T2T、复杂基因组组装和泛基因组的构建方法研究提供了参考依据.     

薜荔榕小蜂幼虫虫龄的划分

【目的】薜荔Ficus pumila. var.pumila既是热带和亚热带植物生态系统的关键树种,也是城市垂直绿化的重要树种。薜荔榕小蜂Wiebesia pumilae是薜荔的专性传粉蜂。榕小蜂幼虫长期生活于隐头花序内的虫瘿中,虫体小,龄期长,观测困难。本研究旨在建立榕小蜂幼虫虫龄的划分标准,探讨确定隐蔽性昆虫幼虫龄数和龄期的可靠方法。【方法】共采集447头不同龄期的薜荔榕小蜂幼虫,对幼虫头壳宽、第3节宽、体长和周长4个形态指标进行测量,利用频次分布法确定幼虫龄数,并用众数龄期测定法计算各龄幼虫的龄期。【结果】幼虫头壳宽、第3节宽、体长和周长的频次分布均呈5个峰,表明幼虫发育龄数为5龄。因第3节宽的变异系数大于20%,不适合作为虫龄划分的指标。回归分析表明幼虫头壳宽、体长和周长的测量值与虫龄之间均呈极显著正相关性(P<0.01),由于体长测量值与虫龄回归曲线的判定系数(R²)最高,因此体长为分龄的最佳测量指标,其回归方程为y=0.14e^0.55x(P<0.01,R²=0.97)。夏季薜荔榕小蜂1-5龄幼虫的...