臭柏叶绿体基因组结构与系统进化分析

以臭柏为研究材料,利用高通量测序技术对臭柏的叶绿体基因组进行测序,分析了臭柏叶绿体基因组结构特征及系统进化关系。结果表明:(1)臭柏叶绿体基因组由大单拷贝区、小单拷贝区和2个反向重复区构成,但反向重复区只有261bp;基因组全长157 739bp,包含119个基因,即82个蛋白编码基因、4个rRNA基因和33个tRNA基因,其中trnI-CAU和trnQ-UUG基因有2个拷贝,其他基因均为单拷贝,且多拷贝基因中仅trnQ-UUG位于反向重复区。(2)生物信息学分析表明,臭柏叶绿体基因组共有42 579个密码子,其中编码亮氨酸Leu的数量最多,相对同义密码子使用度最高的为AGA/UUA;在臭柏叶绿体基因组中共预测到47个SSR位点,单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸数目分别为38、1和3个;臭柏与其他刺柏属植物相比较,其基因组大小、基因组成及GC含量相近。(3)采用RAxML软件最大似然法对杨柳科、松科、蔷薇科和柏科等共31种植物构建的系统进化树表明,臭柏与刺柏属内Juniperus bermudiana亲缘关系相对较近,整个刺柏属植物分支为单系类群。该研究丰富了臭柏的遗传信息,为臭柏种质资源评价和保育、分子育种、SSR分子标记的开发、遗传多样性和群体谱系地理研究等奠定了理论基础,同时也为构建柏科植物的系统进化提供了支持。     

基于cpDNA非编码序列的北沙柳遗传多样性分析

为揭示北沙柳(Salix psammophila)的遗传多样性、遗传结构及分化特征,利用叶绿体非编码区序列(trnL-trnF和trnD-trnT)对分布于毛乌素沙地和库布齐沙漠的16个北沙柳居群(339个个体)进行了遗传研究,为北沙柳种子资源库遗传管理、遗传改良、遗传育种及品种选育提供理论依据。结果表明:(1)经trnL-trnF和trnD-trnT片段联合比对获得了1811 bp序列,共有12个核苷酸变异位点(8个简约信息位点,4个变异位点),得到16个单倍型。(2)单倍型多样性指数(Hd)为0.737,核苷酸多样性指数(π)为0.00107;且单倍型H3的分布在所有居群中位于单倍型网络图中心,其余单倍型随机分布于各个居群。(3)AMOVA分析表明,北沙柳cpDNA的变异主要来源于居群内(91.16%),居群间遗传分化程度中等(FST=0.08837),各居群间的基因交流非常频繁(Nm=2.58);遗传分化系数NST(0.085)显著大于GST(0.056,0.01相似文献   

沙柳SpsLAS基因超表达对拟南芥营养生长的影响

用沙柳SpsLAS基因构建35S∷SpsLAS超表达载体并转化野生型拟南芥,对转基因拟南芥进行表型观察,利用荧光定量PCR,对分枝、生长素及细胞分裂素相关基因进行表达分析。结果显示:(1)成功构建35S∷SpsLAS超表达载体,并获得9株纯合转基因株系,且转基因株系的萌芽速率快于野生型(对照),生活周期也较长;其中7个株系表现为生长迅速、株高增加、莲座叶叶片增大、分枝增加,2个株系表现为矮化、分枝增加、育性降低等一系列变化。(2)荧光定量PCR显示,与对照相比24h时转基因株系幼苗生长素及细胞分裂素途径关键基因无明显变化,4d时各基因在各转基因株系呈上调趋势;30d时分枝相关基因RAX1、RAX3表达量均上调,而MAX1、MAX3、REV、AXR1无明显变化。研究表明,SpsLAS基因过表达对拟南芥株型、莲座叶有明显影响,该研究结果为进一步研究该基因对分枝调控机制奠定了基础。     

臭柏天然居群遗传多样性及演变历史分析

为了合理有效地保育天然臭柏(Juniperus sabina L.)种质资源,追溯和阐释其分布格局的历史成因,本文对我国内蒙古自治区、陕西省、甘肃省和青海省共10个天然臭柏居群388个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)序列片段进行测序分析。结果显示:臭柏ITS序列总长度为1089 bp,共含有25个变异位点,定义32个单倍型,其中H4和H6单倍型为共有单倍型;分子变异分析(AMOVA)显示,臭柏居群变异主要来源于居群内,遗传变异为95.04%,而居群间遗传变异仅4.96%,居群间差异水平极显著(F ST=0.0496,P<0.001);Network单倍型网络分析表明,H4和H6为古老单倍型,其他单倍型是由他们衍生而来;遗传分化系数N ST(0.072)0.05)。推测臭柏起源于第三纪中新世(Miocene)中期约12.38 Mya,在第四纪冰期可能存在多个小型避难所。沙埋产生不定根的扩繁能力和较好的有性更新环境可能是沙地居群遗传多样性高于山地居群的决定性因素。