基于rDNA-ITS序列探讨甘蔗近缘属种的系统进化关系

以狼尾草属(PennisetumRich.)的象草(P.purpureum)为外群体,依据rDNA-ITS序列探讨了甘蔗亚族(Saccharinae)内与甘蔗植物分类关系较近的8属37种120份材料的系统进化关系,结果表明,ITS1序列长度为200~208bp,变异位点91个,简约信息位点70个,GC含量为60.4%~69.1%;ITS2序列长度为215~220bp,变异位点93个,简约信息位点68个,GC含量为66.1%~73.4%;5.8sDNA序列长度为164bp,变异位点18个,简约信息位点9个,GC含量为54.1%~58.0%;根据变异位点,简约信息位点占总位点的比例可以看出,ITS序列比5.8sDNA序列变异程度高,其中ITS1序列又较ITS2序列变异丰富。属种间遗传距离表明芒属(Miscanthus)和荻属(Triarrhena)与甘蔗属(Saccharum)的亲缘关系最近,其次为蔗茅属(Erianthus)和河八王属(Narenga);而莠竹属(Microstegium)、大油芒属(Spodiopogon)、白茅属(Imperata)与甘蔗属亲缘关系较远。根据甘蔗近缘属种的NJ和MP系统发育关系,支持将斑茅(E.arundinaceus)归入蔗茅属,荻属归入芒属的观点;河八王属的河八王(N.porphyrocoma)与滇蔗茅(E.rockii)亲缘关系较近,而与同属的金猫尾(N.fallax)亲缘关系较远;蔗茅属和芒属属种系统进化关系较其他属种复杂;有4份材料被发现鉴定有误,不应用于后续研究。     

芭蕉属rDNA的ITS序列分析

为了研究芭蕉属ITS序列的变异情况和组群关联,以不同地理来源的33份芭蕉属野生种作为试材,对其ITS区进行扩增、测序和序列比对,构建NJ系统树。结果表明：芭蕉属中不同类型材料的ITS序列信息位点为108个,占总碱基数的24.43%,具有较强的系统发育信号;组群间序列比对结果分析发现澳蕉组ITS序列与其他组别相比具有非常显著的差异,特异性片段共21处;从序列上推断澳蕉组可能由M.schizocarpa与M.balbisiana(ITC0271)杂交产生;真蕉组和观赏蕉组没有确切的分类特性;ITS序列的分化上可能受到地理分布的影响;陈友鉴定的新种M.tongbiguanensi在ITS序列上与其他种可明显区分开,从分子水平上验证了新种的可能性。利用核糖体ITS序列对进一步深入研究芭蕉属植物遗传演化关系具有一定的指导意义。     

贵州百里杜鹃保护区杜鹃属植物系统发育与开花习性的分子水平分析

应用trnL-F序列分析方法,对贵州百里杜鹃自然保护区内的杜鹃属进行了系统发育关系与开花性状研究和分析.从分子水平分析了杜鹃花属中马银花亚属、映山红亚属、杜鹃亚属、糙叶杜鹃亚属、常绿杜鹃亚属等5个亚属的系统发育关系;从常绿杜鹃亚属的参试物种中分析了3个不同颜色的聚合群及之间的系统发育关系;从遗传物质的重组和分离的视角对红色、白色和粉色不同聚合群的生殖关系提出了两个假设.     

ITS序列在西红柿种质资源鉴定中的应用研究

本研究根据番茄的45S rDNA序列设计引物,以西红柿基因组DNA为模板通过PCR方法扩增出ITS（internal translation spacer）序列,在克隆测序的基础上对番茄属两个野生种与三个栽培种进行分子鉴定与亲缘关系分析。结果表明:（1）五个供试材料ITS序列的变异小,GC含量高,为57.0%~65.4%。（2）用不同的聚类方法分析发现三个栽培种供试材料亲缘关系较近,而野生种醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)都处于不同的分支类群,表明其与其他品种亲缘关系相对较远,同时发现其生物学特性与其他品种明显不同。     

贵州地方水稻品种抗稻瘟病基因Pita功能区段序列变异分析

为了揭示贵州水稻地方品种Pita基因序列变异类型和地理分布特点,以贵州省收集到的91份地方水稻品种为供试材料,设计抗稻瘟病Pita基因特异引物对Pita基因第二编码区功能位点区段进行PCR扩增及测序分析。研究表明,91份贵州地方水稻均持有抗稻瘟病Pita基因,DNA序列存在6个变异位点,氨基酸序列存在4个变异位点,归为7种DNA单倍型和5种蛋白型,其中Pita-H1(63.74%)、Pita-H2(18.68%)的频率较高,是贵州的优势单倍型,其他单倍型频率较低。携带Pita抗性基因(编码区第2 752位功能位点碱基为G)的品种仅6个,占供试材料的6.59%,且与越南抗性品种Tetep序列一致。Pita抗性基因在贵州省广泛分布不平衡,且频率较低。本研究为挖掘和利用贵州地方稻种的抗稻瘟病基因资源提供了参考。     

基于ITS序列探讨西瓜种下分化

【研究目的】对源自中国和非洲的15个西瓜Citrullus lanatus的核糖体基因内转录间隔区(in-ternal transcribed spacers,ITS)全序列进行比较分析。供试材料包括Mucosospermus亚种、Vulgaris亚种、源自中国的3个品种、源自加纳的3个品种和1个来自布基纳法索的品种。【结果】西瓜种内总变异位点27个,占总碱基数的5.93%,6个信息位点,占总碱基数的1.32%。不同品种西瓜的ITS序列全长455～473bp,G+C含量61.49%～63.41%。【结论】从ITS序列全长构建的系统树可以看出西瓜具有地理分化现象,中国西瓜和非洲西瓜分属不同分支。此研究对西瓜的引种、育种以及研究西瓜的地理演化都具有一定的指导意义。     

栽培稻种内核糖体基因的ITS序列比较研究

以普通野生稻(O. rufipogon)为外类群,对栽培稻(O. sativa)籼亚种(O. sativa ssp. indica)和粳亚种(O. sativa ssp. japonica)18个材料的核糖体基因(rDNA)内转录间隔区（internal transcribed spacers, ITS）全序列进行比较分析。供试材料中有籼亚种品种(系)9个,粳亚种品种(系)6个,爪哇稻2个和陆稻1个。结果发现,栽培稻种内总变异位点23个,占总碱基数的5.41%;8个信息位点,占总碱基数的1.82%。籼亚种ITS全序列的长度为425~430 bp,G+C含量为74.25%~75.59%;粳亚种ITS序列总长度为425 bp,G+C含量为74.25%~75.59%。以ITS全序列构建的系统树能将栽培稻区分为籼、粳2个亚种群,爪哇稻与籼稻有较近的亲缘关系,这对研究栽培稻的演化有一定的指导意义。     

基于nrDNA-ITS序列的10种枸杞属植物亲缘关系研究

以10种枸杞属植物为材料,利用nrDNA-ITS序列,探讨其遗传多样性及亲缘关系。采用改进CTAB法提取枸杞叶片基因组DNA,利用合成的ITS4和ITS5为引物对其DNA中的nrDNA-ITS区进行扩增、对目的片段测序,并对测序结果进行聚类分析。测序结果表明,10种枸杞属植物ITS的长度为582~656 bp,保守位点(C)560个,变异位点(V)95个,其中简约信息位点(Pi)70个,单核苷酸变异位点(S) 25个;5.8S序列的长度均为154 bp,保守位点(C)136个,变异位点(V)18个,其中简约信息位点(Pi)12个,单核苷酸变异位点(S)6个。10条序列聚类图明显地分为2大类5个小组,‘0901’与‘蒙杞1号’处于同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞3号’和‘宁杞7号’为同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞5号’和青海诺木洪黑果枸杞单独为一分支,与其他几个枸杞品种的亲缘关系最远。10条枸杞属植物的ITS序列已上传至NCBI,登录号为KJ189761~KJ189770。本研究测序和分析了10种枸杞属植物的ITS序列,聚类结果表明了它们之间的亲缘关系与差异,为枸杞遗传多样性和系统发育研究奠定了基础。     

基于ITS序列研究南药益智遗传多样性

海南岛益智及其姜科资源丰富,本研究基于ITS序列分析技术来研究海南岛不同居群益智及其姜科资源的遗传多样性。在海南岛内采集23份样品,其中益智样品18份,其他姜科植物样品5份,并从GenBank中获取3份山姜属植物的ITS序列作为研究系统的外群。通过软件Mega5.1比较分析了益智及其姜科植物的遗传距离和ITS序列的变异位点和信息位点,构建了NJ系统树等分析了益智种内与其姜科植物种群间的遗传多样性。研究结果表明海南岛不同居群的益智种内ITS序列无差异,未发现遗传变异位点,而姜科植物种间差异显著,表明其遗传多样性丰富。本研究为南药益智的种质资源的保护和可持续利用奠定理论基础。     

从核糖体DNA ITS区序列研究甘蔗属及其近缘属种的系统发育关系

测定了甘蔗属及其近缘属的13个种共43个个体和1个橡草(Pennisetum schumach)外群的核糖体DNA中的内转录间隔区(ITS)及5.8S rDNA 基因的序列.结果表明:甘蔗属及其近缘属种的ITS区(含ITS1,5.8S rDNA和ITS2)序列的长度范围为589～591bp,变异位点为140个,信息位点为60个;其中,ITS1和ITS2的长度范围分别为205～208bp和216～220bp,     

高温胁迫下杜鹃差异表达基因的cDNA-SCoT分析

杜鹃花为高山植物,大多不耐高温,严重制约了杜鹃花的迁地保护与园林应用,故有必要探讨杜鹃花属植物在高温逆境下的耐热机理。本研究以2年生的‘胭脂蜜’(Rododendron'Yanzhimi')和‘江南春早’(R.'Jiangnanchunzao')为材料,进行高温(42℃/30℃)处理,在处理后2、4、8、12及24 h后取样,构建高温处理及对照的RNA混合池,利用目标起始密码子多态性(c DNA-SCo T)进行差异分析。结果表明,40条引物能扩增出110多条条带,筛选出20条差异明显的条带,测序拼接后获得16条高质量的序列。通过生物信息学分析,发现了13个差异表达的基因,它们与逆境防御反应、植物代谢、基因转录和细胞结构合成等有关。     

新疆扁桃种质资源ITS序列分析及系统发育研究

本研究旨在为新疆扁桃种质资源的分子鉴定和遗传多样性研究提供依据。以24份扁桃种质为材料,提取DNA后对ITS序列进行PCR扩增及测序,测序结果与序列KC862380(Prunus lusitanica var.)比对,获得ITS1、5.8S与ITS2序列。利用相关生物信息学软件对ITS1与ITS2序列分别计算变异位点和简约信息位点等,构建UPGMA系统发育树。结果显示,ITS1与ITS2序列对位后长度分别为230 bp和277 bp,含丰富的变异位点和简约信息位点。基于ITS1序列的UPGMA树的遗传距离在0.00~0.01之间,‘鹰嘴’、‘矮丰’及‘石子’各自成一支。基于ITS2序列的UPGMA树其遗传距离在0.000~0.006之间,‘鹰嘴’与‘石子’聚为一支。研究表明,5.8S rDNA序列保守性极强,ITS1序列的变异信息大于ITS2序列,并且其碱基的缺失和替换多于ITS2序列,可能是导致系统发育树结果存在差异的原因。     

普通小麦rDNA的ITS区及其基因组起源

采用特异引物对普通小麦(Triticum aestivum L.) rDNA的ITS区片段进行PCR扩增并测序,通过邻接法聚类分析, 得到3种类型的扩增产物。结果表明,ITS区序列长度是602 bp,其中ITS1和ITS2分别有8个和20个变异位点,ITS区揭示的遗传分化距离变化范围为0~0.038,平均值为0.021。通过从GenBank搜索并下载普通小麦野生近缘种ITS序列与本研究获得的普通小麦ITS序列进行比对,并用MEGA、PAUP、PHYLIP软件分析,按Kimura-2参考模型计算分化距离,以旱雀麦(Bromus tectorum)为外类群邻接法构建聚类树。根据杂交后代具有亲本的ITS序列遗传特点,认为小麦形成较晚,尚未同步进化完全,从分子水平上为普通小麦是异源六倍体提供了证据。通过与其A、B、D基因组可能供体的ITS区序列进行比对分析发现各自有不同程度的变异,认为普通小麦在多倍体形成过程中发生了序列消除现象,结合我们提出的“同步进化”对于不同的基因或者说不同类型的DNA序列是不同步的假说,解释了无法找到真正供体的原因。综上所述,我们认为A、B、D基因组的原初供体可能分别是乌拉尔图小麦(T. urartu)、山羊草(T. speltoides)和节节麦(T. tauschii)。     

黄瓜疫霉菌ITS及β-tubulin的扩增和序列分析

为研究不同来源地黄瓜疫霉菌的系统发育关系以及遗传多样性,从湖南省内5个黄瓜种植区采集具有典型症状的黄瓜疫病病株分离纯化,利用形态学方法观察孢子囊形态。再运用PCR技术分别进行ITS以及β-tubulin扩增测序并与Genbank的中相关序列构建系统发育树。经形态学初步鉴定22株黄瓜疫霉菌株,ITS-PCR序列长度约为780 bp,β-tubulin-PCR序列长度约为800 bp,所有测得序列与下载自Genbank的相关序列存在不同程度的相似性。ITS序列的系统发育分析,用于构建系统发育树的序列分为2个大的聚类I和II,黄瓜疫霉菌均位于I组内,由于来源地差异,不同地区的黄瓜疫霉菌又被聚在不同小类;β-tubulin序列在系统发育分析中被分为4个聚类,22个P. melonis序列与下载的P. melonis序列均在聚类组I中。聚类分析结果表明：疫霉属种群间具有明显的亲缘关系,不同地域的黄瓜疫霉菌遗传多样性表现出差异,但总体趋势是相同来源地的菌株亲缘性比较接近。     

ITS序列在苦荞麦种质资源鉴定中的应用

为了更精确有效地鉴定苦荞麦种质资源,根据ITS序列通用引物,以苦荞麦基因组DNA为模板通过PCR方法扩增出ITS(internal translation spacer)序列,在克隆测序的基础上对荞麦属5个栽培苦荞麦中进行分子鉴定与亲缘关系分析。结果表明：（1）5个供试材料ITS序列的变异小,序列长度在584~590 bp之间,G+C含量高,为67.5%~68.5%。（2）通过聚类方法分析发现‘建德苦荞麦’和‘红花苦荞麦’聚为一支,‘西荞2号’和‘西荞3号’聚为一支。     

山东省番茄灰霉病菌种类与遗传多样性研究

利用单孢分离的方法从山东省11个地区的番茄病害标本上分离获得66个灰霉病菌菌株,通过形态学观察和5.8S rDNA-ITS序列分析,该66个菌株均为灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)。通过序列比对,该66个菌株的ITS序列属于两种类型,并且两种ITS序列只有单碱基差异。利用ISSR（inter-simple sequence repeats）标记技术对66个菌株进行遗传多样性分析,结果获得24个ISSR分子标记,其中58.33%的片段具有多态性,该结果表明菌株种群间遗传多样性不丰富。UPGMA聚类分析将66个菌株划分成4个遗传聚类群,遗传聚类群的菌株组成表明遗传群组的划分与菌株的种类和地理来源存在一定的相关性。     

主要麻类作物的ITS序列分析与系统进化

比较主要麻类作物和测序植物间的ITS序列,可明确它们间系统位置和进化关系。本研究采用PCR扩增和搜索Gen Bank数据库,获得32份麻类作物和11份测序作物的核糖体内转录间隔区(internal transcribed spacers,ITS)序列,利用MEGE软件分析ITS长度、G+C含量与同源性百分比差异。结果表明,黄麻属、红麻属、苎麻属和亚麻属的ITS基本序列全长分别为963、939、658和686 bp;G+C含量分别为57.87%、58.03%、59.05%和53.75%。黄麻属变异区域集中在220~386 bp间,红麻属变异区域集中在2个区段(206~347 bp,599~713 bp),苎麻属ITS变异区域分布在4个区段(158~163 bp、193~199 bp、288~333 bp和681~688 bp),亚麻属ITS变异区域分布在5个区段(219~229bp、235~240 bp、427~432 bp、468~484 bp和588~594 bp)。系统位置分析表明,红麻属与棉花亲缘关系最近,黄麻与棉花亲缘关系较近;亚麻与苎麻各为一小支。系统位置分析与传统的植物分类结果较一致。研究主要麻类作物比较基因组学时,红麻、黄麻可参考棉花,苎麻可参考杨树或蓖麻。推测红麻属的进化时间约为33.7百万年前(million years ago,MYA),黄麻属约为65.3MYA,苎麻属约为67.5MYA,亚麻属约为90.5MYA。主要麻类作物进化时间越久,同属不同种之间ITS变异区段越多。