DNA条形码技术在病原真菌分类鉴定中的应用

病原真菌是一种具有致病性的真菌,对植物有极大的危害。DNA条形码技术是通过对足够变异、短、能够作为标准目的基因的DNA序列进行分析,并进一步对未知物种进行快速、高效地分类和鉴定或者发现新物种的一项新技术。在介绍DNA条形码技术概况的基础上,对DNA条形码技术在病原真菌分类鉴定中的应用前景进行展望,以推进我国病原真菌DNA条形码在相关研究和应用领域的发展。     

苔藓植物DNA条形码的研究进展

[目的]概述DNA条形码在苔藓植物中的研究进展,为将该技术更广泛地用于苔藓植物研究提供参考。[方法]结合DNA条形码技术的发展及其在动、植物研究中的应用,概述了该技术在苔藓植物研究中的现状及研究进展,并呼吁建立专门的机构对苔藓植物进行系统的DNA条形码研究策略,加快苔藓植物的研究。[结果]DNA条形码技术已在动植物研究中得到了广泛的应用,在植物研究中尚未获得理想的被广泛认同的DNA条形码。但研究发现,各种候选片段为苔藓植物分子生物学的发展提供了便利的检测手段。随着该技术的逐步发展完善,其将会在苔藓植物的科学研究中发挥越来越大的作用。[结论]DNA条形码技术是近年来生物学研究的热点,该技术在生命科学、法医学、流行病学、医药及食品质量控制等领域均具有广泛的应用前景,其将极大地促进人类监测、了解以及利用生物多样性的能力。该研究为DNA条形码技术在苔藓植物研究中的应用提供了参考。     

探讨DNA条形码对摇蚊属物种界定的有效性

以摇蚊属的12种物种为研究对象,结合Barcode of Life Database(BOID)和Genbank数据库下载的条形码数据,采用Automatic Barcode Gap Discovery(ABGD)和邻接法(Neighbor joining,NJ)对所获取的749条DNA条形码进行分析,探究DNA条形码在摇蚊属物种界定的有效性。结果表明,基于ABGD的分析,显示物种遗传距离之间存在空白区;通过分析邻接树,得到60个分子分类操作单元,与形态学鉴定结果一致,并将数据库中Chironomus sp.TE11修正为Chironomus pseudothummi。研究在一定程度上补充了中国摇蚊科DNA条形码研究,也为摇蚊科DNA条形码数据库的构建和完善提供了数据支持。     

DNA条形码技术及其在海洋贝类分类中研究进展

海洋贝类种类繁多,传统的形态学鉴定方法很多时候已无法准确区分各物种。新兴的DNA条形码技术能够利用物种的DNA序列在较短时间内完成对物种的有效鉴定,弥补传统方法的不足。目前,基于线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ基因的DNA条形码在动物物种鉴定方面已获得较为广泛的认可,同时研究人员们也在积极开发适用于植物、真菌等物种的DNA条形码序列。本文综述了DNA条形码技术在常见海洋贝类分类中的研究进展,分析了DNA条形码技术的可行性、优势与局限,并对其发展前景进行了展望,以期为日后DNA条形码技术更广泛的运用提供理论依据。     

DNA条形码技术及其在畜牧产品中的应用前景

近年来,随着国际上DNA条形码技术的发展,中国也越来越多的将DNA条形码技术应用到植物及中药材的鉴定及相关研究中,然而此技术在畜牧产品中的应用却还少见报道。本文综述了DNA条形码技术的原理、方法流程及其在动物研究中的应用,并对DNA条形码在畜牧产品中的应用前景进行展望。     

DNA条形码技术在真菌上的研究与应用

DNA条形码技术通过标准化的小片段DNA序列对物种进行快速鉴定分析,在动植物和微生物分类鉴定中得到广泛应用,而在真菌鉴定研究中相对滞后.综述了DNA条形码的起源、发展及其在真菌研究中的应用,并探讨分析了DNA条形码技术存在的问题以及未来的发展.     

3种木材DNA提取方法比较研究

以微凹黄檀木材标本为研究对象,分别采用BATB法、PTB法和SDS法对微凹黄檀不同部位木材进行DNA提取试验,并扩增DNA条形码序列ITS2、trnH-psbA和matK,分析不同DNA提取方法对微凹黄檀木材DNA提取和DNA条形码序列扩增的影响.结果表明:采用BATB法从微凹黄檀木材心、边材组织中提取的DNA浓度以及DNA条形码扩增效率均要高于其他2种方法,说明BATB法更适合从长期存储木材中提取DNA.     

藻类DNA条形码技术在藻类研究中的应用

DNA条形码技术是用一个短的DNA片段对物种进行快速的鉴定和识别.以往的研究主要选取线粒体、质体和核糖体的部分片段来进行分析,但藻的种类不同,DNA片段不同,结果也不同.文中主要介绍了藻类DAN条形码的研究状况,并总结了用于藻类DNAbarcoding研究的基因片段的特点及所存在的问题,为藻类DNA条形码的进一步深入研究提供参考.     

植物DNA条形码研究现状及应用前景

生物DNA条形码已成为近年来生物学研究的热点,该技术在动物研究中已得到广泛应用,在植物中研究进展缓慢,植物DNA条形码筛选区域主要集中在叶绿体和核糖体内转录间隔区(ITS),目前还未获得广泛认同的植物DNA条形码。本文主要综述了不同单片段条形码及组合条形码的研究及应用现状,并展望了植物DNA条形码应用前景。     

基于DNA条形码的桑黄真菌分子鉴定

DNA条形码(DNA barcoding)技术是一种利用生物基因组内短遗传标签进行分类鉴定的方法。桑黄自古以来是一种名贵中药材,而市售桑黄主要依托简单的形态鉴定造成混淆众多。近年来大量研究表明,桑黄类真菌种类至少有7个种,并且其药效也不尽相同。【目的】为更准确、高效对桑黄类真菌进行鉴定,本研究以采集自西藏、吉林和浙江的3种桑黄子实体为材料,筛选最佳DNA条形码与相应PCR条件。【方法】利用组织分离获得3种桑黄纯培养菌株,分别编号为1713、1714和HS菌株。利用ITS、NL、rpb1、rpb2和ef1-α等7组DNA条形码分别对3种桑黄进行PCR扩增、测序、比对和发育树分析,并结合形态学特征,确定其最适DNA条形码和分类学地位。【结果】结果表明,ITS和NL条形码对3种桑黄均能够获得单一目的条带;rpb1Y、rpb2B和rpb2Y条形码特异性低,扩增后获得多个条带;而rpb1B和ef1-α条形码均无法获得条带。通过多序列比对,结合形态分析,确定1713菌株为桑黄纤孔菌(Inonotus sanghuang),而1714和HS菌株均为鲍姆纤孔菌(Inonotus baumii)。【结论】本研究确定ITS和NL为桑黄分子鉴定的最佳DNA条形码,其PCR最适退火温度范围分别为58～59℃和49～50℃,为桑黄真菌快速鉴定提供参考依据。     

赞皇大枣枣疯病植原体分子分类

 【目的】枣疯病是一种重要的植原体病害,本试验旨在明确惟一已知的天然三倍体品种--赞皇大枣枣疯病植原体的分类地位,为赞皇大枣枣疯病植原体分类研究提供参考。【方法】利用植原体16S rDNA通用引物对赞皇大枣枣疯病病株的DNA进行PCR扩增和克隆测序,通过BLAST比对进行序列分析,利用临位相连法构建16S rDNA系统演化树,并应用DNAstar软件进行虚拟RFLP分析。【结果】获得的赞皇大枣枣疯病植原体16S rDNA序列长度为1 850 bp（GenBank登录号GU184180）,包括1 529 bp的16S rDNA基因全序列、264 bp的邻近间隔区序列及57 bp的23S rDNA部分基因序列。同源分析表明,赞皇大枣枣疯病病原16S rDNA序列与其它植原体的相似性在87%—98%,其中与榆树黄化 Elm yellows（EY）(GenBank登录号l33763)最高相似性为98%;与大多数二倍体枣品种的植原体序列相似率达99%以上;其虚拟RFLP图谱与4个16SrⅤ亚组的代表序列图谱差异显著,赞皇大枣枣疯病植原体延伸因子tuf基因的序列(GenBank登录号JN001985) 比对结果表明,与其它亚组序列同源性为52.3%—76.7%。【结论】三倍体赞皇大枣枣疯病病原属于榆树黄化组(16Sr V),并与其中的B亚组亲缘关系最近;与二倍体品种的病原分类地位一致,说明枣疯病植原体在系统进化上比较保守。     

利用分子标记辅助选择技术培育抗虫水稻品种的研究

Bt基因是从苏云金芽孢杆菌中克隆出的针对鳞翅目害虫的抗虫基因,经过基因工程方法人工改造已经获得Cry1Ab/Ac、Cry1C等抗虫基因。以云南主栽水稻品种楚粳28为受体,以携带Bt抗虫基因的"华恢1号"、"RJ-5"和"T1C-19"分别作为供体,利用分子标记辅助选择(MAS)技术进行回交育种,选育成携带Bt抗虫基因水稻新品系。结合农艺性状表现,获得了云抗虫稻1号、云抗虫稻2号、云抗虫稻3号Bt蛋白高表达的水稻抗虫品系。这些抗虫品系为云南省抗虫水稻的遗传改良和生产应用提供了基因资源和应用基础。     

西南牡丹品种起源的ISSR研究

【目的】通过对西南牡丹21个品种、中原牡丹18个品种、江南牡丹1个品种和1个野生种之间的亲缘关系进行研究,了解西南牡丹品种群的遗传背景,为品种选育奠定基础。【方法】通过改良的CTAB法对41份材料抽提总基因组DNA,采用ISSR分子标记的方法,通过优化的ISSR-PCR反应体系,从60个哥伦比亚大学（UBC）开发的通用引物中筛选27个进行PCR扩增差异比较,利用POPGENE软件计算多态位点百分率（%）;依据Nei’s遗传距离,运用NTSYSPC进行UPGMA聚类构建不同品种群和品种间亲缘关系。【结果】利用27个ISSR引物对41个牡丹样本扩增,共获得的317个条带,其中304个为多态性条带,多态性条带比率为95.41%,平均每个引物扩增条带为11.74;41个样本的遗传相似性系数为0.483-0.811,云南牡丹‘丽江紫5’和‘大关粉4’的遗传相似性系数最大,为0.811;云南牡丹‘大关粉4’和中原牡丹‘彩绘’的遗传相似性系数最小,为0.483;UPGMA聚类结果显示41个样本在阈值为0.625时,聚为四支：第一支由19份样本组成,其中包括5个中原牡丹品种和14个西南牡丹品种,其中,云南牡丹‘丽江紫5’与‘大关粉4’亲缘关系最近,而云南牡丹‘丽江紫5’与中原牡丹‘首案红’的亲缘关系最远,其遗传相似性系数仅为0.609;第二支包括10份样本：有‘乌龙捧盛’、‘豆绿’等5个中原品种和‘四川粉紫’、‘昭通粉’、‘丽江粉1’等5个西南牡丹品种,其中天彭牡丹‘紫金荷2’与‘四川粉紫’的亲缘关系最近,遗传相似性系数最大为0.770;天彭牡丹‘紫金荷2’与中原牡丹‘罗婺现瑞’亲缘关系最远,其遗传相似性系数为0.625;第三支包括11个样本：1个江南品种,8个中原牡丹品种;3个西南牡丹品种。亲缘关系最近的是中原牡丹‘菱花湛露’与‘朱砂垒’,其遗传相似性系数为0.779;亲缘关系最远的是‘朱砂垒’和‘凤丹白’;第四支为黄牡丹单独聚为一支。多数花色相同的供试中原品种表现出近缘关系,红色系的天彭牡丹‘胭脂楼’与紫红色系的中原牡丹品种有着较近的亲缘关系,而供试的紫红色系的天彭牡丹分别紫红色、粉色、紫色和红色的中原品种有近缘关系;云南紫牡丹品种与紫色、紫红色系的中原品种有一定关系,粉牡丹则与紫红、浅红、浅紫红、浅紫色等不同色系的中原牡丹和天彭牡丹都有一定的亲缘关系。天彭牡丹总是先与中原牡丹品种相聚,再与云南牡丹相聚;云南牡丹品种除‘狮山皇冠’、‘香玉板’外,不同产地、株型相似和花色相同的云南牡丹品种间遗传相似性较高,总是先聚为一分支后,才与其他中原品种相聚。【结论】西南牡丹品种栽培起源较复杂,天彭牡丹比云南牡丹与中原牡丹有着较近缘关系,云南牡丹不可能是天彭牡丹直接引种驯化产物,推测云南牡丹品种可能是由几个祖先品种演化的产物,但本地黄牡丹参与起源的可能性较小。     

植物低磷胁迫信号转导与适应性反应研究进展

磷是植物生长发育所必须的大量元素之一,据调查世界范围内大量耕地有效磷缺乏,植物生长发育和作物产量因此受到限制。在长期进化过程中,耐低磷植物在早期响应基因（主要与低磷信号感受和转导有关）和后期响应基因（主要与形态、生理生化和代谢有关）的协同作用下形成了多种低磷适应机制。从低磷信号的感受和转导,形态、生理生化和代谢适应性机制方面综述了目前植物耐低磷方面的研究进展。以期为植物低磷信号转导和适应机制研究及耐低磷作物品种的培育提供依据。     

新疆红肉苹果杂种一代的遗传变异及功能型苹果优株评价

【目的】研究新疆红肉苹果与苹果品种杂种F1群体童期、果实性状的遗传变异特点,并进行功能型苹果优株评价,旨在为功能型苹果育种技术体系的创建及新疆野苹果资源的利用保存提供基本资料。【方法】以新疆红肉苹果与‘寒富’等苹果品种6个杂交组合的杂种一代868株实生苗及从中选育出的4个优株为试材,以国外引进的红肉苹果‘德红脆’及苹果栽培品种‘金冠’为对照,检测童期、果实单果重、硬脆度、可溶性固形物、可滴定酸、果皮与果肉总酚、抗氧化能力以及类黄酮含量与组分,讨论功能型苹果育种技术。【结果】新疆红肉苹果为亲本的5个杂交组合在定植第3年的开花株率均在15%以上,童期仅2.33-4.33年,而对照‘金帅’ב寒富’苹果杂交组合在定植第4年的开花株率仅为8.0%,童期3.33-5.33年;果肉花青苷含量等各性状均出现广泛分离,变异系数均在20%以上,进一步选择的潜力很大;果皮与果肉总酚及花色苷含量的广义遗传力均在85%以上,遗传能力较强;新疆红肉苹果的5个杂交组合均出现了红-绵肉及红-脆肉等株系的分离现象,其中红肉和脆肉株系分离比率分别为26.2%-37.5%和23.9%-27.5%;红肉面积较大的红脆1号和10号总酚与花青苷含量、抗氧化能力及类黄酮含量和种类数极显著地高于果肉略带红色的红脆8号和白脆1号及其对照‘德红脆’和‘金冠’。【结论】新疆红肉苹果与苹果品种杂种F1结果年龄早,果皮与果肉总酚含量等功能成分遗传能力强,从杂种F1代群体中能够选育出抗氧化能力强、类黄酮含量含量高的功能型红肉脆肉优良株系。     

苹果细菌人工染色体双色DNA纤维荧光原位杂交体系的建立及应用

【目的】建立苹果DNA纤维荧光原位杂交（Fiber FISH）技术体系,从而为利用该技术确定苹果基因组DNA序列间的位置关系、构建精细物理图谱等方面的应用奠定基础。【方法】以‘Florina’苹果幼叶为试材,通过液氮研磨,尼龙膜过滤和TritonX-100去除叶绿素等步骤提取细胞核。细胞核经碱裂解,采用盖玻片拉伸方法制备DNA纤维。比较细胞核不同裂解时间和在5种不同包被类型的载玻片上DNA纤维拉伸的效果。用碱裂解方法提取来自苹果‘Florina’自交不亲和S9基因座的4个细菌人工染色体（Bacterium Artificial Chromosome）BAC 34G16、 BAC 45M19、BAC 70J19和BAC 69A4。提取的质粒经PEG纯化,用地高辛或生物素标记探针。探针与DNA纤维制片经过80℃变性、37℃杂交2-3 d和洗片,采用“三明治”方法进行信号放大和检测,在荧光显微镜下观察试验结果。【结果】建立了以苹果幼叶为材料,液氮研磨提取细胞核,碱裂解细胞核和盖玻片拉伸制备DNA纤维的试验方法。提取的细胞核纯净、结构完整,细胞核浓度＞5×103个/μL。试验结果表明,细胞核裂解4 min,在多聚赖氨酸包被的载玻片上制备的DNA纤维平直、伸展均匀,纤维量多、细长,效果好。经原位杂交和信号检测,获得了清晰的、具有Fiber FISH典型特征的“念珠状”杂交信号。对已知大小和位置关系的两个BAC克隆BAC 34G16和BAC 45M19进行杂交信号测量和分析,得出BAC 克隆大小（Y,Kb）与信号长度（X,μm）的相关方程为Y=3.47X（R2=0.9215）,其斜率即为该试验技术体系Fiber FISH的分辨率3.47 kb•μm-1。试验对未知大小和位置关系的两个BAC克隆BAC 70J19和BAC 69A4成功地进行了鉴定,它们大小分别为(112.1±18.4)kb和(133.2±16.3 )kb,之间有（90.2±7.3）kb的重叠区域。【结论】建立了以苹果幼叶提取细胞核,制备DNA纤维和原位杂交的方法,获得了高分辨率的苹果DNA纤维原位杂交试验技术体系。     

武夷名丛茶树种质资源矿质元素含量特征分析

为探明武夷山茶区特色武夷名丛茶树种质资源的矿质元素含量特征，并对其进行鉴定评价，测定了28份武夷名丛中18种矿质元素含量，采用主成分分析方法进行矿质元素含量综合评价。结果表明：28份武夷名丛中18种矿质元素含量存在比较丰富的遗传变异性，矿质元素平均含量由高到低顺序为K>P>S>Mg>Ca>Mn>Al>Fe>Na>Zn>Cu>Ba>B>Ti>Ni>Cr>Co>Se，变异系数在12.65%(P)~47.86%(Fe)之间，遗传多样性指数在166（Ti）~2.47(Ca)之间；Ca、K、P、S、Al、B、Na、Cr、Cu、Mn、Se、Zn 12种元素含量呈正态分布，Mg、Ba、Co、Fe、Ni、Ti 6种元素含量呈偏态分布；相关性分析表明，各元素之间存在复杂的关联性；基于矿质元素的聚类分析将28份武夷名丛茶树种质资源聚为3个类群；通过主成分分析，将18种矿质元素综合为6个主成分，能够反映 18种矿质元素78.30%的信息，Al、Fe、Cu、P、Mg、Co是武夷名丛种质资源的特征元素，主成分综合得分排名前五位的武夷名丛为石乳、小红袍、大红袍、醉贵姬和向天梅，可作为良好的育种材料。研究结果可为武夷名丛茶树种质资源的开发利用和乌龙茶新品种选育与产品开发提供科学依据。     

小菊品种‘钟山金桂’与亚菊属细裂亚菊F1 回交后代的性状遗传表现

【目的】对菊属栽培菊‘钟山金桂’与亚菊属细裂亚菊F1回交后代的性状遗传表现进行研究,获得观赏性和抗性改良的优异属间新种质。【方法】以‘钟山金桂’×细裂亚菊F1为父本,‘钟山金桂’为轮回亲本开展回交试验。对获得的回交后代进行细胞学鉴定,对BC1代的形态性状观测,对经过越冬期后田间苗脚芽萌发量进行统计分析,并对低温胁迫下植株体内生理指标进行测定。【结果】共获得17个回交后代株系。回交后代株系的形态出现分离,与亲本有显著差异,回交后代在花型上出现了托桂型、半托桂型和非托桂型的分离,大部分花型为托桂型,且部分植株花序直径大于‘钟山金桂’,回交后代所有株系的花色均为黄色。回交后代的抗寒性比‘钟山金桂’强,遗传了细裂亚菊的抗寒特性。【结论】通过回交不仅可提高远缘杂交后代的观赏品质,还从细裂亚菊获得的耐寒性也能够稳定遗传。     

基于熵权秩和比法的马铃薯营养价值评价研究

全世界马铃薯品种繁多,单在中国主栽的品种超过80个,不同主栽品种营养成分及含量有所差异。在国家马铃薯主粮化战略背景下,改善居民膳食营养是重要目标之一。因此,评价并筛选出营养更加全面、丰富的马铃薯品种,意义重大。选取甘肃定西主栽的7个马铃薯为研究对象,通过构建熵权秩和比RSR法,对其品种间营养素差异进行定量评价。结果表明,陇薯8号营养价值最优,其次是陇薯3号和陇薯6号。该方法除用于马铃薯营养价值评价,还可以针对其他农产品,如谷类、水果、蔬菜、肉、蛋、奶等进行评价,应用广泛,效果较好。     

基于基因组原位杂交快速构建黄瓜变种间核型

【目的】利用基因组荧光原位杂交（genomic in situ hybridization,GISH）技术,对黄瓜（Cucumis sativus L.,2n=2x=14）种内两个变种（栽培黄瓜C. sativus var. sativus和野生黄瓜C. sativus var hardwickii）进行中期染色体分析,建立黄瓜变种染色体核型的快速分析方法,为黄瓜细胞分子遗传学研究提供基础。【方法】以栽培黄瓜‘9930’和野生黄瓜C. sativus var. hardwickii为材料,利用CTAB法提取栽培黄瓜‘9930’的基因组总DNA,采用缺刻平移法,将栽培黄瓜‘9930’基因组DNA和45S rDNA分别利用地高辛和生物素标记为探针,与栽培黄瓜‘9930’和野生变种C.sativus var. hardwickii的中期染色体进行荧光原位杂交,根据杂交结果显示的栽培黄瓜与野生变种每条染色体GISH荧光带型的不同,结合45S rDNA位点信号特征,区分栽培黄瓜与野生变种的每条染色体,并进行核型分析。【结果】荧光原位杂交结果显示,GISH信号并非平均分布于所有染色体上,而是在不同染色体的特定部位产生独特的信号,且两个变种间中期染色体的GISH信号模式差异显著。在栽培黄瓜‘9930’有丝分裂中期染色体上,除了6号染色体仅在短臂末端和近着丝粒处产生GISH信号外,其他染色体上的GISH信号集中分布于染色体的两端和近着丝粒的一侧或两侧,且每条染色体的信号特征差异明显;45S rDNA信号主要分布于‘9930’的第1、2、3、4和7号染色体的近着丝粒处,有3对强信号和2对弱信号。在野生黄瓜C. sativus var. hardwickii有丝分裂中期染色体上,杂交信号的位置及强弱与栽培黄瓜‘9930’表现明显不同,近着丝粒处均有GISH信号,但仅在第1、2、4和5号染色体的一端产生GISH信号,45S rDNA信号仅出现在第1、2和3号染色体上,表现为第1号染色体上信号极强,第2和3号染色体上信号极微弱。这些结果显示,以栽培黄瓜基因组DNA为探针的荧光原位杂交能反应出两个变种中期染色体独特的信号分布模式,通过信号的分布模式和强弱,结合45S rDNA位点信号的特异分布,可对每条染色体进行清晰地鉴别,并据此建立了两个变种的核型模式。比较前人发表的黄瓜已有重复序列的分布图,发现GISH揭示的信号分布主要位于黄瓜染色体串联重复序列区域。【结论】黄瓜基因组原位杂交能一次性快速显示基因组串联重复序列的分布图,能有效地用于不同黄瓜变种的快速核型分析;同时发现染色体上串联重复序列的分布及强弱在黄瓜变种间表现出明显的分化。