重金属镉胁迫下入侵植物黄顶菊表观遗传变异特征

为探究入侵植物黄顶菊在重金属镉(Cd)胁迫下耐受性获得的表观遗传机制,本研究通过网室盆栽试验模拟不同浓度Cd污染生境,采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对不同Cd浓度胁迫[0(CK)、2(Cd-1)、4(Cd-2)和8(Cd-3) mg·kg^-1]处理植物叶片基因组DNA甲基化变异特征进行分析。结果表明,15对引物共扩增出726条甲基化条带,且引物多态性百分比为84.75%;随着Cd胁迫浓度的升高,黄顶菊叶片全甲基化和整体甲基化发生比例呈逐渐增加的趋势,Cd-1、Cd-2和Cd-3的全甲基化发生比例分别为CK的1.51、1.95和2.11倍,整体甲基化发生比例分别较CK升高了39.28、53.30和63.97个百分点;不同处理下叶片甲基化状态变化分析结果表明,Cd胁迫下黄顶菊基因组DNA重新甲基化和去甲基化2种甲基化模式均有发生,但以重新甲基化类型为主要变化模式;Cd胁迫下植物表型可塑性与表观遗传相关性分析结果表明,DNA全甲基化和整体甲基化水平与黄顶菊生长指标及地上部耐受性指数的表型可塑性呈显著负相关,与抗氧化酶活性、各组织Cd含量及富集与转移系数呈显著正相关。本研究结果从表观遗传学方向为入侵植物黄顶菊的防控提供了新思路。     

二倍体和同源四倍体西瓜的DNA甲基化差异分析

为了解植物不同倍性之间的表现遗传差异,对3个西瓜（Citrullus lanatus）品种克西、中金和枚选的纯合二倍体和同源四倍体进行甲基敏感扩增多态性（MSAP）分析,10对引物共扩增546条带,其中,二倍体较同源四倍体材料之间有3条特异性条带,这些特异性条带无品种差异,系倍性不同所致。带型变化表明,同源四倍体较二倍体有DNA甲基化减少和单链增加现象,但从DNA甲基敏感多态性差异上来看,品种内二倍体和同源四倍体间的DNA甲基敏感多态性差异不大,仅0.02%左右。     

不同单株叶籽银杏DNA甲基化水平与模式的MSAP分析

以叶籽银杏和普通银杏叶片为试材,利用EcoRⅠ和HpaⅡ/MspⅠ双酶切建立适合于叶籽银杏全基因组的甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析体系,在全基因组水平对11株叶籽银杏和1株正常银杏的胞嘧啶甲基化水平和模式进行评估。结果表明,从36对MSAP选扩引物中,选出14对MSAP引物组合,共扩增产生2766条清晰可辨且可重复的DNA条带,产生3种类型的甲基化条带。在全部扩增位点中,检测到叶籽银杏基因组CCGG序列的甲基化比率为26.42%～65.79%,正常银杏总甲基化率达30.79%,不同单株的叶籽银杏平均总甲基化率达38.61%,叶籽银杏甲基化事件的发生频率为11.27%～27.34%。方差分析显示不同单株间DNA甲基化水平差异极显著。主成分分析绘制的主分量散点图与聚类分析结果一致,不同单株的叶籽银杏可分为3大类。     

利用MSAP分析18个芥蓝齐口期的表观遗传多样性

本研究利用MSAP检测18个芥蓝齐口期DNA甲基化水平,分析了表观遗传多样性,探讨DNA甲基化模式对齐口期的影响。结果表明,18个芥蓝齐口期平均为50d,叶片数平均为10片,齐口期和叶片数不相关（相关系数为0.296）;变异系数分别为21%和18%;遗传距离分布在0~40,平均值为12.2276,在10.62处分为3类。MSAP分析表明,5对引物组合扩增得到432条多态性条带,201条片段表现出多态性,多态性比率为47%;Nei遗传距离分布在0.004~0.467,平均值为0.0958,表明遗传多样性水平较低;在0.04处分为3类。Mantel测验表明两种分析的遗传距离相关系数为-0.1366,显示齐口期、叶片数与DNA甲基化多态性没有相关性。DNA甲基化模式分析表明,非甲基化片段为110条,甲基化多态性片段为322条,分为3种带型,类型一为非甲基化带型（110条）,类型二为甲基化带型（110条）,类型三为半甲基化带型（152条）,非甲基化片段和半甲基化片段在不同品种之间呈现多态性,甲基化片段在不同品种之间呈现多态性与单态性相差不大,显示MSAP多态性主要来源于非甲基化和半甲基化片段,芥蓝甲基化模式以半甲基化为主。本文推测DNA甲基化水平降低参与芥蓝齐口期调控,MSAP分析既可用于基因组结构研究,又可用于基因组水平上性状的功能研究。     

不同甘蔗品种DNA甲基化分析

DNA甲基化是表观遗传修饰的主要方式之一,在基因表达调控中发挥着重要的作用。本研究应用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,在全基因组水平上研究不同品种甘蔗伸长期和成熟期CCGG位点的DNA甲基化水平及模式变化特征。结果表明,在伸长期,8个甘蔗品种检测到的DNA甲基化率为15.47%~29.03%;引物平均甲基化率为28.86%。在成熟期5个甘蔗品种中检测到的DNA甲基化为6.98%~14.94%。表明DNA甲基化在甘蔗中发生频繁,且品种之间的甲基化模式存在差异,甘蔗CCGG序列中胞嘧啶甲基化内侧胞嘧啶全甲基化多于外部胞嘧啶半甲基化。     

重离子辐射诱导水稻DNA甲基化变化的分析

为了研究不同剂量重离子辐射对植物产生的表观遗传学效应规律,采用2种不同的高传能线密度和不同剂量(0、0.2、2Gy)的12C6+放射流辐照干燥的水稻种子,分别选取辐射水稻三叶期及分蘖期的叶片,通过甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)进行CCGG位点的甲基化状态分析。结果表明,重离子辐射,尤其是高剂量的辐射明显造成水稻DNA甲基化的多态性水平的变化,其中DNA去甲基化的多态性水平明显高于DNA甲基化的多态性水平,且DNA甲基化位点更倾向于CNG。此外,利用全基因组甲基化测序进一步验证了重离子辐射对水稻DNA甲基化的影响。本研究结果为探讨空间辐射引起水稻表观遗传变化的分子机制提供了重要的理论依据。     

泰国产方斑东风螺养殖群体遗传多样性的RAPD分析

用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术对泰国产方斑东风螺养殖群体的遗传多样性进行检测,从100个随机引物中筛选出21个引物对方斑东风螺的DNA进行扩增,结果表明:21个引物共检测到222条清晰且重复性好的条带,每个引物可扩增出4~16条带,分子量在200~2200bp之间,其中多态位点为156个,占70.27%;群体的Shannon多样性指数为0.2818,Nei基因多样性指数为0.2491;个体间最大遗传距离为0.291,最小遗传距离为0.066。通过与其他贝类遗传多样性的研究结果比较,可初步判断泰国产方斑东风螺养殖群体的遗传多样性比较丰富。     

河北杨不同再生途径组培苗遗传稳定性的RAPD检测

;运用RAPD标记对河北杨不同培养途径获得的再生植株遗传稳定性进行检测,结果表明,以试管苗幼嫩叶片为外植体,通过直接不定芽发生途径获得的再生植株(20株)与对照株间表现出相同的条带数,说明此途径具有较高的遗传稳定性;以试管苗幼嫩叶片为外植体诱导愈伤组织,通过器官发生途径获得的再生植株(20株)中有2株分别在引物S268和引物S104中各出现一条多态性带,位点变异率为2/288,楦株变异率为2/20,说明此培养途径过程中发生体细胞无性系变异,遗传稳定性较前者低,因此河北杨不同培养途径再生植株间存在遗传稳定性差异.     

应用RAMP标记研究黑麦属遗传多样性*

对黑麦属(Secale L．)10个野生居群和11个栽培居群共21份材料进行了RAMP(random amplified microsatellite polymorphism)标记分析，结果表明，被测材料间RAMP标记多态性较高。80个：RAMP引物中，有41个引物(占50．5％)可扩增出清晰且具多态性的条带。这41个引物共扩增出445条带，其中428条(占95．9％)具有多态性，每个引物可扩增出3—19条多态性带，平均10．4条。RAMP标记遗传相似性系数(GS)变异范围为0．266-0．658，平均值为0．449。RAMP标记可将所有21份黑麦材料完全区分开，聚类结果与材料的地理分布有一定关系，但与黑麦属传统的系统分类体系存在明显差异。据此认为，RAMP标记可以有效地评价黑麦属植物的遗传多样性，并为其物种亲缘关系的界定提供信息。     

中国西南区扁穗牛鞭草种质遗传多样性的SRAP分析

本研究采用SRAP标记对主要来自中国西南地区（四川,重庆,贵州和云南）的43份扁穗牛鞭草种质资源的遗传多样性进行了分析。试验筛选出了11对引物组合对43份供试材料进行扩增,共获得153条带,其中多态性条带140条,多态性条带比率为91.50%,平均每对引物扩增出条带13.91,多态性条带12.73。实验数据结果表明,43份扁穗牛鞭草材料间的遗传相似系数（GS）为0.565～0.992,平均值为0.723,表现出了丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明,各供试材料间的聚类与其地理来源以及形态特征类型具有一定的相关性。同时,主成分分析结果能够直观的反映了各种质间的遗传关系。5个扁穗牛鞭草地理类群间的分子方差分析（AMOVA）揭示了供试的扁穗牛鞭草总遗传变异的85.99%存在于类群内,仅有14.01%的变异存在于类群之间,类群间的分化系数ΦST=0.140。本研究结果为扁穗牛鞭草种质的收集、利用及育种提供了理论依据。     

不同氮水平对原产地和入侵地飞机草(Chromolaena odorata L.)DNA甲基化的影响

为探究原产地和入侵地飞机草DNA甲基化多态性的变化和氮营养水平对飞机草DNA甲基化多态性的影响,本文用水培法分别培养来自原产地墨西哥和入侵地西双版纳的飞机草(Chromolaena odorata L.),对两地飞机草进行了高氮(315 mg·L-1)、正常(中)氮(210 mg·L-1)和低氮(105 mg·L-1)3种氮水平处理,采用MSAP(甲基化敏感扩增多态性)技术测定试材的DNA甲基化水平。结果表明,无论是原产地还是入侵地的飞机草,在高氮和低氮处理条件下均发生了DNA甲基化水平和模式的改变;且入侵地飞机草DNA甲基化水平高于原产地飞机草,飞机草DNA甲基化水平都随着氮供应水平的升高而升高。本研究为从表观遗传角度揭示外来植物的入侵机制提供依据。     

应用RAPD分析川西北高原老芒麦自然居群的遗传多样性

利用RAPD标记对来自青藏高原东南部川西北高原的8个老芒麦自然居群的遗传多样性和群体遗传结构进行了分析和评价。从150个RAPD引物中筛选出25个能扩增出高度重复性条带的引物。这25个引物共扩增出370条可分辨的条带,其中291条(占78.65%) 具有多态性,表明供试居群在物种水平上存在较高水平的变异。同时各居群的多态性位点比率(PP)在46.49%到53.78%之间变化,表明群体水平的变异较低。居群的平均基因多样性(HE)为0.176(变幅为0.159~0.190),而物种水平的平均基因多样性达0.264。基于Nei’s基因多样性、Shannon指数和贝叶斯方法的群体分化系数分别为32.0%、33.7%和33.5%。AMOVA 分析表明居群内遗传达到总变异的59.9%,而居群间变异仅有40.1%,但二者均达到极显著水平(P < 0.001)。居群间每世代迁入个体数(Nm)达到0.503个。各居群间存在较高的Nei’s遗传一致度。本研究获得的老芒麦的遗传结构不同于已报导的大多数披碱草属物种。另外,基于聚类分析及AMOVA的结果均表明各居群间存在较为明显的地理分化,8个居群分化为采集地的南部和北部2个分支。总之,研究结果表明来自青藏高原东南部的老芒麦居群具有较高水平的遗传变异。在该地区应尽量选择遗传多样性高的老芒麦居群实施就地保护。     

不同动物部分组织基因组甲基化程度的差异分析

应用甲基敏感扩增多态性(MSAP)技术,检测和分析了猪、牛、羊、小鼠、鸡和鸭基因组的甲基化程度。结果表明,对CCGG位点,实验中检测的几种动物的甲基化程度多数在0.40￣0.50之间(不包括牛);不同动物来源相同组织基因组的甲基化程度不同,相同动物不同组织基因组的甲基化模式具有特异性;同一种动物,组织基因组的甲基化程度一般都高于血液基因组;另外,哺乳动物与禽类基因组甲基化程度未发现较大的差别,但哺乳动物基因组全甲基化位点较多,半甲基化位点较少。     

野生斑鳠西江地理群的遗传多样性分析

为了解斑鳠(Mystus guttatus)不同地理种群之间的遗传分化程度,基于RAPD技术,分析了珠江水系西江段野生斑鳠的遗传多样性。利用20个随机引物对30个斑鳠个体的基因组DNA进行了PCR扩增,共扩增出3210条DNA片段,平均每个个体扩增出107条带。在检测到的107个位点中,多态位点数为48个,占44.9%,仅有一个引物S30没有扩增出多态带。个体间最大的遗传距离0.2804,最小的遗传距离0.0467,平均遗传距离0.1526±0.037,种群内个体间平均的相似率为84.7±3.7%。     

马铃薯遗传资源多样性的SRAP分析

采用SRAP分子标记，对44份马铃薯品种的遗传多样性进行了分析。结果显示, 随机抽取27对SRAP引物，对基因组DNA进行特异扩增，其中23对引物扩增出多态性条带，共获得104个多态性条带, 多态性引物比率达85.2%, 平均每对引物产生4.5个多态性条带，表明SRAP标记具有较高的多态性比率。44份种质资源的SRAP标记遗传距离为0.147-0.741。当遗传距离D=0.67时，将44份种质资源分为四大类群，包括一个复合类群和三个独立类群。其中复合类群可进一步分为7个亚群。从而在DNA水平上证明了所研究马铃薯种质资源具有丰富的遗传多样性。     

粤北普通野生稻籼粳分化的SSR分析

本文利用28对籼粳特异性SSR引物对174个粤北普通野生稻个体进行分析。28对引物均有多态性,平均每对引物扩增出的等位变异数和基因型数分别为10.6和28。粤北普通野生稻群体有较高的遗传多样性(0.7681),除了能扩增出典型的籼、粳特异基因,还能扩增出野生稻特有的基因。遗传一致度聚类分析表明粤北普通野生稻存在初步籼粳分化;2份(1.15%)材料偏籼,172份(98.85%)材料偏粳,群体以偏粳为主。基因组水平上整个粤北群体没有发现原始类型。     

乙烯利处理对棉花子叶DNA表观遗传变化的甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析

棉花(Gossypium hirsutum L.)叶片早衰影响棉花产量和棉纤维质量,而乙烯利是一种重要的植物生长调节剂,对促进植物组织衰老有重要作用。DNA甲基化是表观遗传调控的重要组成部分,在高等植物的基因表达调控中发挥了重要作用。本研究应用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术,探讨在不同乙烯利水平处理下,棉花子叶DNA甲基化水平和甲基化变化模式。结果显示,经300、500和700 mg/L乙烯利处理后,棉花子叶DNA甲基化比值分别为32.99%、35.45%和37.49%,都低于对照组(37.92%);和对照组相比,经不同浓度乙烯利处理后,棉花子叶DNA发生甲基化变化位点的比率分别是2.71%、3.63%和4.88%,而去甲基化位点的比率分别为10.66%、9.84%和9.23%,并且随着乙烯利浓度的增加,棉花子叶DNA甲基化位点与去甲基化位点之比逐渐提高;本研究鉴定了17个MSAP差异基因片段,这些片段与NCBI中已知的功能基因存在同源性,包括果胶甲酯酶基因、细胞色素P450、乙醇脱氢酶基因、肌动蛋白解聚因子、翻译延伸因子等和乙烯利诱导棉花子叶衰老相关基因。研究结果提示,在乙烯诱导棉花子叶衰老的进程中,DNA甲基化参与了棉花子叶衰老的调控,为从基因组水平上揭示乙烯诱导棉花衰老的调控机制提供理论依据。     

超低温小麦种子和幼苗保存及遗传变异分析

 以小麦（Triticum aestivum L.）品种周98165和开18的种子与幼苗为材料,对它们超低温（液氨中）保存前后的发芽和成活率及田间生长指标进行了研究,并采用AFLP和MSAP技术对其遗传稳定性作了初步探讨。结果表明,小麦种子经超低温保存后,其发芽率和成活率与对照相比有一定的差异,但田间生长,除分蘖数稍低于对照外,其他生长指标与对照相比没有明显区别。而超低温保存后的幼苗,各项生长指标与对照均有显著差异。AFLP技术分析了超低温保存前后的样品,同一品种不同处理间的AFLP带型一致,统计的1500多条带中未见明显差异带型,表明在超低温保存前后无论是种子还是幼苗,其基因组DNA序列均没有发生变异。进一步用MSAP技术分析了超低温保存后的样品的甲基化水平,13对引物共扩增出590多条清晰的带,与对照相比,超低温保存后的材料均产生了不同程度的甲基化变化。其中变异带最多的达83条,变异率高达13.67%,且脱甲基化变化是主要趋势。     

草莓品种的亲缘关系及其不同继代次数的叶片组培苗的RAPD分析

从100个随机引物中筛选出10个引物,对16个草莓品种进行RAPD分析。结果显示,10个引物共扩增出73条DNA谱带,其中多态条带49条,多态性程度为67.13%;遗传距离D值在0.40水平上能将供试材料聚为3类,表明RAPD能很好地鉴别草莓品种之间的遗传关系。利用前面筛选的10个随机引物和其他20个随机引物对不同继代次数的草莓组培继代苗进行了RAPD分析,其特征带型表现一致,未发现变异,说明草莓叶盘离体继代培养30次以内能稳定遗传。     

甘蓝SSR标记在近缘种青花菜的通用性及其应用

本研究对50条甘蓝SSR引物在其近缘种青花菜中的通用性进行了分析,结果表明,38对引物在青花菜上可有效扩增,扩增产物分子量在100～1500bp,有效扩增比率为76%,其中18%具有较好的多态性,揭示了两种作物基因组间存在一定的相似性。同时利用获得的多态性较好的9对引物对青花菜进行基因型鉴定和遗传多样性分析,20份青花菜基因型中共检测到51个基因位点,平均每个引物组合可扩增出5.67个条带,多态性为66.7%。多引物组合可鉴别出所有青花菜基因型。聚类分析结果表明同一来源的基因型间具有相近的遗传基础,且聚类与熟性具有一定的相关性。本研究为今后青花菜种质资源的收集、利用及分子标记辅助育种提供了新的SSR标记和参考。