草莓轻型黄边病毒北京分离物的CP基因序列分析

为了明确引起北京地区草莓病毒病的病毒种类和病毒序列的分子变异特点,从北京地区表现畸形症状的草莓叶片中提取总RNA,利用RT-PCR技术扩增得到草莓轻型黄边病毒(Strawberry mild yellow edge virus,SMYEV)的含有外壳蛋白(CP)基因的729 nt特异性核苷酸片段。经序列测定和分析可知,北京地区存在2种不同的SMYEV分离物（BJ1和BJ2）,两者间的核苷酸序列同源性仅为82.72%~82.96%。将北京分离物与分别来自德国、美国、智利、捷克、澳大利亚、比利时、意大利、韩国和中国沈阳等国家或地区的不同分离物的CP基因序列进行分析比较。结果显示,33个分离物可以分为四大组群,BJI和BJ2分别归属不同组群,BJ1与19个其他国家的分离物亲缘关系较近,BJ2与中国沈阳的2个分离物亲缘关系较近。BJ1和BJ2与其他分离物的CP基因核苷酸序列同源性分别为81.10%~98.35%和82.03%~98.63%,氨基酸序列同源性介于82.17%~99.17%和90.91%~94.63%。     

莴苣花叶病毒北京分离物基因组3′末端序列分析

笔者通过RT-PCR方法对LMV北京分离物（LMV-BJ）基因组3＇端1620nt的核苷酸片段进行了克隆和序列分析（GenBank登录号为EF423619）。所获片段含有NIb基因3＇端的574nt,编码NIb C-端190个氨基酸;完整的CP基因,全长为834nt,编码一个由277个氨基酸组成的分子量约为30kDa的结构蛋白;3＇非编码区含有209nt。通过序列分析软件将LMV-BJ与已经报道的法国分离物O（X97704）、法国分离物E（X97705）,美国分离物（X65652）,巴西分离物（AJ278854）和余杭分离物（AJ306288）基因组3＇末端和CP基因的核苷酸序列与氨基酸序列分别进行了比较。     

猕猴桃EST序列的SSR信息分析

从NCBI公共数据库中最新公布的猕猴桃表达序列标签（Expressed Sequence Tag,EST）中随机抽取56,400条序列,应用SSRHunter软件查找微卫星（Microsatellite,SSR）重复序列。研究结果表明,从猕猴桃EST序列中获得了7939条SSR,其中包括二核苷酸重复5131条（64.63%）,三核苷酸重复1237条（15.58%）,四核苷酸重复284条（3.58%）,五核苷酸重复397条（5.00%）, 六核苷酸重复890条（11.21%）。大约每2.48kb 长度的单一基因序列中即存在1个SSR, 即平均7个单一基因中存在1个SSR。二核苷酸重复序列是最丰富的重复单元,其次为三核苷酸重复和六核苷酸重复。在所获得的SSR重复单元中,AG/CT为优势重复,共分布4654条（90.70%）。通过筛查猕猴桃EST序列中的SSR,可为猕猴桃基于EST-SSR的分子生物学研究奠定理论基础。     

小麦黄花叶病毒罗田分离物28kD蛋白基因的克隆及序列分析

通过RT－PCR，获得了小麦黄花叶病毒罗田分离物28kD蛋白基因的cDNA克隆pUW28-10。序列分析结果表明，小麦黄花叶病毒不同分离物的28kD蛋白基因的核苷酸序列存在一定的差异：湖北罗田和河南潢川分离物在第326，327和336位较四川雅安、江苏扬州及日本分离物缺少3个核苷酸（nt)，前两者核苷酸长度为762nt，后三者为765nt；不同分离物核苷酸序列同源性从92．1％到96．9％，相应的氨基酸序列同源性从89．8％到97．3％。     

侵染南瓜的西瓜花叶病毒和黄瓜花叶病毒CP基因的克隆和序列分析

采用RT-PCR的方法,用马铃薯Y病毒属病毒3′-末端序列的简并引物和黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）外壳蛋白（CP）基因的特异引物,对采自山东聊城的一表现花叶、黄化、蕨叶及果实畸形的南瓜样品进行了检测,同时扩增到了西瓜花叶病毒（Watermelon mosaic virus, WMV）和CMV 2种病毒的基因组片段,说明该样品受到WMV和CMV 2种病毒的复合侵染。这2个病毒分离物分别被命名为WMV-liaocheng和CMV-liaocheng。序列测定及分析结果表明,它们与其它相应病毒分离物CP基因核苷酸序列的同源性分别为91.2-98.0%和77.0-97.9%,推导的氨基酸序列同源性分别为96.4-98.5%和81.2-99.1%。根据完整CP 基因核苷酸序列构建的系统进化树显示：18个WMV分离物可分为3组,其中WMV-liaocheng 与HLJ、CHN及Habenaria等分离物表现出较近的亲缘关系,形成Ⅲ组;30个CMV分为两个亚组,其中CMV-liaocheng属于亚组I,CMV-liaocheng可能发生过重组。     

乌头花叶病病原物的分子鉴定

研究旨在通过逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）从分子方面鉴定附子地道产区四川江油乌头花叶病植株的病原物种类及分析其特性。通过对黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）的外壳蛋白基因(Coat Protein,CP)设计特异引物,对江油中坝附子GAP生产基地的乌头花叶病植株进行克隆、转化并测序。结果表明：从江油花叶病乌头植株中克隆得到基因大小为375 bp的片段,鉴定为黄瓜花叶病毒,命名为CMV-FZ,该序列为一段有效的长为375 nt的氨基酸编码区,推测编码125个氨基酸残基。依据外壳蛋白核苷酸序列建立了CMV不同分离物的系统进化树并对该序列进行蛋白组学分析,CMV-FZ与国内外已报道代表性CMV亚组分离物CP基因的核苷酸与氨基酸的序列相似性为74.8%~98.2%和73.4%~99.2%,其中与与CMV亚组II的核苷酸和氨基酸序列相似性为96.1%-98.2%和96.0%-99.2%,该分离物与中国分离物（CMV-PCT2）氨基酸序列相似性最高,达到99.2%。遗传进化分析显示,CMV-FZ与中国分离物（Zin和Hubei-1）和美国分离物（DKRD）亲缘关系较近,聚在同一分支,属于CMV亚组II。以上结果表明伴有花叶症状的乌头受到黄瓜花叶病毒的侵染。     

甘薯病毒G(SPVG)外壳蛋白基因的克隆、表达及其抗血清的制备

根据已报道的甘薯病毒G(Sweet Potato Virus G ,SPVG)外壳蛋白（CP）基因的核苷酸序列合成引物,利用RT-PCR方法克隆了SPVG河南分离物（SPVG-HN）的CP基因,序列分析表明,SPVG-HN CP基因由1065个核苷酸组成（GenBank登录号为DQ399861）,编码355个氨基酸残基。与GenBank中Egypt1(AJ515380)、LSU-1(AY178991)和LSU-3(AY178990)分离物的核苷酸序列相似性为98%左右,与中国广东分离物SPVG-CH（X76944）和SPVG-CH2（Z83314）的相似性分别为98.1%和85.5%。将CP基因克隆到原核表达载体pET-30a（+）上,SDS-PAGE分析表明,经IPTG诱导, CP基因在大肠杆菌BL21(DE3) pLysS中得到了高效表达。以表达的蛋白为抗原,免疫家兔,制备了SPVG外壳蛋白的特异性抗血清。间接ELISA检测结果表明,制备的抗血清可用于田间甘薯样品的检测。     

雷蒙德氏棉和亚洲棉SSR重复序列类型和丰度差异比较

 利用生物信息学相关方法对NCBI数据库中39277条亚洲棉（Gossypium arboretum L.）及63588条雷蒙德氏棉（Gossypium raimondii L.）的EST序列共计64.08 Mb（约相当于基因组的6.02％）分别进行拼接,比较分析了两棉种简单重复序列的重复类型及丰度差异。结果表明：拼接后的一致性序列中,亚洲棉比雷蒙德氏棉存在较高比例的单条序列簇;亚洲棉一至六碱基6种重复类型的SSR间隔距离分别比雷蒙德氏棉的大;亚洲棉中二到六碱基等5种重复类型的比例高于雷蒙德氏棉,但单碱基重复类型比例低于雷蒙德氏棉;两棉种的单碱基、四碱基和六碱基重复类型的优势重复基序和丰度也不同。因此,认为利用四、五、六碱基三种重复类型设计的SSR引物可以有效地鉴定亚洲棉和雷蒙德氏棉的基因组差异。对四倍体棉种的A、D亚组供体棉种中SSR的差异分析,为SSR标记开发、棉种起源和进化的深入研究提供更多有用的信息。     

福建地区草莓斑驳病毒全基因组测序和分子变异分析

为了深入解析草莓斑驳病毒(strawberry mottle virus,SMoV)的分子变异以及遗传多样性,采用小RNA高通量测序结合RACE和RT-PCR技术获得了福建地区SMoV基因组全长序列。SMoV基因组RNA1和RNA2分别为7034 nt和6354 nt,均含有1个ORF,分别编码多聚蛋白P1和P2;SMoV福建分离物同其他15个SMoV分离物的同源性分析表明,RNA1核苷酸和多聚蛋白P1氨基酸同源性分别为79.2%~96.8%和89.0%~99.5%;RNA2核苷酸和多聚蛋白P2氨基酸同源性分别为77.9%~97.8%和89.9%~98.9%。SMoV福建分离物各编码蛋白同其他15个SMoV分离物的同源性分析表明,仅病毒基因组连接蛋白最为保守,其他各蛋白核苷酸序列和氨基酸序列变异均较大。福建分离物和中国部分分离物聚在一个大分支上,和中国分离物DGHY3亲缘关系最近。SMoV中国福建分离物的基因组结构与其他分离物相一致,其核苷酸序列和氨基酸序列分子变异较大,并且和中国其他分离物具有较丰富的遗传多样性,在进化上有一定的地理相关性。     

江苏大豆上分离的豇豆轻斑驳病毒基因组序列克隆及特征分析

为明确豇豆轻斑驳病毒江苏分离物的基因组结构特征,阐明其分类地位及进化特点,选择采自江苏的CpMMV大豆分离物作为研究对象,针对病毒基因组序列设计了4对特异性引物,以病样总RNA反转录后获得的cDNA为模板,通过分段法对其基因组序列片段进行了PCR扩增,扩增产物克隆至T载体经验证后进行序列测定,获得的序列片段经拼接组装得到病毒全基因组序列。序列分析结果显示,CpMMV江苏分离物基因组核苷酸序列全长8 194 bp,编码6个蛋白,5′端和3′端各含有一个非编码区(UTR),长度分别为72,117 nt;在编码的6个蛋白中,CP与其他分离物之间的同源性较高(96.5%～100.0%),相对保守;而RdRp(81.1%～98.2%)、TGB1(81.0%～97.0%)、TGB3(80.9%～95.6%)同源性相对较低,在不同分离物中表现较好的多样性;基于全基因组序列的系统进化分析结果显示,江苏分离物与已公开的其他CpMMV分离物同源性较高,共同聚类到一个大分支上,其中与中国安徽分离物同源性最高(98.2%),与海南分离物次之(96.0%),而与美国、巴西、印度、墨西哥、肯尼亚等国外分离物同源性...     

海南普通野生稻NBS类抗病基因同源序列的分离与分析

利用已知植物抗病基因NBS(Nucleotide binding site)序列中的保守区域设计简并引物,以海南普通野生稻基因组DNA为模板进行PCR扩增,通过T/A克隆、测序和序列分析, 共得到4条具有连续ORF的抗病基因类似物(Resistance gene analogues, RGAs)序列,它们之间核苷酸序列间的相似性系数在53.14%-99.81%之间,而相应推测的氨基酸序列间的相似性系数在39.08%-99.42%之间。氨基酸序列进行结构分析表明,它们包括“P-loop”、“Kinase-2a”、“Kinase-3a”和“GLPL”4个抗病基因所共有的保守模体,并且4条海南普通野生稻NBS-LRR类似物均属于nonTIR-NBS类抗病基因片段。     

西瓜和黄瓜乙烯受体ETR1基因片段的克隆与序列比较分析

乙烯受体基因ETR1是乙烯信号转导过程中的关键调控基因.研究根据ETR1基因的保守序列设计引物,以西瓜(Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nadai var.lanatus)和黄瓜(Cucumis sativus L.)的基因组DNA为模板进行PCR扩增,获得序列长度分别为1 633 bp和1 491 bp的基因片段CLETR1和CSETR1.序列分析表明,CLETR1和CSETR1与Genebank中收录的多条ETR1基因的核苷酸序列同源性在80%～98%,氨基酸序列同源性在75%～98%.西瓜和黄瓜ETR1基因片段的编码序列存在明显的单核苷酸变异,共23个核苷酸位点存在SNPs(Single nucleotide polymorphisms),其中5个SNPs导致4个编码氨基酸的改变.     

花生野生近缘种生物素羧基载体蛋白基因的克隆与结构分析

根据栽培花生鲁花14生物素羧基载体蛋白基因accB1和accB2 cDNA序列设计基因特异引物,克隆了花生野生近缘种Arachis duranensis、A.rigonii、A.batizocoi和A.hoehnei的accB1和accB2 cDNA 序列.序列分析表明,accB1和accB2在栽培花生和野生近缘种中高度保守,氨基酸序列一致性分别高于98.6%和97.5%. A基因组A.duranensis、A.rigonii和B 基因组A.batizocoi、A.hoehnei 的accB1和accB2的氨基酸序列存在差异,但与基因组来源无关.花生野生近缘种A.duranensis、A.rigonii、A.batizocoi和A.hoehnei accB2基因组序列分析表明,栽培花生和野生近缘种的accB2的基因结构相同. A基因组的A.duranensis与B 基因组的A.batizocoi和A.hoehnei的accB2 基因组DNA核苷酸序列一致性分别为98.9%,98.8%,而A 基因组的A.rigonii与A.duranensis、A.batizocoi和A.hoehnei 的序列一致性分别为93.5%,93.6%,93.4%.研究表明,生物素羧基载体蛋白基因在栽培花生及野生近缘种中非常保守.     

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。     

Application of degenerate oligonucleotide primed PCR (DOP-PCR) for SNP discovery in soybean

As the majority of methods for single nucleotide polymorphism (SNP) identification are highly cost-prohibitive, it is necessary to develop new strategies that are more suitable for small and medium-scale laboratories. In this paper, we investigate the potential of degenerate oligonucleotide primed PCR (DOP-PCR) for SNP discovery in soybean. PCR fragments were amplified from two soybean cultivars, ‘Pureunkong’ and ‘Jinpumkong 2,’ shotgun cloned and sequenced. The sequences of both cultivars were then assembled and examined for occurrence of SNPs. The effectiveness of SNP discovery was much lower than expected. Over 1,300 analyzed sequences were grouped in 144 contigs, but only 51 putative SNP sites were found in 18 of these contigs. About 50% of the contigs contained identical sequences and in more than one-third (35.4%), putative paralogous fragments were assembled. Subsequent validation of SNPs allowed the confirmation of only eight SNP sites. The failure to validate the remaining SNPs was mostly due to amplification of duplicated or multiplicated genomic regions. A relatively high proportion of chloroplast and mitochondrial DNA sequences was another limitation of effective SNP detection. Although the DOP-PCR technique was not efficient enough for SNP discovery because of the degree of soybean genome complication, the relatively large number of paralogous sequences in our data collection can be used for further detailed analysis of the genome structure of this species.     

蒙古冰草Lea3抗旱基因片段的分离与鉴定

研究旨在利用同源序列法分离蒙古冰革抗旱基因同源片段。根据已知禾本科植物抗旱基因Lea第3组的保守区段设计一对简并引物,采用PCR方法对蒙古冰草幼苗的基因组DNA进行扩增。获得了1个蒙古冰草的抗旱基因Lea3基因片段,长度为497bp,包含124bp的非翻译区,共编码124个氨基酸。核苷酸序列分析表明,该序列与小麦抗旱基因LEA第3组的Wrad19同源性为93％,与小麦受ABA诱导的WRAB1基因同源性为93％;与一个来源于玉米mRNA的逆境胁迫基因克隆9124同源性为96％;与大麦受ABA诱导的pHVA1基因同源性为94％;与大麦HVA1基因同源性为91％。Southern杂交表明该基因在蒙古冰草基因组中以基因家族形式存在。     

小麦抗叶锈近等基因系TcLr38 RGAs分析

摘要：为获得Lr38的抗病类似物质、为今后的相关研究奠定基础,本研究根据已知植物抗病基因的NBS-LRR(核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复)类保守区域设计简并引物,从小麦抗叶锈近等基因系TcLr38中获得了9个小麦抗病基因同源片段D-8、A-5、B-20、C-6、F-16、A-4、B-9、C-4和D-12。这些片段都含有NB-ARC保守结构域,其中D-8、A-5、B-20、C-6、A-4、B-9、C-4和D-12与已知抗病基因的相应区域相一致,具有抗病基因NBS特征结构域激酶2a(Kinase-2)、激酶3a(Kinase-3a)和疏水结构域(HD)。     

电子PCR

电子PCR(Electronic PCR,e-PCR)现已是一种常用的核苷酸序列电子分析工具,它在DNA片段的染色体定位、基因组测序、基因组辅助作图、PCR引物辅助设计和基因的克隆等方面发挥着重要作用。本文介绍了电子PCR技术的原理、方法和功能及其相关的数据库和应用发展趋势。     

Translation of continuous artificial selection on phenotype into genotype during rice breeding programs

Understanding genetic diversity among local populations is a primary goal of modern crop breeding programs. Here, we demonstrated the genetic relationships of rice varieties in Hokkaido, Japan, one of the northern limits of rice cultivation around the world. Furthermore, artificial selection during rice breeding programs has been characterized using genome sequences. We utilized 8,565 single nucleotide polymorphisms and insertion/deletion markers distributed across the genome in genotype-by-sequencing for genetic diversity analyses. Phylogenetics, genetic population structure, and principal component analysis showed that a total of 110 varieties were classified into four distinct clusters according to different populations geographically and historically. Furthermore, the genome sequences of 19 rice varieties along with historic representations in Hokkaido, nucleotide diversity and F_ST values in each cluster revealed that artificial selection of elite phenotypes focused on chromosomal regions. These results clearly demonstrated the history of the selections on agronomic traits as genome sequences among current rice varieties from Hokkaido.