荞麦属植物MAPK基因片段序列比较与进化关系研究

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是植物MAPK级联途径中的重要信号分子。为了研究荞麦属MAPK基因序列变异以及种间进化关系,对荞麦属8个野生种共25份材料的MAPK基因进行特征引物PCR扩增、测序和序列比较分析。结果发现,荞麦属植物种间MAPK基因PCR扩增片段序列较为保守,8个野生种共25份材料中多态位点为125个,不变位点为680个。其中,12份野生苦荞MAPK基因片段序列多态位点S仅为32个,说明荞麦属植物种内MAPK基因序列高度保守。聚类分析发现野生甜荞与左贡野荞被聚为一类。野生苦荞、毛野荞、大野荞、金荞麦、细柄野荞和硬枝万年荞被聚为一大类;其中,细柄野荞和硬枝万年荞被聚在一起,其次与金荞麦聚在一起;毛野荞与大野荞被聚在一起。研究结果可为荞麦属植物MAPK基因功能以及种间遗传多样性与进化关系研究提供理论依据。     

荞麦不同种间BW10KD过敏蛋白基因序列比较

荞麦过敏蛋白(BW10KD)与变应原病人的血清免疫球蛋白(immunoglobulin E,IgE)有强烈反应.通过对属于8个养麦种和1个变种的58个收集系中的BW10KD过敏蛋白基因保守片段进行差异分析与系统进化关系研究,为探讨BW10KD基因的结构功能及其在不同种间的进化奠定了基础,并为发生在物种基因DNA水平的微尺度的变异与进化研究中提供新的分析方法.用设计的特异引物进行扩增,所得序列与已报道过敏蛋白编码基因序列相似性达99％.各收集系间进行序列比对,得到307个排列位点(不含缺失位点),其中单型不变位点150个,多态位点S为157个(含简约信息位点数101个和单型可变位点56个).整个序列突变位点Eta为201个.选择特定分类群内变异小、分类群间变异大的19个位点进行系统聚类分析得到清晰的种系关系图.金荞、细柄野荞、硬枝万年荞聚在一起,暗示其具有较保守的BW10KD过敏蛋白基因序列;栽培甜荞与野甜荞亲缘关系近,其次与左贡野荞较近缘;毛野荞与大野荞彼此较近缘;栽培苦荞与野苦荞亲缘关系最近,与毛野荞和大野荞亲缘关系次之.     

3种多年生荞麦植株顶端茎段的可溶性糖含量

为了对3种多年生荞麦植物中的23个居群的菜用品质进行评价,采用蒽酮法测定各植株顶端不同季节及不同茎段的可溶性糖含量。结果表明:1)多年生荞麦顶端幼叶的可溶性糖含量最高,并随节位数降低而减少;2)春季含量最高,与夏秋两季的差异水平达极显著,夏秋两季之间差异不显著;3)3种荞麦中,大野荞、毛野荞的可溶性糖含量较高,差异不显著,硬枝万年荞可溶性糖含量最少,与大野荞的差异显著,与毛野荞的差异不显著。结论:筛选出可溶性糖含量较高的8个多年生荞麦居群,其顶端3个茎节的可溶性糖含量为10.23%~15.37%,春季适宜采摘顶端3~4节食用,夏秋季采摘顶端1~2节食用。     

大野荞种子中的谷草转氨酶同工酶研究

为研究大野荞的遗传变异及其与栽培荞麦的关系,用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,以甜荞(Fagopyrumesculetun)和苦荞(F.tataricum)为对照,对大野荞(F.megaspartanium)不同收集系合计24份栽培和野生荞麦种子的谷草转氨酶同工酶进行了研究。结果表明:谷草转氨酶同工酶酶带共8条。不同物种的酶带数为3～6条,甜荞和苦荞分别有3条和4～5条,其特征谱带分别为GOT-2和GOT-1。而大野荞有3～6条,18个大野荞收集系可分为3类:类I,含甜荞特征谱5GOT-2,不含苦荞特征谱5GOT-1,绝大多数大野荞收集系(W1～W8、W10～W13、W15、W17、W18)是这种类型;类Ⅱ,含苦荞特征谱5GOT-1,但不含甜荞特征谱5GOT-2,仅包含原产湖北和湖南的收集系W9和W14;类Ⅲ为既含苦荞特征谱5GOT-1,也含甜荞特征谱5GOT-2,包含的大野荞收集系为原产湖南的W16。试验所用的3个荞麦种类(甜荞、苦荞、大野荞)几乎都含有谱带GOT-4和GOT-5。结果显示,大野荞遗传多样性相对较丰富。     

荞麦脱落酸不敏感基因序列分析

脱落酸不敏感基因(ABA-insensitive,ABI)是调控植物逆境胁迫应答、种子脱落和休眠等的一类转录因子。生物信息学分析发现,普通荞麦ABI(CL38501)基因c DNA全长为963 bp,编码320个氨基酸,含有典型的b ZIP结构域和ABI5家族保守区Ⅱ,推测该基因可能编码ABI5家族蛋白。与野生种质相比,花蕾期和开花期栽培品种ABA信号转导途径中绝大多数基因表达量上调,其中,ABI基因表达量分别上调4.42和3.66倍。对9个栽培品种和5份野生种质的ABI基因进行PCR扩增,发现14份材料的405个位点中多态位点为30个,9个栽培品种间仅含1个多态位点,5个野生种质间含有7个多态位点,说明普通荞麦ABI基因序列高度保守。栽培品种与野生种质ABI序列存在11个共同氨基酸差异位点,蛋白构象预测发现第32位点和第60位点氨基酸发生置换导致蛋白构象发生变化,表明其可能与栽培驯化过程中荞麦丧失休眠与落粒特性相关。     

四川野生荞麦资源的特征特性与地理分布多样性研究

通过对四川3个州和3个地区共60多个县的野生荞麦资源进行系统考察、搜集和整理,搜集到分布于四川不同生态环境的野生荞麦8个种、2个变种和2个亚种种质资源313份,植株标本172份,明确了四川野生荞麦资源的种类、特征特性、原生境的多样性和两个主要分布中心,发现了小籽粒草质状硬枝万年荞和红花硬枝万年荞,F.x、F.y和F.z的植物学特征与已命名种不尽相同,可能为新种或新变种（待定）。     

云南荞麦野生种DNA的提取与RAPD反应体系的构建

以26份云南荞麦野生种为材料,对其DNA的提取和RAPD反应体系进行探讨.结果表明采用在CTAB基础上改进的SDS微量快速提取法,并结合提取缓冲液中加入适量的PVP,可以从荞麦野生种的幼嫩茎叶中提取出高质量、高纯度适于RAPD反应的荞麦野生种DNA.通过对影响PCR扩增反应的诸多因素进行分析和优化筛选,建立了适宜云南荞麦野生种RAPD反应的最佳反应体系,为研究荞麦野生种的遗传多样性和种间亲缘关系奠定了基础.     

甜荞·苦荞和大野荞的高分子量种子蛋白亚基研究

[目的]探讨甜荞、苦荞和大野荞的高分子量种子蛋白亚基。[方法]利用SDS-PAGE电泳法对18个不同地方居群的大野荞、3个甜荞和3个苦荞收集系的高分子量种子蛋白亚基进行研究。[结果]从这3个物种的24个收集系中,在高分子量区域（20-70 kDa）共发现12个不同的种子蛋白亚基谱带,种间差异大,种内差异小。3个物种在种子蛋白亚基分布上存在一定的相似性,约30%的谱带相同。其中,甜荞发现有9个谱带,含1个独特谱带（SSP33.71）;苦荞有8个谱带,含不同于甜荞的2个独特谱带（SSP39.15和SSP29.35）;大野荞有7个谱带,不仅含有苦荞的独特谱带,而且其谱带分布与苦荞极为相似。[结论]该研究为荞麦品质遗传育种、种间系统关系、高品质种子蛋白亚基基因工程等研究提供指导。     

高黄酮荞麦资源的遗传多样性评价

利用SSR分子标记方法,对筛选出的51份高黄酮荞麦资源进行遗传多样性研究,试验结果表明,选用的50对SSR引物中,22对引物多态性丰富,共扩增出253个条带,检测到174个等位变异,总遗传变幅为0.56~1.00,27份苦荞和24份甜荞能够各自被聚为两大类。聚类结果显示,27份苦荞资源的遗传多样性并不受地理分布的影响,普遍亲缘关系较近;而24份甜荞的遗产差异则较大,表现出较为丰富的遗传多样性。用SPSS 19.0软件绘制荞麦的黄酮质量分数聚类图,与遗传聚类结果综合比较分析,发现27份苦荞资源的黄酮含量受其亲缘关系影响较大,与其遗传多样性的联系较强,而甜荞的并不明显。另外,亦从51份荞麦种质中,筛选出4份基因型相对独立且黄酮更高的苦荞品种,可作为高黄酮优质荞麦选育的基础。     

不同供氮水平对野生荞麦与栽培苦荞的表现型差异性比较

研究探讨了中国荞麦属1个种及1变种对氮的需肥特性,不同肥料梯度处理对其生理、农艺性状等的综合影响。净光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)、气孔导度(G s)、胞间间隙CO2浓度(CO2)、叶面温度(Tleaf)、叶绿素含量、光强(PAR)的变化情况及相互关系,对植株体不同层次叶片光合特性进行比较。对3个材料盆栽试验,氮肥(尿素)设5个水平,分底肥(2/3)、追肥(1/3)2次施用,1个对照,共48个处理。盆栽试验处理中,野生荞麦与栽培苦荞对氮素吸收利用表现型差异明显。金荞麦、齿翅野荞对氮的需求能力强于西荞1号;耐低氮瘠薄能力以齿翅野荞为强,西荞1号、金荞麦之间差异不明显;齿翅野荞适应能力强。     

云南特有茶树种质资源遗传多样性的RAPD研究

运用RAPD技术对云南主产茶区具有代表性的野生型古茶树、过渡型古茶树、栽培型品种、野生种、地方品种及其近缘植物———金花茶等48份材料进行遗传多样性分析,从核基因组DNA的角度深入探讨了云南特有茶树种质资源的分类及其亲缘关系。用已筛选出的12个引物对48份供试材料进行RAPD扩增反应后,共检测到112条扩增片段,所有片段均为多态,其多态性程度高达100%.材料间的遗传距离为0 116～0 527,平均为0 202.对48份供试材料间的亲缘关系进行UPGMA聚类分析,研究结果表明:当以欧氏距离为6 0来划分时,可分为5个组,其中3个复合组,2个独立组,基本上与传统分类水平相吻合。     

云南特有茶树种质资源遗传多样性的BAPD研究

运用RAPD技术对云南主产茶区具有代表性的野生型古茶树、过渡型古茶树、栽培型品种、野生种、地方品种及其近缘植物——金花茶等48份材料进行遗传多样性分析，从核基因组DNA的角度深入探讨了云南特有茶树种质资源的分类及其亲缘关系。用已筛选出的12个引物对48份供试材料进行RAPD扩增反应后，共检测到112条扩增片段，所有片段均为多态，其多态性程度高达100％．材料间的遗传距离为0．116～0．527，平均为0．202．对48份供试材料间的亲缘关系进行UPGMA聚类分析，研究结果表明：当以欧氏距离为6．0来划分时，可分为5个组，其中3个复合组，2个独立组，基本上与传统分类水平相吻合。     

泰山螭霖鱼线粒体16S rRNA基因片段序列及分子系统发育分析

以泰山螭霖鱼(Varicorhinus macrolepis)30个个体为材料,对其线粒体16SrRNA基因片段进行了PCR扩增和序列对比,检测了泰山螭霖鱼的遗传多样性;结合从GenBank中下载的同源性较高的鲤科7属部分鱼类的同源序列,利用MGEA软件计算遗传距离,采用聚类分析方法,构建了NJ和UPGMA系统进化树。结果显示:30个体泰山螭霖鱼线粒体16SrRNA基因片段长度为468bp,无碱基的插入和缺失,共检测到1个多态位点,存在2种单倍型,其单倍型多样性(Hd)为0.067,核苷酸多样性(Pi)为0.00015,平均核苷酸差异数(K)0.067。遗传距离和NJ、UPGMA系统进化树表明,泰山螭霖鱼与多鳞白甲鱼的16SrRNA序列一致,泰山螭霖鱼所在的突吻鱼属与光唇鱼属的亲缘关系最近,与扁吻鱼属遗传距离最远。     

亚洲系百合九个品种的亲缘关系研究--来自nrDNA ITS证据

对亚洲系百合9个品种的nrDNA的内转录间隔区（ITS）进行了PCR扩增和产物直接测序，扩增出约670bp的序列（ITS1、5．8S和ITS2及部分18S和26S rRNA基因片段）。选取亚洲系百合祖先种泸定百合和岷江百合等6个野生种序列为参考外类群，确定其ITS全序列（ITS1、5．8s和ITS2）的长度约为627bp。并根据nrRNA ITS区碱基序列差异计算品种间的遗传距离和构建UPGMA系统树，探讨了9个百合品种之间的亲缘关系。     

普通荞麦种内丝裂原活化蛋白激酶序列分析

【目的】比较普通荞麦Fagopyrum esculentum种内丝裂原活化蛋白激酶基因(MAPK)序列的差异,研究MAPK基因序列在普通荞麦栽培进化过程中的变化。【方法】以普通荞麦的9个栽培品种和3个落花落果野生种质为材料,PCR特异性扩增获得MAPK基因的保守片段,对基因片段序列进行差异分析和蛋白结构预测。【结果】荞麦MAPK基因cDNA全长为2 835 bp,开放阅读框1 827 bp,编码609个氨基酸,含有TDY的三肽模块,为植物D组MAPK蛋白。PCR扩增获得12个供试材料的MAPK序列,其单型不变位点为723个,多态位点为70个。9个栽培品种间开放阅读框(ORF)区域无序列差异,3个野生种质间ORF区域也无序列差异。栽培品种与野生品种的ORF区域序列含有8个差异位点,编码3个差异氨基酸。其中,ORF区域第13位点组氨酸(H)→酪氨酸(Y)发生置换,导致1个α-螺旋构象发生变化。【结论】普通荞麦MAPK基因序列高度保守,栽培驯化对ORF区域第13位点差异氨基酸的选择具有高度一致性。     

悬钩子属野生种及品种亲缘关系的ISSR分析

利用ISSR分子标记方法,对39份悬钩子属(Rubus L.)野生种或变种及17份栽培品种进行分析,探讨这56份材料间亲缘关系的远近.通过试验从35个引物中筛选出12个能扩增出清晰带型并具多态性的引物,共扩增出166条DNA片段,分子量在250～2300 bp之间,平均每条引物扩增出13.83条DNA片段,多态性比率为96.33％,然后采用NTSYS-pc软件和UPGMA法构建了系统树.聚类分析结果将野生种分成5大类群,其中15份栽培品种包含在内,而有2份栽培品种(酷它它和宝森)另成一类,区别于其他54份材料.试验认为ISSR分子标记技术适合作悬钩子属植物组间亲缘关系的分析.     

梅花不同样本间亲缘关系的AFLP初步分析

 应用AFLP技术初步研究20个梅花株系间的亲缘关系，19对选择性引物扩增出清晰的总位点数918个，其中多态性位点324个，占总位点数的35.29%。采用SAS类平均法聚类分析AFLP数据，λ值为0.9759时，将20个梅花株系分为4个类群。半野生种曲梗梅的多态性位点数最高，'多萼朱砂'、'复瓣小宫粉'等梅花品种次之。在类群Ⅳ中，具有明显亲缘关系的两组亲本及其杂交子代各自聚为一组，表明AFLP技术和聚类分析方法可以用来研究梅花品种间的亲缘关系。'小宫粉'、'江南朱砂'和它们的子代亲缘关系密切，结果仍能区别其较小差异，这有助于解决梅花中存在的不同产地相同品种异名和同名而品种不同的问题。垂枝类梅花品种间有较近的亲缘关系或者遗传来源，支持枝姿作为梅花分类的重要形态特征，垂枝类品种属于梅花中比较进化的类群与其历史演化相吻合。本研究中所采用的DNA限制性内切酶酶切组合及所筛选的AFLP选择性引物对适合研究梅花品种间的亲缘关系和遗传多样性。     

基于matK基因和ITS序列的江苏地方豆类植物的亲缘关系研究

[目的]为探究江苏地方豆类植物之间的亲缘关系,从分子水平上对14种豆科植物进行了深入分析,旨在为后续豆类植物的种质创新和遗传改良提供理论依据。[方法]对14种豆类植物的mat K基因和ITS序列的扩增片段进行PCR产物直接测序,并结合Gen Bank数据库中的大豆(Glycine max)、菜豆(Phaseolus vulgaris)、红小豆(Vigna angularis)和绿豆(Vigna radiata)4种豆类植物基因组序列,利用Clustal W、MEGA 6.0、Bio Edit软件对这18种材料的mat K基因和ITS序列分别进行比对和分析,并以百脉根(Lotus corniculatus)为外类群,分别构建系统进化树并计算分化时间。[结果]18种豆类植物的mat K基因序列长度为750 bp,其中变异位点数为85,信息位点数为82,遗传距离的范围为0~0.099。ITS序列长度为795 bp,其中变异位点数为260,信息位点数为242,遗传距离的范围为0~0.292。以百脉根为外类群,用mat K基因序列和ITS序列分别构建的进化树显示,18种豆类植物可分为3组,即红小豆和绿豆分为一组,菜豆和大豆分别聚为一组。分化时间结果表明,大豆与菜豆的分化时间为19.02百万年前,菜豆与红小豆的分化时间为13.50百万年前,绿豆与红小豆的分化时间为2.94百万年前。[结论]序列分析和系统进化树的结果与形态学的特征基本一致,表明mat K基因和ITS序列可用于豆类植物属间亲缘关系分析。     

苦荞产区种质资源遗传多样性和遗传结构分析

【目的】了解苦荞产区种质资源遗传多样性和遗传结构,为苦荞资源的有效利用提供参考。【方法】采用相关性分析、主成分分析方法对苦荞8个植株性状进行分析;温室内培养苦荞资源,于3叶期,每个资源选取10株新鲜叶片,采用CTAB方法提取苦荞基因组DNA,结合SSR分子标记方法进行PCR扩增,然后对扩增产物进行电泳检测并照相保存,根据SSR检测位点构建[0,1] 矩阵,最后利用PowerMarker3.25和Structure2.3.4软件对83份苦荞种质资源进行遗传多样性和群体遗传结构分析。【结果】8个植株性状分布较分散,大部分植株性状间呈现显著相关,植株性状的前4个主成分累计贡献率达到85.22%,基本可以显示苦荞种质资源植株性状的相关性关系;不同植株性状间株高和主茎粗变异系数最大,遗传变异最丰富。不同省份的资源表现出不同的遗传多样性,西藏资源的表型遗传多样指数H′ 均值最高,为1.82,其次为四川,遗传多样性指数H′ 均值为1.78;不同省份资源植株性状的遗传多样性存在差异,四川生育期、株高、主茎分枝的遗传多样性指数H′ 最高,陕西叶宽的遗传多样性指数H′ 最高,云南千粒重的遗传多样性指数H′ 最高;植株性状的主成分分析表明相似产区的植株性状具有一定的相关性。13条核心引物共检测出208条清晰的条带,其中200条（96.15%）具有多态性,平均每条引物扩增出的条带数和多态性条带数分别为16个和15.4个;不同引物等位基因变化范围为4-58个,重要的基因频率变化范围为0.02-0.86,多样性指数变化范围为0.38-0.98,多态信息量（PIC）变化范围为0.35-0.98;不同地理来源苦荞种质资源的遗传多样性表明,北方产区亲缘关系较近,西南产区亲缘关系较近,说明不同地理来源的群体类别与产区存在一定的关系;来自陕西群体的等位基因数量最多、基因多样性指数和多态性信息量最高,分别为12.0769、0.8365和0.8265;基于模型的遗传结构分析将苦荞资源划分为3个类群,基于遗传距离的聚类显示苦荞种质资源穿插分布,资源的地理来源地分化不明显,但是同一产区的资源遗传距离较近,资源之间具有一定的产区分化。【结论】苦荞产区种质资源PIC较高,遗传多样性丰富,2大产区具有一定的资源交流和遗传物质交换。     

3个细基江蓠繁枝变种（Gracilaria tenuistipitata var.Liui）群体亲缘关系的分析

为了从DNA水平上了解不同地理位置的细基江蓠繁枝变种种群间在遗传相似性上的差异,运用RAPD标记技术对来自深圳、北海、防城港的3个细基江蓠繁枝变种群体进行亲缘关系分析。结果表明,筛选的30个RAPD引物共扩增出252个位点,片段大小在200～3000 bp之间;3个群体的多态位点比例由高到低依次为：防城港（66.27%）〉北海（40.48%）〉深圳（31.35%）;而3个群体间遗传相似率由高到低依次为：深圳-北海（83.71%）〉防城港-北海（78.77%）〉深圳-防城港（77.73%）。可见,深圳、北海群体间亲缘关系较近,防城港群体与北海、深圳群体间的亲缘关系较远。