基于SRAP和SCoT标记分析不同甜樱桃品种遗传多样性

【目的】探究40个甜樱桃（Prunus avium L.）品种的遗传多样性及SRAP和SCoT标记在甜樱桃上的应用。【方法】利用SRAP和SCoT分子标记进行遗传多样性分析。【结果】筛选出6对条带清晰、多态性好的SRAP引物和7条SCoT引物，在40个甜樱桃品种中分别扩增出多态性条带67和69条，多态性百分率分别为90.54%和93.24%。SRAP标记和SCoT标记的UPGMA聚类分析表明，40个甜樱桃品种的遗传相似系数分别在0.67～0.95和0.72～0.93，说明甜樱桃的遗传背景相对较窄。SRAP标记在相似系数0.79左右可以将40份甜樱桃分为6组，SCoT标记在相似系数在0.77左右可以将40份甜樱桃分为6组。两种分子标记中，来自不同地区的甜樱桃品种没有明显聚类，说明各个地区甜樱桃品种基因交流频繁，另外大部分黄色系甜樱桃品种聚为一类。【结论】2种分子标记均可应用于分析甜樱桃遗传多样性且能够区分不同果皮颜色甜樱桃，可以作为后期种质资源利用和新品种选育的技术手段。     

黄瓜CSHSP70基因内含子结构分析

 【目的】探明黄瓜CSHSP70基因的内含子数目及其结构特点。【方法】根据黄瓜CSHSP70基因cDNA序列设计引物，应用PCR技术从gDNA中克隆CSHSP70基因，采用RT-PCR技术验证内含子的存在。【结果】经测序与拼接，得到长度为4 056 bp的黄瓜CSHSP70基因，它包含7个内含子。经分析发现这些内含子富含A•T，具有类似启动子和HSE核心结构的序列存在。对黄瓜、甜瓜和丝瓜CSHSP70基因部分序列的比较分析表明，该基因在这3个葫芦科作物中具有很强的保守性。【结论】内含子存在的特殊结构表明其可能对该基因表达具有调控作用。     

藏绵羊DQA1基因多态性分析

 【目的】研究藏绵羊DQA1基因多态性,确定其等位基因数、核苷酸多态位点、氨基酸多态位点及各等位基因间的遗传关系,同时分析其进化意义。【方法】采用PCR-SSCP方法检测了900只藏绵羊DQA1基因第2外显子多态性;克隆、测序群体内变异产生的各等位基因序列,并分析序列数据。【结果】发现了17个DQA1的等位基因,包括缺失的1种基因,其中5个为发现的新等位基因。16个单倍型序列中发现56个核苷酸多态位点,27个氨基酸多态位点。【结论】藏绵羊DQA1基因第2外显子具有丰富的多态性,群体中可能蕴藏着更多的遗传资源;藏绵羊DQA1基因最初可能是由2个等位基因突变分化成两大类等位基因的;藏绵羊DQA1基因第2外显子序列与牛的DQA1基因第2外显子序列具有较高的同源性,预示绵羊和牛的DQA1基因最早可能来源于它们分歧以前的共同祖先原始序列;DQA1基因在与其相关的特定抗原刺激下发生的免疫应答反应在绵羊和牛上具有相似性;新等位基因C的139位发现了1个新的核苷酸突变位点（A/G）,属同义突变;5个新发现的DQA1等位基因遗传关系较近,可能由同一等位基因突变产生。     

山羊CSN2基因内含子7靶向的CRISPR-Cas9系统高效切割位点筛选

【目的】使用CRISPR-Cas9系统在山羊CSN2基因座内含子7上筛选出高效的切割位点.【方法】根据"20N+NGG"原则在CSN2内含子7序列中设计了5个sgRNA靶向位点.分别连接具有sgRNA到和Cas9表达框的PX330-P2A-eGFP载体上,通过脂质体转染到实验室保存山羊胎儿成纤维细胞系中,PCR扩增转染阳性的细胞基因组CSN2内含子7序列,连接到Pmd19-T载体中,测序比较不同的sgRNA介导切割产生的突变.【结果】使用5个sgRNA均可以在山羊CSN2基因内含子7上造成有效切割,产生碱基删除或者插入突变.实验设计的5个sgRNA介导的CRISPR-Cas9系统效率均在30.7%以上,效率最高的2号位点(sgRNA2)介导的切割效率达到了61.5%.【结论】研究确定了CRISPR-Cas9系统在山羊CSN2基因内含子7内进行高效切割的sgRNA,为之后在该基因位点进行高效的非同源介导基因敲入奠定了基础.     

茶树CHS基因结构及编码区单核苷酸多态性分析

【目的】通过试验获得茶树CHS基因（CsCHS）gDNA序列,以进一步确定CsCHS基因结构;研究CsCHS编码区单核苷酸多态性,并结合茶树多酚含量进行关联分析,寻找基因中可能存在的与茶多酚含量存在显著或极显著相关关系的SNP位点。【方法】根据NCBI数据库中已有CsCHS序列设计特异性引物,再分别以基因组DNA和cDNA为模板进行PCR扩增,经克隆、测序获得CsCHS1、CsCHS2、CsCHS3三个基因的gDNA和cDNA全长序列,通过序列比对方法确定CsCHS结构。利用Compute pI/Mw、SOPMA等软件对所得序列进行生物信息学分析,预测和比较CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3三者蛋白质结构。以茶多酚含量差异较大的57份茶树品种为材料,分别以57份材料的cDNA为模板,用特异性引物进行PCR扩增,然后利用PCR产物直接测序法筛查CsCHS编码区序列的单核苷酸多态性。结合CsCHS编码区序列单核苷酸多态性和57份材料多酚含量,利用软件TASSEL进行关联分析,筛选基因中可能与茶多酚含量存在显著或极显著相关关系的SNP位点。【结果】试验获得CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3的cDNA序列长度分别为1 277、1 320和1 242 bp,各自均包含一个长度为1 170 bp的开放阅读框;CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3的gDNA序列长度分别为1 600、1 330和1 607 bp。通过gDNA序列和cDAN序列比对,结合真核生物内含子GT-AG法则,确定CsCHS1、CsCHS3分别包含2个外显子和1个内含子,内含子大小分别为323和356 bp,CsCHS2可能没有内含子。根据CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3 cDNA序列推导三者对应氨基酸序列,比较三条氨基酸序列发现三者氨基酸同源性较高,达到92.6%-95.4%,CHS蛋白亚家族中的特征性保守位点在这三条序列中都能找到,生物信息学分析结果显示CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3三者蛋白质结构高度相似。CsCHS1编码区序列中共发现71个SNP位点,SNP出现频率为1SNP/16.48 bp,无Indel,基因核苷酸多样性（π）值为0.01088;CsCHS2编码区序列中共发现55个SNP位点,SNP出现频率分别为1SNP/21.27 bp,CsCHS2核苷酸多样性（π）值（0.00530）明显低于CsCHS1;因扩增CsCHS3 cDNA序列的PCR反应成功率低,未对该基因遗传多样性进行分析。通过关联分析分别从CsCHS1和CsCHS2中找到2个和4个与茶叶多酚含量相关的SNP位点。【结论】CsCHS1和CsCHS3属于保守型CHS基因,且CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3蛋白质结构高度相似,推测三者可能在茶树的不同部位或不同生长阶段发挥类似作用;CsCHS1和CsCHS2活跃,二者编码区内可能存在突变热点区。     

黔北麻羊DKK1基因CDS区及部分内含子的多态性与生物信息学分析

【目的】为黔北麻羊种质资源的综合开发利用提供参考。【方法】应用DNA池结合PCR产物直接测序方法检测黔北麻羊DKK1基因CDS区及部分内含子的多态性,应用生物信息学方法对黔北麻羊DKK1基因的蛋白特性进行预测和分析。【结果】在黔北麻羊的DKK1基因CDS区及部分内含子序列中筛选出8个SNP位点,分别为第1内含子C1626T位点,第3内含子A3083G位点,编码区的T3000C、T3228C、T3238C、G3240A、T3271A和T3411C位点。其中,T3271A为错义突变,导致半胱氨酸(Cys)变为丝氨酸(Ser),其他编码区的SNP位点均为同义突变。DKK1基因的CDS区包含有1条长789 bp的核苷酸序列,编码262个氨基酸,蛋白分子量为28 349.17 D;DKK1基因编码的整个多肽链表现为亲水性,并具有信号肽序列,剪切位点最有可能位于第31~32位氨基酸,在第15~37位氨基酸间存在1个典型的跨膜结构域;其二级结构主要由α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲组成,属于mixed型蛋白;黔北麻羊DKK1基因编码的氨基酸与普通山羊、绵羊和牛等物种均具有较高同源性,基因系统进化情况与其亲缘关系基本一致。【结论】DKK1基因在进化上较保守,其可作为动物骨骼生长发育研究和相关疾病鉴定的重要候选基因。     

大麦糯性相关基因Wx单核苷酸多态性分析

【目的】大麦Wx是控制直连淀粉合成相关的糯性基因,研究大麦糯性相关基因Wx单核苷酸多态性,并分析其与籽粒直链淀粉含量的关系。【方法】以2个国外糯大麦品种为对照,对30份高、中、低直链淀粉含量的中国大麦进行Wx的克隆和测序,分析Wx的单核苷酸多态性(SNP)及其与籽粒直链淀粉含量之间的关系。【结果】在对32个大麦品种的核苷酸序列多态性鉴定中,共检测到了169个多态性位点,平均每26bp检测到一个多态性位点。在所有检测到的多态性位点中,包括143个SNP和26个InDel,二者的频率分别为1/310和1/169。Wx的内含子1、3、5、8区,外显子2、5和5′-UTR及3′-UTR区域为变异富集区,其它区域变异较小。外显子2和内含子1区域所承受的选择压力较小。单倍型分析表明,第1种单倍型中包括所有低直链淀粉含量的材料。【结论】大麦Wx的多态性与直链淀粉含量之间存在明显的对应关系。     

5个山羊品种GoLA-DQA 1基因的多态性分析

【目的】比较和揭示崂山奶山羊、西农萨能奶山羊、关中奶山羊、板角山羊和贵州白山羊5个地方山羊品种GoLA-DQA1基因的遗传多态性。【方法】采用PCR-RFLP技术对5个山羊品种231个样本的GoLA-DQA1基因部分内含子1、外显子2和部分内含子2的385 bp片段进行了多态性分析,运用Popgen32软件计算了相应的遗传参数。【结果】在TaqⅠ-RFLP位点上,5个山羊品种A、B等位基因频率的平均值分别为0.846和0.154,A为优势等位基因;除了关中奶山羊和崂山奶山羊外,其他品种在该位点上均处于Hardy-Weinberg平衡状态。在HaeⅢ-RFLP位点上,5个山羊品种M、N等位基因频率的平均值分别为0.819和0.181,M为优势等位基因,5个山羊品种在该位点上均处于Hardy-Weinberg平衡状态。经双酶切分析,共发现9种组合基因型,其中AAMM、ABMM和AAMN 3种组合基因型存在于5个品种中。遗传参数分析表明,GoLA-DQA1基因外显子2的2个酶切位点在西农萨能奶山羊表现为中度多态,而在其他品种表现为低度多态。【结论】5个山羊品种GoLA-DQA1基因外显子2在TaqⅠ和HaeⅢ2个酶切位点具有较低的遗传多样性。     

五指山小型猪近交系白细胞抗原Ⅰ类3 基因的研究

 【目的】为探讨五指山小型猪（WZSP）近交系群体中SLAⅠ3 (SLA-3) 位点等位基因分布结构及其特性。【方法】利用4对引物，采用RT-PCR扩增了32头WZSP SLA-3基因部分外显子1、外显子2和大部分外显子3序列。根据家系和扩增结果，选择8头个体的PCR产物克隆测序。【结果】获得9个不同的核苷酸序列。与GenBank中所用SLA-3基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列进行比较分析，确定这9个序列均为SLA-3位点上的新等位基因，但这些等位基因间核苷酸变异很少；氨基酸序列比较发现猪和人之间有很高的保守性。同时，构建了23个SLA-3的等位基因和1个HLA-A等位基因核苷酸序列的系统树。【结论】WZSP在SLA-3位点和其它猪品种有明显的差异，拥有其独特的遗传资源。从分子水平为WZSP SLA-3基因的分子分型及特异单倍体猪的培育和异种器官移植实验用动物的研究提供理论依据。     

合作猪Nramp1基因第六内含子多态性分析

采用PCR-SSCP方法检测了135头合作猪Nramp1基因第六内含子的多态性.结果表明:序列比对分析发现10个新的核苷酸多态位点,其中,转换7个,颠换2个,插入1个;试验群体发现5个基因型,即AA、AB、BB、CC、AC,其中B等位基因为优势等位基因,AB基因型为优势基因型;经χ2适合性检验,该群体处于Hardy-Wein-berg平衡状态(P0.05);Nramp1基因遗传多态指数中,杂合度为0.617 4,多态信息含量为0.537 3,有效等位基因数为2.613 7.     

高温对设施甜樱桃花器官发育的影响

 【目的】探讨花芽萌动期短时间高温处理对设施甜樱桃花器官发育的影响。【方法】以人工气候室中培养的4年生盆栽‘红灯’甜樱桃为试材,于花芽萌动期雄蕊发育的不同阶段进行短时间高温处理后,观察对花器官发育、花器官外观表现和花期的影响。【结果】设施甜樱桃花芽萌动期不同阶段的4 h 35℃高温处理对雌、雄生殖器官发育和花期花器官表现都有显著影响。较早高温处理对雄蕊发育的抑制程度强于雌蕊,花期雄蕊变褐率极显著增加,甚至会导致雄蕊完全败育,花期明显变短;越临近花期的高温处理,花期雌蕊枯萎率和花冠卷曲率明显高于其它处理,并且对始花期促进作用越明显;不同阶段短时间高温处理后都未发现大孢子产生和分化异常。【结论】甜樱桃花芽萌动期的雌、雄生殖器官发育过程中对短时间高温胁迫的敏感时期和敏感性不同。     

金荞麦二氢黄酮醇4-还原酶基因（FdDFR1）的克隆及序列分析

 【目的】克隆金荞麦二氢黄酮醇4-还原酶基因（FdDFR1）,分析其序列特征。【方法】利用同源克隆的原理,采用RACE结合cDNA文库筛选的方法,从金荞麦cDNA文库中克隆DFR基因（FdDFR1）;对其序列进行生物信息学分析和Southern杂交检测。【结果】克隆到一个DFR蛋白基因（FdDFR1）,通过Southern杂交分析,推测在金荞麦基因组中DFR基因是1～2个基因的小家族,FdDFR1是单拷贝基因;FdDFR1基因编码一个长341个氨基酸的蛋白质,在N端存在一个NADP结合位点“VTGASGFVGSWLVMRLLEHGY”,还存在一个底物结合特异性决定的氨基酸基序“TVNVEEKQKPVYDETCWSDVDFCRRV”。【结论】首次从金荞麦中克隆到类黄酮代谢的中期关键酶基因（FdDFR1）,它具有DFR同源基因的典型特征。     

紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶基因表达及酶活性与花色苷积累的相关性

 【目的】以块根着色部位和程度不同的2个紫心甘薯品种（系）‘A5’和‘山川紫’,以及白心甘薯品种‘禺北白’为试材,研究了紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）基因表达及其酶活性与花色苷积累的相关性。【方法】对紫心甘薯在不同生长时期各器官（叶、茎、块根）的花色苷含量和DFR的活性进行了测定,对二者之间的变化趋势进行了相关性分析。此外,通过实时荧光定量PCR检测了‘A5’、‘山川紫’和‘禺北白’块根中IbDFR基因的表达量,以及不同发育时期的山川紫块根中IbDFR基因的表达量,并测定了相应的花色苷含量变化。【结果】（1）在同一生长时期的各品种（系）甘薯中,着色程度深的器官,其花色苷的含量较高,DFR活性也较高,不同器官的DFR活性与相应的花色苷含量呈显著线性正相关;（2）在不同的生长时期,3个品种（系）甘薯各器官的花色苷含量与DFR活性的变化趋势相一致,并且呈显著线性正相关;（3）3个品种（系）甘薯中,着色程度深的块根,其花色苷的含量较高,IbDFR基因的表达量也较高;（4）在山川紫块根的3个发育阶段,随着根的膨大,花色苷含量逐渐升高,IbDFR基因的表达量也逐渐增大。【结论】在不同生长时期的甘薯各器官中DFR活性与花色苷含量均呈线性正相关,且紫心甘薯块根中IbDFR基因表达量的变化与其花色苷含量的变化趋势相一致,说明：DFR是紫心甘薯花色苷合成代谢过程中的关键酶;紫心甘薯花色苷是原位合成的。     

甜樱桃品种早大果和艳阳的果实品质分析

【目的】研究新疆阿克苏地区甜樱桃的果实品质,为新疆甜樱桃品种优化及可持续发展提供参考依据。【方法】于果实成熟期,对甜樱桃品种早大果和艳阳的外观品质、理化性质、营养元素、酚类物质等果实品质进行测定和评价。【结果】早大果和艳阳的品种固有特性明显,富含K、Mg、Ca、Na、Fe、P等10种营养元素。早大果可溶性固形物含量20.33%,总糖含量21.09%,VC含量30.49 mg/100 g,总酚含量2.68 mg/g,总花色苷含量1.28 mg/g;艳阳可溶性固形物含量18.59 %,总糖含量17.54%,VC含量35.10 mg/100 g,总酚含量0.74 mg/g,总花色苷含量0.03 mg/g。【结论】甜樱桃品种早大果和艳阳在南疆阿克苏地区果实品质优良,该地区适宜甜樱桃产业的发展。     

3种甜樱桃病毒PNRSV、PDV及LChV-2的多重RT-PCR检测方法的建立与应用

【目的】建立可同时检测李属坏死环斑病毒（Prunus necrotic ringspot virus,PNRSV）、李矮缩病毒（Prune dwarf virus,PDV）、樱桃小果病毒2（Little cherry virus-2,LChV-2）的多重RT-PCR检测方法。【方法】以复合感染3种病毒的甜樱桃病株叶片为材料,采用CTAB法提取样本总RNA,选用随机六聚体引物对植物样本总RNA进行反转录,所得cDNA作为多重RT-PCR的扩增模板。根据GenBank中PNRSV、PDV、LChV-2基因组序列共设计6对特异引物,分别通过单一RT-PCR和多重RT-PCR筛选出可用于同时检测3种甜樱桃病毒的引物组合。对多重RT-PCR的退火温度及循环数进行优化,以筛选出各引物组合的最适扩增条件。分别以单一感染PNRSV、PDV、LChV-2、复合感染3种病毒、单一感染樱桃病毒A（Cherry virus A,CVA）及甜樱桃无毒苗为样本,对多重RT-PCR引物的特异性进行分析。选取复合感染3种病毒的甜樱桃总RNA的反转录产物为初始模板,按照梯度稀释法依次将模板稀释为2、22、23、24、25倍,在相同PCR反应体系及反应条件下分别对各引物组合的灵敏度进行分析。多重RT-PCR的扩增条带经凝胶回收试剂盒回收纯化后连接至pMD18-T vector,克隆测序,以验证多重RT-PCR检测的准确性。并应用该方法对山东泰安地区甜樱桃生产园中间隔栽培的中国樱桃进行检测。【结果】筛选到2个可以应用的引物组合,组合1“PNRSV-S1/A1、PDV-S2/A2、LChV2-S1/A1”可分别特异性地扩增733、467、337 bp的片段。组合2“PNRSV-S1/A1、PDV-S3/A3、LChV2-S1/A1”可分别扩增得到733、265、337 bp的片段。扩增产物大小与预期相符。多重RT-PCR反应条件优化结果显示,在退火温度52℃、35个循环条件下,2个引物组合的检测效果均较为理想。特异性分析结果显示,2个引物组合均能特异性检测其各自的靶病毒。灵敏度分析结果显示,2个引物组合在cDNA的23×稀释液中仍能特异性扩增,但扩增条带的强度稍有差异,其对植物总RNA的反转录产物的最低检测浓度为107.9 ng•μL-1。克隆测序及序列分析表明,2个引物组合对各自靶病毒的检测结果可靠。应用该方法对9个中国樱桃样本进行检测,结果显示,测试样品均至少感染了2种病毒,其中5个样品复合感染了3种病毒,2个样品同时感染PDV和LChV-2,2个样品同时感染PNRSV和LChV-2。【结论】应用建立的多重RT-PCR检测方法可稳定、准确、灵敏的同时检测单一或复合侵染的3种甜樱桃病毒。     

不同砧木对甜樱桃红灯生长、产量及果实品质的影响

【目的】研究4种不同砧木对河北省秦皇岛产区甜樱桃红灯（Cerasus avium L.）生长、产量和果实品质的影响,筛选出生长、结果特性和果实品质优良的适宜砧穗组合,为进一步研究砧木对甜樱桃接穗作用机理提供参考依据。【方法】以本溪山樱（C.sachalinensis）、ZY-1（Prunus cerasus）、吉塞拉6号（P.cerasus×P.canescens）和兰丁2号（P.avium×P.pseudocerasus）4种砧木嫁接的红灯为试材,对植株的生长、产量和果实品质等13项指标进行测定,采用方差分析及模糊综合评价法进行综合评价。【结果】方差分析结果显示,4种砧木嫁接的红灯主干横截面积、新梢数量、新梢长度、单株产量、平均单果重、果肉硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、可溶性蛋白含量、总酚含量及糖酸比有显著差异（P<0.05）,其中ZY-1砧木嫁接红灯能改善果实品质,其果肉硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比和总酚含量最高,分别为3.38 kg/cm2、25.92%、20.98%、13.80和144.03 mg/100 g;新梢数量和单株产量以吉塞拉6号嫁接的红灯最高,分别为537条和18.97 kg;不同砧木间维生素C含量无显著差异（P>0.05）。对13个指标进行模糊综合评判,综合评价值排名次序为ZY-1（0.8017） > 吉塞拉6号（0.6467） > 本溪山樱（0.6245） > 兰丁2号（0.5986）。【结论】红灯/ZY-1组合在河北省秦皇岛地区表现最佳,ZY-1砧木最适宜作红灯甜樱桃的嫁接砧木,具有较好推广价值。     

山东地区樱桃绿环斑驳病毒(CGRMV)的RT-PCR检测及外壳蛋白基因的克隆

为调查我省甜樱桃感染樱桃绿环斑驳病毒(Cherry Green Ring Mottle Virus,CGRMV)情况,本研究以甜樱桃(Prunus avium L.)品种"红灯"叶片总RNA为模板,根据CGRMV基因组序列设计特异引物,对山东地区37份甜樱桃"红灯"样品进行RT-PCR检测,共检测出19份阳性样品。利用CGRMV外壳蛋白基因序列引物,从阳性植物样本中分离到约800 bp的目的片段,克隆测序,序列分析显示该片段全长807 bp,编码268个氨基酸,与GenBank中已登录的CGRMV分离物的外壳蛋白基因序列一致性为87%～97%,氨基酸序列相似性为95%～99%。该结果表明山东地区甜樱桃生产园中感染CGRMV的病例较为普遍。     

樱桃自交不亲和S9-单元型特异的F-box基因克隆及其表达分析

【目的】克隆李属甜樱桃自交不亲和性花粉S-决定子基因，为今后果树配子体自交不亲和性机理研究奠定理论基础。【方法】根据GenBank登录的16个S-locus F-box同源基因保守区设计兼并引物，利用RT-PCR、RACE等手段，从甜樱桃品种红灯花粉cDNA中克隆到两个编码376-氨基酸多肽的全长基因。【结果】GenBank Blast分析显示,克隆的两个基因中一个基因编码的蛋白产物与数据库甜樱桃自交不亲和性S3-单元型特异的PaSFB3（AB096857）编码的氨基酸序列完全一致。另一个基因编码一新的PaSFB同源序列，其推测的氨基酸序列N-端同SFB3一样具有明显的F-box基序，与PaSFB1～6的一致性为76%～82%。研究显示该基因在花粉组织中特异性表达，并表现出S9-单元型特异的连锁信号。【结论】新基因为甜樱桃自交不亲和性花粉S-决定子候选基因PaSFB家族中一新成员，命名为PaSFB9 （GenBank登录号：DQ422809），红灯自交不亲和基因型确定为S3S9。     

玉米SLAF标记的开发及其在玉米果皮纤维素含量BSA分析中的应用

【目的】降低果皮纤维素是甜玉米品质改良的重要目标,然而玉米果皮纤维素含量调控的研究甚少,相关调控基因尚未定位。利用纤维素含量差异的重组自交系（RILs）群体,通过特异位点扩增片段（specific-locus amplified fragment-sequencing,SLAF）测序和分离混池分析（bulked segregant analysis,BSA）定位控制玉米果皮纤维素含量的染色体区段,鉴定调控玉米果皮纤维素含量的候选基因。【方法】以果皮纤维素含量显著差异的E327和G5-1为亲本,构建重组自交系（RILs）。对RILs群体进行果皮纤维素含量的测定,并根据纤维素含量的结果选择纤维素含量高、低的样本进行混池,用于SLAF标签的鉴定和BSA分析。在BSA分析中,首先对两混池和2个亲本DNA用HaeⅢ和Hpy166Ⅱ进行酶切,回收414-464 bp的酶切片段进行Illumina建库,并进行SLAF测序,然后根据多态性SLAF标签开发SNP标记,利用SNP标记对玉米果皮纤维素含量进行关联分析,鉴定调控甜玉米果皮纤维素含量的染色体区段。分析这些区段所包含的玉米基因,并找到它们对应的拟南芥同源基因,通过查阅拟南芥相关基因功能研究的文献,进一步鉴定控制玉米果皮纤维素含量的候选基因。【结果】两亲本和2个混池SLAF建库测序得到的SLAF符合预期,基于SLAF测序数据,鉴定了73 786个多态性SLAF标签,这些SLAF标签均匀分布在玉米的10条染色体上。在这些多态性标签中得到了523 395 SNP位点信息。通过关联分析,调控果皮纤维素变异的基因被定位到玉米基因组的6个染色区段,都位于玉米的第5染色体上。在这些区段上,一共有47个玉米基因。通过进一步的研究分析,在这些关联的染色体区段最终确定了9个候选基因。【结论】定位到调控玉米果皮纤维素的含量的基因,表明此方法可以用于基因定位。     

水稻品种稻瘟病抗性和抗病基因同源序列多态性分析

 【目的】明晰水稻抗瘟性表型和抗病基因同源序列多态性之间的关系,了解广谱、持久抗瘟性的分子遗传基础。【方法】利用25个稻瘟病鉴别品种（系）和20个水稻品种（系）在人工接种条件下的对稻瘟病单孢菌株的抗性表型和抗病基因同源序列（resistance gene analogs,RGA）多态性进行聚类比较分析。【结果】以单孢菌株接种的抗性表型聚类,取相似系数0.450,可将45个品种（系）划分为A、B两大类;取相似系数0.618,A、B两大类又分别可分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ等4个亚类。以抗病基因同源序列多态性聚类,取遗传相似系数0.620,可将45个品种（系）划归Ⅰ,Ⅱ两类,这两类明显地趋向籼粳两亚种划分;取遗传相似系数0.783时,类群Ⅰ又可划分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ等6个亚类,类群Ⅱ又可划分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ、ⅶ等7个亚类。用抗感单孢稻瘟病菌表型聚类,倾向于抗谱相似的聚为一类;按RGA 相似性聚类,倾向于遗传背景相近的聚为一类。对于抗病频率低或是抗病频率高的品种两者类与类之间有较好的对应关系,但总体看来类与类之间没有明显的对应关系。【结论】在抗稻瘟病育种方面,对亲本材料进行单孢菌株抗性鉴定和抗病基因同源序列多态性分析,可以更准确地反映亲本抗性遗传背景,从而避免同一抗源反复使用,还可以丰富培育品种的抗性遗传基础和延长品种抗性。