极小种群濒危植物盐桦叶绿体基因组特征分析

【目的】为了解析极小种群植物盐桦叶绿体基因组结构,筛选SSRs分子标记和桦属叶绿体基因组高变区,采用高通量测序技术完成盐桦叶绿体基因组测序并与其近缘种进行比对分析。【方法】采集盐桦幼叶,使用TIANGEN试剂盒提取DNA并利用HiSeq Xten测序平台进行测序。以欧洲矮桦叶绿体基因组作为参考,使用MITObim v1.8和NOVOplasty软件拼接组装盐桦叶绿体基因组,并利用生物信息学手段进行特征分析。【结果】利用质量控制后的30 000 000条clean data,成功拼接完成序列全长为160 648 bp的盐桦叶绿体基因组,NCBI登录号为MG674393。其中,大单拷贝(LSC)区段长度89 553 bp,GC含量33.7%,小单拷贝(SSC)区段长19 027 bp,GC含量为29.7%,2个反向重复区(IRs)区段均为26 034 bp,GC含量42.5%。成功注释了盐桦叶绿体基因组共114个基因,其中包括79个蛋白编码基因,31个tRNA基因和4个rRNA基因。盐桦叶绿体基因组含有91个SSRs位点,其中33个SSRs均由A或T组成。SSRs主要分布于LSC区,56个SSRs位于LSC区,13个SSRs位于SSC区,而IRs区有22个SSRs。对盐桦和欧洲矮桦叶绿体全基因组进行比对分析,结果显示ndhC-trnV、petA-psbJ、rpl22-rps19区域的核酸变异度(π0.2)显著高于其他区域,高变区的位置都位于LSC区,而IRs区和SSC区内2种植物变异度较小。正选择分析显示ycf1,rpoC1,rpl2与ndhA 4个基因出现正选择信号。盐桦、欧洲矮桦与其他双子叶植物共14条叶绿体全基因组序列通过MP、NJ方法进行聚类分析,MP和NJ树中的11个节点中有9个支持度为100%。支持盐桦和欧洲矮桦亲缘关系最近,桦木属物种与天目铁木在同一分支。【结论】通过高通量测序和生物信息学分析,得到盐桦叶绿体基因组。比对分析表明结构、基因组成和SSRs分布都与欧洲矮桦叶绿体基因组相似,二者在3个片段区域存在较高的核酸多态性,可作为桦属植物叶绿体基因组高分辨率的分子条形码。正选择分析确定有4个基因出现正选择信号(ycf1,rpoC1,rpl2,ndhA)。本研究结果可为极小濒危植物盐桦的保护工作提供重要的遗传背景信息。     

多脉铁木叶绿体基因组的序列特征和系统发育

【目的】多脉铁木是中国特有种,为浙江省珍稀濒危野生植物和极小种群保护对象。在浙江,多脉铁木的野生植株数量极其稀少,低龄个体极少,种群面临衰退。叶绿体基因组在进化过程中相对保守,可为亲缘关系分析和系统发育研究提供有用信息。本研究在组装叶绿体基因组的基础上,对序列特征进行分析,以明确多脉铁木叶绿体基因组的大小、结构和基因组成等信息;通过系统发育分析,明确其与近缘种的关系和分类地位。【方法】利用CTAB法提取多脉铁木的基因组DNA,并构建测序文库,用Hi Seq X Ten进行高通量测序,策略为双端测序;借助Novo Plasty组装叶绿体基因组;用PCR方法克隆边界序列并进行测序验证; SSR的检测采用MISA软件;利用PhyML 3. 0构建系统发育树。【结果】去除接头和低质量的序列,共得到19 869 412条clean reads。序列组装结果表明,多脉铁木叶绿体基因组的全长为159 583 bp,具一个典型的四分体结构,大单拷贝区、小单拷贝区及反向重复序列的长度分别为88 514、18 953、26 058 bp。多脉铁木叶绿体基因组中共有131个基因,其中蛋白编码基因85个、tRNA基因36个、rRNA基因8个,其中的ycf1和ycf15为假基因,它们的序列长度均短于正常基因。多脉铁木叶绿体基因组上共有58个SSR,其中单碱基重复有53个。序列比对结果表明,多脉铁木与天目铁木的相似性最高,达99. 1%,与铁木的相似性最低,为98. 7%。构建系统发育树的最佳模型为GTR+G+I,其中的AIC(赤池信息标准)和BIC(贝叶斯信息标准)分别为556 643. 629 64和556 954. 642 07。系统发育分析结果表明,12种植物在发育树上可分为两大组,桦木族的日本桤木和红桤木聚为一组,榛族的10种植物聚于另一组;多脉铁木与铁木属其他3个种聚于同一分支,支持率均为100%。【结论】在高通量测序的基础上,组装完成多脉铁木的叶绿体基因组,它与天目铁木、毛果铁木和铁木叶绿体基因组的相似性较高,在系统发育树上聚为一组。多脉铁木叶绿体基因组的组装、序列比对和系统发育分析,可为后续开展遗传结构和群体遗传多样性研究奠定基础。     

黄河三角洲冬枣SSR引物的开发与设计

指出了冬枣为黄河三角洲重要的耐盐碱植物。通过对冬枣叶绿体基因组进行分析,共检测到SSR位点90个,长度为10～17bp,并且大多数SSR位点均位于叶绿体基因的非编码区且富含A或T碱基。根据分析结果,设计了11对冬枣的SSR引物,可为黄河三角洲地区冬枣资源的起源进化、遗传分化及进一步的开发利用奠定基础。     

叶绿体全基因组序列确定钻天柳在杨柳科中的系统发育位置

[目的]为解决濒危物种钻天柳在杨柳科中分类学位置的争议。[方法]本研究通过二代测序技术,从头测序、拼接得到钻天柳叶绿体基因组全序列,并与已发表的9种杨属植物和4种柳属植物的叶绿体基因组全序列进行比较,采用最大似然法、最大简约法和贝叶斯推断法分析了这些物种的系统发育关系。[结果]研究发现:钻天柳总基因组为155 661 bp,由长度为84 536 bp的长单拷贝(LSC)区域和16 215 bp的短单拷贝(SSC)区域,以及一对分隔开它们的27 455 bp的反向重复序列(IRS)组成。钻天柳叶绿体基因组总GC含量为36.68%,共有113个不同的基因,包括79个蛋白质编码基因,30个tRNA基因和4个rRNA基因,其中,有20个基因分布于反向重复区;在所有基因中,有14个基因包含1个内含子,3个基因(rps12、clpP、ycf3)内含有2个内含子;系统发育分析以100%的支持率将钻天柳与柳属黄花柳亚属的2个物种聚为一支,杨属的所有物种聚为另一支。[结论]本研究首次组装并注释了钻天柳叶绿体基因组全序列,并明确支持钻天柳并入柳属,而非单独成属,这将为钻天柳甚至杨柳科的系统进化研究提供重要参考。     

基于cpDNA rps16序列分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐的遗传关系

【目的】通过测序法分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐在叶绿体rps16序列上的遗传差异,旨在分析三者之间在叶绿体基因上的变化特点和规律,探讨其种间的遗传关系。【方法】选取兰考泡桐、白花泡桐和毛泡桐各15个样本,对其提取的DNA用PCR扩增获得特异片段,并将其纯化与测序。利用软件Clustal X 2.0对所得序列进行排序;运行MEGA 4软件,进行多序列比对,分析其序列特征,并计算出K2P遗传距离。【结果】(1)对获得的rps16序列进行测定分析,得兰考泡桐序列长度分别为932 933 bp;白花泡桐序列长度为932 bp;毛泡桐序列长度分别为916918 bp。对所得rps16序列进行排序后的长度为938 bp,平均GC含量为34.31%。3个种所代表的个体之间共有10个变异位点,占整个序列长度的1.07%。其中有9个变异位点属于碱基插入或缺失类型,占变异位点总数的90%,占整个序列长度的0.96%。有1个变异位点属于碱基替换类型,占整个变异位点总数的10%,占整个序列长度的0.11%。(2)整个rps16片段的序列共有10个变异位点,其中兰考泡桐与白花泡桐在总的变异位点上,具有一致的碱基位点9个,占总变异的90%。而兰考泡桐与毛泡桐相比,没有相同的碱基。【结论】根据三种泡桐的rps16序列的序列特征和变异位点的分析,表明在叶绿体遗传方面,兰考泡桐具有与白花泡桐更多相似的遗传物质,其亲缘关系较近。综上所述,推测兰考泡桐与白花泡桐可能来自同一母系遗传。     

黄藤2个NAC基因的分子特征及其SSR分子标记开发

【目的】棕榈藤是重要的森林植物,纤鞭是其重要的攀援器官,也是重要的分类依据。研究黄藤NAC(NAM,ATAF和CUC)转录因子基因的分子特征并开发SSR分子标记,以期为棕榈藤的分子育种和辅助分类提供参考依据。【方法】以黄藤为材料,借助转录组数据,采用同源克隆的方法从黄藤中分离NAC基因,采用生物信息学方法进行基因结构、蛋白性质与结构分析和SSR位点预测,采用实时定量PCR技术分析基因的组织表达特性,利用PAGE电泳和测序技术分析SSR分子标记在不同棕榈藤样品中的通用性和多态性。【结果】从黄藤叶片中获得了2个NAC同源基因DjNAC3(Gen Bank登录号:KU556738)和DjNAC4(Gen Bank登录号:KX579750),二者的开放阅读框长度分别为729 bp和1 326 bp,对应的基因组序列为850 bp和1 441 bp,均包含2个外显子和1个内含子。DjNAC3和DjNAC4编码的蛋白分别为242 aa和441 aa。蛋白结构分析表明,DjNAC3和DjNAC4具有典型的NAC转录因子结构特征,属于NAC家族的CUC亚家族,但二者之间的相似系数仅为23.6%,表明它们在黄藤生长发育过程中可能具有不同的功能。DjNAC3和DjNAC4在不同组织中的表达模式存在明显差异,DjNAC3在发育成熟纤鞭中的表达丰度最高,叶片中的表达丰度最低,而DjNAC4则在发育成熟的钩刺中表达丰度最高,而发育初期的钩刺中最低。在DjNAC3和DjNAC4的基因组序列中分别包含1个SSR位点,其中前者的SSR位点位于内含子区域,为(TA)6,后者的SSR位点位于第1个外显子区域,为(GCA)5。根据DjNAC3和DjNAC4中SSR位点旁侧序列设计引物,以黄藤和另外20个不同棕榈藤样品的基因组DNA为模板进行扩增,PAGE电泳结果分析表明,引物具有较高的通用性,且扩增产物具有多态性。6个样品的测序结果证实,用DjNAC3设计引物的扩增产物测序获得的SSR位点序列存在着一定的差异,既包括SSR类型变异、重复次数变化等多态性,又有SSR位点缺失的现象;而根据DjNAC4设计引物扩增获得的SSR位点序列差异主要为重复次数的变化。【结论】黄藤DjNAC3和DjNAC4基因的基因结构、表达模式、SSR位点等均存在明显的差异,这表明它们在黄藤生长发育中可能具有不同的功能,二者所包含的SSR分子标记具有通用性和多态性,可以作为分子标记应用于棕榈藤的辅助分类和分子辅助育种。     

马尾松叶绿体基因组测序及特征分析

马尾松(Pinus massoniana)是我国南方重要的用材树种。为丰富马尾松基因组信息,弄清松属植物内部亲缘关系,本研究通过高通量测序技术对马尾松叶绿体基因组进行测序和组装,并对其进行特征分析和聚类关系研究。生物信息学分析结果表明,马尾松叶绿体基因组序列全长119 743 bp,GC含量为38.54%;共注释得到126个基因,包括84个蛋白编码基因,38个tRNA基因和4个r RNA基因,其结构无典型的反向重复序列;共检测到15个散在重复序列和26个串联重复序列;蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基,并且编码亮氨酸的密码子使用频率最高,编码半胱氨酸的密码子数最少。系统发育研究表明,马尾松与拉雅松(Pinus crassicorticea)亲缘关系最近,与湿地松(Pinus elliottii)和两个南亚松(Pinus latteri)亲缘关系较远。研究结果建立了适于松属植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析的方法,对叶绿体基因组工程研究及松属种间的分子标记开发具有一定的参考价值,为松属植物的进化和系统发育提供方法指导。     

九叶青花椒叶绿体基因组结构及系统进化分析

[目的]揭示九叶青花椒叶绿体基因组的结构特征及其与其他物种的系统进化关系，为花椒属种质资源的鉴定、新品种的培育及品种间的遗传分析提供参考。[方法]使用改良CTAB法提取九叶青花椒叶片总DNA。利用BGISeq-500平台进行高通量测序，SPAdes v3.13.0软件组装叶绿体基因组，通过GeSeq注释九叶青花椒的全叶绿体基因组信息，对其叶绿体基因组序列的结构特征、重复序列、密码子偏好性及系统进化关系进行分析。[结果]九叶青花椒叶绿体基因组为典型的四分体组成结构，全长序列为158 579 bp，编码133个基因；测到19个串联重复序列，49个长片段重复，70个简单重复序列；九叶青花椒叶绿体基因组中的蛋白编码基因共有26 398个密码子（不包括终止密码子），在密码子第三位碱基上有较强的A/T碱基偏好性。[结论]本研究首次组装了九叶青花椒叶绿体基因组全序列，明确了花椒属为单系类群，九叶青花椒与野花椒（Z. simulans）关系密切，这将为花椒的遗传信息、花椒种质资源评价、分子育种、cpSSR分子标记的开发及遗传多样性等研究提供了重要参考。     

北美鹅掌楸LtCHS基因的克隆及生物信息学与组织表达特征分析

【目的】鹅掌楸属花色种间差异较大,是研究木本植物花色形成与调控机制的较理想材料。查尔酮合成酶基因( CHS)是黄酮类化合物生物合成途径中的关键基因,与植物花色形成密切相关,同时又是研究科以下系统发育的理想基因,种间进化差异较大,因此 CHS基因用于研究鹅掌楸属花色差异形成机制有较强的可行性。本研究克隆北美鹅掌楸的查尔酮合成酶基因,并对其进行生物信息学及组织表达分析,以期为鹅掌楸属树种花色的形成和调控机制研究提供参考。【方法】以北美鹅掌楸的花芽为材料,采用同源克隆和 RACE 技术克隆查尔酮合成酶基因( LtCHS),并进一步扩增该基因的基因组序列。对该基因进行生物信息学分析。采用半定量 RT-PCR 方法分析 LtCHS基因在鹅掌楸属种间及不同组织中的表达水平。【结果】获得2个查尔酮合成酶基因： LtCHS1与LtCHS2。LtCHS1基因的 cDNA全长875 bp,包含1个702 bp的ORF,其基因组DNA ( gDNA)只含有1个外显子,没有内含子,编码233个氨基酸,蛋白质分子量为71.88 kDa,等电点为5.09。LtCHS2基因的 cDNA 全长1457 bp,包括1个1185 bp的 ORF,其 gDNA含有2个外显子和1个内含子,编码394个氨基酸,蛋白质分子量为120.0 kDa,等电点为4.97。2个基因的组织表达分析结果显示,LtCHS 基因不仅在同一树种不同组织间存在差异,而且在种间也存在表达差异。LtCHS1基因仅在北美鹅掌楸中表达,LtCHS2基因在鹅掌楸中表达,在杂交鹅掌楸中二者均有表达。【结论】获得的2个 LtCHS基因属于同一基因家族,但执行不同功能。二者在种间表达存在差异可能与鹅掌楸属花色形成有关。结合鹅掌楸属种间花色特征,可初步推测,LtCHS1基因与 LtCHS2基因可能分别调控不同类型花青素的合成。     

不同移栽时期对‘凤丹’牡丹植株生长效应及其综合评价

【目的】探究‘凤丹’牡丹种苗的最适移栽时期,为其丰产栽培技术提供参考。【方法】以3年生‘凤丹’牡丹实生种苗为试验材料,设置8个移栽时期,通过大田对比试验,分析移栽后根系活力、叶片光合性能及生物量的变化;采用主成分分析和综合评价的方法对不同移栽时期的成苗效果进行评价。【结果】移栽期可能通过移栽时气温、土壤温度和移栽后土壤积温等环境因素影响‘凤丹’牡丹新根和植株的发育,适时移栽显著促进牡丹苗体的生长发育。在不同的移栽时期,‘凤丹’牡丹植株生长期间的新根总数、木质化新根数、根系活力、叶面积、叶片SPAD值、净光合速率、枝条粗度、根生物量、枝条生物量、总生物量和壮苗指数均有一定差异,而枝条长度和根冠比没有显著差异。9月29日与11月28日移栽相比,单株木质化新根质量和叶面积分别增加了90.26%和51.22%,根系活力和净光合作用速率分别提高了93.53%和60.98%,单株生物量增加了46.00%。经通径分析、主成分分析和综合评价表明:9月29日移栽的‘凤丹’牡丹成苗效果最好。【结论】本研究依据植株生物量、壮苗指数与移栽期气象环境要素的依赖关系,明确9月中旬至10月下旬,日均气温15~20℃气侯条件,是‘凤丹’牡丹的最适移栽期。     

祥丰牡丹经济效益评价

【目的】对祥丰牡丹的价值、市场需求和前景发展进行分析,为引种推广该新品种提供参考,以促进祥丰牡丹与油用牡丹企业健康发展,保障油用牡丹产业可持续发展。【方法】在借鉴油茶、土地整理等领域经济效益评价研究的基础上,基于频度分析法和专家咨询法构建油用牡丹品种经济效益评价指标体系,包括单位面积产量、单位面积收益、田间管理费用、投资回收年限和种植农户人均收入增加率5个评价指标。利用AHP(层次分析法)结合Yaahp11.1软件确定指标权重,运用模糊综合评价法建立评价模型。以凤丹牡丹为对照,对祥丰牡丹和凤丹牡丹的经济效益进行对比分析。【结果】祥丰牡丹经济效益评价结果为"好",凤丹牡丹经济效益评价结果为"一般"。单位面积产量上,祥丰牡丹比凤丹牡丹产量提高近750 kg·hm^-2,提升126.84%;单位面积收益上,祥丰牡丹因产量提升,平均收益提高约22 500元·hm^-2;田间管理费用上,祥丰牡丹的表现略低于凤丹牡丹;投资回收年限上,祥丰牡丹可在种植后第3年实现收支平衡,早于凤丹牡丹1年。祥丰牡丹新品种在经济效益方面优于凤丹牡丹。【结论】相较于凤丹牡丹,祥丰牡丹新品种具有较好的经济效益,对种植农户收入提升、地区经济发展等方面具有积极推动作用,其未来发展趋势较好,发展潜力较大,会形成较高的经济收益和利润,祥丰牡丹新品种具备被农户和企业大范围推广引种的价值和潜力。     

油用凤丹牡丹不同种植时间根际细菌群落多样性变化

【目的】土壤微生物在林业生态系统中具有重要的功能,解析油用凤丹牡丹长期人工种植后根际土壤中细菌群落结构多样性变化情况,为揭示油用凤丹牡丹长期连作后根际病害抑制性土壤形成的机制奠定基础。【方法】试验采集种植2、4、5、10和32年生凤丹牡丹的根际土壤,应用Illumina Mi Seq高通量测序技术,分析土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区域的丰富度和多样性指数,研究连作对凤丹牡丹根际细菌群落结构及多样性的影响。【结果】源于不同种植时间(年限)的15个根际土壤样本共获得2 366个涵盖24门、79纲、113目、117科、103属的OTUs。凤丹牡丹根际土壤中心优势菌群为:变形菌门(34%)、酸杆菌门(14%)、浮霉菌门(14%)和放线菌门(10%)等。纲层次上的优势菌群为:变形菌门的δ-变形菌纲(26%)、α-变形杆菌纲(25%)、β-变形菌纲(15%)和γ-变形菌纲(15%);酸杆菌门的酸杆菌纲(44%)和Solibacteres(14%);浮霉菌门的浮霉菌纲(27%)和Planctomycetia(60%);放线菌门的放线菌纲(25%)、酸微菌纲(18%)、嗜热油菌纲(17%)、MB-A2-108(15%)、红杆菌纲(10%)。【结论】不同种植年限凤丹牡丹土壤中细菌优势菌群组成结构变化较小,但菌群多样性呈下降趋势;不同种植年限的土壤具有特异性、高丰度和低丰度细菌种属。随种植年限延长,酸杆菌门等细菌群落逐年积累,绿菌门和纤维杆菌门等特异性菌群出现,放线菌门、变形菌门、浮霉菌门等菌群丰度逐年降低,疣微菌门等菌群消失的现象可能是造成多年连续单一种植凤丹牡丹土壤细菌选择性抑制生长以及土壤病害发生、土壤退化的重要原因之一。凤丹牡丹根际微生物对维持根际土壤微环境具有重要的生态学意义。     

细叶桉群体的遗传多样性和受选择位点

【目的】分析细叶桉天然群体的多样性水平和遗传结构,为种质资源管理和育种利用提供有用信息;检测细叶桉与原产地气候因子显著关联的基因组位点,探索气候适应过程中趋异选择的分子证据。【方法】以细叶桉9个群体的77株样品为材料,基于覆盖巨桉全基因组的108个SSR位点(包括44个基因组SSRs和64个ESTSSRs),利用不偏离哈-温平衡、F_(ST)值非异常的25个中性的基因组SSRs进行群体多样性水平和遗传结构分析,利用所有位点进行F_(ST)异常值检测、再利用空间分析法查找与原产地气候因子关联的适应性位点,注释适应性位点的功能,并通过等位片段在各群体的频率与气候因子的一元线性回归进一步验证关联的显著性。【结果】25个中性的基因组SSR位点对细叶桉9个群体扩增,共检测到556个等位片段、平均每个位点22.2个等位片段,位点多态性较高;群体多样性水平都较高,期望杂合度为0.711~0.847(平均0.800)、基因丰富度为3.054~3.386(平均3.246),各群体特有等位片段数为6~26(平均14.4);群体间分化水平较低,25个中性位点平均F_(ST)仅0.012,分子方差分析中群体间方差分量仅占1.2%,表明细叶桉遗传变异主要存在于群体内;聚类分析也表明群体分化水平较低。所有108个位点中,共检测到78个F_(ST)值异常的位点,与年均气温、年均降水、最热月最高温度和季节性降水变异系数相关的F_(ST)值异常的位点数分别为27,10,51和42个,即为受选择位点;其中,4个F_(ST)值异常的位点各有1个等位片段在空间分析法中与1个或者2个气候因子显著关联,EUCe SSR485与季节性降水变异系数相关、为富含羟脯氨酸的蛋白家族基因,EUCe SSR0497与年均气温和年均降水均相关、与跨膜内切1,4-β-葡聚糖酶基因同源,而另外2个没有明确的功能注释;线性回归分析验证了1个等位片段(EUCe SSR485-140 bp)与季节性降水变异系数的回归显著性(P≤0.05)。【结论】细叶桉群体的遗传多样性高,育种利用的潜力大,种质资源管理应重视多样性较高和特有等位片段较多的群体;细叶桉群体的遗传分化较低,其适于关联遗传分析;受选择位点的鉴定有助于理解林木适应环境的分子机制和探索林木环境适应性的潜力。     

杉木NAC转录因子基因ClNAC1的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

【目的】克隆与杉木次生壁形成相关的Cl NAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。【方法】基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木Cl NAC1的c DNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(q PCR)检测Cl NAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和Dna SP 5.0分析Cl NAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。【结果】分离到Cl NAC1基因c DNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5'非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,Cl NAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的Ptr WND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。Cl NAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现Cl NAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtot、πsil、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r20.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。【结论】杉木Cl NAC1基因可能参与次生壁的发育。Cl NAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中Cl NAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。     

基于RAD高通量测序的贵州百里杜鹃保护区杜鹃花属分类

【目的】准确界定物种是野生植物资源开发与利用的前提。鉴于叶绿体片段无法区分贵州百里杜鹃区域的杜鹃花属植物,本研究采用基于基因组水平的RAD-seq技术探讨该区域杜鹃花属的系统进化关系,以期为复杂植物类群的物种鉴定提供参考。【方法】对百里杜鹃保护区的34种杜鹃花进行RAD-seq技术测序,统计测序深度、覆盖度及多态性位点等基本指标;用de novo方法获得高质量SNP位点,以Tajima’s D为指标筛选中性的SNPs,最后用中性SNPs通过fastStructure、PCA、GCTA及IQ-Tree软件对其进行基因分型、聚类与系统树构建。【结果】共获得42 083个高质量SNP位点,其中28 983个为中性SNP位点。基于PCA、fastStructure及系统发生树的分析结果,支持目前34种杜鹃花在亚属水平的形态学分类处理,6个亚属中的常绿杜鹃亚属、马银花亚属、羊踯躅亚属和映山红亚属能明显分开,而糙叶杜鹃亚属与杜鹃亚属不能区分开,表明二者亲缘关系较近。物种水平能区分绝大部分的种,相比前期研究有了大幅度提升,但一些形态特征极相似的种如繁花杜鹃与皱叶杜鹃无法区分。【结论】RAD-seq数据产生大量的中性SNP位点,可在亚属水平和物种水平区分百里杜鹃保护区杜鹃花属的大部分植物,同时证实RAD-seq技术在复杂植物类群的物种分类方面相比传统分子标记,具有明显优势。     

油桐尺蛾核型多角体病毒广西株全基因组序列

油桐尺蛾核型多角体病毒广西株基因组序列由Sanger测序的方法得到。拼接后获得了121 268 bp序列,GC含量为36.76%。以长度不小于50 aa的序列认定为功能基因,共预测到131个开放阅读框,通过Blast比对,其中87个能注释到功能基因。对基因组序列进重复序列分析,共发现SSR位点174个,同源重复序列1个。在SSR位点中,包含6种长度的重复基序,且以富含AT的重复基序为主。同源重复序列两端为一59 bp片段或其一部分组成的重复序列,两端分别重复12次和7次,中间则为一段与重复片段无关的236 bp片段。与武汉株相比,广西株病毒在37个核心基因中有4个存在蛋白序列长度上的差异,而在其他非核心基因中有6个基因仅存在于一个病毒株中,另有13个基因存在蛋白序列长度上的差异。     

滇牡丹ω-6脂肪酸脱氢酶基因的克隆与功能分析

ω-6脂肪酸脱氢酶(FAD2)是亚油酸合成的关键酶,催化油酸脱氢形成亚油酸。以滇牡丹种子为材料,研究根据转录组数据设计的特异引物,采用RT-PCR方法,克隆滇牡丹ω-6脂肪酸脱氢酶(FAD2)并分析其功能。获得一个ω-6脂肪酸脱氢酶基因,将其命名为Pd FAD2。结果表明,该基因与芍药的同源性为98.7%。经氨基酸序列比对,推断滇牡丹FAD2具有植物FAD2特有的3个组氨酸区,包含完整的c DNA开放阅读框,由1 155bp组成,编码384个氨基酸残基。半定量PCR的结果显示,滇牡丹FAD2基因在花、茎、叶、种子中均有表达,在根中只有微弱表达。研究结果为研究滇牡丹不饱和脂肪酸代谢奠定基础,也为油用滇牡丹育种提供理论依据。     

太子山油用‘凤丹’牡丹育苗技术

<正>湖北省太子山林管局位于东经112°48′45″~113°03′45″,北纬30°48′30″~31°02′30″,鄂中江汉平原与大洪山余脉交汇处的京山南部,它北倚大洪山,南接江汉平原,被誉为镶嵌在荆楚大地上的一颗绿色明珠。亚热带季风湿润性气候区,夏秋多雨,冬春干旱。平均海拔高度为253.9m。土壤分为黄棕壤、山地黄棕壤、黄褐色土、黄褐色石灰土,其中棕壤面积最大。‘凤丹’牡丹Paeonia ostii是芍药属牡丹组中     

基于ddGBS的桉树SNP挖掘和系统进化分析

【目的】利用ddGBS技术获得桉树树种间高质量SNP标记,为桉树系统分类提供新思路。【方法】通过对14个桉树树种(每个树种各两份样品)进行ddGBS建库测序分析,发掘SNP位点,开展位点注释及核苷酸多样性分析,并且通过IQ-TREE软件采用最大似然法(ML)构建系统进化树。【结果】测序共获得30.49 Gb的数据,平均每个样品的数据量为1.09 Gb;平均Q30为98%,表明测序质量好;平均GC含量(44.0%)与巨桉参考基因组接近;样品与巨桉参考基因组比对匹配率在45.0%～88.9%之间,平均为77.8%。按照数据无缺失、平均测序深度≥4 x、最小杂合比为0.05的条件筛选SNP,最终获得42 222个高质量SNP位点,其中14个桉树树种的特有SNP位点数为428～2 107不等。利用SnpEff软件进行位点注释分析后发现约有12 237个SNPs位于外显子区域。基于最终获得的42 222个高质量SNP位点构建系统进化树,14个桉树树种聚类结果与Hill和Johnson的桉属双蒴盖亚属及伞房属的分类结果一致。【结论】采用ddGBS技术高效发掘高质量SNP位点,可广泛应用于桉树SNP开发。利用开发的高质量SNP位点构建的系统进化树为桉树的进化研究提供了理论支持。通过ddGBS技术进行SNP标记开发及分型将对桉树关联遗传学研究和重要性状QTL定位具有重要意义。     

基于苦楝转录组测序的SSR分子标记开发

【目的】基于转录组测序数据开发苦楝SSR标记,为苦楝种质资源的选育、评价和遗传改良提供理论基础和科学依据。【方法】利用Illumina Hi Seq~(TM)2500平台对苦楝叶片进行高通量测序,分别利用Trinity、MISA软件对转录组数据进行拼接组装、序列检索及SSR分布类型和特征分析。采用Primer 3软件设计合成100对SSR引物,分别用2%琼脂糖凝胶电泳和PAGE凝胶电泳进行初步筛选和多态性筛选。【结果】共获得Unigenes 20 077条,平均长度为1 431.82 bp,N50为1 955 bp;对Unigenes进行SSR位点的发掘和分析,发现4 116条Unigenes序列中含有5 469个SSR位点,SSR的发生频率为20.50%,平均分布距离为8.74 kb;单、二、三核苷酸重复单元分别占总SSR的50.23%、24.43%和22.11%; SSR重复单元以6～10次重复的最多,占总数的51.27%。筛选出16对多态性引物并进行PCR扩增,共检测到56个等位基因片段,平均每个位点含3.5个,平均有效等位基因数为2.31个,平均Shannon多样性指数I为0.861,平均多态性信息含量PIC为0.507。【结论】苦楝转录组SSR位点具有较高的出现频率和分布密度,基元类型和重复次数相对较高,具有高多态性的潜能,可以进行有目的的引物设计和开发。开发的16对SSR引物在苦楝上可检测到较高的多态信息含量,进一步丰富了楝科现有SSR标记数据库资源,可为楝科植物在基因组水平上的遗传多样性分析和分子辅助育种等提供参考。