基于LFY2int2和SSR的浙江云和梨种质鉴定

【目的】明确浙江云和梨地方品种的遗传背景,为优良品种选育提供科学依据。【方法】基于低拷贝核基因LFY2int2的DNA序列和SSR对16份云和梨种质进行了分子鉴定。【结果】供试样本中共有4种LFY2int2拷贝(a,b1,b2和c),除了‘真香梨1’(c/b2)和‘云和红梨’(b1/b2)外,其余样本均为a/b1。基于LFY2int2的系统发育树表明‘真香梨1’与所有中国砂梨(Pyrus pyrifolia)样本分开独立成支;12对SSR引物在供试样本中分别扩增出了2~6个等位基因,UPGMA聚类结果显示‘真香梨1’和‘云和红梨’分别以0.45和0.70的相似系数与其他云和梨样本分开,而其余样本可分为2组,其中‘老雪梨4’和‘薄皮雪梨2’一致,‘老雪梨3’和‘老雪梨10’一致。【结论】基于LFY2int2和SSR的分析结果表明‘真香梨1’与中国砂梨亲缘关系远,它可能是砂梨和西洋梨(P.communis)的杂交后代;‘云和红梨’与典型云和雪梨起源不同;此外鉴定出了2组可能为同物异名的种质。     

基于叶绿体DNA信息的南方梨属种质的遗传多样性和演化分析

选取5个叶绿体DNA非编码区trnL-trnF-1、trnL-trnF-2、trnS-psbC、accD-psaI、rps16-trnQ和1个基因区域rbcL,对中国秦岭淮河以南地区的梨（Pyrus L.）资源进行遗传多样性和演化分析。将188份梨资源的测序结果整合得到长度为5 612 bp（包含缺失片段）,共检测出13个单倍型、4个单一突变位点、16个简约性信息位点和14个插入/缺失片段（InDels）,单倍型多样性Hd为0.7178,核苷酸多样性为0.35 × 10-3。accD-psaI区域的分析结果显示该区域的Hd值最高,为0.7177;rbcL区域的Hd值最低,为0.0317。其中162份梨资源检测出12个单倍型,Hd为0.713,核苷酸多样性为0.29 × 10-3;梨的不同地理群体中湖南省的10个梨地方品种的Hd最高,为0.889;来自贵州省的8个品种的Hd最低,为0。138份砂梨地方品种共检测出8个叶绿体单倍型,其中单倍型H2、H4和H5在130份砂梨和37份白梨品种中检测到,单倍型H6、H10、H11、H12和H13在8份砂梨地方品种‘青皮钟’、‘甜宵梨’、‘细花红梨’、‘惠阳红梨’、‘麝香梨’、‘塘湖青’、‘红粉’和‘横县浸泡梨’中检测到。Median-joining Network图显示单倍型H6和H11为古老单倍型,H1、H4和H5为较进化的单倍型。根据叶绿体DNA序列变异信息可推测秦岭淮河以南地区的砂梨和白梨亲缘关系较近,同时来自湖南地区的砂梨种质资源具有丰富的遗传多样性。     

基于cpDNA变异对中国梨野生资源的遗传多样性研究

利用叶绿体非编码区的高变区域accD-psa Ⅰ,以111份梨野生资源及32份作为对照的梨栽培品种为研究对象,对其遗传多样性、亲缘关系及起源演化进行分析。结果显示,扩增片段总长为676～980 bp,共检测到由6个碱基替换、8个插入/缺失组成的14种单倍型。单倍型多样性Hd为0.803 2,单倍型多样性标准差Sh为0.125。中介网络图显示单倍型H_8为原始单倍型,仅在6份杜梨中检测到,杜梨可能是梨的原始种。研究结果为中国梨野生资源收集保存及合理利用提供理论依据。     

基于叶绿体DNA分析的辽宁省梨属种质遗传多样性研究

从32 对叶绿体DNA 通用引物中筛选出8 对引物用于评价辽宁省梨属种质的遗传多样性,其中4 对引物所扩增的叶绿体DNA 片段存在突变位点。合并后的叶绿体基因片段（3 688 bp）含有单一突变位点9 个、简约信息性位点3 个以及插入/缺失（INDEL）2 个。在37 个样品中,trnL-trnF-487 区域、trnL-trnF-413 区域、rbcL 区域和trnS-psbC 区域的单倍型分别为2 个、4 个、2 个和3 个,合并之后的叶绿体基因片段的单倍型为4 个。非编码区trnL-trnF-413 多态性最高,具有最高的单倍型数、最高的单倍型（基因）多样性、最高的核苷酸多样性、最高的单倍型多样性方差和最高的单倍型多样性标准差。辽宁省37 份梨种质的单倍型（基因）多样性（Hd）、核苷酸多样性（Pi）分别为0.577、0.00055。Tajima’s D检验中除了rbcL 区域的D 值在P < 0.05 水平上显著外,其余区域的D 值未达显著水平,表明自然选择对rbcL 区域的突变位点产生了作用。秋子梨和白梨种质共有单倍型HAP_1、HAP_2 和HAP_3,显示出一定的亲缘关系;西洋梨则单独共享HAP_5。运用中介邻接网络（Median-Joining network,MJ）算法绘制的中介网络图显示HAP_1 与HAP_2、HAP_3 的亲缘关系较远,而HAP_5 则与上述3 个单倍型的亲缘关系较远。     

梨属植物系统发育及东方梨品种起源研究进展

按照传统的形态学分类,梨属(Pyrus L.)植物属于蔷薇科的苹果亚科。近年来的蔷薇科分子系统发育研究将蔷薇科的亚科分为蔷薇亚科(Rosoideae)、桃亚科(Amygdaloideae)和仙女木亚科(Dryadoideae)。在新的蔷薇科分类系统下,梨属被归于桃亚科下苹果族Maleae的苹果亚族Malinae。梨属植物的分布横跨欧亚大陆,天山和兴都库什山以东分布的梨属植物种为东方梨,以西的称为西方梨。利用多个叶绿体和核DNA序列的梨属分子系统发育研究表明,梨属植物的主要进化方式为快速辐射进化和网状进化,支持东西方梨独立进化的观点。在系统树上只有P.mamorensis、P.gharbiana、P.cossonii、P.regelii和P.betulaefolia等5个梨属种为单源。被当作梨属植物原种后代的豆梨(P.calleryana)被证明为杜梨和川梨的可疑杂种。国内外多个研究小组利用不同DNA标记的研究表明,东亚主栽的中国砂梨、白梨和日本梨地方品种可能起源于共同的祖先—野生砂梨,但不同品种群的形成过程中可能受到所在地域梨属种的基因渐渗。基于新的研究结果和国际栽培植物命名法则,我们提出了白梨品种群的新名称:Pyrus pyrifolia White Pear Group。最新研究证实秋子梨品种起源于野生秋子梨与白梨/砂梨品种的杂交。未来需要收集更多相关的野生梨样品,采用新的研究策略重建梨属系统发育关系,阐明主要栽培梨系统的起源演化。     

梨主栽品种叶绿体高变区accD-psaI的遗传多样性研究

梨叶绿体DNA结构高度保守,利用其非编码区的高变区域accD-psaI,从母系遗传的角度评价梨主要栽培品种的遗传多样性和亲缘关系,为梨育种计划亲本的选择提供参考。结果显示,42个梨品种的叶绿体高变区域accD-psaI的扩增片段长度为653~932bp,其中简约信息性突变位点3个,占片段总长的0.32%,插入/缺失片段(INDEL)为6个,总长280bp,占片段总长的30.04%。42份材料共检测到6个单倍型,单倍型多样性Hd为0.78,不同梨系统Hd的变化范围在0.29~0.80之间,秋子梨和西洋梨栽培品种的Hd最低,为0.29,种间杂交新品种的的Hd最高,为0.80。白梨、秋子梨、沙梨、新疆梨、西洋梨和种间杂交品种的单倍型个数分别为3、2、2、3、2和3。中介网络图显示,单倍型H1和H3,H5和H6的亲缘关系近。研究结果为育种计划亲本的选配提供参考依据。     

杜梨叶绿体基因组分析

利用高通量测序平台对杜梨（Pyrus betulaefolia）进行测序，并对其叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明，杜梨叶绿体基因组与大多数高等植物一样，具有典型的环状双链四分体结构。其叶绿体基因组大小为160 058 bp，共检测到61 个SSR 位点（58 个单核苷酸重复和3 个二核苷酸重复）和56 个RNA 编辑位点，这些RNA 编辑位点均引起了氨基酸的变化。与砂梨（Pyrus pyrifolia）、川梨（Pyrus pashia）和桃叶梨（Pyrus spinosa）的叶绿体基因组比较，其基因种类和数量都比较保守，表明了梨属植物进化的缓慢性。在4 个梨属植物中共检测到351 个SNP 和217 个InDel。     

中国砂梨多倍体种质资源发掘及其花粉育性分析

【目的】发掘中国砂梨种质资源中蕴藏的多倍体种质,明晰中国砂梨基于染色体水平的多样性,为砂梨多倍体育种和起源进化等研究提供依据。【方法】采用流式细胞术较为系统全面地对国家果树种质武昌砂梨圃中收集保存的466份砂梨种质进行倍性鉴定,并对新发掘的多倍体砂梨种质进行花粉生活力和自交结实率分析。【结果】共发掘出多倍体砂梨种质5份且均为三倍体,占总样本的1.07%,显示中国砂梨种内基于染色体的多样性水平较低。三倍体种质的花粉生活力和自交结实率均为0,显示其花粉不育且无单性结实能力。【结论】首次将流式细胞仪成功地用于中国砂梨种质资源的染色体倍性分析,发掘出的5份三倍体种质中,有3份自然三倍体集中分布于鄂西恩施的秦巴山区和武陵山区结合部,暗示该区域或为砂梨的起源演化中心之一。花粉育性分析结果可为其在多倍体育种等研究中的应用提供参考。     

基于叶绿体DNA分析的楸子种质遗传多样性研究

利用4对叶绿体DNA引物扩增49份楸子[Malus prunifolia（Willd.）Borkh.]种质资源的4个叶绿体DNA基因间区trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF序列，基于4个叶绿体DNA基因间区的序列变异，从母系遗传的角度评价楸子的遗传多样性水平。结果显示：4个叶绿体DNA基因间区序列经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 790 bp，共有173个多态性变异位点，其中包含2个单一突变位点、20个简约信息位点和151个插入/缺失位点。在49份楸子种质中，trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF区域的变异位点的数量分别为26个、25个、120个和2个，单倍型数量分别为9个、7个、8个和3个，合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型有14个。核苷酸多样性和单倍型多样性最高的区域均为trnH-psbA（Hd = 0.775，Pi = 0.02143），最低的为5′trnL-trnF（Hd = 0.481，Pi = 0.00072）。49份楸子种质4个叶绿体DNA区域合并后的遗传多样性较高（Hd = 0.854，Pi = 0.00949）。Tajima’s D检验中，4个叶绿体DNA区域在P > 0.10水平上均不显著，楸子的4个叶绿体DNA区域在进化上遵循中性进化模型。楸子的遗传变异主要存在于群体内部，不同居群间基因交流频繁，多数居群间遗传分化较少，与地理距离不完全相关。     

不同类型梨品种光合特性的比较

用CIRAS-1便携式光合作用测定系统测定了5种类型不同梨品种的光合速率和光合作用日变化规律,结果表明,不同类型梨品种的净光合速率(Pn)不同,黄冠(白梨与砂梨的杂交品种)和清香(砂梨品种)的Pn高于红巴梨(西洋梨品种),新鸭梨(白梨品种)和库尔勒香梨(新疆梨品种)的Pn居中。清香和新鸭梨的水分利用率(WUE)高于红巴梨。梨品种的Pn日变化曲线有单峰型和双峰型2类,黄冠及新鸭梨呈单峰型,清香、库尔勒香梨和红巴梨为双峰型。"光合午休"主要为非气孔性限制。不同类型梨品种的蒸腾速率(Tr)日变化曲线率均呈单峰型,细胞间隙CO2含量(Ci)日变化曲线有单谷型和双谷型,气孔导度(Gs)日变化曲线有多种类型,WUE日变化曲线均呈单谷型,气孔阻止值(SLR)日变化曲线呈单峰型或双峰型。     

梨栽培品种SSR鉴定及遗传多样性

应用SSR技术对梨41个栽培品种进行遗传多样性分析, 12对SSR引物扩增出114个等位基因, 平均每个位点915个。位点杂合度在0.1517～0.7079之间, 遗传多样性指数为0.4630。用两对引物(BGT23b和CHO2D11) 即可区分除芽变品种之外的全部供试品种。系统聚类分析将41个梨品种分为2大类, 即西洋梨和东方梨。原产中国的秋子梨、白梨和部分砂梨品种归类相互交错; 库尔勒香梨和其他新疆梨聚在一起; 我国砂梨品种宝珠梨、德胜香, 日本砂梨品种新世纪、丰水以及韩国砂梨品种黄金梨聚在一起。秋白与蜜梨, 南果梨与满园香、秋子、八里香相似系数高, 分别属于同一品种群。金花梨与金川雪、苍溪雪起源演化相关。     

中国红皮砂梨品种的SSR标记分析

采用SSR (Simp le sequence repeat) 标记技术对29个砂梨品种或类型(主要为红皮型) 做了鉴定, 并对其亲缘关系进行了分析。6对SSR引物(BGA35、KU10、BGT23b、NH004a、NH011b和NH015a)均扩增出了较多的等位基因。NH004a位点的等位基因数、有效等位基因、杂合度和香农多样性指数都较高,显示了良好的品种鉴定能力。除3对品种或类型可能为同物异名或芽变类型无法区分开外, 6对引物组合可以成功地鉴定其它品种。聚类分析可以将29个砂梨品种(类型) 明显分成4个组。第Ⅰ组全部来自云南, 其中包括2个绿皮砂梨品种, 其余为红皮砂梨, 说明该组内红皮砂梨的祖先可能与这些绿皮砂梨亲缘关系很近。在第Ⅱ、Ⅲ组中, 来自四川会理的红梨品种和云南的红梨品种交叉组合, 可能是两地间品种交流的历史反映。第Ⅳ组中来自四川会理的‘香酥梨’、‘栽秧梨’, 原产云南弥渡的‘弥渡香酥梨’以及原产云南丽江的‘长水火把梨’相互间及与其它梨的亲缘关系均较远。分布在云南各地的火把梨可能有不同的起源。     

云南梨属植物及栽培梨的起源与演化

在简要介绍云南梨属植物及栽培梨起源的基础上,阐述了云南省梨属资源的种类与分布,指出云南省现有梨属植物资源8种,其中原产的有川梨、砂梨、滇梨和豆梨;引入云南的有白梨、秋子梨、西洋梨和杜梨;共有梨栽培品种(品系)420个,原产的有320多个,引入的约100个,分成砂梨系统、川梨系统、白梨系统和西洋梨系统;分析了云南梨属植物及栽培梨的演化过程,并对梨树地方种质资源的价值及其保护利用进行了展望,以期为梨育种资源的充分利用奠定基础。     

大花君子兰叶绿体基因组及其特征

采用Illumina MiSeq测序平台对大花君子兰（Clivia miniata）叶片总DNA进行测序，通过组装获得了其叶绿体基因组（cpDNA）全长序列（158 114 bp）。对其cpDNA注释得到135个基因，包含87个蛋白编码基因、40个tRNA基因和8个rRNA基因。采用生物信息学方法对获得的cpDNA进行简单序列重复（SSR）分析和密码子偏好性分析。结果显示：①大花君子兰cpDNA中共有61个SSR位点，其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复数分别为38、9、2、8、3和1个，多数SSR分布在基因间隔区；②大花君子兰cpDNA密码子偏爱以A或U（T）结尾，亮氨酸使用频率最高，半胱氨酸使用频率最低。基于24种植物的cpDNA全长和23种植物的叶绿体ycf2基因序列进行系统发育分析，结果显示大花君子兰与石蒜科植物在同一分支，显示最近的亲缘关系，支持大花君子兰属于石蒜科。基于叶绿体ycf2的系统发育分析结果与基于cpDNA全长的系统发育分析研究结果大部分相同，支持ycf2基因可以代替cpDNA全长用于植物系统发育分析。     

不同栽培种果实有机酸组分及含量特征分析

以分属5个栽培种的98个梨品种资源为试材,利用高效液相色谱法（HPLC）对成熟果实的有机酸组分和含量进行测定。结果表明：98个品种果实的总酸含量差别很大,其范围是1.28 ~ 23.47 mg · g^-1 FW;5个栽培种中,西洋梨的总酸含量最高,其次是秋子梨、白梨和砂梨,最低的为新疆梨。梨果实中主要组分苹果酸和柠檬酸含量变化范围分别是0.73 ~ 23.16 mg · g^-1 FW和0.02 ~ 15.29 mg · g^-1 FW,分别占总酸的55.91%和37.08%;大部分西洋梨品种,柠檬酸含量高于苹果酸含量,是以柠檬酸优势型为主的梨栽培种。基于有机酸含量的聚类分析结果揭示白梨与秋子梨、砂梨存在较近的关系,以及西洋梨与秋子梨高酸的共同特征,同时也表明西洋梨与其他栽培种亲缘关系较远。     

福建省梨地方品种的遗传多样性研究

利用叶绿体DNA非编码区序列acc D-psa I和17对SSR引物对原产于福建省的49个梨地方品种的遗传多样性进行分析,旨在为育种利用提供参考。获得49份福建地方品种的acc D-psa I序列,并检测到4个多态性位点,包含5个叶绿体单倍型(Hap1~Hap5),其中核苷酸多态性(Pi)为0.00139,单倍型多样性(Hd)为0.660。TCS网络图显示Hap5是最古老的单倍型,其仅在两个样品中检测到。17个SSR位点共检测到211个等位基因位点,有效等位基因数(A)为5~23个,平均值为12.41;观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)的平均值分别为0.5802和0.7549;17个SSR位点的Shannon’s信息指数(I)值为0.5830~2.7683,平均值为1.8661,表现出较高的遗传多样性。基于Nei和Li的遗传距离的邻接法(Neighbor-Joining,NJ)将49份样品聚为9个组,其中大部分聚类结果与单倍型类型表现的亲缘关系较为一致。叶绿体单倍型和SSR多态性位点信息证实福建地方品种具有较为丰富的遗传多样性。     

湖北省十堰地区野生板栗cpSSR遗传多样性研究

为了明确神农架地区野生板栗资源遗传背景,选用4对呈现多态性的叶绿体微卫星引物,对湖北省十堰辖区内野生板栗进行了遗传结构和叶绿体单倍型分析。结果表明4个位点在4个居群的53个样本中扩增出10个等位基因。等位基因数(A)平均为2.5,有效等位基因数(Ne)平均为1.696,PIC值平均为0.312,各遗传参数值远低于核基因组对群体研究的相应值。4个等位基因从53个样本中共给出5种单倍型,既有共享率超过66%的单倍型,在房县居群中也存在稀有单倍型,其中丹江口和房县板栗天然野生居群,具有较高的单倍型多样性,杂合度分别为0.4062和0.3794,明显高于其他地区,显示两地是板栗的分布及遗传多样性中心。基于cpSSR数据,对板栗地方品种与天然野生居群间的遗传结构、关系及地方品种的起源进行了初步探讨。AMOVA分析显示,83%的cpSSR变异存在于居群之间,17%来自居群内。研究表明,十堰地区野生板栗具有较高的多样性,叶绿体单倍型分析更能直观的表现野生板栗的区域分布规律。     

云南变绿红菇的遗传多样性与群体遗传分化研究

以昆明、曲靖、楚雄、玉溪、昭通、临沧、大理等7个变绿红菇地理居群的30个子实体样本为试验材料,基于ITS序列和LSU序列,对其分子变异、遗传多样性、群体遗传分化进行分析。结果:30个样品中,基于ITS序列检测到18个单倍型,基于LSU序列检测到10个单倍型;基于ITS序列和LSU序列分别构建的单倍型系统发育树及30个样品的系统发育树显示,各地理居群的遗传距离与地理距离之间没有形成对应关系,二者无明显相关性。基于两个序列的分析结果均显示,各地理居群内单倍型多样性较丰富,而核苷酸多样性低。表明变绿红菇在不同的地理居群中的适应能力强,遗传多样性较低,绝大部分遗传分化来自于个体间的差异。     

miR168家族进化特性及其在砂梨休眠期的表达模式分析

为了探究miR168家族的进化特性及其在梨休眠进程中的表达模式,通过检索实验室前期构建的砂梨（‘黄花’梨）miRNA文库、转录组数据库和miRBase数据库,得到植物miR168家族成员的成熟体和前体序列。从‘黄花’梨花芽中克隆了两条miR168前体,发现梨miR168家族包含2条前体序列和4条成熟体序列。采用生物信息分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR),对梨miR168家族的成熟体序列及前体（pre-miR168）序列进行分析,与已知植物miR168构建系统发育进化树,预测其靶基因,分析其在梨休眠发生进程中的表达情况。结果表明,梨pre-miR168序列均能形成稳定的发夹结构;植物pre-miR168两端序列较保守,而中间序列不保守;mi168成熟体保守性较高,进化树分析表明梨pre-miR168与苹果的亲缘关系最近,miR168成熟体主要分为两大类。梨miR168调控的潜在靶基因主要包含Argonaute1蛋白基因（protein argonaute 1,AGO1）和胼胝质合成酶3基因（callose synthase 3,CalS3）共21条mRNA,都是以裂解靶标的方式进...     

苹果属15个种的叶绿体DNA变异与遗传分化

【目的】利用叶绿体基因(cpDNA)标记,对近十年间在我国苹果属植物的主要密集分布区收集的15种苹果属植物的叶绿体DNA进行序列变异分析,开展其遗传分化和遗传结构研究。【方法】利用4对叶绿体DNA引物扩增722份种质的4个非编码区trn H-psb A、trn S-trn G spacer+intron、trn T-5’trn L和5’trn L-trn F,对每个基因间区正反向测序获得的序列进行人工校对后,使用MEGA 7.0进行序列拼接和比对,使用Dna SP ver5.10.01计算叶绿体DNA的遗传多样性参数,利用Arlequin v3.5分析标准分子变异(AMOVA),运用Net Work ver4.6.1.2构建种内居群间的叶绿体DNA单倍型邻接网络关联图。【结果】4个cp DNA区域经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为4 120 bp,共有579个多态性变异位点,单倍型为100个,核苷酸多样性(Pi)和单倍型多样性(H_d)分别为0.008 52和0.879。Tajima’s D检验中,15种苹果属植物的4个cp DNA区域合并后遵循中性模型。AMOVA分析表明,遗传变异主要存在于种群内,但种群间遗传变异也占较大比重。【结论】中国原产苹果属植物在叶绿体DNA水平具有较高的遗传多样性,苹果属植物不同种具有不同的演化路线,各个种间以及种内起源演化关系错综复杂。山荆子和新疆野苹果的部分种质占据较为古老的单倍型,并在发展演化过程中经历过种群扩张。苹果属栽培种中国苹果、花红、楸子和八棱海棠的部分单倍型晚于部分新疆野苹果的单倍型。