中国栽培稻及其近缘野生种叶绿体DNA的限制性片段长度多态性分析

 对中国现存的七省（区）的17份中国普通野生稻（其中广西普通野生稻6份，东乡野生稻5份，广东、湖南各2份，福建及云南景洪普通野生稻各1份）及28份栽培稻地方品种的叶绿体DNA进行了限制性内切酶酶切分析。28份中国栽培稻被分成三类，C1、C2和C3。其中C2叶绿体基因组类型仅有1份材料，为一个籼稻品种。两个主要类型C1和C3分别对应于粳型和籼型，说明中国栽培稻在叶绿体基因组存在籼、粳分化。17份中国普通野生稻的叶绿体DNA用同样3种内切酶酶切，共产生两种类型。它们分别与栽培稻中的C1和C3相同，其中C1类型占主要，为94.1％（16／17），具C3型叶绿体基因组的野生稻为１份广西材料。此外没有检测到新的类型。这说明在中国普通野生稻中也存在对应于栽培稻籼型和粳型两种不同的叶绿体基因组类型，而且是以对应于粳型的C1型叶绿体基因组类型材料为主。从大多数中国普通野生稻具有与粳型栽培稻相同的叶绿体基因组类型，可以推测粳稻起源于中国的可能性很大。     

甜菜属近缘野生种与栽培种叶绿体及线粒体基因组的RFLP分析

利用具有叶绿体和线粒体基因配列的３种探针和７种限制性内切酶对甜菜属近缘野生种和栽培种共１２个材料进行了ＲＦＬＰ分析。结果表明，在甜菜属植物中表现了丰富的ＲＦＬＰ多态性。在２１个内切酶与探针组合产生的１００余条ＤＮＡ分子量带型中，只有４条为１２个材料所共有，表明了甜菜属植物种间遗传背景的复杂性和部分相似性。根据ＲＦＬＰ多态片断和分类结果绘制成的亲缘关系树状图看出，维比纳甜菜和大果甜菜与传统的形态分类有所差异，可各自划分为一个独立组，维比纳甜菜与普通甜菜组关系最远。同时表明了利用ＲＦＬＰ分子标记技术可以准确地鉴定和识别品种或品系间的特异性。     

野生稻酯酶等电聚焦电泳分析

 对16个野生稻种(基因组分别为AA、BB、CC、CCDD、BBCC、EE和FF)的酯酶等电聚焦电泳分析表明:普通野生稻组的普通野生稻系和宽叶野生稻系、狭叶野生稻组的酯酶酶谱各有其特定模式,这和传统的稻属分类结果相一致。同种野生稻不同地理分布地收集的样品酯酶酶谱模式基本相同,但有些物种有差异。酯酶酶谱可以作为野生稻分类的依据之一,又能揭示同一野生稻种内细微遗传差异。     

稻属AA染色体组8个种间SSR多样性与亲缘关系

选用平均分布于水稻基因组的30对SSR 引物,对AA染色体组8个野生稻种共42份材料的遗传多样性及遗传关系进行了研究。结果显示,本试验选取的30个SSR标记均具有多态性,多态性位点百分率为100%。30个多态性位点共扩增出的等位基因数为224, 每个位点可扩增出3～10个等位基因,平均7.47个;等位基因有效数(Ae)变幅为1.25～891,平均5.45。多样性指数中,Shannon多样性指数(I)为0.454～2.386,平均1.826;而Nei基因多样性指数变幅为0.199～0.888,平均0.774。系统聚类和带型分析结果表明,亚洲栽培稻(Oryza sativa) 与普通野生稻(O. rufipogon) 的亲缘关系最近,非洲栽培稻(O. glaberrima) 则与巴蒂野生稻(O. barthii) 关系最为密切,杂草稻(O. spontanea) 与普通野生稻 (O. rufipogon)、亚洲栽培稻(O. sativa) 之间有较近的亲缘关系,而展颖野生稻(O. glumaepatula)、长雄蕊野生稻(O. longistaminata)与AA组其他稻种之间的亲缘关系较远。     

2种枇杷属植物的trnH-psbA条形码序列变异及其近缘属系统发育初步研究

选用枇杷野生近缘种‘栎叶枇杷’和栽培种‘早钟6号’、‘香妃’,对其叶绿体基因组trnH-psbA基因间隔区进行PCR克隆与测序,利用生物信息学方法分析其序列特征,并构建苹果亚科内19个属的系统发育树。结果表明:trnH-psbA序列长323~392 bp(GenBank登录号:KF022254、KF022255、KF022256),G+C含量30.10%~33.13%,共有1个核苷酸替换(substitution)和2个插入/缺失(indel);基于trnH-psbA DNA条形码序列的分子系统进化分析结果表明,苹果亚科内形成2个大的分支,枇杷属与石斑木属的亲缘关系最近(平均遗传距离为0.055)。此结果表明叶绿体基因trnH-psbA序列可有效地进行枇杷属内物种鉴别及属间分类,是枇杷属植物DNA条形码研究的标准基因之一。     

应用RFLP标记研究亚洲栽培稻的起源与分化

 选用分布于10条水稻染色体的20个DNA探针，分析了来源于广东、广西、福建、湖南和江西等5省的14份亚洲普通野生稻材料以及来源于8个国家的19份亚洲栽培稻材料的RFLP。17个探针能在研究材料间检测到多态性，以一种酶为基础，共检测到67条多态性带。聚类分析结果表明，所有野生稻材料归入野生稻组，栽培稻材料分别归入籼稻组或粳稻组。三组区分明确，且三组之间的遗传距离差别很小，表明灿粳稻是几乎同时从古老野生稻种分化而来的。另外，所有普通野生稻材料在籼粳分化方向基本都属于中间类型，且变异幅度不大于籼粳稻组内各材料在籼粳方向的变异幅度。     

野生稻资源研究及其在水稻育种上利用现状

1 野生稻资源类型及分布 1.1 世界野生稻类型及分布 对世界上稻属(Oryza L.)的种类众说不一,综合各学者的观点,普遍认为,稻属常见的有22个种,其中包括亚洲栽培稻(O. sativa L.)、非洲栽培稻(O. glaberrima Steud.)和20个种的野生稻类型(表1).     

几种橡胶树属植物的rDNA ITS序列分析

大戟科橡胶树属植物外观差异小,不仅种内栽培品种间难以从表型上判别,就在橡胶树属种间也差别不大.为了弄清楚橡胶树属植物遗传距离的详细信息,探明利用种间基因资源的可能性,作者从6种橡胶树属植物中克隆了ITS序列并进行测序.序列分析结果表明橡胶树属植物的ITS序列具有高度的相似性,仅存在几个碱基差别.这一结果表明了橡胶树属植物亲缘关系较近,适合通过种间杂交培育新品种,为常规杂交育种提供理论支持.     

利用SSR分子标记研究花生属种间亲缘关系

以5份花生栽培种资源和花生属六个区组的19份野生种资源为研究材料，通过SSR分子标记技术分析其DNA多态性并进行聚类分析。大多数从栽培种基因组分离出的SSR引物能在野生种中扩增出DNA片段，共筛选出21对多态性SSR引物；每对引物在花生基因组中扩增出的条带数为1～13条，在供试材料中扩增出的总条带数为5～40条，平均18.1条，其中多态性条带为4～40条，平均18.0条；SSR引物的多态性指数为0.92～9.04；供试材料间的遗传距离为0.33～0.91，平均0.76。结果表明，大多数花生SSR引物为多位点引物，花生属种间种质存在丰富的DNA多态性， A. duranensis是花生栽培种（A. hypogaea L.）的野生种亲本之一，与花生区组野生种亲缘关系最近的是异形花区组，最远的是大根区组。     

海南石斛属植物亲缘关系的SRAP分析

利用SRAP技术对海南9种石斛种质资源的遗传多样性及亲缘关系进行分析。从30对SRAP引物中筛选获得18对多态性引物,对石斛属9个种的基因组DNA进行扩增。共获得285条多态性条带,平均每个引物产生15．8个多态性条带。材料间遗传相似系数变化范围为0．179～0．636,说明本实验所测试的材料具有较广的遗传变异。根据SRAP标记的结果,采用UPGMA法进行聚类分析。将石斛属的9个种分为4类。结果表明：密花石斛和华石斛之间的亲缘关系最近,美花石斛和海南石斛之间亲缘关系最远;同时也说明海南省内分布的石斛具有丰富的遗传多样性,SRAP标记技术很好地从分子水平上揭示了石斛种质资源的遗传背景、亲缘关系。     

稻属(Oryza L.)植物染色体组命名的历史回顾

 稻属约25种，分别属于AA、BB、CC、BBCC、CCDD、EE、FF、GG、HHJJ和HHKK等10类染色体组。早在20世纪30年代，日本学者Morinaga及其同事开创性地开展了稻属染色体组的鉴定和命名工作。他们采用的常规方法是，根据两物种之间的形态和生理差异，尤其是人工杂交产生的种间杂种F1的染色体配对行为来鉴定新的染色体组。其后，不少学者对此进行了补充和完善。然而，对于一些靠人工杂交难以产生种间杂种的稻种来说，就无法利用上述常规方法鉴定其染色体组。最近，人们利用分子标记和荧光原位杂交等分子生物学技术，对这些难以与稻属其他种之间实现有性杂交的个别野生种的染色体组进行了鉴定和命名。由于稻属染色体组的鉴定主要是在20世纪40~60年代间开展的工作，为使人们在今后使用时更加明确其本质含义，对稻属各个种的染色体组定名过程进行了概述和总结。     

野生稻有利基因转移研究进展

稻属有22个种,包括20个野生稻种和2个栽培稻种,现已命名AA、 BB、 CC、 BBCC、 CCDD、 EE、 FF、 GG和HHJJ 9个基因组。野生稻是一个重要的有利基因库,包含对各种生物胁迫的抗性和非生物胁迫的耐性基因。就野生稻的有利性状、野生稻有利基因转移研究进展作了概述,并对野生稻有利基因分子标记定位研究,野生稻有利基因转移的遗传机制以及野生稻有利基因利用前景进行了讨论。     

利用C_0t-1 DNA对高秆野生稻和宽叶野生稻基因组的比较分析

为了揭示同为CCDD基因组类型的高秆野生稻和宽叶野生稻的起源和进化关系,用高秆野生稻C0t-1DNA作为探针,对其自身体细胞染色体与宽叶野生稻体细胞染色体进行荧光原位杂交并对其核型进行同源性聚类和比较分析。杂交结果显示宽叶野生稻和高秆野生稻同源性非常高,说明它们的亲缘关系十分接近,但区别也非常明显,两者的杂交信号存在显著不同。C0t-1DNA具有很强的种特异性和依赖基因组型的特异性,利用它进行荧光原位杂交能够更有效地研究物种基因组间的关系,为物种的划分和鉴定提供依据。另外,通过对高秆野生稻和宽叶野生稻两个异源四倍体基因组的中高度重复序列的比较分析,探讨了稻属异源四倍体可能的起源与进化机制。     

Comparative Analysis on Genomes from Oryza alta and Oryza latifolia by C0t-1 DNA

In order to reveal the origin and evolutionary relationship between two CCDD genome species, Oryza alta and Oryza latifolia, fluorescence in situ hybridization (FISH) was adopted to analyze the genomes of the two species with C₀t-1 DNA from O. alta as a probe. Karyotype was also comparatively analyzed between O. alta and O. latifolia based on their similar band patterns of the hybridization signals. There were a high homology and close relationship between O. alta and O. latifolia, however, the distinction between the hybridization signals was also clear. C₀t-1 DNA was proved to be species- and genome type-specific. It is suggested that C₀t-1 DNA-FISH could be more efficient to analyze the genomic relationship between different species. According to the comparative analysis of highly and moderately repetitive DNA sequences between the two allotetraploidy species, O. alta and O. latifolia, the possible origin and evolutionary mechanism of allotetraploidy of Oryza were discussed.     

部分栽培稻和野生稻种子谷蛋白的电泳分析

 供试的不同属、不同种及不同生态型的水稻材料的种子各蛋白经SDS-PAGE电泳后可分辨为3类多肽，分子量分别为l8～23 kDa．30～36 kDa和49～100 kDa。不同属的材料各蛋白带型明显不同； 同属内基因组相同或相近种的各蛋白有特征多肽，AA基因组的有约Mt.50 kDa的多肽2～3条，CCDD基因组的有约Mt.23 kDa的多肽一条；籼型和粳型稻间带型存在差异，而爪哇稻、粳稻、籼稻间，前二者略近，并以粳型陆稻与爪哇稻最近似。同一生态型的各品种，除细弱带偶尔有差异外，带型基本一致。由此可见，水稻各蛋白电泳分析作为方法之一， 对于属间和稻属内各种及种内分类是有意义的。     

辣椒属叶绿体基因组特征及进化

辣椒(Capsicum L.)属于重要的蔬菜和香料作物,在世界范围广泛栽培.种质资源是育种和生产的基础,开展辣椒属叶绿体基因组特征研究对阐明辣椒种质资源遗传多样性、培育和改良栽培品种具有重要的理论和实践价值.本研究从NCBI数据库下载13个辣椒属物种叶绿体基因组序列,利用REPuter、MISA和mVISTA等软件,对...     

Molecular relationships between Australian annual wild rice,Oryza meridionalis,and two related perennial forms

Background

The perennial, Oryza rufipogon distributed from Asia to Australia and the annual O. meridionalis indigenous to Australia are AA genome species in the Oryza. However, recent research has demonstrated that the Australian AA genome perennial populations have maternal genomes more closely related to those of O. meridionalis than to those found in Asian populations of O. rufipogon suggesting that the Australian perennials may represent a new distinct gene pool for rice.

Results

Analysis of an Oryza core collection covering AA genome species from Asia to Oceania revealed that some Oceania perennials had organellar genomes closely related to that of O meridionalis (meridionalis-type). O. rufipogon accessions from New Guinea carried either the meridionalis-type or rufirpogon-type (like O. rufipogon) organellar genomes. Australian perennials carried only the meridionalis-type organellar genomes when accompanied by the rufipogon-type nuclear genome. New accessions were collected to better characterize the Australian perennials, and their life histories (annual or perennial) were confirmed by field observations. All of the material collected carried only meridionalis-type organellar genomes. However, there were two distinct perennial groups. One of them carried an rufipogon-type nuclear genome similar to the Australian O. rufipogon in the core collection and the other carried an meridionalis-type nuclear genome not represented in the existing collection. Morphologically the rufipogon-type shared similarity with Asian O. rufipogon. The meridionalis-type showed some similarities to O. meridionalis such as the short anthers usually characteristic of annual populations. However, the meridionalis-type perennial was readily distinguished from O. meridionalis by the presence of a larger lemma and higher number of spikelets.

Conclusion

Analysis of current accessions clearly indicated that there are two distinct types of Australian perennials. Both of them differed genetically from Asian O. rufipogon. One lineage is closely related to O. meridionalis and another to Asian O. rufipogon. The first was presumed to have evolved by divergence from O. meridionalis becoming differentiated as a perennial species in Australia indicating that it represents a new gene pool. The second, apparently derived from Asian O. rufipogon, possibly arrived in Australia later.     

扁核木属植物叶绿体基因组特征分析

扁核木属（Prinsepia）植物在中国分布有4个种,均具有极高的食用和药用价值。为解析扁核木属植物的叶绿体基因组特征,基于现已发表的扁核木属植物叶绿体基因组,利用相关生物信息学手段进行其叶绿体基因结构、SSR、密码子偏好性和序列变异情况分析,并构建系统发育树。结果表明,2种扁核木属植物叶绿体基因组大小介于159 179~ 168 206 bp之间,平均GC含量为37.3%,从编码基因数目来看,仅相差2个tRNA,而蛋白编码基因和rRNA数目均一致,种间具有较高的保守性;在扁核木和蕤核叶绿体全基因组序列中各检测出分散重复49个,其中以正向重复和回文重复为主,占比达73%~82%,而串联重复数目分别为49个和58个,经简单重复序列SSR分析,分别在2种植物叶绿体基因组序列中分别筛选出100个和84个SSR位点,且多是以A/T碱基为主的单核苷酸重复类型;扁核木属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析发现GC3的碱基含量显著低于GC1和GC2,说明密码子偏好以A、U结尾,ENC取值均大于48%,表明其密码子偏性较弱,中性绘图和PR2-plot分析发现自然选择是影响扁核木属植物密码子使用偏好性的主要原因,通过建立高、低基因表达库,以RSCU值为参考,确定了6个扁核木属最优密码子。经叶绿体基因组序列变异分析,根据核苷酸多态性指数Pi>0.015筛选出trnH-GUG-psbA,psbZ-trnG-UCC-trnfM-CAU-rps14和psaJ-rpl33-rps18等3个高变区,以蕤核叶绿体基因组为参考,在扁核木叶绿体基因组编码区发现存在大量的插入、缺失和SNP突变位点,并在蕤核叶绿体基因组中发现了多个该物种的特有基因。基于叶绿体基因组的trnS-trnG间隔区构建的系统发育树显示,4种扁核木属植物可分为南系（扁核木、台湾扁核木）和北系（蕤核、东北扁核木）两类。研究结果可为扁核木属植物的系统发育、分类鉴定及其资源的开发利用等相关研究提供理论基础。     

小麦属植物叶绿体基因组结构的比较分析

为了从叶绿体角度解析小麦属植物的起源进化关系,以14个小麦属植物叶绿体基因组为对象,利用比较基因组分析方法,比较了小麦属植物的叶绿体基因组基因含量、序列变异、结构特性、进化关系和RNA编辑的异同。结果发现,14个小麦属植物叶绿体基因组大小相近,结构特征比较保守,但基因数量存在一定的差异,主要是由于tRNA的数目不一致引起的;IR区的伸缩分析发现硬粒小麦和乌拉尔图小麦在IRb-SSC边界基因存在明显的差异,其他麦类作物间差异很小;基于叶绿体全基因组的系统进化分析发现,有AABB基因型的物种聚在一起,而AAGG型的单独为一支,基本反映了其系统进化关系;对这14个叶绿体基因组的RNA编辑位点进行了预测和比较分析,发现有35个编辑位点在所有小麦属物种中均发生,同时还鉴定到多个物种特异的编辑位点,为从RNA编辑角度解析小麦属植物的系统进化关系提供了重要数据。