Development of Sequence Characterized Amplified Region (SCAR) Primers for the Detection of Resistance to Sporisorium reiliana in Maize

Head smut of maize (Zea mays L.), which was caused by Sporisorium reiliana, occurred in most of the maize growing areas of the world. The purpose of this study was to develop SCAR markers for map-based cloning of resistance genes and MAS. Two sets of BC3 progenies, one (BC3Q) derived from the cross Qi319 (resistance)x Huangzao 4 (susceptible),the other (BC3M) from Mol 7 (resistance)x Huangzao 4 (susceptible), were generated. Huangzao 4 was the recurrent parent in both progenies. A combination of BSA (bulked segregant analysis) with AFLP (amplified fragment length polymorphism) method was applied to map the genes involving the resistance to S. Reiliana, and corresponding resistant and susceptible bulks and their parental lines were used for screening polymorphic AFLP primer pairs. One fragment of P13M61-152 was converted into SCAR (sequence charactered amplified fragment) marker S130. The marker was mapped at chromosome bin 2.09, the interval of a major QTL region previously reported to contribute to S. Reiliana resistance.Furthermore, S130 was highly associated with resistance to S. Reiliana, and could be useful for marker-assisted selection and facilitate map-based cloning of resistance genes.     

Two RAPD markers linked to a major fertility restorer gene in pepper

Both major and minor genes control the restoring of fertility in the cytoplasmic male-sterility system in pepper (Capsicum annuum L.). Bulked segregant analysis (BSA) was applied to identify molecular markers linked to a major restorer gene (Rf) using the F₂ population of NiujiaojiaoNo.21 (rfrf)/Xiangtanwan (RfRf). Two random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers linked to this allele were detected with 520 decamer primers with arbitrary sequences. OP13₁₄₀₀ is a tightly linked marker with a genetic distance of0.37 cm. OW19₈₀₀ is on the opposite side with a distance of 8.12 cm. Both markers were repeatable and easy to score. A panel of genotypes, including 13elite inbred lines with different fertility restoring ability, were assayed for the presence ofOP13₁₄₀₀ and OW19₈₀₀. The markers are absent in all sweet pepper lines, indicating that they will be most helpful for transferring Rf into sweet pepper lines. With the aid of these markers, the size of the backcross population for testcrosses can be minimized. Furthermore, these markers will be useful in genetic analysis of the minor genes. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

壳寡糖对黄曲霉毒素B1致大鼠肝损的干预效果

黄曲霉毒素B₁(Aflatoxin B₁,AFB₁)分布广、肝毒性强,能够导致肝脏氧化性损伤。本研究通过注射AFB₁建立大鼠急性肝损伤模型,探究具有抗氧化活性的壳寡糖(Chitosan oligosaccharide,COS)对肝损伤的干预效果及方式。实验设置空白组、COS对照组、模型组、COS干预组、阳性对照组,连续灌胃8 d,模型组、COS干预和阳性对照组仅在第6天注射1 mg/kg AFB₁。以大鼠血清肝功能指标、脂质过氧化物含量、抗氧化酶活性以及肝脏组织切片,评价COS对肝损伤的干预效果,并利用RNA测序(RNA-Seq)技术获得差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)以分析COS干预方式。结果表明：与模型组相比,COS干预组显著降低了血清肝功能指标和脂质过氧化物含量,提高了抗氧化酶活性;肝脏切片观察显示COS有利于改善大鼠肝脏形态;RNA-Seq数据表明,COS干预组和模型组比较共有968个DEGs,富集的基因本体(Gen...     

基于RNA-Seq数据分析环格列酮和胰岛素诱导延边黄牛前脂肪细胞分化的差异表达基因

试验旨在探讨过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferators-activated receptors，PPARγ）激动因子（环格列酮）和胰岛素对延边黄牛前脂肪细胞脂质代谢的影响及可能的调控机制。试验分为对照组（CON，5% FBS）、胰岛素处理组（I组，5% FBS+10 mg/L胰岛素）、环格列酮处理组（C组，5% FBS+10 mg/L环格列酮）、胰岛素+环格列酮处理组（IC组，5% FBS+10 mg/L胰岛素+10 mg/L环格列酮）。各组处理144 h，通过RNA-Seq技术对其进行转录本测序，差异表达基因进行GO功能注释和KEGG富集分析。差异表达基因分析结果显示，与对照组相比，IC组差异表达基因数量为1 764个，比I和C组分别多276和569个，3个试验组间共有371个差异基因；IC组上调基因数量为974个，分别比I和C组多140和249个，IC组下调基因为790个，I和C组下调基因分别为654和470个。差异基因的GO分析表明，各处理组的差异基因参与了细胞过程、代谢过程以及生物过程的调节；在分子功能上，主要是分子功能调节剂、转运活性、转录调节活性等；在细胞成分上，大多数差异基因被富集到细胞器、细胞膜及胞外区等。KEGG通路分析发现，差异表达基因主要富集在FoxO、PPAR、TGF-β、p53等信号通路。综上所述，胰岛素和环格列酮单独处理与二者共同处理对延边黄牛前脂肪细胞分化的调控机制有所差别，其中二者共同处理对分化的促进作用更加明显。本研究结果为研究环格列酮与胰岛素在调节脂肪生成中的功能和分子机制提供了依据。     

基于高通量测序的水貂胚胎滞育期和激活期卵巢转录组分析

试验旨在获取胚胎滞育期与激活期水貂卵巢组织的转录组信息，挖掘滞育的胚胎激活前后水貂卵巢差异表达基因（DEGs）及其功能信息，为探讨卵巢信号调控水貂胚胎滞育的分子机制提供参考。随机采集8只健康雌性水貂（胚胎滞育期和激活期各4只）的卵巢组织为样本，利用Illumina HiSeq平台RNA-Seq技术对其进行转录组测序，筛选在水貂胚胎滞育期和激活期卵巢中的DEGs并进行生物信息学分析。结果显示，测序获得661 195 568个raw reads，经过滤后获得650 834 900个clean reads，组装后得到389 895个unigenes，通过与Nr、GO、KOG和KEGG数据库比对，对unigenes进行注释，其中Nr数据库注释了156 419个unigenes；GO数据库注释了122 657个unigenes；KOG数据库注释了58 320个unigenes；KEGG数据库注释了72 653个unigenes。滞育期和激活期卵巢中有1 797个DEGs，与胚胎滞育期水貂卵巢相比，激活期卵巢有1 298个DEGs显著上调，499个DEGs显著下调。GO功能分析发现，DEGs显著富集的生物学过程主要有跨膜信号受体活性、信号受体活性、G蛋白偶联受体活性、酶联受体蛋白信号通路、细胞表面受体信号通路、细胞周期阻滞、芳香酯酶活性。KEGG通路分析发现，水貂滞育期和激活期卵巢中的DEGs显著富集于神经活动配体-受体相互作用信号通路。本研究利用高通量测序技术获得水貂胚胎滞育期与胚胎激活期卵巢的转录组信息，为深入探究水貂卵巢调节胚胎滞育的分子机制奠定了基础。     

玉米株高主效QTL qPH2.4的定位分析

课题组前期以玉米自交系郑58为轮回亲本,以昌7-2为供体亲本,通过分子标记辅助选择获得染色体单片段代换系Z12和W16。Z12和W16在bin2.07区域均含有1个来源于昌7-2的染色体片段,株高均显著高于轮回亲本郑58。利用郑58和Z12为材料构建F2分离群体,基于重测序和混合分离分析(BSA)策略,将株高主效QTL qPH2.4定位于第2染色体13.95 Mb(201 457 953~215 022 157 bp)的区域内。利用在目标区间内筛选出的20对多态性分子标记对包含743个单株的郑58×Z12 F2分离群体和包含1 720个单株的郑58×W16 F2分离群体进行基因型分析,结合田间株高数据进行QTL定位,将株高主效QTL qPH2.4定位在InDel分子标记ph-18和ph-19之间,区间的遗传距离为0.57 cM,物理距离为626 kb。参考B73基因组(RefGen_v4)注释信息,该区间内存在17个注释基因,其中,包含可以调控油菜素内酯信号的基因Zm00001d006677。     

与小麦抗白粉病基因Pm48紧密连锁分子标记的开发

Pm48为本实验室鉴定的一个抗白粉病新基因。为精细定位该基因,利用混池ddRAD测序鉴定了81个与该基因关联的序列,开发了STS标记Xmp931,转化了CAPS标记Xmp928、Xmp930和Xmp936;同时,利用粗山羊草基因组序列开发了71个基因组SSR标记,定位了其中的Xmp1089和Xmp1112。在115个宁糯麦1号′Tabasco衍生的F2:3家系中,Xmp928与目的基因共分离,Xmp1112位于近着丝粒方向处距抗病基因3.1 c M。在671个纯合感病家系中,标记Xmp928仍与目的基因共分离。利用3个中国春5DS缺失系,最终将Pm48定位在小麦5DS上0.63–0.67的臂区段中。     

OsHsp18.0-CI调控水稻对白叶枯病的抗性

 热激蛋白广泛存在于各种生物中,响应多种生物胁迫和非生物胁迫。前期研究结果显示,在水稻中超量表达小热激蛋白OsHsp18.0-CI基因,能通过增强水稻的基础防卫反应提高对水稻细菌性条斑病的抗性。本研究发现,OsHsp18.0-CI基因也能够受到白叶枯病菌的诱导表达,超量表达OsHsp18.0-CI的转基因水稻也增强了对多个白叶枯病致病菌株的抗性。转录组测序分析发现,OsHsp18.0-CI基因介导的水稻对白叶枯病的抗病信号途径有部分类似于其介导的对细菌性条斑病的抗性路径,同时也有大量新的未知功能基因的参与。以上结果表明,OsHsp18.0-CI基因受到病原菌的侵染时,也能通过增强水稻的基础防卫反应来提高对白叶枯病的抗性。     

氟苯尼考胁迫下弗氏柠檬酸杆菌转录组测序研究

为了探究弗氏柠檬酸杆菌的耐药机制，试验使用氟苯尼考为诱导药物，提取正常培养与400 μg/mL氟苯尼考胁迫下的菌株RNA，利用转录组测序技术对菌株间基因表达水平与差异表达基因进行了分析。结果显示，每个样品平均产出1.31 Gb数据，与参考基因组的平均比对率为67.01%。对样品间差异表达基因进行检测，共筛选出2 019个显著差异表达基因，其中上调963个，下调1 056个，并发现emrA和emrB 2个基因。KEGG Pathway分析中，富集到代谢途径的显著差异表达基因最多，占全部的72%，碳水化合物代谢、能量代谢、氨基酸代谢、膜转运等通路明显富集。GO功能分析中，生物过程分布的显著差异基因最多，占全部的46%。显著差异表达基因主要涉及到代谢进程、催化活性、结合。本试验结果表明，弗氏柠檬酸杆菌耐药性的产生可能与细胞外排泵介导的主动外排作用、靶位改变、酶的水解作用、细胞膜通透性改变及生物膜的形成有关。