我国花绒寄甲不同寄主种群的遗传分化

寄生不同天牛种的花绒寄甲Dastarcus helophoroides Fairmaire经鉴定虽为同一种,但却表现出对其自身寄主的嗜好性,而对其他寄主趋性很弱。为明确其是否已分化为不同寄主种群,本文利用线粒体COI与ND5基因片段研究我国花绒寄甲6种寄主种群间的遗传分化。mtDNA-COI基因片段的分子变异分析结果显示,相同寄主种群内变异占总变异的75.64%,明显高于不同寄主种群间变异,Fst值为0.24358,相同寄主种群内个体间存在明显地遗传分化。最大相似法系统发育分析结果与6种不同寄主种群不符;mtDNA-ND5基因片段的分子变异分析结果显示,相同寄主种群内部变异占总变异的88.14%,明显高于不同寄主种群间变异,Fst值为0.11861,种群内个体间存在明显地遗传分化。ML树聚类结果与6种不同寄主种群不相符。     

Population Structure and Genetic Diversity of the Pepper Weevil (Coleoptera: Curculionidae) Using the COI Barcoding Region

The pepper weevil Anthonomus eugenii Cano (Coleoptera: Curculionidae) is a pest of economic importance for Capsicum species pepper in North America that attacks the reproductive structures of the plant. The insect is distributed across Mexico, the United States, and the Caribbean, and is occasionally found during the pepper growing season in southern Ontario, Canada. Continuous spread of the insect to new areas is partially the result of global pepper trade. Here, we describe the genetic diversity of the pepper weevil using the mitochondrial COI barcoding region across most of its geographic range. In this study, 44 (H1–H44) highly similar haplotypes were identified, the greatest number of haplotypes and haplotype diversity were observed among specimens from its native Mexico, followed by specimens from the United States. Unlike Mexico, a low haplotype diversity was found among specimens from Canada, the Dominican Republic, Italy, and the Netherlands. Out of these 44 haplotypes, 29 are reported for the first time. Haplotype diversity in the Canadian population suggests either multiple and continuous introductions of the pepper weevil into this area or a single introduction of genetically diverse individuals. We discuss the importance of such population genetic data in tailoring pepper weevil management programs, using Canada as an example.     

中国湛江市和哈尔滨市褐家鼠种群遗传结构及其年度变化特征

为探索褐家鼠Rattus norvegicus地理种群的遗传结构及其年度变化特点,本研究以广东省湛江市的褐家鼠指名亚种和黑龙江省哈尔滨市的褐家鼠东北亚种为主要研究对象,结合我国及世界其他褐家鼠种群的D-loop序列分析这2个褐家鼠地理种群间D-loop序列的遗传分化情况及系统进化关系,重点分析2008-2015年褐家鼠...     

MET基因多态性与中国荷斯坦牛繁殖和泌乳性状的关联分析

为筛选与中国荷斯坦牛繁殖和泌乳性状相关的遗传标记，本研究从分子水平探究了MET基因单核苷酸多态（single nucleotide polymorphisms，SNPs）与繁殖和泌乳性状的相关性。通过混池测序法在70头无血缘关系的健康中国荷斯坦公牛中扫描目标基因的SNPs，采用竞争性等位基因特异性PCR （kompetitive allele-specific PCR，KASP）对其后代1 160头中国荷斯坦泌乳牛进行部分SNP的基因分型，基于连锁不平衡分析获得双倍型信息，并采用线性模型对SNP及其双倍型与5个繁殖和6个泌乳性状的估计育种值（estimated breeding values，EBV）进行关联分析。随后，针对位于功能区域的SNPs进行生物信息学分析和基因表达量相关性分析，初步探究其潜在的调控机制。本研究在MET基因中共检测到19个SNPs，说明该基因存在丰富的遗传变异；就其中7个SNPs进行了基因分型，分型结果与目标性状的关联分析结果显示，7个SNPs与多个性状存在显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）的关联；位于上游调控区的g.51737889T>C位点GG基因型个体的初产日龄、青年牛首末配种间隔、经产牛首末配种间隔、体细胞评分的EBV最低，说明该基因型个体同时具有较好的繁殖性能和泌乳性能；另一个位于上游调控区的g.51736640A>C位点GG基因型个体的初产日龄、青年牛首末配种间隔、经产牛首末配种间隔、体细胞评分的EBV最低，但乳蛋白率、乳脂率的EBV最低，说明该基因型个体繁殖性能较好，但泌乳性能相对较差；此外，位于第6外显子的g.51660569G>A位点TC基因型个体初产日龄的EBV较低，青年牛首末配种间隔、经产牛首末配种间隔、体细胞评分的EBV最低，说明该基因型个体具有较好的繁殖性能。连锁不平衡分析发现，该基因的7个SNPs形成2个单倍型块，其双倍型与目标性状的关联分析进一步表明，单倍型块1中H1H3个体的繁殖性能较好且泌乳性能中等，单倍型块2中H4H4个体的繁殖性能和泌乳性能均较优秀，为两个优势双倍型；此外，H1H3包含g.51660569G>A位点的TC基因型，H4H4为g.51737889T>C、g.51736640A>C两位点GG基因型的组合，其关联分析结果与单个位点的结果一致。基序分析结果表明，g.51737889T>C与g.51736640A>C位点的优势等位基因G可富集到与基因激活、细胞增殖、分化相关的转录因子，且两位点GG基因型的MET基因表达量均最高，其双倍型H4H4表达量也较高，进一步验证了关联分析结果。综上，本研究获得了中国荷斯坦牛MET基因的多态性图谱，并通过关联分析、生物信息学预测及基因表达量分析发现并验证了MET基因与繁殖、泌乳性状的遗传关联，为中国荷斯坦牛高产高效选育提供了可用的遗传标记。     

牦牛SMAD4基因SNPs检测及其与生长性状的关联分析

【目的】研究牦牛SMAD4基因SNPs与生长性状的关系，探寻与牦牛生长性状相关的分子标记。【方法】采用DNA测序和单倍型分型技术，对青海牦牛SMAD4基因进行SNPs检测及其基因分型、连锁不平衡和单倍型分析，并对多态位点的基因型及组合单倍型与牦牛生长性状的关联性进行分析。【结果】牦牛SMAD4基因在内含子区域存在6个突变位点，其中g.393A>G、g.555A>G、g.6525A>G和g.18360C>T均存在3种基因型，g.582A>T和g.6492C>T均存在2种基因型。连锁不平衡分析发现，6个位点间不存在强连锁不平衡效应。单倍型分析发现，在14种不同的单倍型中，单倍型H₁的发生频率最高。关联性分析表明，g.393A>G位点与体斜长、胸围和管围均显著相关（P<0.05），g.555A>G位点与体斜长显著相关（P<0.05），g.582A>T位点与体质量和体高均显著相关（P<0.05），g.6492C>T位点与体高显著相关（P<0.05），g.6525A>G位点与体质量显著相关（P<0.05），g.18360C>T位点与胸围显著相关（P<0.05）。基因型组合发现，单倍型H₁H₁₄可能是影响牦牛生长性状的最优组合。【结论】牦牛SMAD4基因内含子区域上的6个位点与生长性状显著关联，可作为牦牛分子标记辅助选择的候选基因。     

基于单倍型肉牛屠宰性状全基因组关联分析研究

单倍型标记与数量性状基因座(quantitative trait loci，QTL)之间具有较强的连锁不平衡(linkage disequilibrium，LD)关系，在基因定位和因果突变鉴定方面具有较高的应用价值。为了评估单倍型标记在基因组研究中的作用，本研究在华西牛资源群体中，选取该群体于2008—2021年间屠宰的共计1 478头平均月龄为24个月的个体进行研究，其中公牛1 333头，母牛145头。利用770K高密度芯片数据，基于LD阈值(r²>0.3)及固定单核苷酸多态(single nucleotide polymorphism,SNP)个数(5个连续SNP)两种方法进行单倍型构建，分别采用单位点SNP标记和两种单倍型标记共3种标记，基于GCTA的混合线性模型(mixed linear model,MLM)，开展宰前活重(LW)和屠宰率(DP)等屠宰性状的全基因组关联分析(genome-wide association study，GWAS)，定位影响屠宰性状的显著(P<0.05) SNPs、单倍型块和候选基因，同时比较3种标记的GWAS结果，评估3种标记的优劣。结果显示，3种标记在全基因组范围内共找到16个的显著SNPs及单倍型区域，主要分布于1、5、6、14、16、17和28号染色体上，同时鉴定到FAM184B、PPM1K、LCORL、RIMS2等10个与屠宰性状相关的候选基因，其中，基于SNP标记方法鉴定到的3个候选基因，在利用基于单倍型标记的方法中也鉴定到，且单倍型鉴定到的显著性位点或区域大多位于基因内部。在两种单倍型构建方法中，与基于固定SNP个数构建单倍型进行GWAS相比，基于LD阈值的构建方法鉴定到了更多候选基因。本研究结果表明，以单倍型开展GWAS可以综合考虑SNP位点间连锁关系，能较好地揭示复杂性状的遗传结构。     

小麦周8425B×小偃81重组自交系群体千粒重相关性状的QTL定位及单倍型分析

【目的】周8425B是中国小麦重要骨干亲本之一,小偃81是李振声院士选育的高产、优质、多穗型品种。千粒重是影响小麦产量的重要因素,发掘周8425B和小偃81的千粒重及相关性状的QTL,并分析不同生态区小麦品种所含QTL的单倍型与千粒重的关系,发掘优异单倍型,为不同生态区提高小麦产量及分子辅助育种提供基因型参考。【方法】以周8425B×小偃81衍生的重组自交系群体（F₈）为研究对象,分别于2015和2016年在陕西杨凌（早晚播）进行田间种植,收获后对籽粒相关性状进行测量。利用90K芯片标记构建的高密度遗传图谱对3个环境下的千粒重、籽粒长、籽粒宽和籽粒厚进行QTL定位。同时,针对稳定的主效QTL开发相应的KASP分子标记,并以479份国内外小麦种质组成的自然群体为材料进行分子检测,结合自然群体的千粒重等性状进行关联分析;此外,从479份小麦中挑选出106份含有660K芯片基因型数据的当前黄淮麦区推广的小麦品种,以主效QTL置信区间的差异SNP为基础,进行目标QTL定位区间的单倍型分析,从而判断黄淮麦区中陕西、河南和山东种质材料中的优势类群。【结果】QTL定位结果显示,3个环境下共在8条染色体上检测到22个QTL,表型变异解释率（PVE）范围为4.77%—19.95%,12个位点为主效QTL（PVE>10%）,其中Qkgw.nwafu-6B可能为新QTL。4A、6A、6B、7D染色体上的QTL在多个环境中被检测到,其中,4A和7D染色体处QTL与已报道的相关位点位置相同或接近。6A染色体上的QTL区间包含已知千粒重基因TaGW2-6A,根据TaGW2-6A的分子功能标记检测结果,周8425B和小偃81同时含有TaGW2-6A,此外,基于单倍型分析结果,二者存在于不同的类群中,因此,该位点不同于TaGW2-6A,也可能为新的QTL。单倍型分析结果显示,Qkgw.nwafu-6A总共分为5种单倍型,在不同产区占比超过20%的为6A_h1,其在3个地点千粒重数据均高于其他单倍型;Qkgw.nwafu-6B总共分为8种单倍型,在不同产区占比超过20%的为6B_h6,在河南两点千粒重数据较高,推测含有这两类单倍型的材料为优势类群。此外,针对Qkgw.nwafu-6B开发出共分离的KASP标记,并在479份材料组成的自然群体显著性检测中证明该位点与千粒重表型显著相关。【结论】Qkgw.nwafu-6A和Qkgw.nwafu-6B可能为新的与千粒重相关的主效QTL位点,6A_h1和6B_h6为优势单倍型,开发了一个与Qkgw.nwafu-6B共分离的分子标记KASP_IWA349,可用于分子标记辅助育种。     

利用SSR标记研究甘蓝型油菜叶绿体基因组DNA多态性

叶绿体基因组具有母性遗传、单倍性、高度的保守性和明显的种内差异等特点。研究不同品种叶绿体基因多样化程度，可为甘蓝型油菜的收集与引种及遗传改良提供指导。利用15对特异性叶绿体SSR标记对287份国内外甘蓝型油菜叶绿体基因组多样性进行了分析，结果显示，在15对叶绿体SSR特异引物中，5对引物扩增产生多态性条带合计19条，平均每对引物检测出3.8条多态性条带；287份材料共划分成14个单倍型，优势单倍型H01占比74.91%、H02占比13.59%、H03占比4.88%，其余11种单倍型（H04-H14）占比合计6.62%；H02为波里马、陕2A胞质类型，为中国特有单倍型；国外甘蓝型油菜中，俄罗斯与瑞典的单倍型较丰富，引进俄罗斯与瑞典的资源能更高效拓宽中国甘蓝型油菜的遗传多样性本底。本研究还获得2对引物（MF-4和ccmp2）得到特异条带，并为此建立了快速鉴定波里马、陕2A胞质类型的方法，为波里马与陕2A细胞质类型材料的鉴定与保护提供了方法。