基于SNP标记的爆裂玉米农家品种遗传多样性

为了评价广西爆裂玉米农家品种的遗传多样性,利用56K SNP芯片技术对中国广西45个爆裂玉米农家品种、中国2个爆裂玉米杂交种和6个南美爆裂玉米种质进行全基因组扫描,获得多态性标记14 338个,基因分型为6 种类型。其中A/G类型最多,为5 805个;A/T类型最少,为149个。1号染色体的多态性SNP位点最多,为2 302个;10号染色体最少,为848个。45个农家品种间平均遗传相似系数为0.62,变幅为0.41~0.99,总体遗传相似度高。聚类分析将参试品种划分为三大类群,相同来源的农家品种大多聚在一起;主成分分析显示大部分农家品种聚在一起,与杂交品种和南美品种之间没有交集,表明农家品种遗传相似性较高,与杂交品种和南美品种遗传差异较大。     

Age estimation of different tree species using a special kind of an electrically recording resistance drill

The determination of tree age is an important issue for urban green planning, forestry and dendrology; finding non-destructive and quasi-non-destructive methods for this purpose is of great theoretical and practical importance. The resistance drilling method is quasi-non-destructive because the average diameter of an opening that remains after drilling does not exceed 3 mm. Do electrically recording resistance drills allow precise assessment of tree age? The aim of this study is to assess the accuracy of determining the number of tree rings based on an examination of this special kind of drilling resistance profiles for three tree species, the pine Pinus sylvestris L., the oak Quercus robur L., and the birch Betula pendula ROTH. In 2015 and 2016, 15 pine trees, 15 oak trees, and 15 birch trees were randomly selected. For each studied tree, a measurement was conducted using the electrically recording resistance drill IML-Resi E400 with a flat-tipped 1.5/3 mm steel needle (research sample), and an increment core was taken (reference sample). The drill used was not a real Resistograph^®. The analysis of the E400-profiles underestimated the number of tree rings; the mean bias error (MBE) values were –6.5, –2.5, and –6.0 years for pine, oak, and birch, respectively. The proportion of investigated trees with less than five years difference between the research and reference samples varied from 38.4 (birch) to 66.7 (oak) percent. The accuracy of tree age determination was lowest for birch and highest for oak. The binomial generalised linear model (GLM) revealed that the most accurate tree age assessments were obtained from tree rings wider than 2 mm. The measurements clearly showed that the electrically recording resistance drill IML-Resi E400 enables a quick, although approximate, tree age assessment. Future research should concentrate on electronically regulating and recording drills, providing a higher spatial and signal resolution, and a stronger correlation to wood density.     

UCP1基因变异与绵羊生长及胴体性状的关联分析

试验旨在探讨解耦联蛋白1（UCP1）基因核苷酸变异对绵羊生长性状的性别差异和胴体性状的影响，以期能够筛选出可以提升绵羊生长及胴体性状的核苷酸变异，为提高绵羊相关重要经济性状的分子遗传标记提供材料。以9个绵羊品种为研究对象，用PCR-SSCP方法检测不同性别绵羊中UCP1基因内含子5区和外显子6区变异。利用Minitab 16.0软件中一般线性模型分析内含子5区等位基因与不同性别绵羊生长性状、公羔胴体性状的关联性。结果显示，绵羊UCP1基因内含子5区和外显子6区共检测到8个核苷酸变异，其中位点c.910 G/A突变导致p.Ala304Thr氨基酸变异。生长性状关联分析结果表明，内含子5区等位基因对绵羊生长性状的影响存在性别特异性，母羔中携带等位基因A₁的群体较缺失群体具有较低的初生重（P<0.05），公羔中携带等位基因C₁的群体较缺失群体具有较高的断尾重（P<0.05），未发现其他等位基因与羔羊的生长性状存在性别特异性。胴体性状关联分析结果表明，携带等位基因A₁的群体具有较低后腿瘦肉量、腰部瘦肉量和较高的肩部瘦肉比例（P<0.05），携带等位基因C₁的群体具有较低的后腿瘦肉比例（P<0.05），其他胴体性状均没有发现与等位基因存在显著相关，基因型分析结果与等位基因分析结果一致。结果提示，UCP1基因对绵羊的生长性状影响具有性别特异性，且携带等位基因A₁的公羔群体具有较低的胴体生产性状，为提高公羔胴体生产性能提供了理论依据。     

厚壳贻贝5-羟色胺2A受体(5-HT2AR)基因克隆和时空表达

为探究5-羟色胺2A受体（5-HT 2A receptor， 5-HT2AR）基因在海水贝类生长发育中的作用，本研究通过RACE技术和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）克隆了厚壳贻贝5-HT2AR 基因的cDNA全长，并分析该基因的时空表达。结果显示，5-HT2AR基因全长2 636 bp，开放阅读框（ORF）2 124 bp，共编码707个氨基酸。序列分析结果显示该序列与人、小鼠、斑马鱼、长牡蛎和虾夷扇贝等物种分别具有45%、45%、48%、49%和67%的同源性。厚壳贻贝雌雄成体各组织和器官中均有5-HT2AR基因表达，雄性中的鳃表达量最高，而在雌性鳃、外套膜和性腺中的表达稍高于其他组织和器官；推测该基因可能与厚壳贻贝的摄食、对外界环境的感知及促进卵母细胞成熟有关。5-HT2AR基因在厚壳贻贝各发育阶段均有表达，且稚贝的表达量为眼点幼虫的1.4倍，推测5-HT2AR基因可能参与了调控厚壳贻贝幼虫的生长发育过程。本研究为进一步了解5-HT基因家族在双壳贝类中的功能奠定了基础。     

Structure and expression analysis of the sucrose synthase gene family in apple

Sucrose synthases (SUS) are a family of enzymes that play pivotal roles in carbon partitioning, sink strength and plant development. A total of 11 SUS genes have been identified in the genome of Malus domestica (MdSUSs), and phylogenetic analysis revealed that the MdSUS genes were divided into three groups, named as SUS I, SUS II and SUS III, respectively. The SUS I and SUS III groups included four homologs each, whereas the SUS II group contained three homologs. SUS genes in the same group showed similar structural characteristics, such as exon number, size and length distribution. After assessing four different tissues, MdSUS1s and MdSUS2.1 showed the highest expression in fruit, whereas MdSUS2.2/2.3 and MdSUS3s exhibit the highest expression in shoot tips. Most MdSUSs showed decreased expression during fruit development, similar to SUS enzyme activity, but both MdSUS2.1 and MdSUS1.4 displayed opposite expression profiles. These results suggest that different MdSUS genes might play distinct roles in the sink-source sugar cycle and sugar utilization in apple sink tissues.     

牛支原体新疆分离株P48基因的克隆、原核表达及重组蛋白免疫原性研究

试验旨在确定牛支原体P48基因的免疫原性，为进一步筛选牛支原体免疫保护性基因奠定基础。本研究以牛支原体新疆分离株为研究对象，运用Overlap PCR方法扩增得到点突变后的牛支原体新疆分离株P48基因，构建原核表达载体pET-32a （+）-P48，转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞，在诱导剂ITPG的诱导下获得重组蛋白P48，纯化后的重组P48蛋白免疫BALB/c小鼠制备多克隆抗体，运用Western blotting和ELISA方法验证其反应原性和免疫原性。结果表明，试验成功构建原核表达载体pET-32a （+）-P48，重组蛋白P48大小约为66 ku，纯化后的牛支原体P48重组蛋白免疫小鼠后可产生良好的免疫反应，血清抗体滴度达到较高水平（D_{450 nm}值为1.126）。Western blotting结果显示，抗牛支原体P48重组蛋白的鼠血清与牛支原体P48重组蛋白及牛支原体全菌蛋白抗原均能产生明显的抗原抗体反应，表明P48重组蛋白具有良好的免疫原性与反应原性，可作为牛支原体新型疫苗的候选基因，且牛支原体新疆分离株P48基因与国内外5株牛支原体P48基因的同源性很高，亲缘关系较近。     

猪GRP78基因克隆、生物信息学分析及组织表达谱研究

本研究旨在克隆猪葡萄糖调节蛋白78（glucose-regulated protein 78，GRP78）基因，并进行生物信息学分析，探讨其在猪不同组织中的表达情况。根据GenBank上公布的猪GRP78基因序列（登录号：XM_001927795.6）设计引物，PCR扩增及测序获得猪GRP78基因CDS序列，使用在线软件分析GRP78的理化性质、跨膜结构、信号肽、疏水性、保守结构域、二级结构和三级结构，并进行同源性比对及系统进化树构建，利用实时荧光定量PCR方法检测猪GRP78基因在各组织中的表达情况。结果显示，猪GRP78基因CDS区长1 965 bp，可编码654个氨基酸。生物信息学分析表明，GRP78理论分子质量为72.3 ku，等电点（pI）为5.06，半衰期为30 h，其水溶液在280 nm处的消光系数为30 495，肽链N端为蛋氨酸（Met），不稳定系数为32.39，属于稳定蛋白。脂肪系数为85.40，总平均疏水指数为-0.496，无跨膜结构，存在信号肽序列，说明该蛋白属于分泌型蛋白；GRP78蛋白只包含1个超家族保守结构域：HSP70结构域。蛋白二级结构分析显示，GRP78蛋白中α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲分别为40.06%、20.49%、8.10%和31.35%。同源性比对结果显示，猪GRP78基因与人（登录号：NM_005347.4）、小鼠（登录号：NM_001163434.1）、大鼠（登录号：NM_013083.2）、山羊（登录号：XM_005687138.3）、牛（登录号：NM_001075148.1）核苷酸序列的同源性分别为93%、91%、90%、95%、95%，氨基酸序列的同源性分别为99%、98%、98%、99%、99%，各个物种之间GRP78基因保守性较高。实时荧光定量PCR结果显示，GRP78基因在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、小肠、胃、卵巢、输卵管、乳腺、小脑、大脑、垂体等组织中均有表达，在心脏、脾脏、肺脏中相对高表达。本研究结果为今后深入研究GRP78基因的生物学功能提供了基础材料。     

绵羊心脏脂肪酸结合蛋白基因单核苷酸多态性分析

试验旨在探讨心脏脂肪酸结合蛋白（heart fatty acid-binding protein，H-FABP）基因在绵羊中的遗传多态性，并寻找可用于辅助选择的分子标记。本研究以滩羊（250只）及滩羊×湖羊杂交F1代（174只）为试验动物，利用SNaPshot分型技术对H-FABP基因（GenBank登录号：AY157617）的多态位点进行单核苷酸多态性（SNP）分析，统计基因频率和基因型频率，进行Hardy-Weinberg平衡性检测，计算期望杂合度（He）、多态信息含量（PIC）和有效等位基因数（Ne）等遗传多态指标，分析候选基因不同基因型与体重、体长、体高、胸围、胸深、胸宽和管围等生长性状的关联性。结果显示：①检测到9个多态位点：939[A/G]、980[G/A]、1018[T/C]、2878[C/T]、2956[C/T]、3017[G/A]、3341[G/C]、3394[T/A]、1056[-/G]，其中有6处转换、2处颠换、1处单碱基插入。②939[A/G]、980[G/A]、2956[C/T]、3341[G/C]、3394[T/A]和1018[T/C]的He为0.3200~0.4666，PIC为0.2688~0.3577；2878[C/T]、3017[G/A]位点的He为0.0283~0.1272，PIC为0.0279~0.1191，为低度多态；1056[-/G]位点的He在滩羊、滩羊×湖羊杂交F1代群体中分别为0.0120和0，PIC在滩羊、滩羊×湖羊杂交F1代群体中分别为0.0119和0；9个多态位点在滩羊、滩羊×湖羊杂交F1代群体中均符合Hardy-Weinberg平衡定律。③5个多态位点：939[A/G]、980[G/A]、2956[C/T]、3341[G/C]、3394[T/A]处于紧密连锁（D'>0.99），将H-FABP基因分为3个单倍型：AA、AB和BB。④在41只滩羊×湖羊杂交F1代羊中，BB单倍型在各生产性状上具有最大值，但各单倍型间差异不显著（P>0.05）。结果表明，绵羊H-FABP基因具有丰富的遗传多态性，939[A/G]、980[G/A]、2956[C/T]、3341[G/C]、3394[T/A]5个位点紧密连锁，BB单倍型可能是与绵羊生产性状相关的优势单倍型。     

水牛SND1基因克隆及生物信息学分析

试验旨在利用电子克隆法对水牛SND1（staphylococcal nuclease and tudor domain containing 1）基因进行克隆和序列分析，为探究该基因对水牛泌乳性能的作用机制奠定基础。以奶牛SND1基因（GenBank登录号：NM_205784.1）作为种子序列，利用Primer Premier 5.0设计3对引物，以水牛基因组DNA为模板，PCR扩增水牛SND1基因mRNA序列，扩增获得序列连接pMD18-T载体，通过测序拼接获得水牛SND1基因mRNA全序列，并对其进行生物信息学分析。结果显示，水牛SND1基因完整编码序列长为3 503 bp，包含长为2 733 bp CDS序列，编码910个氨基酸，蛋白分子式为C₄₅₂₃H₇₁₈₃N₁₂₈₁O₁₃₅₄S₂₆，分子质量为102.01 ku，理论等电点（pI）为6.74，不稳定系数为42.07，平均亲水性为-0.419，属可溶酸性蛋白。二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主，其中α-螺旋占37.80%，无规则卷曲占34.18%。结合Protfun 2.2在线软件对SND1的功能进行预测分析表明，该蛋白在嘌呤和嘧啶、中央中间代谢、能量代谢、氨基酸生物合成发挥功能的可能性分别为0.449、0.401、0.303和0.262。SND1基因编码区序列与黄牛、绵羊、山羊、猪、马、人的同源性分别为98.7%、97.8%、97.8%、93.8%、93.1%和91.7%，物种之间同源性较高，系统进化情况与其亲缘关系远近一致。利用SMART在线软件预测蛋白结构域，结果显示，水牛SND1蛋白包含有4个SN区域，说明SND1基因编码区在进化过程中较为保守。     

中国地方绵羊群体TYRP1基因遗传变异研究

本研究旨在了解酪氨酸酶相关蛋白1（tyrosinase related protein 1，TYRP1）基因在中国地方绵羊群体内的遗传变异，以及TYRP1基因突变与不同毛色表型绵羊群体的相关性。通过直接测序法和PCR-RFLP技术对10个中国地方绵羊群体进行单核苷酸多态性（SNP）检测，利用Beagle、PLINK和POPGENE等软件对突变位点数据进行单倍型构建、连锁不平衡分析和遗传变异研究。突变位点检测结果表明，在绵羊TYRP1基因内识别了13个SNPs，其中位于TYRP1基因外显子上的10个SNPs位点，除个别位点在大尾寒羊、中国美利奴羊和岷县黑裘皮羊中没有发生突变外，其他突变位点在所有绵羊品种中均出现不同程度变异，说明中国地方绵羊群体具有较高的遗传多样性。单倍型分析结果表明，所有样本中共有42个单倍型，优势单倍型0000000000（245/918）、0100000001（91/918）在所有绵羊群体中均存在，除单倍型0101100000（93/918）在中国美利奴羊中没有出现，单倍型0001000001（69/918）在岷县黑裘皮羊、哈萨克羊群体中没有出现外，在其他群体中均存在。连锁分析结果表明，10个SNPs在所有样本中均存在2个连锁模块。群体遗传变异分析表明，中国地方绵羊群体具有较高水平的群体内遗传变异，各绵羊品种间存在明显的遗传分化模式，且各品种遗传关系与其品种传统分类结果基本一致。本研究为进一步研究TYRP1基因对绵羊毛色遗传性状的影响提供了参考依据。