微生物基因组在生物质能源中的应用

生物质能源是一种可再生的绿色能源,介绍了生物质能源利用的现状及在生物质能源中微生物所起的作用,并指出微生物基因组及其相关技术在生物质能源发展中发挥的重要作用.     

一株猪高致病性蓝耳病病毒的分离鉴定与遗传变异分析

为研究猪蓝耳病病毒(PRRSV)的遗传进化规律,于2018年从新疆某猪场采集的病猪血液中分离了一株PRRSV,命名为XJ-b。对临床样品采用RT-PCR扩增鉴定,将阳性样品过滤处理之后接种在Marc-145细胞系进行培养,将盲传3代之后出现病变(CPE)的Marc-145样品进行间接免疫荧光鉴定。通过噬斑纯化后,利用RT-PCR对分离株的全基因组进行扩增,使用SeqMan软件对测序结果进行拼接,并根据NCBI上已公布的PRRSV全基因组及Nsp2基因核苷酸序列进行遗传进化与同源性比对分析。结果表明,临床病料RT-PCR检测呈PRRSV核酸阳性,处理后的病料接种至Marc-145细胞72 h之后产生CPE,间接免疫荧光鉴定为PRRSV抗原阳性;序列拼接显示分离株全基因组开放阅读框大小为15119 bp;全基因组和Nsp2基因核苷酸序列分析和同源性比对显示该分离毒株属于中国的高致病性PRRSV亚群。研究结果可为近年来新疆地区PRRSV的毒株差异分析提供参考。     

兰州百合同源四倍体诱导及其基因组大小估算

兰州百合(2n=2x=24)是重要的“药食同源”植物,进行其种质创新和基因组大小分析对于丰富其种质资源和生物学信息具有重要意义。以兰州百合的种子和试管小鳞茎为试验材料,通过秋水仙素浸泡诱导染色体加倍,经流式细胞仪倍性检测获得的同源四倍体植株分别有10和4株,四倍体诱导率分别为21.11%和33.27%。为了估算兰州百合基因组大小,以小麦品种“中国春”为内标,通过流式细胞仪测算兰州百合二倍体和四倍体植株中的DNA含量,得出兰州百合基因组为64.9 Gbp,是“中国春”核基因组的4倍。     

广东地方品种鸡J亚群禽白血病病毒分离鉴定及遗传进化研究

为了解广东地方品种鸡J亚群禽白血病病毒(ALV-J)净化情况,利用ALV-p27特异性抗原检测、病毒分离、PCR扩增和全基因组测序分析等方法,从广东某地方品种鸡群中分离鉴定出1株ALV-J,命名为GDYH-Y1。全基因组序列分析表明,GDYH-Y1分离株的LTR、gag和pol基因相对保守,而3′UTR和gp85基因变异较大,其中gp85基因与ALV-J参考毒株序列同源性仅为87.5%~92.8%,3′UTR区的rTM出现大量碱基缺失,遗传进化分析表明GDYH-Y1分离株与美国白羽肉鸡源分离株ADOL-7501亲缘关系最近。研究为广东地方品种鸡ALV-J净化效果提供数据参考,为分析广东地方品种鸡ALV-J毒株的分子特征和变异趋势提供了重要的数据资料。     

动物染色质三维基因组及转录调控研究进展

真核生物细胞核内基因组染色质并不是以线性分子的形式无序存在,而是以不同层次的三维结构有序地压缩在细胞核内,这种复杂的三位基因组结构在基因转录、DNA复制、细胞分裂和减数分裂等过程中具有重要作用。染色质构象捕获技术(chromosome conformation capture,3C)及其衍生技术是目前鉴定基因组染色质三维结构的主要手段。本文将从基因组染色质三维结构层次、研究技术、表达调控机制、在动物育种中的应用及展望等方面概述三维基因组学的研究进展。     

水稻条纹病毒的分子生物学

综述了近年来国内外有关水稻条纹病毒在基因组结构。功能、复制、转录、表达策略及其分类地位，病毒分子变异和病害控制策略以及进化上的亲缘关系等方面的最新研究进展，并就如何进一步开展深入研究进行了讨论。     

植物的微卫星标记及其应用

微卫星标记是继RFLP、RAPD等分子标记之后出现的一种新型分子标记技术，近年来在植物的基因组研究中应用越来越多，本文综述微卫星标记的产生、类型及应用。     

8株分离自四川、贵州地区猪繁殖与呼吸综合征病毒毒株的全基因组特征分析

本研究旨在了解近年来我国四川、贵州地区猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）的分子流行病学及遗传变异情况,对该地区2016—2018年间采集的8份PRRSV阳性样品进行病毒分离鉴定和全基因组测序,进一步使用RDP4和Simplot生物软件对全基因序列进行重组分析。结果显示,8个PRRSV毒株全基组全长为15 010~15 321 nt,毒株间相似性为80.9%~91.7%。NSP2氨基酸分析结果显示,4个毒株表现出与HP-PRRSV毒株一致的30 aa缺失,另外4株表现出与NADC30毒株一致的131 aa缺失。其中,GZgy17表现为“1+19+29 aa”新型缺失模式。ORF5氨基酸分析显示,3个毒株在33位点出现新型的1 aa缺失。遗传重组分析显示,8个毒株表现出PRRSV-2毒株6种不同谱系（Lineage）间的重组方式,分别如下：1） SCnj16：L8+L1;2） SCxyz17：L1+L5;3） SCya18：L1+L3;4） GZgy17：L8+L3;5） SCcd17和SCN17：L1+L8+L5;6） SCcd16和SCya17：L1+L8+L3。本研究结果表明,我国四川、贵州地区不仅有多种谱系PRRSV毒株并存,其基因组还出现了复杂的遗传重组现象,具有上述复杂基因组的PRRSV毒株在我国的流行状况值得高度关注。     

利用后裔测定验证大白猪基因组选择实施效果研究

旨在通过测定基因组选择选留的大白公猪的后裔生产性能,探究基因组选择实际育种效果。本研究选用913头大白猪构建参考群体,利用ssGBLUP对新出生的823头大白公猪在去势前进行第一次基因组评估,待生产性能测定后进行第二次基因组评估,最终选留10头性能差异显著的公猪留种,比较其后代生长性状表型和育种值及综合选择指数差异。结果表明,两次基因组遗传评估,达100 kg体重日龄、100 kg活体背膘厚和总产仔数3个性状基因组育种值（GEBV）估计准确性分别由0.56、0.67和0.64提高至0.73、0.73和0.67,两次基因组选择基因组母系指数相关系数为0.82,表明在去势前进行公猪基因组选择具有较高的准确性,可实现种猪早期选择。根据各性状GEBV和基因组母系指数,10头公猪被划分为高、低生产性能组,后裔测定成绩表明,两组公猪后代100 kg体重日龄表型均值之差为2.58 d,育种值之差为3.08 d,100 kg活体背膘厚表型均值之差为1.15 mm,育种值之差为1.03 mm,综合母系指数均值之差为9.3,除后代100 kg体重日龄表型均值之差外,其他差异均达到极显著水平。本研究证明,在基因组评估中具有显著差异的公猪其后代在表型值和育种值等方面均存在显著差异,通过基因组选择能够挑选出优秀种公猪,可将其遗传优势传递给后代。     

近交陆川猪的遗传稳定性研究

旨在探讨高度近交陆川猪的遗传稳定性。本试验采集20头近交和6头非近交陆川猪的耳组织样品进行个体基因组重测序,通过扫描全基因组SNPs分析近交陆川猪群体的遗传多样性,并基于基因组纯合度挖掘近交陆川猪群体中特异的纯合区域（region of homozygosity,ROHs）及相关基因。结果表明,近交陆川猪群体的观察杂合度（0.373）小于期望杂合度（0.491）,推测其发生了选择或者近交;系统进化树和群体遗传结构分析发现,近交陆川猪群体在近交过程中分化成为两个近交家系,且230、236、239、132、130及126号个体亲缘关系最近;在近交群体中,基因组纯合度和基因组长纯合片段比例的均值分别为59.64%和0.12,都极显著高于非近交群体53.18%和0.05（P<0.01）,说明该近交陆川猪群体已达到高度近交;近交群体和非近交群体中分别有1 250和633个ROHs,重叠分析结果显示,特异存在于近交群体中的阳性纯合区域（positive region of homozygosity,pROHs）有224个,其中由于近交产生的纯合突变可能影响参与激素合成过程、胰液分泌、膜脂代谢过程、IgA产生的肠道免疫网络及纹肌细胞分化等相关的1 322个基因。结果提示,近交陆川猪群体的遗传多样性低、基因组纯合度高且已达到高度近交,说明该群体的遗传稳定性高。此外,近交陆川猪群体在近交过程中产生的纯合突变可能与机体的免疫、生长等生产性状相关。