基于高通量测序的藜麦连作根际土壤微生物多样性研究

为了揭示连作藜麦土壤细菌群落结构和多样性的变化,采用高通量测序技术(Illumina-MiSeq)对不同处理(种植1 a、种植2 a)的连作藜麦根际土壤细菌进行16S rRNA基因V4区测序。结果表明,种植1 a较种植2 a的藜麦根际土壤细菌群落丰度和多样性指数都要高,其中,种植1 a较种植2 a的藜麦Chao1指数平均值增加16.4%,ACE指数平均值增加22.9%,Shannon指数平均值增加2.3%;菌群的分类学组成分析结果表明,重茬种植后,伦茨氏菌属、溶杆菌属、中慢生根瘤菌属、丛毛单菌属多样性增多;分枝杆菌属、藤黄单胞菌属、芽单胞菌属、浮霉状菌属等细菌多样性减少。功能预测分析表明,重茬种植后,编码细胞膜转运的功能基因、编码翻译、复制和修复的功能基因、编码外源性物质降解和代谢、多糖生物合成和代谢的功能基因大量减少,编码核苷酸代谢、萜类化合物的代谢、辅因子和维生素的代谢等功能基因少量减少;而编码信号转导和脂类代谢的功能基因有少量增加。     

基于基因分型技术的燕麦SNP标记研究

为加快燕麦分子辅助育种进程,以1981-1983年进行抗旱性鉴定的42份燕麦种质(18份低抗、13份中抗、11份高抗)和12个未鉴定的燕麦育成品种为试验材料,采用PstⅠ/MspⅠ双酶切的dd-GBS基因分型技术构建燕麦简化基因组参考序列,通过Stacks、主成分分析、Fisher Test和Blast分析研究燕麦SNP分子标记。测序结果表明,燕麦个体的高质量reads数在4 111 218～19 019 296,利用Stacks软件成功组装753 325条燕麦简化基因组参考序列,共注释74 657个群体SNP位点。主成分分析表明,燕麦SNP基因型大致聚为2簇,其中一簇主要由14份低抗种质组成,另一簇则包含全部11份高抗种质。进一步的Fisher Test差异显著性统计分析表明,相对于燕麦低抗种质材料,共有2 937个SNP标记在燕麦高抗种质材料中差异显著((错误发现率False Discovery Rate,FDR)0. 05),其中,55个SNP标记差异极显著(FDR 0. 001)。将上述55个SNP标记所在源序列与小麦基因组序列在Phytozome数据库中进行比对(Blast)发现,14个SNP位点可能参与燕麦抗旱生物学信号通路基因的表达,其中包括参与植物激素信号转导来调控燕麦的抗逆性。通过GBS技术成功组装的燕麦简化基因组参考序列,丰富了当前燕麦的基因组数据库。通过统计学分析得到的55个SNP标记与小麦基因组数据库进行比对,结果发现,14个SNP标记将对燕麦分子辅助育种和加速育种进程具有重要的指导意义,更可为今后的燕麦种质资源大规模快速筛选奠定技术基础。     

小麦单倍体诱导技术及其应用

小麦单倍体能够在很大程度上缩短育种进程,其在基因组测序、基因功能的鉴定和构建分子遗传图谱等领域的作用越来越突出。综述了小麦获得单倍体的相关途径及其在基础研究和育种方面的重要应用,并着重论述了小麦单倍体诱导技术存在的问题、育种应用中的瓶颈以及潜在的应用价值,旨在为小麦育种者提供参考,促进小麦单倍体育种技术的进一步发展和完善。