华山松SSR-PCR反应体系优化

[目的]建立华山松SSR-PCR最佳反应体系,为华山松种质资源的分子标记辅助育种、遗传多样性分析及遗传图谱构建研究提供理论参考.[方法]以华山松幼嫩针叶为材料,分别采用试剂盒法、SDS法和改良CTAB法提取华山松基因组DNA,确定华山松DNA最佳的提取方法.通过L16(44)正交试验设计对华山松SSR-PCR反应体系中引物用量(A)、dNTP用量(B)、Taq DNA聚合酶用量(C)和DNA模板用量(D)进行优化,获得华山松SSR-PCR最佳反应体系.[结果]改良CTAB法提取的基因组DNA浓度为92.1~1786.3 ng/μL,OD260/OD280为1.80~2.07,OD260/OD230比值约2.0,条带明亮且清晰,无弥散现象,表明该方法提取效果最佳.正交试验极差分析结果显示,4个因素影响华山松SSR-PCR反应体系扩增效果的主次顺序为A>D>B>C,最优水平组合为A4B2C2D2.正交试验方差分析结果显示,4个因素影响华山松SSR-PCR反应体系扩增效果的主次顺序为A>D>C>B,最优水平组合为A4D2C2B2.结合正交试验16个组合的评分结果,最终确定华山松SSR-PCR最佳反应体系(20.00μL):10μmol/L引物0.35μL,50 ng/μL DNA模板1.00μL,10 mmol/L dNTP 2.00μL,5 U/μL Taq DNA聚合酶1.20μL,10×PCR Buffer(含Mg2+15 mmol/L)2.00μL,用ddH2O补足至20.00μL.[结论]优化获得的华山松SSR-PCR最佳反应体系可应用于华山松种质资源评价及分子标记辅助育种等研究.     

香花枇杷质体基因组序列密码子偏性分析

选取香花枇杷质体基因组进行密码子使用偏好性的生物信息学分析,用于理解其密码子使用偏性的主要原因,为今后该属植物基因的进化、起源以及转化体系中载体构建等方面研究提供借鉴。利用Codon W 1.4.2、SPSS statistics 17.0、Excel 2016和cusp等软件对筛选出的37条基因编码序列密码子进行最优密码子分析、中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot绘图分析。结果表明,ENC平均值为47.02;GC₃与GC₁、GC₂的相关性均不显著;GC_all为39.08%,GC₁（48.79%）>GC₂（40.18 %）>GC₃（28.44%）;RSCU>1的29个密码子中有28个以A或U结尾;PR2-plot绘图分析显示多数位点偏离中心,落于左下方位置;确定了UUU、UUG、CUU等15个最优密码子。香花枇杷叶绿体基因组中,同义密码子的使用偏性较弱（47.02）;密码子的第1、 2位碱基组成比较相似,但均不同于第3位;整体A、U含量大于C、G,末位碱基以A、U为主,且嘧啶的使用频率高于嘌呤;香花枇杷叶绿体基因组密码子的使用模式主要受到选择、突变的和其他因素的综合作用影响。     

朱蕉叶绿体基因组特征与系统发育分析

朱蕉(Cordyline fruticosa)是一种常见的园艺植物,广泛分布于亚洲、大洋洲、南美洲等热带地区.为了明确朱蕉叶绿体基因组特征,了解其系统发育地位,利用Illumina测序技术对其叶绿体基因组测序后,进行中线性绘图、ENC-plot、PR2-plot和SSR位点等相关数据的挖掘和分析.结果表明:朱蕉叶绿体基...     

云南火焰兰转录组SSR分布及其序列特征分析

[目的]分析云南火焰兰转录组中SSR分布及其序列分布特征,为大量开发EST-SSR引物及开展火焰兰属乃至兰科植物的SSR遗传多样性分析、种质资源评价、遗传图谱构建及遗传育种提供理论依据.[方法]以云南火焰兰无菌苗幼嫩叶片为材料,利用高通量测序技术进行转录组测序,使用Trinity对测序结果进行de novo组装,并以MISA对获得的Unigene进行SSR位点搜索,然后利用Excel 2010对云南火焰兰转录组中SSR出现频率、平均分布距离、基元类型及其重复类型组成等进行统计分析.[结果]从77888条去冗余的Unigenes序列中搜索到5051个SSR位点,其中有414个属于复合型SSR位点,实际以4637个SSR位点进行分析,SSR出现频率为5.95%,平均分布距离13.53 kb.SSR位点中,二核苷酸为主要重复基元类型,数量最多,占SSR总数的52.21%,其次是三核苷酸重复基元,占39.42%,四核苷酸重复基元~六核苷酸重复基元数量较少.其中,二核苷酸重复基元中的主要重复类型为CT/GA,占SSR总数的20.64%,三核苷酸重复基元的主要重复类型为CTT/GAA,占SSR总数的4.70%.SSR基元各重复类型的重复次数以5~8次居多,占SSR总数的73.35%,其中,占比最多的是6次重复,占SSR总数的26.98%,其次是5次和7次,分别占SSR总数的23.08%和14.02%,且SSR数量随各基元重复次数的增加而降低.云南火焰兰转录组中SSR基序的平均长度是18.28 bp,其中大小为12~20 bp的SSR基序占SSR总数的77.49%,21~30 bp基序占SSR总数的17.88%,大于30 bp的基序占SSR总数的4.63%,且SSR分布频率随基序长度的增加而下降.[结论]云南火焰兰转录组SSR中低级基元类型较丰富,开发出多态性高的SSR引物潜力较高,可用于云南火焰兰乃至火焰兰属植物的遗传多样性及种质资源评价、遗传图谱构建及遗传育种等研究.     

无刺龙舌兰叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

【目的】分析无刺龙舌兰叶绿体基因组特征及密码子偏好性,为无刺龙舌兰叶绿体相关基因的表达、修饰和物种进化研究提供参考。【方法】对无刺龙舌兰的叶绿体基因组进行测序、组装和注释,分析密码子偏好性及其影响因素,并通过建立高、低基因表达库,筛选出最优密码子。基于20个已发表的龙舌兰科植物叶绿体基因组数据构建系统发育进化树。【结果】无刺龙舌兰叶绿体基因组总长157579 bp,大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和2个反向重复区(IRa和IRb)的长度分别为85940、18279和26680 bp,GC含量为37.8%,包括135个基因(85个蛋白编码基因、38个tRNA基因、8个rRNA基因及4个未知功能的基因),从中筛选出51个长度大于300 bp的基因编码区(CDS)序列,其有效密码子数(ENC)均大于41.0。GC1、GC2、GC3和GC3s含量分别为46.75%、39.61%、29.19%和26.06%,说明密码子第3位多以A/T结尾。GCall与GC1、GC2和GC3均呈极显著相关(P<0.01,下同),但GC3与GC1和GC2均无显著相关性(P>0.05,下同),表明密码子第1、2位的碱基组成相似,但与第3位的相似度不高。选择和突变是导致叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素。筛选出14个多以A/U结尾的最优密码子。无刺龙舌兰与克雷塔罗丝兰和西地格丝兰为姊妹关系,自荐值为100%。【结论】无刺龙舌兰叶绿体基因组为保守的四分体结构,叶绿体基因组密码子偏好性较弱,主要受选择和突变等多因素影响。基于植物叶绿体基因组构建系统发育进化树在物种的分类鉴定及确定各物种间系统发育关系的研究中是一种准确、可靠的方法。     

‘开远’滇杨的多倍体诱导及鉴定

在组织培养条件下,以‘开远’滇杨幼嫩茎段为实验材料,用秋水仙素作为诱导剂,对‘开远’滇杨进行多倍体诱导,比较不同预培养时间、不同处理浓度以及不同处理时间下秋水仙素的诱导效果。结果表明:‘开远’滇杨幼嫩茎段在分化培养基上预培养3d后,再在添加有40mg/L秋水仙素的分化培养基中处理3d,其诱导效果最佳,变异率可达50.79%。‘开远’滇杨多倍性材料"同质化"处理的最佳次数为6次;对所得的多倍体材料进行流式细胞术检测,其倍性为四倍。     

扁核木属植物叶绿体基因组特征分析

扁核木属（Prinsepia）植物在中国分布有4个种,均具有极高的食用和药用价值。为解析扁核木属植物的叶绿体基因组特征,基于现已发表的扁核木属植物叶绿体基因组,利用相关生物信息学手段进行其叶绿体基因结构、SSR、密码子偏好性和序列变异情况分析,并构建系统发育树。结果表明,2种扁核木属植物叶绿体基因组大小介于159 179~ 168 206 bp之间,平均GC含量为37.3%,从编码基因数目来看,仅相差2个tRNA,而蛋白编码基因和rRNA数目均一致,种间具有较高的保守性;在扁核木和蕤核叶绿体全基因组序列中各检测出分散重复49个,其中以正向重复和回文重复为主,占比达73%~82%,而串联重复数目分别为49个和58个,经简单重复序列SSR分析,分别在2种植物叶绿体基因组序列中分别筛选出100个和84个SSR位点,且多是以A/T碱基为主的单核苷酸重复类型;扁核木属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析发现GC3的碱基含量显著低于GC1和GC2,说明密码子偏好以A、U结尾,ENC取值均大于48%,表明其密码子偏性较弱,中性绘图和PR2-plot分析发现自然选择是影响扁核木属植物密码子使用偏好性的主要原因,通过建立高、低基因表达库,以RSCU值为参考,确定了6个扁核木属最优密码子。经叶绿体基因组序列变异分析,根据核苷酸多态性指数Pi>0.015筛选出trnH-GUG-psbA,psbZ-trnG-UCC-trnfM-CAU-rps14和psaJ-rpl33-rps18等3个高变区,以蕤核叶绿体基因组为参考,在扁核木叶绿体基因组编码区发现存在大量的插入、缺失和SNP突变位点,并在蕤核叶绿体基因组中发现了多个该物种的特有基因。基于叶绿体基因组的trnS-trnG间隔区构建的系统发育树显示,4种扁核木属植物可分为南系（扁核木、台湾扁核木）和北系（蕤核、东北扁核木）两类。研究结果可为扁核木属植物的系统发育、分类鉴定及其资源的开发利用等相关研究提供理论基础。     

滇杨性别连锁的SSR标记

【目的】在滇杨幼苗时期和开花前利用形态差异对雌雄株进行性别鉴定极为困难，因此亟需探明对其性别进行快速鉴定的分子标记方法。【方法】以滇杨雌雄各30株为材料，利用简单重复序列（SSR）筛选与滇杨性别相关的分子标记，并利用所获得的SSR标记对未知性别滇杨幼苗进行鉴定，分析滇杨苗期的性别分化情况。【结果】从已报道的相关文献中选出15对与植物性别连锁的SSR引物，经试验筛选出1对（BPCA90）在琼脂糖凝胶检测中显现清晰条带且反应稳定的SSR引物，并将这对引物经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行复筛，经PCR扩增后在滇杨雄株中出现1条特异性条带，大小在680 bp左右。利用这对SSR引物对30株滇杨幼苗进行性别鉴定，结果表明雄株明显多于雌株，且比例为13∶2。【结论】试验筛选所得到的SSR引物可以用于滇杨早期进行性别鉴定。研究结果可作为滇杨早期性别鉴定的遗传标记，为今后滇杨在生产中的分性别利用提供技术支持。