北沙柳株型候选基因表达量与株型相关性的验证

[目的]构建北沙柳株型MAS体系实现高效定向育种。[方法]以不同株型北沙柳作为研究材料,构建预测群体、训练群体及验证群体。采用RNA-seq与RT-qPCR分析相结合的方法,以测序结果中FPKM值与北沙柳冠高比的相关系数作为预测值,并在大群体和不同时间采样群体中进行验证,最后通过基因组合法筛选与株型相关的最佳基因组合,探讨了北沙柳株型候选基因挖掘技术。[结果]冠高比是体现株型性状较理想的特征值。RNA-seq结果中不同基因的预测值不同,预测值的变化范围是0.0～0.9。目标基因（选择已验证与分枝有关SpsLAZY1b、SpsTAC2基因,与调控株型有关的差异基因ZFP4、TB1、SPA2、ABF2、PYL1以及预测值较大的ATX1、FHY1、RFK1基因作为目标基因）表达量与冠高比的相关性在预测群体、训练群体以及验证群体中具有相同的变化趋势,且ATX1、FHY1、RFK1在训练群体和验证群体中相关系数较高。按照“基因个数最少,相关系数最高”的原则,选择（ATX1+FHY1）为鉴别北沙柳株型的最佳基因组合。[结论]可利用RNA-seq结果筛选北沙柳株型候选基因,基因表达量与目标性状相关系...     

沙柳SpsLAS2和SpsLAS3基因克隆与生物信息学及组织特异性表达分析

为促进沙柳(Salix psammophila)的分子定向育种,研究其分枝调控遗传机制,以沙柳为试验材料,采用同源克隆技术克隆获得沙柳SpsLAS2、SpsLAS3基因并做生物信息学及组织特异性表达分析。结果表明:SpsLAS2和SpsLAS3基因序列相似性达96.7%,氨基酸序列相似性达97.6%。SpsLAS2和SpsLAS3基因ORF长分别为1 248、1 254 bp,分别编码415 aa和417 aa。其氨基酸序列具有GRAS(Gibberellin-Insensitive,Repressor of ga1-3,Scarecrow)基因家族典型的5个结构域~([1]),属LS亚家族。qRT-PCR组织特异性分析发现2个基因均在叶腋处表达量最高,表明2个基因在叶腋中是特异表达的,可能调节叶腋分生组织的发育形成。SpsLAS2、SpsLAS3相似度较高,但也存在一定差异,推测2个基因可能是同一染色体的串联基因倍增关系。     

基于转录组测序与定量PCR技术挖掘北沙柳株型相关候选基因

为构建北沙柳株型分子辅助育种体系实现高效定向育种，采用水培群体转录组测序与野外训练群体定量PCR分析相结合的方法，以RNA-Seq分析中的基因表达量(FPKM值)与冠高比(株型特征值)的相关系数作为预测值，探讨北沙柳株型相关候选基因挖掘技术。结果表明，北沙柳冠高比与FPKM值间存在相关性，在水培预测群体和野外训练群体中保持基本一致的趋势。文献中已报道的株型(或者分枝)相关基因(TAC2、LAZY1b、ZFP4、TB1、SPA2、ABF2和PYL1)的预测值在0～0.6,ATX1、RFK1和FHY1基因(未报道与株型相关)的预测值较高(0.6～1.0),按照“基因个数最少，相关系数最高”的原则，选择双基因组合ATX1+FHY1作为鉴别北沙柳株形的基因。将形态学、转录组学作为一个整体来挖掘株型性状相关基因是本研究特色，研究结果也可为其他植物、其他性状的分子辅助育种提供理论基础。