毛竹小RNA高通量测序及病毒分析

以毛竹叶片为材料,采用小RNA高通量测序结合生物信息学对小RNA数据库进行组装,进一步分析了毛竹中存在的病毒和类病毒,并采用RT-PCR和RACE进行验证。结果表明:在竹子样品中存在水稻东格鲁病毒(RTBV),覆盖率达到91.0%。在毛竹样品中扩增得到1 992 bp RTBV病毒类似序列,占其基因组的24.9%。RTBV病毒在多个毛竹样品中存在且不存在多态性。RTBV病毒可能是一个古老的植物病毒,在进化过程中禾本科植物将其序列整合到基因组中来防御RTBV病毒的浸染。     

利用AFLP和SSR标记构建美洲黑杨×青杨遗传图谱

以美洲黑杨×青杨F2代为作图群体,利用AFLP和SSR标记技术构建分子连锁图谱。连锁图共有19个较大的连锁群,16个二联体(Doublets),7个三联体(Triplets)和5个较小的连锁群。19个较大的连锁群上包括356个AFLP标记和12个SSR标记,总图距为3382 4cM,标记间的平均间距为9 69cM。估计基因组长度为2607～3319cM,平均为3042cM,同时采用Lander和Bishop的方法计算期望基因组覆盖度,平均值分别为96 7%和98 4%。     

基于高通量测序的土壤微生物群落结构对土地利用方式的响应

为探究土地利用方式对土壤微生物群落的影响,对彭州市境内5种常见土地利用方式(城市绿地、农业用地、人工林地、滩涂地、撂荒地)下的土壤细菌和真菌进行了高通量测序.共检测到细菌37门106纲278目491科959属2137种,主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸...     

高通量测序分析镉污染土壤原位修复中细菌群落的研究

为了探究镉(Cd)污染土壤原位修复中细菌物种多样性及其群落结构特征,采用Illumina Miseq高通量测序技术对不同土壤修复剂处理后土壤的细菌群落进行了分析。结果表明：土壤修复剂的处理会影响土壤细菌群落的多样性及其组成。土壤中主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)(18.99%～35.79%)、放线菌门(Actinobacteriota)(13.29%～29.37%)和酸杆菌门(Acidobacteriota)(11.19%～21.69%)等,且不同处理之间在属水平组成差异明显。该结果有助于了解土壤中有效态镉与细菌群落的相关性,为后续寻找新的微生物修复方法提供理论参考。     

基于Illumina高通量测序的泡桐转录组研究

利用新一代高通量测序技术平台Illumina Solexa对泡桐进行转录组测序和数据de novo组装,并对得到的unigene进行功能注释、分类及代谢通路分析.结果表明,N50值为2 278 bp、平均长度为1 410 bp的泡桐unigene共有188 019条,将其与NCBI的Nr和Swiss-Prot数据库比对后发现,分别有120 808条和85 880条unigene与其他物种的基因具有同源性.利用COG数据库可将有关的41 914条泡桐unigene分成25类,KEGG数据库分析发现共有43 553个unigene参与215种代谢通路.找到与木质素合成相关的泡桐unigene.     

基于高通量测序技术的大连童牛岭风景区土壤真菌群落特征研究

为了解大连市童牛岭风景区土壤真菌多样性及其功能区的变化趋势,采用多点取样法,在景区几个代表性功能区收集土壤样品,利用高通量测序技术对土壤真菌进行检测。结果表明,此次分析土壤真菌包括9个门,33个纲,82个目,170个科,312个属,407个种。景区土壤真菌多样性在多种因素的综合影响下,不同功能区之间均表现出明显的差异,总的趋势是人流量较少区域最高,路旁草地次之。     

基于高通量测序的三种园林植物叶际真菌多样性及群落结构解析

植物叶际真菌与植物健康息息相关,其群落结构和多样性是植物、微生物与其他环境因子相互作用的结果。为了解同一生境下,不同植物叶际真菌群落和多样性差异,确定不同植物对叶际真菌组成的影响,采用高通量测序技术,调查大理大学古城校区校园内50m范围内的大青树（Ficus altissima）、广玉兰（Magnolia grandiflora）和枇杷树（Eriobotyra japonica）三种园林植物叶际真菌群落结构组成。叶际真菌群落Alpha多样性由高到低依次为广玉兰（M. grandiflora）、枇杷树（E. japonica）和大青树（F. altissima）。三种园林植物叶际真菌群落注释阶元中,Ascomycota门,Cladosporium属皆为三种植物叶际真菌群落的优势类群,其相对丰富度略有不同。此外,不同植物也有其特有物种,三种植物叶际真菌群落组成存在明显差异。植物种类决定叶际真菌群落组成及其多样性,不同植物自身的特性会塑造其独特的叶际真菌群落。     

欧洲榛微卫星对我国榛属种质资源的分析

利用多态性高、重复性好的11对欧洲榛微卫星引物对榛属6个近缘种的34个DNA样本进行扩增,共获得81个等位基因,每个座位的等位基因数在4～13之间,平均数目为7.36个,位点的多态信息含量(PIC)介于0.47～0.86,平均为0.73.PCR扩增产物的DNA测序证明欧洲榛SSR基因座位中微卫星序列在6个种内的保守性,而在CAC C28位点,一个被忽略的短三碱基重复序列也表现出长度多态性.另外,对于具有商业潜力的平榛、毛榛、川榛3个种的遗传多样性分析表明,平榛的遗传多样性最高,为0.59.研究结果表明欧洲榛微卫星是用于榛属资源保护、品种改良以及种问遗传图谱构建的有力工具.     

基于RAD高通量测序的贵州百里杜鹃保护区杜鹃花属分类

【目的】准确界定物种是野生植物资源开发与利用的前提。鉴于叶绿体片段无法区分贵州百里杜鹃区域的杜鹃花属植物,本研究采用基于基因组水平的RAD-seq技术探讨该区域杜鹃花属的系统进化关系,以期为复杂植物类群的物种鉴定提供参考。【方法】对百里杜鹃保护区的34种杜鹃花进行RAD-seq技术测序,统计测序深度、覆盖度及多态性位点等基本指标;用de novo方法获得高质量SNP位点,以Tajima’s D为指标筛选中性的SNPs,最后用中性SNPs通过fastStructure、PCA、GCTA及IQ-Tree软件对其进行基因分型、聚类与系统树构建。【结果】共获得42 083个高质量SNP位点,其中28 983个为中性SNP位点。基于PCA、fastStructure及系统发生树的分析结果,支持目前34种杜鹃花在亚属水平的形态学分类处理,6个亚属中的常绿杜鹃亚属、马银花亚属、羊踯躅亚属和映山红亚属能明显分开,而糙叶杜鹃亚属与杜鹃亚属不能区分开,表明二者亲缘关系较近。物种水平能区分绝大部分的种,相比前期研究有了大幅度提升,但一些形态特征极相似的种如繁花杜鹃与皱叶杜鹃无法区分。【结论】RAD-seq数据产生大量的中性SNP位点,可在亚属水平和物种水平区分百里杜鹃保护区杜鹃花属的大部分植物,同时证实RAD-seq技术在复杂植物类群的物种分类方面相比传统分子标记,具有明显优势。     

华仁杏杂种鉴定及遗传变异分析

以华仁杏6个杂交组合为实验材料,利用SSR分子标记技术研究亲本与杂种扩增谱带的多态性,以甄别真假杂种。筛选出在亲本和杂种之间存在双亲互补带型的引物6对,除2个杂种无法鉴别外,其余品种均可鉴别为真杂种。另外亲缘关系和遗传变异分析结果表明,各个组合杂交后代表现出来的一致性较高,遗传多样性水平相差不大,但当父本选择X1时,母本选择H1或H3杂交后代差异比较显著。     

胡杨基因组片段转化拟南芥表型研究

[目的]本研究旨在探索与挖掘胡杨基因组大片段的潜在功能,发掘具有潜在育种价值的胡杨基因簇。[方法]利用已构建的胡杨基因组BIBAC文库,采用花序浸染法,将胡杨基因组大片段78A2D10导入模式植物拟南芥基因组中。采用抗性筛选、分子检测及表型观察等方法鉴定、分析转化型植株。[结果]共获得15株特异表型的转化植株。与野生型相比,转化型植株主侧茎生长受到抑制,莲座叶面积增大近3倍,叶片数量增多,叶边缘皱缩,抽薹推迟约13周,株高增加近32.0 cm,侧茎发育成次生莲座,植株寿命延长约7周。[结论]胡杨基因组片段78A2D10可延长植株营养生长期及植株寿命,据此推测该基因片段可能与营养生长有关。     

烟草和毛白杨次生维管发育相关MYB转录因子分析

[目的]为探讨额河杨和银灰杨天然杂种的起源机制,[方法]应用18对SSR标记,从分子水平上对新疆额尔齐斯河流域杨属植物的种间关系进行分析研究。[结果]表明:(1)SSR系统发育树将整个流域天然杨属植物分为两大类群,即黑杨派和青杨派为一类,白杨派为一类;(2)白杨派派内系统聚类图显示,银白杨、欧洲山杨、银灰杨三个树种均有较大的遗传分化,特别是杂种银灰杨似乎更大;(3)黑杨派和青杨派的UPGMA分类图显示,青杨派和黑杨派分属于2个分支,其中,青杨派内部分化相对简单,分为2支,均为典型的苦杨;黑杨派内部的分化较为复杂,可分为4类,包括典型的欧洲黑杨、额河杨和回交子代。[结论]杂种额河杨具有更多的欧洲黑杨的遗传成分,因此,将额河杨放到黑杨派是正确的。     

小叶杨CCH基因的克隆及其在重金属胁迫下的表达模式

利用生物信息学与分子生物学相结合的策略克隆了小叶杨CCH基因,基因编码区全长258 bp,编码由85个氨基酸残基构成的蛋白质,蛋白N端具有与铜离子结合的保守功能域MXCXXC,且具有铜伴侣蛋白典型的βαββαβ二级结构,命名为PsCCH。系统进化分析表明:PsCCH蛋白与橡胶、麻疯树、葡萄的CCH蛋白的亲缘关系最近(相似性90% 93%)。通过实时定量PCR方法对其在不同浓度铜离子、其它重金属离子及植物生长激素处理下的表达模式进行了分析。结果表明:小叶杨PsCCH的表达受多种重金属及植物激素的调控,在低浓度铜离子、铝离子、锌离子、水杨酸处理下,其mRNA表达先上升而后下降;而在高浓度铜离子、钴离子、汞离子、茉莉酸处理下则是持续下降。     

应用单拷贝核基因标记研究我国欧洲山杨自然居群的遗传多样性

[目的]对分布于我国新疆地区欧洲山杨自然居群的遗传多样性与遗传分化进行研究。[方法]对4个欧洲山杨自然居群共72个个体的6个单拷贝核基因标记(sing-copy nuclear markers)进行扩增与测序,并计算相应的遗传多样性和遗传分化参数。[结果]表明:比对后6个基因的长度在459 bp到747 bp之间,平均多态核苷酸位点个数为14,遗传多样性指数π和θ_w分别达到了0.004 8和0.004 4,基因多样性指数为0.73,以上结果表明欧洲山杨表现出较高的遗传多样性水平。Tajima中性检验结果均不显著,表明所用6个单拷贝核基因均符合中性进化假设。AMOVA分析表明89.72%的遗传变异存在于居群内,居群间的平均遗传分化指数F_st为0.10,居群间平均基因流(Nm)为3.235。[结论]高度异交,高碱基突变率及超长距离的基因流机制能够很好的解释我国新疆地区欧洲山杨表现出的较高的遗传多样性水平与较低水平的遗传分化。     

胡杨分子生物学研究进展

胡杨具有抗盐碱、抗旱等特性,是极端干旱沙漠地区唯一的乔木树种,对于维持荒漠地区生态平衡具有重要作用。胡杨对多种逆境的高抗性和良好适应性成为近年来研究的热点。关于胡杨分子生物学方面的研究,相对于其他模式植物研究开展较晚。文中综述了近年来国内外胡杨分子生物学研究的阶段性进展,包括分子标记开发、遗传多样性检测、基因组和转录组的研究以及重要的抗逆相关功能基因的分析等;讨论了目前胡杨分子水平研究存在的不足,并对胡杨分子生物学研究的发展前景作出展望,旨在为胡杨的保护和育种提供更多的科学参考。     

穗花杉的转录组测序及其转录组特性分析

[目的]通过对红豆杉科穗花杉属的穗花杉进行转录组测序,为穗花杉的萜类合成途径和分类学研究提供支持。[方法]利用Hi Seq2500技术对穗花杉的茎叶进行转录组测序。[结果]穗花杉转录组测序共得到8.14 Gb的clean data。从头组装共获得82 884条unigene,其中有27 495条unigene被注释。此外,在82 884条unigene中共搜索到2 827个SSR位点,单核苷酸重复SSR出现频率最高(60.1%),其次为三核苷酸重复SSR(25.4%)。在穗花杉unigene中挖掘出了1个牦牛儿基焦磷酸合成酶(GPS)、1个法尼烯基焦磷酸合成酶(FPS)和5个牦牛儿基牦牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)的同源基因,同时得到紫杉二烯合成酶(TS)同源基因13个。[结论]发现了20个与萜类合成有关的unigene和2 827个SSR位点,为今后穗花杉萜类生物合成研究,特别是紫杉二烯合成酶编码基因的研究打下了基础,也为该物种系统分类地位及遗传多样性研究提供了新的遗传信息。     

Variation of leaf characteristics in Populus tomentosa Carr.

An investigation was conducted to determine the extent of variations among nine provenances of Populus tomentosa Carr. in terms of leaf characteristics. A total of 263 accessions were studied under field conditions in the National Gene Bank of P. tomentosa in 2003. All of the accessions were characterized by 17 indices from 1 to 2-dimension constructions. Variance analysis of all characteristics showed that there were significant differences among the nine provenances and among individuals within each provenance. This study reveals that the evaluated germplasm appears to have a wide genetic base and high potential for further genetic improvements and it also indicates that abundant gene resources of P. tomentosa have been collected and preserved in the National Gene Bank. [Supported by the “Tenth Five-year Plan” National Key Project in Science and Technology (Grant No. 2002BA515B0303) and the National “863” Project (Grant No. 2002AA241071)]     

山鸡椒1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原异构酶 DXR基因的克隆和SNP分析

在转录组测序结果分析基础上,以山鸡椒cDNA 为模板,克隆得到山鸡椒1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原异构酶DXR 基因cDNA 全长,以山鸡椒基因组DNA 为模板,设计引物、扩增拼接后获得山鸡椒DXR 基因全长,命名为LcDXR。序列分析表明,LcDXR cDNA 全长为1 501 bp,5'非编码区长34 bp,3'非编码区长53 bp,开放阅读框长1 413 bp,预测编码含有470个氨基酸残基的蛋白质,等电点为6.62,分子量为51.12 kD。LcDXR 基因全长为12 601 bp,其中外显子12 个,内含子11 个。对来自10个种源的LcDXR 基因编码区单核苷酸变异位点进行分析表明:在cDNA 区间内共发现10 个SNP(single nucleotide polymorphism)位点,其中有4 个单核苷酸变异导致了所编码的氨基酸的改变,为了分析氨基酸突变导致的蛋白质精细结构的变化,利用Swiss-PDB Viewer 模拟4 个突变位点氨基酸残基的替换。其中江西安远(AY)的突变Lys119Thr 引起了氢键的变化,推测可能对酶的活性产生影响。研究结果为深入研究山鸡椒脱氧木酮糖5-磷酸还原异构酶的活性和功能奠定了基础,同时为山鸡椒遗传育种提供理论依据。