云南绘出世界首个普通野生稻全基因组框架图谱

<正>2010年8月,由中国科学院昆明植物研究所高立志研究员带领的团队,完成了普通野生稻基因组高覆盖的序列测定、拼接和组装工作,获得普通野生稻全基因组从头测序的框架图。这是中国科学家自主完成的第一个野生稻全基因组测序计划,也是世界上第一个完成的高杂合度野生稻全基因组框架图谱。研究表明,普通野生稻的基因组大小约为3.70亿个碱基对,含有的基因总数目约为4.0万个,测序深度已达基因组大     

植物SNP数据库及转化CAPS的方法

单核苷酸多态性(SNP)在植物基因组中广泛存在,基于SNP的分子标记也正越来越广泛地应用到植物基因定位、图位克隆及分子标记辅助育种等方面。模式植物拟南芥和水稻的全基因组序列测定已经完成,拟南芥有两种生态型完成了全序列测定,水稻有两个品种完成了全序列测定。许多植物有来自不同品种或不同组织器官或生长发育阶段的大量的EST序列。这些序列是植物SNP开发的重要资源。利用生物信息学手段对全基因组序列或EST序列进行分析已经形成了许多SNP位点数据库,这些数据库的建立为基于SNP的基因功能研究及分子标记开发提供了宝贵的资源。本文对植物SNP位点开发涉及的数据库资源及已经形成的SNP位点数据库进行了总结,并讨论了将SNP位点转化成CAPS或dCAPS标记的方法和相应的工具软件。     

江苏大豆上分离的豇豆轻斑驳病毒基因组序列克隆及特征分析

为明确豇豆轻斑驳病毒江苏分离物的基因组结构特征,阐明其分类地位及进化特点,选择采自江苏的CpMMV大豆分离物作为研究对象,针对病毒基因组序列设计了4对特异性引物,以病样总RNA反转录后获得的cDNA为模板,通过分段法对其基因组序列片段进行了PCR扩增,扩增产物克隆至T载体经验证后进行序列测定,获得的序列片段经拼接组装得到病毒全基因组序列。序列分析结果显示,CpMMV江苏分离物基因组核苷酸序列全长8 194 bp,编码6个蛋白,5′端和3′端各含有一个非编码区(UTR),长度分别为72,117 nt;在编码的6个蛋白中,CP与其他分离物之间的同源性较高(96.5%～100.0%),相对保守;而RdRp(81.1%～98.2%)、TGB1(81.0%～97.0%)、TGB3(80.9%～95.6%)同源性相对较低,在不同分离物中表现较好的多样性;基于全基因组序列的系统进化分析结果显示,江苏分离物与已公开的其他CpMMV分离物同源性较高,共同聚类到一个大分支上,其中与中国安徽分离物同源性最高(98.2%),与海南分离物次之(96.0%),而与美国、巴西、印度、墨西哥、肯尼亚等国外分离物同源性...     

小麦黄花叶病毒河南驻马店分离物的鉴定与全序列分析

采集河南省驻马店市13个不同田块小麦样品,利用RT-PCR、ELISA和Western Blotting检测技术进行检测,结果表明,该地有小麦黄花叶病毒的存在与分布。对检测为阳性的一个分离物全序列进行cDNA克隆和测序,与已报道WYMV河南潢川、江苏扬州、四川雅安和日本分离物的全序列进行比对,RNA1核苷酸一致性为97.1%~98.4%;RNA2为95.1%~98.4%;氨基酸一致性分别为94.8%~97.8%和94.2%~98.2%。利用软件MEGA4.1对上述五个RNA1和RNA2的全序列分别进行进化树分析,结果表明,驻马店分离物与潢川亲缘关系最近,而与四川雅安亲缘关系最远。     

种质库中减少生活力监测用种量的试验

通过对7种禾谷类作物150份品种的两组标准发芽法和序列测定法的比较实验．结果表明．序列测定法最大优点是可大大减少监测用科全,其次在对贮存种子作出更新判断的结果与标准发芽法基本一致。因此,在对种质库贮存种子进行生活力监测时．序列测定法是一种较佳的方法。     

生菜bHLH转录因子家族的鉴定与生物信息学分析

本研究旨在对生菜(Lactuca sativa L.)bHLH转录因子进行全基因组鉴定与系统分析，以期为生菜bHLH家族基因的生物学功能的研究提供理论基础。通过Pfam下载bHLH结构域的隐马氏模型，利用HMMER3.0和SMART鉴定生菜bHLH基因。使用ExPASy ProtParam tool、DNAMAN 5.0、ClustalX和MEGA 7.0等软件对bHLH的蛋白序列进行生物信息学分析。在生菜全基因组中共鉴定出135个bHLH转录因子，其编码蛋白的相对分子量为17843.82~75409.15 Da，理论等电点为0.63~9.51，其中有92个酸性蛋白，43个碱性蛋白。123个bHLH蛋白为不稳定蛋白，135个bHLH蛋白均为亲水性蛋白。各家族成员均含有N端碱性结构域和C端HLH结构域，其中N端可结合特定的DNA顺式元件，C端可维持bHLH蛋白二级结构的稳定。系统进化分析将生菜中135个bHLH蛋白分为10个亚家族。通过全基因组分析，共鉴定出135个生菜bHLH转录因子，为生菜bHLH家族基因的功能研究提供借鉴。     

基于丝瓜全基因组序列SSR分子标记开发

为研究高效的丝瓜分子标记,本研究根据已报道的有棱丝瓜和普通丝瓜全基因组序列信息,利用MISA 2.1软件对丝瓜全基因组水平的SSR位点进行搜索,分别在有棱丝瓜和普通丝瓜中鉴定到341 829个和348 397个SSR位点,发生频率分别为2.20 kb/SSR和2.03 kb/SSR。有棱丝瓜和普通丝瓜重复单元最多的均为单核苷酸,分别占总数的73.90%和74.21%,其次为二核苷酸和三核苷酸重复单元。在有棱丝瓜和普通丝瓜中各鉴定到211种SSR重复基序,其中A/T、AT/AT、AG/CT和AAT/ATT重复基序类型出现频率最高。优选SSR位点,分别在有棱丝瓜和普通丝瓜中开发了278 522和284 966对SSR引物。通过比对两个基因组的SSR引物序列与自身的参考基因组,获得在有棱丝瓜和普通丝瓜中具有序列大小差异的SSR引物955对,随机挑选其中64对引物在6份表型差异较大的丝瓜材料中进行引物有效性检测,其中61对引物有目的条带扩出,16对引物具有多态性。本研究在丝瓜全基因组水平所开发的SSR分子标记可为后续丝瓜种质资源鉴定、亲缘关系分析及分子标记辅助育种提供基础。     

伏牛白山羊mtDNAD—loop序列多态性和系统进化分析

为研究河南省伏牛白山羊的遗传多样性和系统进化,试验测定了该品种8个个体的线粒体控制区全序列,结果表明,山羊控制区线粒体控制全序列长度为1212bp或1213bp,A T含量占60.1%,其中40个核苷酸位点存在变异(约占3.30%),核苷酸多样度为1.562%,这些差异共定义了7种单倍型,单倍型多样性为0.964,表明中国山羊品种遗传多样性丰富。根据伏牛白山羊序列和GENBANK两条野山羊序列构建了NJ分子系统树,聚类表明,伏牛白山羊和角骨羊单独聚在一枝上,二者亲缘关系较近,伏牛白山羊可能起源于角骨羊。     

虹鳟Hepcidin cDNA的克隆及序列分析

为了从虹鳟肝脏中扩增出Hepcidinc全长DNA序列,预测出氨基酸序列,并进行序列分析。通过RT-PCR和RACEPCR的方法,从虹鳟肝脏中克隆获得了Hepcidin全长cDNA序列,利用在线工具和软件包分析。结果表明:虹鳟Hepcidin全长cDNA序列(GenBank登录号HQ711993)为883bp,5’端非翻译区211bp,3’端非翻译区为405bp,以及一段267bp的编码序列,编码88个氨基酸,由信号肽(24个氨基酸)、原肽(39个氨基酸)和成熟肽(25个氨基酸)组成,成熟肽C端含有Hepcidin类抗菌肽的8个半胱氨酸保守性结构,可形成4个分子内二硫键。与已报道的鲑形目大西洋鲑Hepcidin氨基酸序列的一致性为93%,与其他鱼类Hepcidin氨基酸序列的一致性为44%~88%,是Hepcidin家族的新成员。     

马铃薯卷叶病毒(PLRV)内蒙古分离物基因间隔区(IS)的克隆与序列分析

根据Genbank已报道马铃薯卷叶病毒(PLRV)基因组序列,分析其基因间隔区(IS)两端的保守区,自行设计、合成一对特异性引物,以PLRV内蒙古分离物总RNA为模板,经RT-PCR扩增得到含PLRVIS的一段369 bp的cDNA,克隆于载体pBS-T中。重组质粒经PCR鉴定、酶切分析和核苷酸序列测定,并进一步与PLRV其他分离物的同源序列作比对。结果表明:克隆的PLRV内蒙古分离物的IS序列与其他全部已发表的13个全基因组中的IS核苷酸序列有很高的同源性,最高达到100%,平均为97.90%,高于这13个PLRV全基因组序列96.81%的同源性,说明IS序列不仅在PLRV的不同株系间比较保守,而且在PLRV的全基因组序列中也是相对保守的。研究结果预示,将IS构建成RNA干扰型结构导入马铃薯,将有可能获得抗PLRV多种株系且抗性更高的转基因植株。     

小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白基因的5＇上游调控序列克隆

以小麦品种东农7742的基因组DNA为模板，用PCR的方法克隆了小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白12亚基基因（HMW-GS12）的上游调控序列。序列测定结果表明：所克隆的启动子片段大小为917bp，该片段的498～922bp序列与Thomspon报道的同一亚基对应区段序列比较，同源性为97．9％，有9个核苷酸发生了改变。推测的TATA box位于836～841bp，有3个CAAT-like box，分别是693bp处的CCAA；730bp处的CAAAT和808bp处的CCAT。另外，在684bp存在E-box（TGCAAAG），还有2个E-like box，分别是608bp处的TGCAAAC和510bp处的TGCAAAA。认为该元件可能与转录速率和胚乳特异性的表达调控有关。     

国家科技计划支撑我国分子育种强力推进

植物功能基因组学研究成果显著。2001年公布了世界上第一张籼稻全基因组工作框架图，2002年12月完成了籼稻品种9311的全基因组“精细图”的测序，并预测出约6万个水稻基因，随后完成了粳稻（日本晴）4号染色体的精确测序，精确度为99．99％，覆盖染色体全长序列98％，是国际上最先完成精确测序的两条水稻染色体之一。目前我国已获得具有重要应用价值并拥有自主知识产权的抗病虫、抗逆、抗除草剂以及与产量、品质改良相关新基因400多个，取得了一系列具有原创性的研究成果。     

中国部分棉区棉花轮纹斑病病原菌“种”的初步鉴定

从中国棉花主产区部分地区采集棉轮纹斑病叶,分离获得17个致病链格孢(Alternaria spp.)菌株。根据链格孢菌菌体和孢子形态学观察结果,结合ITS序列测定和分析结果,明确A1等16个菌株为链格孢菌(Alternaria alternata),A3菌株为大孢链格孢菌(Alternaria macrospore)。     

新城疫病毒河北分离株F基因的克隆及序列分析

参照GenBank中NDV的核酸序列设计一对引物,利用RT-PCR扩增,基因并得到长约1.7 kb的全基因片段,并将其构建到pMD.19T载体上.核苷酸序列测定结果表明:该基因片段全长1 662 bp,编码553个氨基酸,与GenBank下载的13株参考毒株,基因比较,核苷酸和氨基酸序列同源性分别为97.2%～99.2%和96.9%～98.7%;但与IJasota、F48E9及Bl等常见疫苗株的氨基酸同源性仅为88.6%～91.5%.NDV分离株F蛋白裂解位点的氨基酸序列为112R-R-Q-K-R-F-I-G119,属于基因Ⅵ NDV.     

利用水稻基因组序列数据开发SSR标记的方法

水稻基因组序列中存在着丰富的简单重复序列(SSR)，而已经开发利用的仅仅是一小部分。本文提出了通过搜索水稻基因组序列中的简单重复序列开发SSR标记的思路和方法，并介绍了应用本方法成功地在500kb范围内，获得22个SSR标记，其中10个在定位群体中扩增出多态带的SSR标记并将其定位，本实例验证了利用水稻基因组序列数据开发SSR标记是十分有效的。     

樱桃ACC氧化酶基因的克隆和序列分析

以樱桃基因组DNA为模板定向克隆其ACC氧化酶基因。对PCR扩增的目的片段用1％琼脂糖凝胶电泳检测后，进行回收、连续转化，通过蓝白筛选挑取白色菌落提取质粒DNA进行酶切鉴定，确定重组子后采用双脱氧终止法测定DNA全序列。DNA测序结果显示，樱桃的ACC氧化酶基因序列全长为1310bp，由2个外显子和3个内含子构成，外显子总长为1000bp。同源性分析可知，樱桃与桃的ACC氧化酶基因DNA序列同源性达97．8％。     

16S rDNA序列分析法鉴定乳酸菌

利用16SrDNA序列分析法,对从西藏传统发酵的酸牦牛奶中分离得到的4株乳酸菌,分别提取DNA,经PCR扩增后,测定其16SrDNA序列,并与基因库中基因序列进行同源性比较,经鉴定1株为瑞士乳杆菌、1株为发酵乳杆菌、2株为干酪乳杆菌。结果表明,该实验方法可以实现乳酸菌种级水平鉴定,与传统方法相比具有简便、快速等优点,适合实验室及工业化生产中对乳酸菌的鉴定。     

薏苡基因组SSR标记开发与应用

为开发高效的薏苡分子标记,加速薏苡种质资源评价和分子育种进程,本研究以贵州地方品种‘小白壳’全基因组序列为基础,在薏苡基因组序列上识别出7 872 192个SSR位点,平均0.2 kb出现一个SSR位点。其中,单核苷酸为主要重复类型,占总SSR的98.42%,其次为三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR的0.76%和0.74%。6种核苷酸基元的重复次数主要在5～6次,所占比例分别为74.27%和15.17%。以三核苷酸重复基元为对象,随机选择均匀分布在薏苡基因组的200个SSR位点,利用毛细管电泳技术在9个不同类型薏苡材料中对SSR标记的有效性进行检测。结果表明,173对引物有扩增产物,47对引物能够获得清晰的目的条带且具有多态性,有效引物率为23.5%。每对引物平均等位基因数为3.3,PIC值为0.20～0.84,平均为0.60。本研究结果表明薏苡全基因组SSR标记数量丰富,类型多样,开发的具有多态性的标记为薏苡种质资源鉴定、亲缘关系分析和分子标记辅助育种提供了有力工具。     

甘薯羽状斑驳病毒海南分离物全基因组序列克隆及分析

为了明确海南本地甘薯羽状斑驳病毒(sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)种群的遗传进化关系及致病机理,本研究利用Small RNA测序技术对采自海南的甘薯样品进行鉴定,获得与SPFMV序列具有相似性的85个contigs,与NC_001841相似性较高。试验设计了5对共8条引物,分别为SPFMV-1F/1R、SPFMV-11F/1R、SPFMV-2F/2R、SPFMV-3F/3R和SPFMV-3F/33R PCR,扩增获得3987 bp、3710 bp、1996 bp、3369 bp和4730 bp目的片段。在此基础上再分段设计引物,进行基因全序列PCR扩增,序列拼接获得SPFMV-HN基因组全序列,其包含完整编码阅读框。本研究结果首次报道SPFMV海南分离物基因组全长,并且在P1区预测到另一个外框元件(pretty interesting sweet potato potyviral ORF,PISPO),聚合酶滑移机制可以产生带有额外核苷酸的转录变体,这些核苷酸可以翻译为P1N-PISPO和P3N-PIPO。本研究结果为进一步探究SPFMV致病分子机理和培育抗病甘薯品种奠定研究基础。     

芝麻花芽分化的序列性与提高结蒴途径的研究

研究结果表明，芝麻全株花芽分化为向顶式。第一花序着生节位主要由品种特性决定，植株叶片与花的发育具有同步序列性。可用公式测算出不同叶龄植株分化的总叶数，主花和侧花数。用植株展叶数可以预测花芽分化动态。