果树全基因组测序现状与展望

全基因组测序可以获得物种的基因组序列信息,对于探索物种起源和进化过程及基因的开发利用等研究至关重要。本文中综述了7种重要果树(苹果、柑橘、葡萄、梨、草莓、香蕉和桃)的全基因组测序研究进展,探讨果树全基因组测序目前存在的问题,并对未来果树全基因组测序、DNA测序技术的选择、测序后的研究方向、测序数据的开放性等问题进行讨论。     

国际马铃薯和番茄基因组测序进展

 国际番茄基因组项目计划精细测定220 Mb的常染色质区域,马铃薯基因组项目计划测定全基因组840 Mb的DNA序列。中国是两个项目的参与国,负责番茄染色体III,XI和马铃薯染色体X,XI的测序工作。基于番茄和马铃薯基因组间存在着高度的相似性,在二者染色体XI的测序的同时运用了比较测序的方法。     

简化基因组测序技术在观赏植物中的应用研究进展

简化基因组测序(Reduced-representation Genome Sequencing,RRGS)是在二代高通量测序技术上,通过限制性内切酶对基因组进行打断,对基因组特定区域进行高通量测序,得到大量遗传多态性标签序列,进而展现整个基因组序列特征的技术。该方法建库过程简单,费用较低,能有效降低基因组复杂度。目前简化基因组测序已广泛应用在观赏植物分子标记开发、群体遗传及系统发生学、高密度遗传图谱构建、数量性状定位等研究中。综述了简化基因组测序技术原理及其在观赏植物中的研究进展,并讨论了研究中所存在的问题及对其发展前景进行了展望。     

中美英14国历时8年完成西红柿基因组测序

正由来自中国、美国、荷兰、以色列等14个国家的300多位科学家组成的番茄基因组研究国际协作组,历时8 a多的艰苦努力,于近日完成了对栽培番茄全基因组的精细序列分析。5月31日,国际权威学术期刊《自然》以封面文章发表了这项重大科学成果。     

核桃基因组学研究进展

核桃具有极佳的经济价值与保健效果,富含人体必需的营养物质和微量元素,在国内国际市场均具有极大的消费潜力。对核桃基因组进行研究,获得遗传序列信息,有助于核桃重要农艺性状的定位与克隆,剖析复杂性状的遗传机制,对开发利用核桃优质种质资源和培育、改良核桃品种具有重要意义。综述了基因组学在核桃上的进展,包括核桃的全基因组测序技术和叶绿体测序技术的更新与应用,利用基因组学在核桃中进行的SNP等分子标记的开发、QTL定位结合遗传连锁图谱与全基因组联合分析方法进行的数量性状基因定位、核桃的起源演化等问题研究,并对未来核桃等果树基因组学的应用前景进行展望。     

睡莲WRKY家族的全基因组鉴定和分子进化分析

在睡莲中共鉴定出69个NcWRKY转录因子,将其分成3个亚家族,即Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,其中Ⅱ亚家族可进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe,与拟南芥中WRKY亚家族分类相同。Ⅱc亚家族中含有17个成员,是睡莲WRKY家族中成员数最多的亚家族。所有成员的蛋白质二级结构中无规则卷曲所占比例高达为39%～78%。motif 1和motif 3被注释为WRKY保守结构。NcWRKY成员在睡莲14条染色体中均有分布,其中Ⅱa亚家族中所有成员都定位在Nc4号染色体。启动子顺式调控元件分析发现,NcWRKY成员广泛参与激素调控反应,通过不同组织中表达量分析筛选出在成熟叶柄中高表达的NcWRKY04与NcWRKY18,在花瓣中高表达的NcWRKY05和在雄蕊中高表达的NcWRKY61。基因复制事件分析发现,NcWRKY家族主要以片段复制事件为主。基因表达网络关系分析预测NcWRKY61和NcWRKY63可能与其他成员有共表达关系。     

枇杷全基因组SSR标记开发及其多态性研究

搜索枇杷全基因组范围内的SSR位点,分析其分布特点,同时使用10个枇杷品种的重测序数据对这些位点的基因型进行分析。结果显示共获得103509个SSR位点,二核苷酸重复类型有73604个,占71.1%,以AT/TA为主。三核苷酸重复类型占15.0%,以AAG/CTT为主。对10个枇杷样本进行重测序,分别获得32～206 Mb的reads,测序深度为12.9×～81.3×。本研究中新开发2个脚本程序(Flank和SSRtype),对重测序数据Reads中包含的SSR位点长度进行了分析,确定基因型。‘早钟6号’的测序深度达到12.9×,能够覆盖80%的SSR位点,说明12×以上的测序深度能够满足SSR位点的分析。枇杷中大量SSR位点为多拷贝(占78.4%),为单个品种单个位点产生3条以上的条带,而在所有品种中呈现两拷贝的SSR位点有12 962个(占12.5%),这些位点产生的多态性条带分别为2～10条不等,多态性信息含量的中位数为0.269,大于0.5的位点有526个。从中挑选20对引物进行荧光PCR,结果显示这些引物的多态性与重测序分析结果一致。     

草菇全基因组框架图

采用Roche 454 GS FLX测序技术和Solexa测序技术相结合,进行了草菇(Volvariella volvacea)全基因组的测序,最终获得了长度为35.67Mb的草菇全基因组序列。通过生物信息学预测,获得了11097个蛋白编码基因,其中5516个基因有明确的功能注释信息。这是在国际上首次报道的草菇基因组框架图。     

跳枝碧桃花色性状的全基因组关联分析

跳枝碧桃(Prunus persica f. versicolor)在同一植株上可产生二色花和嵌合花,具有很高的观赏价值。以南京3个观赏桃集中分布区的57株跳枝碧桃为材料,利用简单重复序列(SSR)标记研究其遗传背景。通过PCR扩增,筛选出6对多态性引物,共计扩增出17个多态性条带,平均有效等位基因2.83个。SSR标记基因分型结果表明,供试材料可分为3种基因型,各采样地均具有2～3种基因型,同一植株的不同分枝基因型完全一致。基于基因分型结果,选取3种基因型跳枝碧桃各1株进行基因组重测序,结合公开发表的数据,进行位点变异分析,并构建系统发育树。结果显示3种基因型的跳枝碧桃聚在一个分支,其中B20、T3基因型与‘洒红桃’聚在一起,W5基因型相对独立。3种基因型的跳枝碧桃在起源上比较接近,但不同基因型之间存在一定的遗传差异。通过整合单核苷酸多态性(SNP)信息和花色表型开展全基因组关联分析(GWAS),鉴定出5个SNP与花色跳枝性状显著关联(P值<10^-100),均位于7号染色体。在显著SNP位点的邻近基因组区段发掘3个DICER-LIKE2(DCL2)基因,揭...     

我科学家领衔破译白菜甘蓝油菜全基因组遗传密码

由我国科学家领衔的白菜、甘蓝和油菜全基因组测序项目已取得阶段性重大成果,目前已获得白菜全基因组精细图,甘蓝和油菜全基因组框架图。研究表明,白菜、甘蓝和油菜的基因组大小分别约为5亿、6.5亿和11亿个碱基对,白菜和甘蓝含有的基因总数目分别约4.2万和4.5万个,油菜基因覆盖度85%以上。该项成果是国际上首次对三个近缘作物物种进行的整体测     

果树基因工程研究的现状与展望

利用植物基因工程进行果树遗传改良是一个新的研究领域．研究进展较大，并在10多种果树上获得了转基因植株。本文综述了近年来果树基因工程所取得的进展。但要通过基园工程使果树品种改良走向实用化，还应在提高转化率和植株再生率、果树主要农艺性状遗传分析及转基因的表达和调控等方面作进一步深入研究。     

果树体细胞胚胎发生研究进展

近年来有关果树组织培养的研究很多,其中对果树体细胞胚胎发生的研究越来越受到重视。现对近10a来国内外果树通过体细胞胚胎发生途径再生植株的研究现状进行了总结,分析了果树体细胞胚胎在发生途径上的特点,并从发生过程分析了体细胞胚胎发生的影响因素,同时对其生理生化代谢以及实际应用等方面进行综述。提出该领域今后应逐步开展对果树体细胞胚胎发生的生理生化和分子机理研究,促进体细胞胚胎发生研究成果在生产实践中的应用。     

果树耐盐性研究进展

综述了盐胁迫对果树的伤害和不同果树的耐盐性,从细胞膜透性、保护酶系统、光合作用和渗透调节4 个方面概括了果树对盐胁迫的生理生化响应,总结了果树应答盐胁迫的功能基因和调控基因,并对今后果树的盐胁迫研究作出了展望,旨在为进一步开展本领域研究提供信息。     

微生物全基因组范围内的最小基因组研究进展

最小基因组是当前合成生物学研究的热点,从全基因组代谢网络研究入手,介绍了最小基因组研究的必要性和技术方法．并对其在工业微生物分子育种中的应用进行分析,综合阐述了最小基因组研究的发展前景。     

RAPD技术在亚热带果树上的应用

本文就RAPD技术的基本原理、特点及在亚热带果树品种鉴定、系谱分析、遗传作图、基因定位、育种等方面的应用作一概述。     

吉林省野生果树菌根的初步调查

对吉林省野生果树菌根进行结构植物学研究。结果表明:所调查的果树中都普遍存在VA菌根,VA菌根在形态上各不相同,皆存在于根的初生结构中;在山梨和山葡萄根中有晶体存在,且形状易区分。该研究为了解吉林省内的菌根资源提供参考,并为基础研究积累资料。     

果树倍性育种研究进展

 对果树倍性育种的主要研究进展进行了综述,包括单倍体产生途径和育种应用、多倍体的诱变方法、无性多倍化和有性多倍化的途径、嵌合体的纯化、倍性鉴定方法、植物多倍化的遗传效应及其对果树生长发育和抗逆性的影响等;提出了果树倍性育种中存在的主要问题及对策。     

核果类果树ITS 序列分子进化及系统发育关系研究

 为研究核果类果树的进化和系统发育,选择桃、李、梅、杏、樱桃各2 ~ 4 个主要种或变种共16 个基因型测定其ITS 序列,与从GenBank 下载的6 个核果类果树ITS 序列形成了较为全面的数据矩阵。采用二次置根法用樱桃置根,用PAUP 软件计算数据集在56 个进化模型的得分,Modeltest 筛选最佳模型和参数,计算遗传距离、变异,用最大简约法构建了桃、李、梅、杏、樱桃的系统发育树。结果表明：1. 核果类果树各组ITS1 和ITS2 的分子进化速率不同,信息量也不同;2. 核果类果树演化顺序为：共同的原始材料分化成樱桃、李、杏,再由李进化产生桃,杏进化产生梅;3. 辽杏较普通杏和西伯利亚杏原始,桃演化顺序是：巴旦杏—山桃—普通桃、新疆桃;4. 本结果支持将核果类果树分成4 个亚属。     

甜菜碱在果树胁迫中的作用

甜菜碱是一种非毒性渗透调节物质,对维持逆境胁迫下果树的代谢和生存具有重要的生理意义,系统讨论了甜菜碱在植物胁迫条件下的作用机制。由于并非所有植物在胁迫条件下会产生内源甜菜碱,因此外源甜菜碱使植物获得抗性的研究受到广泛关注。现对不同途径添加外源甜菜碱在果树抗逆过程中所起的作用进行举例说明,试图为增强果树的抗逆性提供新的技术措施。