转录组及代谢组联合解析茄子果色上位遗传效应

【目的】茄子果色与商品果外观品质和价值密切相关,花青素是决定茄子果色的重要天然色素之一。通过基因表达和代谢物差异比较,解析上位基因互作调控茄子果皮花青素合成的作用机制,为不同果色茄子选育提供理论基础。【方法】以花青素合成结构基因ANS突变的白果色母本19141、花青素合成关键调控基因MYB1突变的白果色父本19147及其紫红果色F1代E3316茄子为试验材料,对商品果期果皮进行转录组测序和广靶代谢组分析。【结果】转录组测序分析表明,19141＿vs＿19147的差异表达基因（DEGs）最多,其次是E3316＿vs＿19141,两个比较组DEGs均在类黄酮途径富集程度最高;E3316＿vs＿19147筛选到的DEGs最少,未在类黄酮途径富集。广靶代谢组共检测分析到218个代谢物。E3316＿vs＿19141共检测到差异代谢物（DAMs）113个,E3316＿vs＿19147共检测到差异代谢物98个。转录组和代谢组联合分析发现花青素生物合成关键结构基因CHS、CHI、F3H、DFR和ANS,关键调节基因MYB1、AN1和AN11,修饰基因3GT、5GT、AT和OMT,还有转运基因AN9(G...     

茄子果实生长发育过程中果皮主要色素含量的变化及相关基因表达分析

【目的】探讨茄子果实生长发育过程中果皮主要色素含量变化及色素合成过程中相关基因的表达，为茄子生长发育过程中果皮颜色变化机理研究奠定基础。【方法】以2份高代自交系茄子（绿色果皮启董和紫黑色果皮8果）为试验材料，分别于授粉后15、20、25、30、35 d进行花青素相对含量、叶绿素和类胡萝卜素含量的测定，同时对花青素生物合成结构基因PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS及转录因子MYB75、JAF13、WD40，叶绿素合成关键基因HEMA1,类胡萝卜素合成关键基因PSY1进行表达分析。【结果】启董茄子的花青素相对含量、叶绿素和类胡萝卜素含量均呈先升高后降低的趋势，分别在授粉后20、25、20 d达到峰值；8果茄子的花青素相对含量呈先升高再降低的变化趋势，在25 d时达到峰值，叶绿素和类胡萝卜素含量一直升高。与启董相比，8果茄子的花青素相对含量较高，叶绿素含量在15～25 d较低，类胡萝卜素含量在30～35 d较高。启董中花青素合成结构基因和转录因子MYB75、JAF13、WD40在不同生长发育时期的表达相较于8果总体偏低且变化趋势相对稳定。8果中花青素合成相关结构基因的表达均在20...     

与茄子果皮颜色相关联的AFLP及SCAR标记

 【目的】寻找与茄子皮色或果皮花青素合成相关基因连锁的分子标记,检验混合品系法（bulked lines analysis）在筛选分子标记中的应用。【方法】采用AFLP技术,以具有不同果皮颜色的茄子及近缘种为材料,采用单株检测和混合品系法分别筛选与茄子果皮颜色相关基因连锁的分子标记。【结果】对58份高代自交系材料进行单株检测（亲缘关系分析）,筛选到了1个与茄子紫红、紫黑果色相关的共显性标记。测序结果表明,片段长度分别为107和108 bp,为发生插入/缺失突变的同源序列;将其转化为SCAR标记,对136份茄子材料进行验证,在其中111份紫红、紫黑皮色材料中,相关符合率为90%,在白色及绿色材料中表现为不规律分布。最后以混合品系法,在两池内进一步筛选到了6个多态性标记,对6个标记进行单株验证,确定了它们与紫红、紫黑果色相关。【结论】本试验所获得的SCAR标记、AFLP标记可以用于茄子果色分子标记辅助育种。     

伊犁马MCT1基因多态性与速度性能的关联性分析

【目的】研究伊犁马MCT1基因多态性与速度性能的关联性,为专门化用途速度马的选种育种提供技术支撑。【方法】以50匹参加2 000 m速度赛的2岁伊犁马为研究对象,运用DNA直接测序法筛选伊犁马MCT1基因第2、3外显子的突变位点,分析其多态性位点以及与伊犁马2 000 m比赛成绩的关联性。【结果】在伊犁马MCT1基因第2外显子上发现一个SNP位点,在伊犁马MCT1基因第3外显子上没有发现突变位点,在g.52168582处,碱基T突变为碱基G,此突变位点为错义突变,该突变导致其编码氨基酸由苯丙氨酸变为亮氨酸,属于中度多态位点,处于Hardy-Weinberg平衡状态,共存在TT、TG、GG 3种基因型,TT基因平均速度高于GG和TG基因型平均速度,且TT基因型平均速度显著高于GG基因型平均速度(P<0.05)。【结论】在伊犁马MCT1基因第2外显子g.52168582T>G处TT基因型更有利于伊犁马2 000 m比赛速度。     

甘蓝抗枯萎病SCAR标记的开发

 【目的】开发与甘蓝枯萎病抗性基因紧密连锁的SCAR标记,利用该标记对甘蓝抗枯萎病基因跟踪、鉴定,为甘蓝抗枯萎病分子标记辅助选择奠定基础。【方法】以高抗枯萎病的甘蓝自交系8024与感病自交系6A为亲本构建F2代分离群体和相应F3代家系,通过F3代家系抗病性分离表现确认F2代单株的基因型,选择10株纯合基因型显性抗病单株和10株纯合基因型隐性感病单株,利用BSA法构建甘蓝抗感基因池,筛选出与甘蓝枯萎病抗性基因紧密连锁的AFLP标记,克隆测序后根据序列差异将其转化为SCAR标记,通过142株F2代分离群体连锁验证该标记与甘蓝枯萎病抗性基因的连锁关系,并利用两个不同的抗感分离F2群体共100株对SCAR标记的通用性进行验证。【结果】获得了1个以相斥相连锁的SCAR标记S46M48199,该标记在感病亲本中扩增出199 bp的单一条带,而在抗病亲本中无扩增条带,142株F2代分离群体连锁分析表明,其遗传距离为2.78 cM,在F66和C1两个F2群体中的通用性验证结果,与抗性鉴定结果的吻合率分别为81%和83%。【结论】开发的SCAR标记可用于甘蓝抗枯萎病的分子标记辅助育种。     

利用SSR分子标记技术鉴定和分析茄子杂种F_1的纯度

【目的】分析、鉴定茄子杂种F1纯度,为提高茄子杂交育种效率提供参考依据。【方法】在育苗期,采用SSR分子标记技术对栽培茄×栽培茄正、反杂交种和野生茄×栽培茄杂交种进行纯度鉴定及亲缘关系分析。【结果】从124对SSR引物中筛选出15对在亲本间存在差异、扩增稳定、条带清晰的引物;从210株杂种F1单株中共鉴定出208株真杂种,杂种纯度为99.0%,鉴定结果与田间性状调查结果一致;栽培茄×栽培茄正、反交组合的F1与亲本的亲缘关系均较近,遗传关系差别微小;野生茄×栽培茄组合的F1与父本的亲缘关系均较远,且表现出偏母本遗传。【结论】SSR分子标记技术能快速、准确鉴定茄子杂交后代的纯度,可作为分子标记辅助育种手段用于指导选择符合茄子育种目标的优良杂交品种选育。     

茄子果色研究进展

茄子的果皮颜色是最直观的园艺性状之一，主要是由花青素和叶绿素共同决定，同时也受到各种环境因子的影响。研究表明，果实颜色属于主基因和多基因共同控制的数量性状。目前已经在1、5、7、10号染色体以及多个连锁群上定位到了一些与果色相关的QTLs位点，表型贡献率最高达到了86%～93%。综述了茄子果色的遗传规律、相关的分子调控机制、QTL定位以及分子标记开发的研究进展，为进一步的基因定位、调控网络的深入研究和茄子品种改良提供了参考。     

森林草莓糖基转移酶基因家族生物信息学及其表达分析

【目的】对森林草莓糖基转移酶基因（FvUGT）家族进行生物信息学分析及基因表达分析,为深入研究森林草莓UGT基因功能和探索UGT调控草莓果实发育及花色苷及品质形成提供理论依据。【方法】基于Phytozome数据库鉴定得出138个FvUGT基因家族基因,运用生物信息学方法分析其蛋白理化性质、基因结构、保守结构域和进化关系,并采用实时荧光定量PCR对UFGT候选基因在森林草莓（红果和白果2个类型）各组织（根、叶柄、叶和果实）中的表达量进行分析。【结果】FvUGT基因家族可分为12个类群（A、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L和N）,每个类群分别包含16、2、23、32、8、1、5、5、7、3、21和4个成员;染色体定位发现FvUGT基因家族成员在除2号染色体之外的其他染色体上均有分布,且分布不均;FvUGT基因内含子长度、外显子位置和数目在不同成员间均存在差异,FvUGT基因家族在进化过程中产生较强的分化。实时荧光定量PCR检测结果表明,FvUFGT70基因在森林草莓白果和红果的叶和叶柄中有较高表达;FvUFGT94基因在各组织中均有表达;FvUFGT67和FvUFGT68基因在根中有较高表达;而FvUFGT95和FvUFGT96基因在果实中有表达,且显著高于其他组织（P<0.05,下同）。同时,在果实的小绿期、转色期和成熟期的表达表现为,成熟期FvUFGT33和FvUFGT95这2个基因在森林草莓红果类型的表达量显著高于白果类型。【结论】7个FvUFGT基因表现出明显的组织差异性,其中FvUFGT33和FvUFGT95基因在果实中有较高表达量,且在森林草莓红果类型表达量显著高于白果类型,故推测其在花色苷合成中发挥作用。     

特殊白茄种质的果色遗传及相关性状分析

以2个高代自交系白茄为亲本进行杂交、回交和自交,研究茄子果色的遗传规律。结果表明,2个白茄杂交F1的果色均为红色,在F2群体中,果皮颜色分离比例接近9红色∶7白色,B1群体为1红色∶1白色,B2群体也为1红色∶1白色,χ2检测结果进一步证明,茄子果皮变红的原因是由于2对显性互补基因共同作用的结果。研究发现果色、主茎色以及花色之间彼此连锁遗传。     

长果种黄麻SRAP标记遗传连锁图谱的构建 及3个质量性状基因定位

 【目的】构建黄麻遗传连锁图谱,定位质量性状基因,为今后有关黄麻基因组结构、重要农艺性状QTL定位、分子标记辅助育种和基因克隆等研究工作奠定基础。【方法】以甜麻（黄麻野生种）和宽叶长果（黄麻栽培品种）为杂交亲本,构建了187个F2单株作为作图群体,利用513对SRAP引物进行遗传图谱构建,并对3个质量性状基因（托叶色、叶柄色、叶缘色）进行了定位。【结果】122个SRAP多态性标记位点和这3个形态学标记被定位在该图谱上,初步构建的长果种黄麻遗传连锁图谱全长2 231.9 cM,包含10个连锁群,每个连锁群有2—38个标记位点,2个标记间平均间距为17.86 cM。【结论】该图谱上的标记位点均匀分布在10个连锁群上,没有出现标记位点聚集的现象,表明SRAP标记十分适合黄麻遗传图谱的构建。     

大豆籽粒兰脐性状及其分离规律

本文通过对大豆F_1代组合、F_2、F_3代籽粒兰脐分离系统的单株籽粒脐色的调查,所得数字进行了适合性测定,得出大豆兰脐性状产生的原因及其分离规律。控制白花亲本籽粒脐色的基因有带与不带R基因之分。带R基因的白花亲本与紫花亲本杂交,F_1代籽粒出现兰脐,其基因型为I—R—W_1—tt,不带R基因的白花亲本与紫花亲本杂交,F_1代籽粒为无色脐,基因型为I—rrW_1—tt。F_1代籽粒兰脐性状的出现,不受亲本紫、白花正反交组合方式的影响。兰脐性状受多对基因控制,F_2代籽粒脐色分离符合独立分配规律。当控制脐色的基因有两对相差时(R、r,W_1、w_1)兰脐与无色脐之比为9:7。     

地被菊匍匐性的遗传分析与RAPD标记研究

 【目的】探讨地被菊株型匍匐性的遗传控制,并寻找与匍匐性连锁的RAPD标记,为匍匐型地被菊新品种选育、分子标记辅助育种和匍匐性相关基因的克隆奠定基础。【方法】以盆栽小菊品种‘早意大利红’为母本,地被菊品种‘03(6)-12’为父本构建F1群体,从F1中选取株型表现为匍匐、直立和中间型的单株各1株,分别自交,构建F2群体,并以选取的3个类型F1单株为母本与‘03(6)-12’回交,构建BC1群体。以主枝分枝角度作为株型划分依据,统计每个群体中不同株型分离比,推测地被菊株型控制相关基因特点。此外,以 F1分离群体为试材,采用集团分离分析法（bulked segregant analysis,BSA）构建株型匍匐/直立基因池,利用200个RAPD随机引物筛选与地被菊匍匐基因相连锁的分子标记。【结果】通过遗传分析和 检验表明,地被菊匍匐/直立特性由1对不完全显性主效基因控制,同时存在微效修饰基因。筛选出1个与地被菊匍匐性状控制基因相连锁的分子标记A-10555。经过重复性验证和群体单株验证,该标记与地被菊株型匍匐/直立位点遗传距离为7.96 cM。【结论】以主枝分枝角度作为株型的划分标准是可行的,通过F1、F2和BC1分离群体能对地被菊株型控制位点进行有效分析。获得的分子标记与株型匍匐/直立位点的遗传距离小,能用于辅助育种。     

山羊级进杂交后代GH基因第4和第5外显子的多态性与体重性状的相关分析

【目的】研究波尔山羊级进杂交后代GH基因第4、5外显子的遗传多态性及其与体重性状的相关性。【方法】采集波尔山羊及其与关中奶山羊级进杂交F1、F2和F3代羊的血样,利用PCR-SSCP技术分析其GH基因第4、5外显子的多态性,并用最小二乘法研究了第5外显子多态性与体重性状的关系。【结果】第4外显子在山羊群体中不存在多态性,而第5外显子在该群体存在多态性(有AA,AB,AC,AD 4种基因型);第5外显子发生了2处突变,AB基因型在237 bp位发生了C→T突变,AD基因型在第289 bp位发生了C→A突变,但突变均没有导致氨基酸的变化。波尔山羊及其F1代群体中AD型个体的初生重极显著高于AC型(P<0.01);在F2代群体中,AB型个体的初生重和1月龄体重显著高于AA型(P<0.05);不同基因型个体的3月龄体重均差异不显著(P>0.05)。【结论】第4外显子在山羊群体中不存在多态性,而第5外显子在该群体存在多态性。GH基因第5外显子可能对波尔山羊级进杂交后代体重性状有影响。     

Mutator诱导的玉米白化突变体插入位点的遗传分析及代谢途径的构建

【目的】利用Mutator(Mu)诱变群体获得、验证叶色白化突变体的Mu因子插入位点;解析玉米叶色变异相关基因及其代谢网络。【方法】以含有活性MuDR转座子的W22∷Mu为父本,与玉米自交系综31(Z31)杂交产生的M2和M3家系群体为材料,经表型性状的遗传分析和Mu插入位点的分离获得白化突变体,经生物信息学方法解析白化突变体产生的相关基因,同时构建产生白化突变代谢网络。【结果】对870个M2家系的16000余单株和M3种植的36个家系近700单株进行考察,获得了遗传稳定的白化突变体41株。经Mu-TAIL-PCR分析获得35条Mu因子插入序列;对靶位点序列分析,获得的14个靶位点可能与叶绿素合成及光合作用有关;利用其中6个靶位点构建了5条玉米叶色突变产生白化的叶绿素代谢网络途径。【结论】初步证实了Mu转座子插入的27个靶位点与叶色白化突变体的关联;建立了6个靶位点的玉米叶色突变产生白化的叶绿素代谢网络途径。     

BMP15基因上1个新的影响绵羊繁殖力的SNP位点

【目的】阿勒泰羊是新疆北部地区重要的产多羔绵羊品种,但一直未找到影响其高繁殖力的主效基因。以影响排卵数的BMP15基因作为候选基因,从分子水平上对阿勒泰的多胎机制进行研究。【方法】以PCR直接测序法获得SNP位点,分析突变位点的特性,并通过大规模的群体检测统计推断其遗传效应。【结果】阿勒泰羊在BMP15基因的内含子667 bp和外显子2的755 bp处发生突变,2个位点均只有2种基因型,且纯合子为优势基因。与产羔数关联分析发现仅外显子2的755 bp处位点2种基因型差异显著,经群体验证得到同样结果,TC型母羊比TT型母羊平均多产0.8羔。同时该处的突变引起了氨基酸由亮氨酸向脯氨酸变化。【结论】故推测BMP15基因与控制阿勒泰羊多胎性能的主效基因存在紧密的遗传连锁。     

红花紫荚矮秆豌豆品种的选育

【目的】通过红花紫荚高秆豌豆品种 Cv 13 和白花绿荚矮秆豌豆品种 Cv 4 两个亲本,选育适合在 广东种植、兼具观赏和食用价值的红花紫荚矮秆豌豆新品种。【方法】以豌豆品种 Cv 13 和 Cv 4 为亲本,通过 正反交获得 F1 代后,再次种植,以红花、紫荚和矮秆 3 个性状为选育目标,从 F2 杂交后代中筛选红花紫荚矮秆 豌豆新品种。【结果】在品种选育过程中发现,高秆相对于矮秆为显性性状,符合孟德尔遗传定律的分离规律; 荚色与花色有关,红花对应紫荚,白花对应绿荚,而荚色由质量性状控制。通过对 F2 代筛选得到两个红花紫荚 矮秆豌豆新品种,命名为 1 号和 2 号,对其相关表型和品质进行分析发现：1 号株高 94.00 cm,开红花结紫荚, 花青素相对含量 0.65;2 号株高 90.00 cm,开红花结紫荚,花青素相对含量 0.34。【结论】1 号和 2 号均是红花 紫荚矮秆豌豆新品种,兼具观赏和食用价值,其中 1 号花青素含量相对较高、营养价值更高。     

藏绵羊DQA1基因多态性分析

 【目的】研究藏绵羊DQA1基因多态性,确定其等位基因数、核苷酸多态位点、氨基酸多态位点及各等位基因间的遗传关系,同时分析其进化意义。【方法】采用PCR-SSCP方法检测了900只藏绵羊DQA1基因第2外显子多态性;克隆、测序群体内变异产生的各等位基因序列,并分析序列数据。【结果】发现了17个DQA1的等位基因,包括缺失的1种基因,其中5个为发现的新等位基因。16个单倍型序列中发现56个核苷酸多态位点,27个氨基酸多态位点。【结论】藏绵羊DQA1基因第2外显子具有丰富的多态性,群体中可能蕴藏着更多的遗传资源;藏绵羊DQA1基因最初可能是由2个等位基因突变分化成两大类等位基因的;藏绵羊DQA1基因第2外显子序列与牛的DQA1基因第2外显子序列具有较高的同源性,预示绵羊和牛的DQA1基因最早可能来源于它们分歧以前的共同祖先原始序列;DQA1基因在与其相关的特定抗原刺激下发生的免疫应答反应在绵羊和牛上具有相似性;新等位基因C的139位发现了1个新的核苷酸突变位点（A/G）,属同义突变;5个新发现的DQA1等位基因遗传关系较近,可能由同一等位基因突变产生。     

绵羊BMPR-IB基因第7外显子多态性与产羔性状的相关性研究

【目的】探索绵羊BMPR-IB基因第7外显子多态性与产羔数的相关性,寻找控制绵羊繁殖力的分子标记位点。【方法】以相同饲养管理条件下同龄已有产羔记录的蒙古羊(单胎母羊和双胎母羊)、无角陶赛特羊(单胎母羊和双胎母羊)、小尾寒羊(多胎母羊)为试验材料,采用PCR-SSCP结合DNA直接测序的方法,对BMPR-IB基因第7外显子进行多态性检测与分析。【结果】试验羊只存在AA型和AB型2种基因型;AB型个体在BMPR-IB基因第864位点发生C→T突变,出现T/C的杂合,所有试验样本的优势基因型均为AA型,优势等位基因均为A基因。χ2适合性检验表明,无角陶赛特羊、蒙古羊和小尾寒羊均处于Hardy-weinberg平衡状态,BMPR-IB基因第7外显子不同基因型在不同产羔类型绵羊中的分布差异显著,最小二乘法分析表明,绵羊BMPR-IB第7外显子多态性与产羔数有一定的相关性。【结论】BMPR-IB基因第7外显子第864位点的突变在不同繁殖力母羊群体中分布不同,表明绵羊BMPR-IB基因第7外显子多态性与绵羊产羔数相关,可以作为控制绵羊繁殖力的潜在遗传标记位点进行下一步研究。     

鸭色素合成相关基因TYR外显子1单核苷酸多态性及其与羽色性状相关性分析

【目的】旨在探究鸭羽色群体中TYR外显子1单核苷酸多态性与羽色性状的相关性。【方法】以樱桃谷鸭D系与连城白鸭杂交后代F1自群繁育得到的四个羽色群体为实验样本,对其进行采血提取DNA并记录羽色性状,扩增得到TYR基因外显子1序列,送至测序并分析其SNP位点分布与羽色性状的相关性。【结果】结果表明:鸭TYR基因外显子1长843 bp,编码281个氨基酸,核苷酸序列与鸡相似性为99%,A+T共417个碱基(49.46%),C+G共438个碱基(51.95%)。A+T含量与G+C含量大致相同;比对外显子1序列后发现,存在1个新发现的SNP位点(507 T→C),属无义突变,该位点存在3种基因型(TT CT CC);通过卡方标准检验,表明基因型分布在各个羽色群体中分布差异不显著;得到羽色性状分布与C基因频率(P=0.07)、CC基因型频率的相关系数(P=0.055),可知羽色性状分布与C基因型频率存在一致性,但不显著。【结论】TYR可能并非控制羽色的主效基因,但它和羽色存在相关性。     

秦川肉牛FGF2基因多态性与其生长和肉质性状的关联分析

【目的】研究秦川肉牛FGF2基因的多态性及其与肉牛生长和肉质性状的关联性。【方法】选取18~24月龄的健康秦川肉牛384头,测定其生长和肉质性状指标,采集血样,采用DNA技术检测FGF2基因全部外显子中的单核苷酸突变位点,对突变位点进行基因型分型,研究其单核苷酸基因多态性(SNP),并以一般线性模型(GLM)分析该SNP位点与秦川肉牛生长和肉质性状的关联性。【结果】在第1、2外显子上未发现突变位点,在第3外显子上存在4个SNP突变位点:SV1(g.A54740T),SV2(g.A54758C),SV3(g.T56809C)和SV4(g.C59443T)。其中,SV1有AA、AT和TT 3种基因型,SV2有AA、AC和CC 3种基因型,SV3有TT、TC和CC 3种基因型,SV4有CC、CT和TT 3种基因型。相比其野生基因型,SV1位点突变会降低体斜长、体高、腰高、胸深、胸围、腰角宽、尻长和体质量性状(P0.05);SV2、SV3和SV4位点突变会改善这些性状(P0.05);SV1位点突变会降低坐骨端宽性状(P0.05),但SV3和SV4位点突变会改善坐骨端宽性状(P0.05);SV4位点突变会改善背膘厚性状(P0.05);SV2和SV4位点突变会改善眼肌面积性状(P0.05);SV1突变会改善肌间脂肪性状(P0.05)。【结论】FGF2基因对秦川肉牛生长性状和肉质性状有一定影响,可作为秦川肉牛现代分子选育的候选参考基因。