毛竹简易基因组文库的快速构建

以毛竹（Phyllostachys edulis）当年所发新叶为材料,用改良的CTAB法提取基因组DNA,通过超声波震断DNA,琼脂糖凝胶电泳回收大小为700bp-2000bp的片段,经T4DNA聚合酶末端补平,与经过牛小肠碱性磷酸酶处理的pUCl9载体连接,通过电转化转染受体菌XL-1 Blue,构建了毛竹基因组文库。文库容量为2．8×10^7,通过PCR验证,插入片段大小为750 bp-2000bp,插入效率为91％,符合基因组文库构建的要求,为毛竹特异功能基因的克隆和分子标记的研究奠定了基础。     

毛竹Mariner-like element自主转座子的鉴定与生物信息学分析

【目的】Mariner-like element(MLE)转座子是一类在真核生物基因组内广泛分布的DNA类转座子，以“剪切-黏贴”模式在基因组中复制扩张，可以作为一类高效稳定的工具应用于转基因、基因功能研究等领域。为了探究MLE转座子在毛竹基因组中的分布规律，揭示MLE转座子在毛竹进化过程中的演化模式，本研究对毛竹MLE转座子进行了全基因组挖掘和分析。【方法】基于水稻、大豆和毛竹目前发表的MLE转座子序列，利用IRF、Blast和Fasta等工具，根据MLE转座子序列的特异性结构末端倒置重复序列(TIR)及其所编码转座酶的保守性，对毛竹基因组中的MLE转座子进行挖掘，从毛竹基因组中筛选具有完整结构的MLE转座子。分析所获得的MLE转座子的结构特征，根据完整MLE转座子的转座调控元件，从毛竹基因组中筛选出所对应非自主转座子，通过序列提取和比对，对自主与非自主转座子的分布特点以及非自主转座子结构缺失特点进行分析。【结果】共鉴定了2个完整结构的自主MLE转座子，PhV2MLE1A和PhV2MLE2A。PhV2MLE1A全长3 950 bp,编码414个氨基酸，TIR长度30 bp;PhV2M...     

锥栗基因组SSR开发及农家品种的遗传多样性分析

本文对锥栗SSR富集文库进行Illumina MiSeq高通量测序,利用生物信息学对得到的序列进行SSR特征分析,开发锥栗基因组SSR并对农家品种进行了遗传多样性分析。在2051475条序列中,总共搜索到2117345个SSR,以复合形式存在的SSR数量为640155个。二核苷酸为重复单元的SSR数量最多,占总数的73.22%,之后依次为三核苷酸(12.61%)、单核苷酸(12.56%)、四核苷酸(1.33%),单碱基重复、二碱基重复和三碱基重复的优势重复单元分别为:A/T、AC/GT、AAG/CTT。对SSR的长度多态性进行了评价。以8个农家品种为材料,在100对基因组SSR引物中筛选出多态性和特异性较好的引物10对。对25个锥栗农家品种进行了遗传多样性分析观测等位基因和期望杂合度分别为6.3和0.705,有效等位基因数为3.628,Shannon信息指数为1.441,表明锥栗农家品种具有较高的遗传多样性水平。     

毛竹Stowaway-like MITEs转座子的分离与分析

微型颠倒重复序列(miniature inverted repeat transposable elements,MITEs)是一类对基因组进化和基因表达有重要调节作用的转座子。为分析MITEs在毛竹基因组中的分布特性,借鉴Fast Isolation by AFLP of Sequences Containing repeats(FIASCO)方法,首次构建Stowaway-like MITEs富集文库。随机挑取21个克隆,测序发现2个含有Stowaway-like MITEs序列(Stow-Ph1和Stow-Ph2),阳性率为9.52%。Stow-Ph1和Stow-Ph2的长度分别为260和258bp,具有Stowaway-like MITEs典型的末端颠倒重复序列(terminal inverted repeats,TIRs)和靶位点重复序列(target site duplication,TSD)。Stow-Ph1和Stow-Ph2与水稻的Stow-Os8(FJ266024)的同源性分别为46.4%和52.6%。Stow-Ph1和Stow-Ph2与水稻16类Stowaway-like MITEs的TI...     

基于CTAB法提取毛竹基因组DNA的探讨

应用CTAB法、改良CTAB法、改良CTAB-高盐沉淀法对毛竹基因组DNA进行了提取,并用紫外分光光度计(UV3300)、琼脂糖凝胶电泳和PCR分析对提取的DNA进行了检测,对DNA的产量、质量、PCR效果等方面进行了综合比较.结果表明:改良CTAB-高盐沉淀法是提取高质量毛竹基因组DNA的较好方法.     

中国毛竹基因组学研究取得重大进展

据2009年1月报道中国科学家日前完成了包括毛竹叶片、笋和萌发种子等在内的毛竹全长cDNA文库构建，并精确测定了1万余条基因序列。毛竹全长cDNA文库构建和基因序列精确测定，是“毛竹基因组测序研究”重大科研项目的第一部分。科学家们在完成毛竹基因序列的同时．还首次根据毛竹大规模的基因序列统计了毛竹基因的一些基本信息，包括Gc含量、密码子使用偏好性、简单重复序列、     

我科学家精确测定毛竹一万余条基因序列——为禾本科植物研究提供了极其重要信息

林业基因组学研究获得重点突破。我国林业科学家日前完成包括毛竹叶片、笋和萌发种子等在内的毛竹全长互补DNA文库构建，并精确测定1万余条基因序列。这是公共数据库继模式植物水稻和拟南芥以外的第三大植物全长互补DNA数据信息资源，不仅填补了禾本植物比较基因组学研究空白，还为开展基因组测序计划提供了有效的基因注释依据。     

红刺玫DNA提取及SSR引物筛选

本文通过两种方法提取红刺玫的基因组DNA,结果表明最适合的方法为磁珠法提取。以红刺玫基因组DNA为模板,优化SSR反应体系并确定反应条件,从22对SSR引物中筛选出扩增性强和稳定性好的有用引物12对;以有用引物进一步对红刺玫月季植物进行SSR,5对引物具有多态性,百分率为67～100%。该研究结果为红刺玫和月季亲缘关系分析、杂交亲本选择、以及杂交品系的鉴定奠定基础。     

毛竹微型颠倒重复序列转座子PhTourist1的克隆与分析

【目的】微型颠倒重复序列( MITE)是 DNA转座子中一类依赖自主转座子提供的转座酶进行转座的非自主转座子。以毛竹中与水稻 mPing同源的 MITE———PhTourist1为例,研究 PhTourist1的结构特点和转座特性,并分析 PhTourist1的转座对其附近基因表达的影响,进而了解转座子对毛竹基因组多态性形成和基因表达调控的作用。【方法】利用 MEGA5.1,DNAStar,WebLogo 3-Create等软件对 PhTourist1的末端反向重复序列(TIR)、靶位点重复序列( TSD)、插入位点序列偏好性等进行系统的研究和分析,并计算 PhTourist1在毛竹基因组中的插入时间和分布情况。通过 PCR手段确认 PhTourist1在来自同一母本的24株毛竹实生苗基因组中的所有位置并验证是否存在插入多态性。针对其中发生转座的 PhTourist1-3,通过 RTFQ PCR ( real-time fluorescence quantitative PCR)分析PhTourist1-3存在与否对其下游基因表达量的影响。【结果】共得到30个 PhTourist1,通过生物信息学技术与手段确定得到的 PhTourist1的 TIR(GGCCAGTCTCAATG)、TSD(TWA)及插入偏好性序列((C/T)T(C/A)T(T/A)A(G/T) A ( A/C ))与已报道的 Tourist-like MITE 的特点吻合。通过对 PhTourist1的插入时间与分布分析了解到PhTourist1在毛竹基因组中的插入时间相对集中,且 PhTourist1偏好插在基因附近。对毛竹基因组中30个PhTourist1的验证确认了每个位置的正确性,并发现 PhTourist1-3存在插入多态性。且 PhToutist1-3的切除为完整切除,与 mPing的特性一致。利用 RTFQ PCR对 PhTourist1-3下游基因 PH01000402G0860表达量的分析结果表明PhTourist1-3转座后 PH01000402G0860的表达量比其转座前增加了8.04倍。【结论】本研究鉴定到的与 mPing 高度同源的转座子 PhTourist1,其中 PhTourist1-3在毛竹基因组中可以发生转座,是首次在毛竹基因组中发现的有活性的 Tourist-like MITE,且 PhTourist1-3的转座对宿主基因表达产生显著的影响。这些结果表明,作为毛竹基因组重要组成部分的转座子可以通过自身转座参与宿主基因组多态性的形成,调节宿主基因表达,进而参与毛竹生长发育的调控。     

刺五加AFLP分子标记技术体系的建立

用改良的的试剂盒法提取刺五加叶片的基因组DNA,可以获得高质量的刺五加基因组DNA,DNA降解较少、污染低、电泳条带清晰,可以用于PCR扩增反应,可以被内切酶EcoRⅠ和MseI彻底消化。通过优化酶切反应、引物连接、预扩增、选择扩增,建立了优化的刺五加AFLP分析技术体系,从64对引物中筛选到5对高效扩增引物,并利用这5对引物在6个刺五加种源中获得了89个多态性AFLP分子标记。建立了利用红外荧光检测技术和Li-Cor4300DNA分析系统,进行刺五加AFLP分析的分子标记技术。     

高节竹与毛竹鞭笋品质和适口性比较

高节竹是优良的笋材兼用竹种, 竹鞭延伸生长能力强, 具有较高的鞭笋生产潜力。为评价高节竹鞭笋品质和适口性, 以毛竹鞭笋为对照, 比较两者外观形态和营养物质、呈味物质含量的差异。结果表明:与毛竹鞭笋相比, 高节竹鞭笋略长, 个体质量、基径和蛋白质、纤维素、木质素、单宁、草酸、总酸含量明显较低, 而可食率、糖酸比和脂肪、可溶性糖含量明显较高。高节竹、毛竹鞭笋除鲜味氨基酸含量差异不明显外, 高节竹鞭笋的氨基酸总量及其它氨基酸组分的含量显著低于毛竹鞭笋, 但鲜味氨基酸、甜味氨基酸和芳香类氨基酸组分比例显著高于毛竹鞭笋, 苦味氨基酸组分比例明显低于毛竹鞭笋。研究表明, 高节竹鞭笋较为粗大、可食率高、粗糙度低、适口性好, 质量总体优于毛竹鞭笋。     

杜仲基因组微卫星特征及SSR标记开发

为全面解读杜仲的遗传背景,本研究在基因组测序(数据未公布)的基础上,通过MISA软件搜索杜仲基因组(26 947/854 758 160 bp)中的完整型(1～7核苷酸重复)及复合型SSR序列,共查找出25 694个Scaffolds含有488592个SSR位点,占总Scaffolds的95.3％.从SSR位点分布密度上讲,平均每1 749 bp出现1个微卫星,其中单核苷酸重复单元的SSR含量最多,约占总数的54.34％,其次为二核苷酸(20.47％),而复合模式、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸、六核苷酸和七核苷酸重复分别占20.29％、23.89％、0.77％、0.13％、0.10％和0.01％,并发现SSR中均以含A、T的重复类型占主导地位.根据SSR位点设计并合成引物290对,162对SSR引物扩增出清晰的目的条带,其中16对引物多态性高、稳定性好,在8份杜仲资源中共检测到84个等位基因,平均每个SSR位点检测到5.25个等位基因.本研究对于进一步利用SSR分子标记分析杜仲遗传多样性、遗传图谱构建、杜仲雌雄株早期鉴定等具有较高的应用价值.     

基于芭蕉属EST序列的地涌金莲SSR引物开发

对31 308条来自NCBI的芭蕉属(Musa)EST序列进行拼接得到全长为13.51 Mb的21 129条无冗余EST序列(含3 818条contigs及17 311条singletons),其中,4 944条(23.40%)EST序列含有5 416条SSRs,SSR的出现频率为25.63%,平均分布距离2.49 Kb,有234条(1.11%)含有1个以上的SSR。在所检测的SSR中,二、三、四核苷酸重复是主导重复类型,分别占EST-SSR总数的21.80%(1 181条)、52.55%(2 846条)和14.55% (788条)。AG/CT、AAG/CTT与AGG/CCT和AAAG/CTTT与AAAT/ATTT分别是二、三、四核苷酸的优势重复基元。随机设计了238对EST-SSR引物在24个地涌金莲个体中进行筛选,116对有扩增产物,其中,78对EST-SSR引物扩增出清晰稳定的目的片段,49对引物表现出多态性。本研究检测的15对引物扩增等位基因数范围是2~7个,平均3.067个;表观杂合度(Ho)范围是0.042 0.750,平均0.250;期望杂合度(He)范围是0.232~0.823,平均0.522。     

基于桤木属转录组测序的SSR分子标记的开发

[目的]基于转录组数据开发适用于桤木属树种的SSR标记,揭示其在转录组序列中的分布类型及特征,为桤木属树种分子标记辅助育种提供有利工具。[方法]利用Micro SAtellite(MISA)软件对所有转录组序列进行SSRs搜索,并对SSR位点的数量、分布特征进行统计分析。设计100对SSR引物,采用琼脂糖凝胶电泳和毛细管电泳分离检测方法对3种不同倍性桤木属植物(12份材料)进行遗传多样性检测,确定引物多态性及通用性。[结果]85 769条Unigenes序列中发现8 678个SSR位点,分布在8 298条Unigenes中发生频率为9.67%,转录组序列中平均每14.04 kb长度就有一个SSR位点分布。其中,二核苷酸重复类型数量最多,占65.87%。根据转录组Unigenes序列,利用Primer 3软件共设计出4 531对符合要求的引物,挑选出的100对SSR引物中,获得18对多态性高、稳定性好的SSR引物。[结论]本研究可扩增出多态性位点的引物重复单元以二、三核苷酸重复为主。基于桤木属转录组序列的SSR标记开发是可行的,开发的引物为桤木属遗传多样性分析、分子育种、遗传图谱构建和功能基因的挖掘提供了丰富的候选分子标记。     

旱柳无性系在富营养化水体中的生长及去除氮磷能力

【目的】比较旱柳无性系的生长以及对水体中氮、磷去除效果,以筛选出处理富营养化水体效果较好的无性系。【方法】利用8个旱柳无性系在富营养化水体中进行静态培养试验,研究各无性系的形态特征、叶绿素相对含量指数、对营养元素的吸收以及对废水中氮、磷的去除效率。【结果】旱柳无性系在整个试验期间生长良好,无死亡现象。各无性系最终生物量、苗高和相对生长率有显著差异,其中,旱59和旱97整体表现最好。旱柳无性系对富营养化水体中氮、磷吸收较好,地上部分营养元素浓度较高。旱柳各无性系对总氮、氨氮和硝态氮的去除效率分别为87.17%96.94%、90.35%99.33%和66.66%88.19%,对总磷的去除效率为76.59%83.15%,无性系旱13总的去除效率最高。【结论】参试8个旱柳无性系均能在富营养化水体中正常生长,但各无性系在富营养化水体中的生长响应有较大差异。综合多个指标并结合长期野外试验观察,旱13、旱59、旱97是适合修复富营养化水体的较好材料。     

基于牡丹EST信息的滇牡丹SSR标记开发

对NCBI(美国国立生物技术信息中心)中牡丹的ESTs(expressed sequence tags)的序列进行分析,结果表明:在所分析的2 204条序列中,仅324条分布有SSRs(simple sequence repeats),占全部ESTs序列的14.70%;SSR的出现频率为15.20%,共计335个,其中,二核苷酸重复比例84.18%,三核苷酸重复比例为15.22%,四和六核苷酸重复比例为0.30%。在此基础上,利用软件(serafer 1.3)设计了51对备选SSR引物,以6个滇牡丹不同花色类群DNA为模板对引物进行筛选,其中,10对引物有扩增产物;用这些引物进一步在10个类群50个DNA模板进行多态性测试,结果显示:上述10对SSR引物均有多态性,且同一类群内不同模板DNA间也存在多态性。本研究结果证明:基于牡丹EST信息建立SSR标记是一种有效而可行的方法,有助于滇牡丹遗传多样性分析及基因组学方面的研究。     

日本落叶松EST-SSR标记挖掘及特征分析

基于日本落叶松转录组测序(RNA-seq)结果,利用SSRIT工具查找SSR位点,检测到1 788个EST-SSR位点,平均长度是17.5 bp。进一步统计分析发现在落叶松中重复类型SSR位点出现次数最多的是六、三核苷酸,其余依次是五、二、四核苷酸重复类型;同时检测到656种重复基元类型,种类丰富。用Primer Premier 5.0设计500对引物,随机合成102对,以红豆杉科、柏科、松科材料为模板进行检测,结果显示在红豆杉科和柏科里的扩增率分别为95%、50%;在松科不同属的通用性为落叶松属99.01%、黄杉属67.4%、雪松属63.8%、冷杉属67.4%、云杉属70.2%和松属75.7%。利用101对SSR引物对7种不同落叶松品种亲缘关系进行了分析,获得79个多态性位点,在遗传相似系数0.69处将其区分为4个类群。     

不同密度毛竹林枯落物层水文特性研究

对黄山区4种密度毛竹纯林枯落物层的储量、最大持水量、最大持水率、吸水速率、有效拦蓄量等水文特性参数进行了研究。结果表明:(1)不同密度毛竹林枯落物储量、厚度及自然含水率均存在较大差异;不同林分枯落物储量为3.98 6.00 t·hm-2,其中,以3 000株·hm-2的林分枯落物储量最高。(2)4种密度毛竹林下枯落物最大持水率为317.09%347.58%,密度为3 000株·hm-2时,毛竹林枯落物层最大持水量达到20.70 t·hm-2。(3)4种密度毛竹林枯落物层持水量(S)与浸泡时间(t)的关系为S=alnt+b(a为方程系数,b为方程常数项),其吸水速率(V)与浸泡时间(t)的关系为V=ctd(c为方程系数,d为方程指数);在0 4 h内枯落物吸水速率急剧下降,4 h后明显减缓。(4)密度对毛竹林枯落物水文特性有一定影响,选择适宜的营林密度对于提高毛竹林枯落物层水文生态功能具有重要的作用。     

滇东南濒危植物长梗杜鹃转录组微卫星特征分析

[目的]全面了解滇东南特有濒危植物长梗杜鹃转录组SSR位点的分布及序列特征,为长梗杜鹃的保护和合理开发利用提供遗传学资料,为同属植物及近缘种SSR标记的开发及遗传研究提供便利。[方法]利用Illumina Hiseq 4000高通量测序平台对长梗杜鹃叶片进行转录组测序,再通过MISA软件对测序所得Unigenes进行SSR位点的发掘和分析。[结果]发现含SSR的序列17 354条,共得到23 192个SSR,出现频率为31.30%,平均每3 kb出现1个SSR。二碱基和三碱基重复为长梗杜鹃SSR主要重复单元类型,分别占SSR总数的69.25%和15.07%,187种重复基元中,所占比例最高的是(AG/CT)n(62.01%),其次是(A/T)n(12.34%)、(AC/GT)n(4.52%)和(AAG/CTT)n(4.23%)。在SSR和CDS的交集基因中,共发现15 908个SSR位点,其中2 792个位于编码区,出现频率为0.076 SSR/kb,而非编码区为0.344 SSR/kb,在基因编码区中出现频率最高的是三碱基重复(1 356,48.57%)。在不同长度重复单元中,二碱基重复SSR长度变异程度最高,其次是单碱基重复。长梗杜鹃SSR的频率和长度呈显著负相关(P0.01),相关系数为-0.566。[结论]长梗杜鹃转录组SSR位点的出现频率高、分布密度大、基元类型丰富、重复次数较高、长片段较多,具有较高的多态性潜能,用于遗传分析的潜力很大,能满足该物种的保护遗传学研究。     

不同穗条类型、长度的欧洲云杉扦插苗质量评价

[目的]为欧洲云杉扦插穗条选择和扦插苗培育提供依据。[方法]采用完全随机区组试验设计,研究了2种穗条类型(嫩枝基部带1.5年生硬枝、嫩枝)、3种穗条长度(5 10、10 15、15 20 cm)的嫩枝扦插苗从移植当年到第3年的成活率、保存率和生长情况。[结果]2种穗条类型扦插苗间的移植成活率和保存率差异不显著,但移植后嫩枝基部带1.5年生硬枝扦插苗的苗高、新梢生长量、地径、侧枝数、冠幅、鲜质量、干质量差异显著,都是嫩枝基部带1.5年生硬枝扦插苗大于嫩枝扦插苗。3种长度扦插苗的移植成活率、保存率的差异均显著;其中,15 20 cm长度穗条扦插苗移植成活率和保存率最高,分别是98.00%和86.00%,不同长度穗条扦插苗移植成苗率逐年下降,而且与穗条长度有关,弱小穗条获得的扦插苗成苗率低;5 10 cm的扦插苗移植成活率为46.00%,到第3年时保存率仅为23.33%,且移植后苗高、新梢生长量、地径、侧枝数、冠幅、鲜质量、干质量的差异也显著,且都以15 20cm穗条的扦插苗值最高,10 15 cm穗条的扦插苗次之,5 10 cm的扦插苗最小。嫩枝带硬枝扦插苗的苗木质量指数(QI)是嫩枝的7.74倍,15 20 cm穗条的扦插苗质量指数(QI)是5 10、10 15 cm扦插苗的5.47、5.23倍。扦插苗地径初始值与移植当年地径、苗高初始值与移植当年苗高间呈极显著正相关关系。[结论]扦插苗最初的生根状况和穗条质量影响后期培育过程中的存活和生长,嫩枝基部带1.5年生硬枝扦插苗和15 20 cm穗条的扦插苗不仅移植成活率、保存率高,而且生长量、生物量、质量指数都比短而弱小穗条的扦插苗高。