基于叶绿体DNA分析的楸子种质遗传多样性研究

利用4对叶绿体DNA引物扩增49份楸子[Malus prunifolia（Willd.）Borkh.]种质资源的4个叶绿体DNA基因间区trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF序列,基于4个叶绿体DNA基因间区的序列变异,从母系遗传的角度评价楸子的遗传多样性水平。结果显示：4个叶绿体DNA基因间区序列经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 790 bp,共有173个多态性变异位点,其中包含2个单一突变位点、20个简约信息位点和151个插入/缺失位点。在49份楸子种质中,trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF区域的变异位点的数量分别为26个、25个、120个和2个,单倍型数量分别为9个、7个、8个和3个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型有14个。核苷酸多样性和单倍型多样性最高的区域均为trnH-psbA（Hd = 0.775,Pi = 0.02143）,最低的为5′trnL-trnF（Hd = 0.481,Pi = 0.00072）。49份楸子种质4个叶绿体DNA区域合并后的遗传多样性较高（Hd = 0.854,Pi = 0.00949）。Tajima’s D检验中,4个叶绿体DNA区域在P > 0.10水平上均不显著,楸子的4个叶绿体DNA区域在进化上遵循中性进化模型。楸子的遗传变异主要存在于群体内部,不同居群间基因交流频繁,多数居群间遗传分化较少,与地理距离不完全相关。     

苹果属植物种质多样性的SLAF-seq分析

利用简化基因组测序技术—特异性位点扩增片段测序技术（Specific-locus amplified fragment sequencing,SLAF-seq）对509份苹果属植物种质进行测序,获得586 454个SLAF标签,其中多态性SLAF标签463 612个;经过序列比对,根据完整度 > 0.94、次要等位基因频率（MAF）> 0.05,过滤筛选得到46 460个多态性单核苷酸（SNP）位点;基于这些SNP位点构建苹果属植物不同种的系统发生树并分析主成分。结果表明,通过SLAF-seq技术能够在全基因组范围内快速开发高通量的SNP标记,并直接用于苹果属植物种质资源遗传多样性研究中。34种509份苹果属植物的多样性水平较高（He = 0.318,I = 0.488,Ae = 1.520）,在多于1份试材的种群中,变叶海棠的遗传多样性水平最高,中国苹果的遗传多样性水平最低。综合聚类分析和主成分分析结果表明,供试苹果属植物分为5个基本的类群,Ⅰ山荆子类群,Ⅱ苹果属植物野生种类群,Ⅲ苹果栽培品种类群,Ⅳ以中国苹果、八棱海棠、花红、楸子和海棠花为主的类群,Ⅴ新疆野苹果类群。野生种丽江山荆子、山楂海棠、陇东海棠、变叶海棠、花叶海棠、滇池海棠和沧江海棠聚类比较紧密,栽培种之间的亲缘关系相对较近,栽培品种与东方苹果和森林苹果等野生种聚在一起,新疆野苹果与中国原产苹果属栽培种的亲缘与起源演化关系有待于进一步考究。     

苹果属植物变叶海棠遗传多样性形成机理研究进展

过去20余年国内外学者对苹果属植物的起源、分类、区系地理、种内和种间遗传变异等开展了广泛的研究。然而,有关苹果属植物遗传多样性形成机理迄今未见任何直接报道。作者从变叶海棠的遗传多样性及其起源,物种的居群分化及其近缘种的形成几方面重点介绍过去15a西南大学在研究变叶海棠的遗传多样性和居群分化等方面所取得的进展。我们的研究工作为进一步探索苹果属植物遗传多样性形成机理奠定了基础,并为变叶海棠珍贵基因资源的保护和利用提供了理论依据。     

枳属种质遗传多样性及其与近缘属植物亲缘关系的SSR和cpSSR标记分析

 应用核基因组SSR和叶绿体基因组SSR,分析了枳属28份枳及枳杂种种质的遗传多样性及其与近缘属植物的亲缘关系。核基因组SSR分析表明普通枳的遗传差异明显,22个SSR位点的平均多态性信息含量（PIC）为0.51,平均期望杂合度为0.52,表明中国枳种质资源具有较丰富的遗传多样性。在遗传距离约0.16时,22份普通枳可以分成4个类型。叶绿体基因组SSR分析则发现普通枳间基本无差异,表明以母系遗传为特征的枳叶绿体基因组相对保守。富民枳与普通枳无论是在核基因组还是在叶绿体基因组上均存在较大差异,支持富民枳种的地位。SSR和cpSSR结合使用可比较准确地鉴定枳杂种。     

叶绿体DNA分析技术及其在栗属植物中的应用

被子植物叶绿体DNA母性遗传,有独立的进化路线,基于叶绿体DNA的分析技术在分子系统学、资源多样性评价、杂种鉴定等方面具有重要作用。栗属植物资源丰富,分布广泛。概述了叶绿体DNA分析技术在栗属植物中的研究进展,阐述了包括PCR-RFLP、DNA杂交、叶绿体SSR标记技术和叶绿体基因区段测序分析技术在内的分子标记技术的原理、特点及其在栗属植物中的应用。并对今后如何开发叶绿体DNA标记用于栗属植物的研究进行了展望。     

苹果属部分观赏品种与中国野生种的亲缘关系

 采用AFLP分子标记技术对47种苹果属植物进行遗传多样性和亲缘关系分析，其中24个为国外引进的观赏海棠品种。结果表明，筛选出的10对分辨率强的引物共扩增出589条带，其中多态性带534条，多态位点百分率达90.66%。观赏海棠品种在DNA分子水平上表现出极为丰富的遗传多样性。基于Jaccard系数对AFLP扩增结果进行UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean)聚类，以相似系数0.60为标准，将供试材料分为8组，以相似系数0.59为标准，将观赏海棠品种分为4组。分析认为，供试的24个观赏海棠品种中有22个品种与我国原产的苹果属植物亲缘关系较近。     

基于叶绿体ndhA基因内含子序列的DNA条形码在秋海棠属物种鉴定中的应用

以18种秋海棠属植物为试材,基于叶绿体ndhA基因内含子片段,利用Codon Code Aligner软件拼接序列后,通过MEGA软件进行比对并计算19个秋海棠属植物种间及种内遗传距离,最后利用邻接法构建分子系统树,研究了该片段作为DNA条形码对秋海棠属植物进行物种鉴定的可行性。结果表明:秋海棠属19个种类共59个个体的ndhA基因内含子序列长度为1 182bp,在所考察的候选秋海棠属植物中具有最大的种间变异和较小的种内变异,且二者存在极显著差异。在系统树中,秋海棠属植物每一物种能够分别形成各自独立的分支,表现出良好单系性。基于ndhA基因内含子的DNA条形码在识别秋海棠属植物物种方面和传统形态学基本一致。该研究表明,以ndhA基因内含子作为秋海棠属植物DNA条形码进行物种鉴定具有一定的可行性。     

甜瓜属线粒体基因组的父系遗传特性

为分析甜瓜属线粒体基因组的遗传特性,选取甜瓜属11个不同种植物为试验材料,采用成熟花粉DAPI压片染色方法结合树脂半薄切片MTG-DAPI双染色技术,观察花粉贴壁期和成熟期细胞中的线粒体分布。结果显示,所涉及的11种甜瓜属植物均同黄瓜一样,成熟花粉细胞生殖核周围或精细胞中存在线粒体DNA;而作为对照的南瓜和西葫芦的花粉细胞发育到成熟期时生殖核周围没有任何细胞器DNA。上述结果表明,甜瓜属植物线粒体DNA有可能通过花粉进行遗传和散布。这个结果将线粒体基因组父系遗传潜力特性扩展到甜瓜属,为进一步探究植物线粒体基因组的父系遗传机制奠定基础。     

大片段DNA遗传转化的研究进展

DNA克隆技术是分子生物学研究中一项重要的技术手段.随着分子生物学技术的发展及植物基因组计划的进行,产生了既能够克隆大片段DNA又能够将候选基因利用农杆菌介导法进行遗传转化试验的载体.现对大片段克隆栽体的发展及大片段DNA遗传转化的影响因素进行综述,并对大片段DNA遗传转化的发展作了展望.     

水分胁迫诱导八棱海棠和平邑甜茶细胞程序性死亡的研究

 以苹果属抗旱能力较强的八棱海棠(Malus robusta Rehd. ) 和较弱的平邑甜茶[Malus hupehensis (Pamp.) Rehd. ] 水培幼苗为试验材料, 利用细胞形态学、DNA ladder等技术, 用20% PEG 6000模拟水分胁迫进行诱导细胞程序性死亡研究。经DAP I染色后荧光显微镜观察发现两个苹果属材料均呈现细胞染色质凝集、细胞核缩小、变形、解体等细胞程序性死亡的形态学特征; 同时, DNA琼脂糖凝胶电泳可观察到明显的“梯状”DNA条带(DNA ladder) 。由此表明, 水分胁迫诱导苹果属植物具有明显的细胞程序性死亡的典型形态及生化特征, 是一种主动的细胞死亡过程, 八棱海棠细胞程序性死亡持续的时间长于平邑甜茶。     

基于叶绿体DNA信息的南方梨属种质的遗传多样性和演化分析

选取5个叶绿体DNA非编码区trnL-trnF-1、trnL-trnF-2、trnS-psbC、accD-psaI、rps16-trnQ和1个基因区域rbcL,对中国秦岭淮河以南地区的梨（Pyrus L.）资源进行遗传多样性和演化分析。将188份梨资源的测序结果整合得到长度为5 612 bp（包含缺失片段）,共检测出13个单倍型、4个单一突变位点、16个简约性信息位点和14个插入/缺失片段（InDels）,单倍型多样性Hd为0.7178,核苷酸多样性为0.35 × 10-3。accD-psaI区域的分析结果显示该区域的Hd值最高,为0.7177;rbcL区域的Hd值最低,为0.0317。其中162份梨资源检测出12个单倍型,Hd为0.713,核苷酸多样性为0.29 × 10-3;梨的不同地理群体中湖南省的10个梨地方品种的Hd最高,为0.889;来自贵州省的8个品种的Hd最低,为0。138份砂梨地方品种共检测出8个叶绿体单倍型,其中单倍型H2、H4和H5在130份砂梨和37份白梨品种中检测到,单倍型H6、H10、H11、H12和H13在8份砂梨地方品种‘青皮钟’、‘甜宵梨’、‘细花红梨’、‘惠阳红梨’、‘麝香梨’、‘塘湖青’、‘红粉’和‘横县浸泡梨’中检测到。Median-joining Network图显示单倍型H6和H11为古老单倍型,H1、H4和H5为较进化的单倍型。根据叶绿体DNA序列变异信息可推测秦岭淮河以南地区的砂梨和白梨亲缘关系较近,同时来自湖南地区的砂梨种质资源具有丰富的遗传多样性。     

新疆野苹果资源遗传多样性SSR分析

采用SSR标记技术对新疆野苹果7个天然居群180份样品进行了遗传多样性分析,旨在为新疆苹果的杂交育种及优良品种/品系的选育提供理论依据。13对SSR引物共扩增出119条多态性条带,各居群内的多态性位点比率为79.84%~92.25%;居群水平上新疆野苹果的遗传多样性变化趋势基本一致,其中新源居群的有效等位基因数(Ne)、Nei's基因多样性(H)和Shannon信息指数(I)在7个居群中最大;种级水平上的Shannon信息指数(I)为0.551 6,居群内为0.468 9;新疆野苹果居群的变异主要存在于居群内部,居群间和居群内遗传多样性分别为15%和85%,说明新疆野苹果居群的变异主要存在于居群内部。     

基于叶绿体DNA分析的辽宁省梨属种质遗传多样性研究

从32 对叶绿体DNA 通用引物中筛选出8 对引物用于评价辽宁省梨属种质的遗传多样性,其中4 对引物所扩增的叶绿体DNA 片段存在突变位点。合并后的叶绿体基因片段（3 688 bp）含有单一突变位点9 个、简约信息性位点3 个以及插入/缺失（INDEL）2 个。在37 个样品中,trnL-trnF-487 区域、trnL-trnF-413 区域、rbcL 区域和trnS-psbC 区域的单倍型分别为2 个、4 个、2 个和3 个,合并之后的叶绿体基因片段的单倍型为4 个。非编码区trnL-trnF-413 多态性最高,具有最高的单倍型数、最高的单倍型（基因）多样性、最高的核苷酸多样性、最高的单倍型多样性方差和最高的单倍型多样性标准差。辽宁省37 份梨种质的单倍型（基因）多样性（Hd）、核苷酸多样性（Pi）分别为0.577、0.00055。Tajima’s D检验中除了rbcL 区域的D 值在P < 0.05 水平上显著外,其余区域的D 值未达显著水平,表明自然选择对rbcL 区域的突变位点产生了作用。秋子梨和白梨种质共有单倍型HAP_1、HAP_2 和HAP_3,显示出一定的亲缘关系;西洋梨则单独共享HAP_5。运用中介邻接网络（Median-Joining network,MJ）算法绘制的中介网络图显示HAP_1 与HAP_2、HAP_3 的亲缘关系较远,而HAP_5 则与上述3 个单倍型的亲缘关系较远。     

湖北省十堰地区野生板栗cpSSR遗传多样性研究

为了明确神农架地区野生板栗资源遗传背景,选用4对呈现多态性的叶绿体微卫星引物,对湖北省十堰辖区内野生板栗进行了遗传结构和叶绿体单倍型分析。结果表明4个位点在4个居群的53个样本中扩增出10个等位基因。等位基因数(A)平均为2.5,有效等位基因数(Ne)平均为1.696,PIC值平均为0.312,各遗传参数值远低于核基因组对群体研究的相应值。4个等位基因从53个样本中共给出5种单倍型,既有共享率超过66%的单倍型,在房县居群中也存在稀有单倍型,其中丹江口和房县板栗天然野生居群,具有较高的单倍型多样性,杂合度分别为0.4062和0.3794,明显高于其他地区,显示两地是板栗的分布及遗传多样性中心。基于cpSSR数据,对板栗地方品种与天然野生居群间的遗传结构、关系及地方品种的起源进行了初步探讨。AMOVA分析显示,83%的cpSSR变异存在于居群之间,17%来自居群内。研究表明,十堰地区野生板栗具有较高的多样性,叶绿体单倍型分析更能直观的表现野生板栗的区域分布规律。     

苹果起源演化的考察研究

苹果是栽培种。塞威士苹果Ｍａｌｕｓｓｉｅｖｅｒｉｓｉｉ（Ｌｅｄ．）Ｒｏｅｍ。是苹果的野生种。中国苹果和西洋苹果皆起源于塞威士苹果。西洋苹果（苹果）起源于中亚的威士苹果,但杂有高加索东方苹果Ｍ．ｏｒｅｉｎｔａｌｉｓＵｇｌｉｔｚ．和欧洲森林苹果Ｍ．ＳｙｌｖｅｒｓｔｒｉｓＭｉｌｌ的基因,而中国苹果则是从新疆塞威士苹果的纯系驯化而来的栽培种。;现代苹果果产的大小、色泽、品质及成熟期等性状的多样性,是祖先种     

新疆野苹果群体遗传结构和遗传多样性的SRAP分析

 采用SRAP标记,对中国新疆野苹果4个种下居群的群体遗传结构和遗传多样性进行了研究。结果表明：10对SRAP引物总共扩增了209条带,其中206条是多态性带（98.56%）。巩留群体、新源群体、霍城群体和裕民群体分别扩增了180、169、178和165条多态性带,巩留群体的随机交配杂合度（hs = 0.3037 ± 0.0058）最高,其次为霍城群体。UPGMA聚类分析和群体间遗传分化系数显示,巩留群体和新源群体之间,以及霍城群体和裕民群体之间,遗传关系最近,群体间遗传变异最低。新疆野苹果群体内遗传变异高于群体间,占总变异的87.9%,主坐标轴分析显示4个群体是相对独立,其中巩留群体和新源群体,霍城群体和裕民群体之间,有较高的基因交流。所有参数分析表明,巩留群体遗传多样性最丰富,故在制定新疆野苹果原地和异地种质保护计划时应优先考虑巩留群体。     

新疆野苹果研究进展

 新疆野苹果[Malus sieversii (Lebed.) Roem.]可能是栽培苹果（Malus domestica Borkh.）的祖先,主要分布在中亚地区的天山山脉,包括中国新疆伊犁的巩留、新源、霍城及裕民等,遗传多样性极为丰富。本文对新疆野苹果的发生、分类学地位、群体遗传结构、遗传多样性、生存现状及核心种质构建与新疆野苹果的保护保存等作一综述,旨在为新疆野苹果这一珍贵资源的科学保护与有效利用提供参考。     

Phenotypic variability and genetic structure in plum (Prunus domestica L.), cherry plum (P. cerasifera Ehrh.) and sloe (P. spinosa L.)

In the present study, phenotypic variability of 80 plum (Prunus domestica L.) varieties maintained in the French National Plum Collection was evaluated with 19 quantitative traits. In addition, genetic diversity and genetic structure was studied in three plum species (P. domestica L., Prunus cerasifera Ehrh. and Prunus spinosa L.) using chloroplast DNA (cpDNA) markers and five single sequence repeat (SSR) loci. Based on phenotypic traits, some varieties, such as mirabelle plums, grouped together. Bayesian structure analysis was used to identify different genetic groups, whereby damson plums were clearly distinguished from greengage plums. When examining the three species together, a higher level of cpDNA allelic richness was found in P. cerasifera and in P. spinosa than in P. domestica where only five cpDNA haplotypes were detected in the national plum collection, with one main haplotype that accounted for 80% of the varieties studied. P. domestica cpDNA haplotypes tended to group together with P. cerasifera haplotypes whereas most of P. spinosa haplotypes formed a separate cluster. SSR markers were somewhat able to distinguish the three species. These results provide some clues as to the origin of plum and the various plum varieties. Our results also provide useful information for the management of plum genetic resources.