基于叶绿体DNA变异的山荆子种质遗传多样性和系统演化

【目的】山荆子是中国原产苹果属植物中分布最广泛的种,母系遗传的叶绿体基因组的非编码区适用于较低的分类阶元(如科、属)的系统研究。对野外考察新收集的山荆子种质的叶绿体DNA(cpDNA)非编码区进行测序,解析其序列遗传变异,从母系遗传基因的角度探究山荆子不同居群的遗传多样性和系统演化关系,为我国山荆子种质资源的起源演化以及收集和保护提供理论依据。【方法】利用4对叶绿体DNA引物扩增新收集的215份山荆子种质资源的4个非编码区trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF,对每个基因间区正反向测序获得的序列进行人工校对后,使用MEGA 7.0进行序列拼接和比对,并构建山荆子不同居群间基于遗传距离的Neighbour-Joining系统发育树;使用DnaSP ver5.10.01计算叶绿体DNA的遗传多样性参数,计算不同居群间的基因流和基因分化;利用Arlequin v3.5分析标准分子变异(AMOVA);运用NetWork ver4.6.1.2构建种内居群间的叶绿体DNA单倍型邻接网络关联图。【结果】4个叶绿体DNA非编码区经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 777 bp,共有171个多态性变异位点,其中包含150个插入-缺失位点、20个简约信息位点和1个单一突变位点。在215份山荆子种质中,trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF区域的变异位点数量分别为26、32、103和10个,单倍型数量分别为8、8、6和4个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型为24个。核苷酸多样性最高的区域为trnT-5'trnL(Pi=0.01174),单倍型(基因)多样性最高的为trnS-trnG spacer+intron(Hd=0.599),最低的为5'trnL-trnF(Hd=0.228)。215份山荆子种质叶绿体DNA多样性较高(Hd=0.727,Pi=0.00577)。Tajima's D检验中,4个cpDNA区域在各检验水平上均不显著,检测的4个cpDNA区域在进化上遵循中性模型。AMOVA分析表明遗传变异主要存在于群体内部。【结论】供试4个叶绿体DNA非编码区适合苹果属山荆子种质遗传多样性和系统演化分析。在叶绿体DNA水平导致山荆子群体进化的原因不是自然选择,而是突变压力和遗传漂变。群体间遗传分化与其地理距离不完全相关。山荆子可能为多点起源,推测黑龙江和吉林,内蒙古,甘肃和山西为3个可能的起源地区。     

基于叶绿体DNA序列atpI-rsp2和psbC-trnS的山药种质资源遗传多样性分析

【目的】基于叶绿体DNA（cpDNA）序列atpI-rsp2和psbC-trnS分析山药种质资源的遗传多样性,为山药种质资源鉴定、创新利用及新品种选育提供理论依据。【方法】以来自14个省（区）的64份山药种质为材料,对其atpI-rsp2和psbC-trnS序列进行多态性扩增并测序,经拼接、比对后,利用MEGA 7.0计算种质间的遗传距离并构建系统发育进化树,并利用DNAsp 5.0分析核苷酸多态性,采用NET Framework 4.6.1绘制单倍型间的中介邻接网络结构。【结果】atpIrsp2和psbC-trnS序列合并序列长度为1938 bp,共有117个插入/缺失位点（I_S）和14个变异位点（V_s）,转换率（S_i） 为49.1%,总体转换/颠换偏倚率（R）为0.928,共产生30种单倍型,其中有21种为独享单倍型,9种为共享单倍型,单倍型多样性（H_d）和核苷酸多样性（π）分别为0.9206和0.00139。atpI-rsp2序列和psbC-trnS序列及合并序列的Tajima’s D、Fu and Li’s D*和F*均为负值,其差异均未达显著水平（P>0.10）,说明这2个序列在进化上符合中性进化模式。64份山药种质的遗传距离为0~0.003865,平均遗传距离均为0.001400。中介邻接网络结构分析结果显示,30种单倍型可分为3类,其中,H5为较原始单倍型。【结论】64份山药种质资源的遗传距离较近,遗传背景相似,可能是由于长期地区间引种导致,与地理距离不完全相关。atpI-rsp2和psbC-trnS序列可用于山药物种鉴定和系统进化分析等研究领域。     

基于叶绿体基因的香蕉遗传多样性研究

以7种不同来源的香蕉为材料,选择2个叶绿体基因组的非编码区序列(即rpl16内含子序列和psaA-ycf3基因间隔序列),进行PCR扩增、克隆转化及测序,采用邻接法(NJ)构建系统进化树,并测算了相对遗传距离.结果表明,巴西蕉与另外6个抗枯萎病香蕉品种间存在一定的遗传差异,但遗传差异程度不大.     

基于叶绿体基因的文冠果遗传多样性及其遗传结构

为深入了解当前文冠果栽培群体和野生群体共存格局下的遗传多样性及其引种迁移格局变化,基于叶绿体测序分析数据,采用变异检测、多态性分析、单倍型分析、亲缘关系分析、Structure分析和主成分分析等方法,对9个野生群体和7个栽培群体共172个文冠果优树进行遗传多样性及其遗传结构研究。研究结果,为成功测序组装172个文冠果优树叶绿体基因组,均为典型的四分结构,基因组长度略小于参考叶绿体基因组,基因类别及数量与参考叶绿体基因组相当;共计检测到6类突变、52 460个SNP位点;其遗传多态性处于中低水平,各群体之间的遗传分化水平相对较低;多种分析方法得出的群体结构与单倍型分析结果基本一致,将16个群体分为4个组,根据地形位置可以划分为西部、中部、东北部和东南部。总体来说野生资源多样性较高,而栽培资源多样性较低。在当前野生群体与栽培群体共同存在的格局下,应优先保护野生群体,重点保护部分优株群体,可促进文冠果种质资源的有效保护与高效利用。     

应用RAPD分析小豆种质资源遗传多样性及遗传演化趋势

 用RAPD标记方法对来自中国、日本、韩国、不丹、尼泊尔、越南6国163份小豆种质资源DNA的遗传多样性进行检测。从27个引物共检测到285条带，有261条具多态性（占92.98%），其中野生型多态性带谱占85.82%，栽培型次之为83.52%，半野生型为80.46%，三类型小豆都有其自身特征带；遗传离散度大小顺序是：野生型＞半野生型＞栽培型，其遗传分化系数大小顺序为：野生型＜半野生型＜栽培型；从分化系数差异看，半野生型小豆更接近野生型小豆；从相似系数平均值来看，半野生型小豆材料之间亲缘关系较近，而处在进化两极的野生型材料之间、栽培型材料之间亲缘关系都较远；来自我国西南以及日本南部两地区的小豆材料遗传离散度较大，遗传分化系数、相似系数平均值较低。聚类分析结果表明，163个小豆材料以遗传相似系数0.32为截值，可分为8大类，归类有较明显的地理相关性及遗传类型的趋同性。     

基于线粒体DNA D-loop区的肉鸡品种遗传多样性和起源分析

[目的]探讨不同生长速度鸡品种(配套系)线粒体DNA D-loop区全序列遗传多样性和起源特性,为肉鸡品种选育和溯源提供理论依据.[方法]以不同生长速度的8个黄羽肉鸡配套系(中快速型5个、慢速型3个)、2个地方鸡种(固始鸡、藏鸡)、2个引进鸡种(隐性白羽鸡、安卡鸡)、1个白羽肉鸡(罗斯308)、817杂交肉鸡以及1个高...     

基于叶绿体基因trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的甘薯种质遗传多样性分析

【目的】利用叶绿体基因组（cpDNA）的间隔区序列（trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL）对甘薯种质进行遗传多样性分析,为其种质保护及开发利用提供理论依据。【方法】以从我国12个省份收集的52份甘薯种质为材料,从10个cpDNA间隔区序列的引物中筛选出能扩增单一、清晰明亮且稳定的序列引物,利用其PCR扩增筛选出间隔区序列,并进行测序及序列拼接。利用DnaSP 5.0进行序列特征分析,采用MEGA X计算52份甘薯种质材料的遗传距离,并构建系统发育进化树。【结果】筛选获得7对扩增结果较理想的引物,其PCR扩增产物经测序分析,共获得3个有效标记（trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL）。三者的拼接序列长度为2239 bp,共有7个变异位点,2个单一突变位点,5个简约信息位点,11个插入/缺失位点。在52份甘薯种质材料中,trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的变异位点数量（Vs）分别为1、1和5个,单倍型数目（H）分别为2、4和5个,拼接序列的单倍型数目为10个;核苷酸多样性（π）和单倍型多样性（H_dπ）最高的序列分别为trnT-trnL（π=0.00052）和trnH-psbA（H_d=0.535）。trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的Tajima’s D、Fu and Li’s D*和Fu and Li’s F*均无显著差异（P>0.05）,符合中性进化模式。基于拼接序列构建的系统发育进化树显示,52份甘薯种质材料的遗传距离为0~1.1848,平均遗传距离0.1018,其分为五大类,其中第Ⅰ类~Ⅳ类仅含有少量种质,其余41份种质归为第Ⅴ类。【结论】52份甘薯种质材料的遗传变异较为丰富,但种质材料间的遗传多样性低,与cpDNA特性和甘薯遗传背景狭窄有关。基于trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL的拼接序列更能准确分析甘薯种质的遗传多样性,且有效划分不同类群,为甘薯集团育种提供候选材料。     

白杨叶绿体和线粒体DNA的多态性及遗传性分析

利用PCR-RFLP技术对白杨派毛白杨、毛新杨和银腺杨及其F1代的叶绿体和线粒体遗传进行了分析.以总DNA为模板,扩增了叶绿体trnD-trnT、rps12/7-nadB、trnT-trnF、trnL-trnF3′和trnL-trnF5′基因片段,线粒体coxⅢ、ND5/6、orf25、atp6、nad4/1-2和ND2-COⅢ基因片段,比较了这些扩增片段5种限制性内切酶的酶切片段多态性.结果表明:毛新杨×毛白杨、毛新杨×银腺杨F1代的叶绿体DNA为母性遗传;4种杂交组合线粒体基因片段的PCR扩增与酶切图谱完全一致,未发现多态性,表明白杨线粒体基因高度保守.      

基因组DNA标记在红花种质遗传多样性研究中的应用

红花(Carthamus tinctorius L.)是一种重要的药用和油用经济作物,具有很高的经济价值,但因其地理分布广泛和种质资源混杂而限制了红花资源的充分开发利用。近年来,分子标记技术的快速发展为红花种质资源的分类及辅助育种提供了极大的帮助。对RAPD、AFLP、ISSR、RAMP、SRAP几种分子标记技术在红花种质资源分析中的研究进展进行了综述,并对分子标记技术在红花种质资源及遗传多样性研究中的进一步应用进行了分析和探讨。     

DNA分子标记在果树种质资源遗传多样性研究中的应用

简要介绍了DNA分子标记的主要类型、原理及特点,重点综述了RFLP、RAPD、AFLP、SSR、EST-SSR和SNP标记技术在果树种质资源遗传多样性研究中的应用现状。     

山丁子种源变异规律分析

对黑龙江省东南部山区9个种源的山丁子进行了资源调查,调查指标有代表物候、生长、果实特性的16个指标。结果表明,9个种源山丁子在胸径生长和叶长宽比间差异不显著,在枝条生长、单花花期、单株花期、果柄长、可溶性固形物含量、叶面积、萌动期、单果重、横纵比、单枝产量、分枝夹角、种子数、坐果率、饱满率14个指标间差异显著。     

亚低温下不同外源氮对山定子根系氮代谢活性的影响

试验以山定子(Malus baccata Borkh.)实生苗为试验材料,研究根域亚低温下不同外源氮(NO3-和NH4+)对山定子根系活力、根系氮代谢关键酶活性以及根系抗氧化酶活性的影响。结果表明,亚低温条件下,添加外源氮可在一定时间内提高山定子的根系活力;提高了山定子根系硝酸还原酶(NR)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性,但降低了谷氨酰胺合成酶(GS)活性,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性整体呈上升趋势。不同氮源对山定子根系氮代谢酶活性影响不同,NH4+处理的山定子根系GS活性和GDH活性高于NO3-处理。亚低温条件下,添加外源氮提高了根系过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了超氧化物歧化酶(SOD)活性。因此,施加外源氮可缓解根域亚低温对植株生长的伤害。同时研究表明,两种外源氮对山定子根系响应亚低温具有不同的影响,为苹果生产中合理施用氮肥提供了理论基础。     

世界蚕豆种质资源遗传多样性和相似性的ISSR分析

【目的】分析国内外蚕豆种质资源的遗传多样性,探索其遗传相似性和遗传结构,为世界蚕豆资源的综合评价和优良种质资源的发掘利用提供依据。【方法】利用ISSR标记技术,对来自世界35个国家的383份蚕豆资源的遗传相似性进行分析。【结果】筛选出的11条ISSR引物共扩增出229条条带,其中多态性条带212条(占93%)。不同地理来源蚕豆资源群的基因多样性指数在0.16—0.28,平均为0.22;遗传丰富度变化范围为104—193,平均为158.5。中国春播区蚕豆资源群遗传多样性最高(H=0.28,NA=193),最低的是美洲资源群体(H=0.16,NA=104)。非加权配对算术平均法(UPGMA)聚类结果表明,中国春播区和秋播区蚕豆资源明显不同;中国蚕豆资源群体与国外资源群间的遗传相似性较远,明显与国外资源相分离;北非和欧洲的蚕豆资源遗传相似性较近。亚洲、欧洲、非洲及中国的蚕豆资源群之间具有明显的地域分布规律。【结论】中国春播区蚕豆资源遗传变异丰富,遗传多样性较高;美洲蚕豆资源遗传基础相对狭窄。蚕豆资源群体遗传多样性差异和遗传相似性与其地理来源、生长习性和生态分布密切相关。     

铅对山梨和山荆子光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以北方阔叶树种山梨(Pyrus ussuriensis)和山荆子(Malus baccata)1年生苗木为材料,采用土壤和风化砂混合物作为盆栽基质,设置0(CK)、100、500、1 000、2 000mg.kg-15种土壤铅浓度,研究了土壤铅胁迫对苗木叶片光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:随着土壤铅胁迫浓度增加,山梨的净光合速率(Pn)持续下降,气孔导度(Gs)先升后降、胞间二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)持续升高;同时山荆子的Pn和Gs先升后降,Ci在100mg.kg-1出现谷值,随后逐渐升高,Tr持续升高;随土壤铅处理浓度的增加,山梨的Fv/Fm、Fv/Fo和qN逐渐增加,山荆子逐渐下降,qP和ФPSⅡ二者均表现为先升后降。研究发现,铅污染胁迫导致的Pn的下降是由非气孔限制因素所致;铅污染对山梨叶绿素荧光特性起促进作用,对山荆子影响不显著(p<0.05);综合各项参数山梨对土壤铅的耐性>山荆子。     

黄瓜(Cucumis sativus L.)种质资源遗传多样性及亲缘关系分析

利用18个SSR标记和3个SCAR共显性标记,分析了177份不同生态类型的黄瓜种质资源,旨在阐明其遗传多样性和亲缘关系,为遗传和育种的利用提供理论依据。结果表明,在所有种质中共得到等位基因51个,平均每个位点为2.42个。177份种质资源的相似系数变化范围0.24～1。聚类分析的结果将资源划分为5大类,大部分旱黄瓜被划分在第1类中;多数的华南类型和加工型黄瓜被划分在第2类中;Concombre vert long和西双版纳本地山黄瓜被单独划为第3类;另外,1个收集于韩国和2个收集于美国的种质,分别为韩3,Burpless Hybrid,Muncher为第4类;大部分华北类型种质为第5类。欧洲温室型没有单独被划出来。在育种上,有利于鉴定有价值的优良亲本的亲缘关系,为现阶段黄瓜育种实践中减少杂交组合选配盲目性,提高品种质量及育种效率提供了依据。     

酵母异源互补法鉴定MbNramp1基因的功能

【目的】研究MbNramp1基因的功能。【方法】通过异源互补试验鉴定该基因转运铁的功能,并对MbNRAMP1蛋白进行亚细胞定位研究。【结果】MbNramp1基因转化酵母突变株DDY4在缺铁的培养基上恢复生长。在供试BPDS浓度的培养基上,MbNramp1基因转化酵母突变株DDY4生长状况均明显好于空载体转化后的突变株。培养基中BPDS增加到15μmol·L-1时,转化了MbNramp1的酵母细胞生长状况与野生型相差无几。在30μmol·L-1BPDS时,MbNramp1转化的细胞与低浓度BPDS相比生长延缓,但是明显优于空载体转化的DDY4突变株。与较低浓度BPDS相比,野生型酵母(DY1457)的生长量也减少了。亚细胞定位表明,MbNRAMP1主要位于部分质膜上而非整个膜上。【结论】初步证明MbNramp1编码具有功能的铁转运蛋白,能够使酵母吸收铁的突变株恢复突变,MbNRAMP1主要位于部分细胞膜上行使铁营养转运功能。