新疆野苹果与‘元帅’‘金冠’的叶绿体基因组比对研究

新疆野苹果（Malussieversii）被认为是现代栽培苹果的祖先物种。为有效保护苹果遗传资源,揭示新疆野苹果和栽培苹果叶绿体基因组的差异,验证现代栽培苹果是否起源于新疆野苹果。对新疆野苹果和栽培苹果‘元帅’和‘金冠’的叶绿体全基因组进行了测序、组装和注释,获得了其叶绿体基因组物理图谱,并进行了比较基因组分析和系统发育分析。结果表明,新疆野苹果和两个栽培苹果品种的叶绿体基因组均为四段式结构,其基因组总长度在160 068～160 288 bp之间;共注释出131个基因,其中蛋白编码基因86个,t RNA基因37个,r RNA基因8个;新疆野苹果与栽培苹果的碱基组成也基本相似,AT/GC含量基本相同;新疆野苹果鉴定出43个重复序列和64个简单重复序列位点,栽培品种‘元帅’鉴定出49个重复序列和61个简单重复序列位点,‘金冠’鉴定出43个重复序列和57个简单重复序列位点。系统发育分析结果表明：基于全序列构建的贝叶斯进化树在各个节点具有很高的支持率,苹果属的所有物种形成一个单系群（支持率100%）,新疆野苹果和两个栽培苹果品种聚在一起,形成一个小分支（支持率100%）,且新疆野苹果位于该小...     

利用PSY基因标记探讨枇杷果肉颜色的遗传倾向

【目的】研究枇杷果肉颜色的遗传倾向。【方法】以黄肉品种‘梅花霞’和‘早钟6号’及白肉品种‘白玉’为亲本,创建了9个杂交和自交后代群体,利用SRAP和RAPD分子标记技术,鉴定真杂种。利用枇杷果实特异DNA分子标记PSY基因对9个杂交和自交组合后代的果肉颜色进行早期鉴定,并对其遗传倾向进行分析。【结果】9个杂交和自交后代群体中,共鉴定出1 166株真杂种‘。梅花霞’与‘白玉’和‘梅花霞’与‘早钟6号’的正反交组合后代未出现果肉颜色性状的分离倾向,果肉颜色均鉴定为黄色;而‘早钟6号’与‘白玉’的正反交组合后代果肉黄、白色的分离比分别为1∶0.89和1∶0.87。自交组合‘梅花霞’和‘白玉’的后代无果肉颜色性状的分离,后代果肉颜色分别鉴定为黄色和白色;而‘早钟6号’自交后代黄肉与白肉分离比例为2.94∶1。【结论】枇杷果肉颜色黄色和白色可能受到一对呈显隐关系的基因控制,其中黄肉性状为显性,存在纯合和杂合的情况,其分子标记类型不同,DNA分子标记分别表现为1 031 bp(纯合)或1 031 bp和319 bp(杂合);白肉性状为隐性,DNA分子标记为319 bp。     

‘惠水金橘’的叶绿体基因组特征分析

【目的】分析贵州地方柑橘品种‘惠水金橘’的叶绿体基因组特征及分子标记,为研究该品种的系统进化关系、丰富柑橘类果树叶绿体分子标记奠定基础。【方法】提取‘惠水金橘’成熟叶片总DNA,构建小片段插入文库并测序,以甜橙叶绿体基因组为参考,筛选叶绿体基因组相关序列组装,开展SSR(simple sequence repeat,简单重复序列)预测、SNP(single nucleotide polymorphisms,单核苷酸多态性)/InDel(insertion-deletion,插入缺失)分析以及聚类分析。【结果】组装后获得叶绿体基因组全长为160 698 bp,GC含量为38.42%,共有117种基因被注释;检测到92个SSR位点,大部分的SSR位点都偏向于A/T组成;检测到417个SNPs位点、149个InDels位点、InDel的标记密度约为每kb 0.927个。进化树显示该品种与其他宽皮柑橘聚为一大类。【结论】利用高通量测序技术挖掘柑橘叶绿体基因组DNA分子标记是可行的。     

薄壳山核桃（Carya illinoinensis）叶绿体基因组及其特征分析

利用Illumina平台对薄壳山核桃（Caryaillinoinensis）品种‘金华’‘波尼’和1株实生古树单株的叶绿体全基因组进行测序,并对其特征进行分析。3个薄壳山核桃叶绿体基因组均呈典型的四分体结构,大小分别为160 819、162 611和160 762 bp,基因序列高度保守。三者均注释得到124个基因,包括79种蛋白编码基因、38个tRNA和7个r RNA基因;三者有相似的重复序列类型,在其叶绿体基因组序列中分别检测出74、74和73个SSR位点;系统发育分析表明,三者均与喙核桃（Annamocarya sinensis）亲缘关系最为密切。     

‘奥嗄二十世纪’梨自交亲和性分子机制及遗传特性研究

 ‘奥嗄二十世纪’是自交不亲和性梨品种'二十世纪'的自交亲和性花柱突变体,花粉自交不亲和性功能正常,其自交亲和性突变的分子机制及遗传特性目前仍有争议。本研究通过田间自花及相互授粉以及基因组、mRNA转录和蛋白质水平比较,分析‘奥嗄二十世纪’、‘二十世纪’及其后代S-RNase基因的存在与否、表达特性及其在后代中的遗传。结果显示,‘奥嗄二十世纪’花柱S₂-RNase基因的核苷酸序列和表达特性与其原始品种‘二十世纪’的完全一样;而S4-RNase基因信号比其原始品种‘二十世纪’的弱,而且也在花柱中正常表达(包括转录和翻译水平),但表达量低;然而在其自交亲和后代基因组中检测不到S₄-RNase基因。本研究表明,‘奥嗄二十世纪’基因组中存在花柱S₄-RNase基因,但不能遗传给后代。     

韭(Allium tuberosum)叶绿体基因组及其特征分析

以韭(Alliumtuberosum)叶绿体基因组为研究对象，利用Illumina NovaSep高通量测序技术对韭叶绿体基因组进行测序，研究了韭叶绿体基因组结构、密码子偏好性、简单重复序列、叶绿体基因组的比较和系统发育，以期为韭分子标记开发、种质资源鉴定和开发利用提供参考依据。结果表明：韭叶绿体基因组全长154 056 bp,共注释133个基因，包括tRNA 38个，rRNA 8个，蛋白编码基因87个；韭cpDNA密码子偏爱以A或U结尾，Leu使用频率最高，Cys使用频率最低；在叶绿体基因组中共检测250个SSR位点，其中单核苷酸重复数量最多(164个),六核苷酸重复最少(1个);基因组IR边界未出现明显的扩张和收缩；系统发育分析显示，野韭和韭亲缘关系最近。     

‘满天红’ב红香酥’杂种鉴定及遗传变异Genic-SSR分析

【目的】对授粉时未做去雄处理的‘满天红’ב红香酥’组合进行杂种鉴定和遗传变异分析,排除非双亲杂种单株,为利用该组合进行连锁分析奠定基础。【方法】用9对从转录组数据开发的在双亲间表现多态性的genic-SSR引物和1对自交不亲和基因检测引物对‘满天红’ב红香酥’组合所有单株进行杂种鉴定、标记偏分离分析和群体聚类分析。【结果】348个杂交单株中,有339株同时拥有母本和父本来源的特征片段,真正为‘满天红’和‘红香酥’的杂种,其余9株在部分位点未见父本条带,排除为双亲杂种的可能。卡方检验发现6个位点符合孟德尔分离定律,4个出现偏分离现象。双亲和339个真正杂种后代经遗传聚类分析分为3组:一组包含77个后代,与‘满天红’聚在一起;另一组包含183个后代,与‘红香酥’聚到一起。另有79个后代,单独聚在一起。【结论】利用Genic-SSR分析成功地对‘满天红’ב红香酥’组合梨杂种后代进行了鉴定,表明外来花粉污染是造成杂交群体中非双亲杂种污染的主要原因,产生自交后代污染的概率较低,聚类分析表明S-RNAse和部分SSR位点在该杂交群体中发生偏分离,半数以上的单株与父本‘红香酥’聚为一类。     

连翘叶绿体基因组特征分析

为探究连翘叶绿体基因组特征及该属物种的系统进化发育关系,利用高通量测序技术对连翘长花柱与短花柱植株叶绿体基因组进行测序和功能注释,利用PCR对高通量测序结果进行验证.结果 显示:连翘长花柱与短花柱植株叶绿体基因组全长均为156386 bp,为典型的四段式结构.连翘叶绿体基因组注释到114个基因,包括80个蛋白编码基因,...     

应用InDel标记进行软枣猕猴桃杂交子代真实性鉴定

【目的】对杂交后代进行真实性鉴定是进行猕猴桃分子遗传学研究的前提。通过筛选InDel引物对软枣猕猴桃2个杂交后代群体进行InDel标记研究,以鉴定杂种后代的真实性。【方法】采用高通量磁珠法提取软枣猕猴桃‘永丰1号’(♀)、‘RB-3’(♀)、‘11-17’(♂)、‘魁绿雄’(♂)亲本基因组DNA,以及‘RB-3’ב魁绿雄’子代175株和‘永丰1号’ב11-17’子代531株的基因组DNA;根据重测序数据设计InDel引物,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳在4个亲本中进行多态性验证,选择扩增带型清晰、稳定以及在父本中出现特异性条带的引物用于杂种子代鉴定,根据所选引物中InDel片段长度选择琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酰胺凝胶电泳,对‘RB-3’ב魁绿雄’和‘永丰1号’ב11-17’2个杂交F1代群体进行真实性鉴定。【结果】在‘RB-3’ב魁绿雄’的杂交组合中,共筛选出4对引物,作为杂种鉴定的标记,鉴定杂交后代的真杂种比率为92.00%。在‘永丰1号’ב11-17’杂交组合中,同样筛选到4对,杂交后代的真杂种比率为99.24%。【结论】InDel标记可有效地对猕猴桃杂交后代进行真实性鉴定,真杂种的鉴定为后续的分子标记辅助育种、遗传图谱构建等奠定基础。     

桑叶葡萄叶绿体基因组及其特征分析

桑叶葡萄(Vitis ficifolia)是中国重要的葡萄属野生资源。以桑叶葡萄'九里沟桑4号'为试验材料,利用Illumina HiSeq PE150测序平台完成了其全基因组重测序,并组装了其叶绿体基因组。注释结果表明,桑叶葡萄叶绿体基因组全长160 751 bp,呈典型的四分体结构,其大单拷贝区(large single copy,LSC)、反向重复序列(inverted repeat,IR)和小单拷贝区(small single copy, SSC)的长度分别为88 971、26 355和19 070 bp。注释共得到133个基因,包含88个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因。在桑叶葡萄中共搜索到84个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序个数分别为55、8、9、9和3个。用MEGA软件,通过邻接法对包括5个葡萄种类的32个种的叶绿体基因组序列进行聚类分析,结果表明,桑叶葡萄与山葡萄(Vitis amurensis)、欧亚种'黑比诺'(V.vinifera'Pinot Noir')、夏葡萄(V.aestivalis)以及圆叶葡萄(V.rotundifolia)具有较近的亲缘关系。     

甜樱桃‘拉宾斯’自交亲和性与SFB4′基因的关系研究

甜樱桃品种‘拉宾斯’与‘雷尼’均为S1S4基因型。调查其自花结实率,‘拉宾斯’为31.3%,表现自交亲和;‘雷尼’为0,表现为自交不亲和。将‘拉宾斯’与‘雷尼’相互授粉,‘拉宾斯’为父本时表现亲和,反之不亲和,推断‘拉宾斯’的自交亲和性由花粉侧突变导致;调查花粉萌发率,‘拉宾斯’为58.08%,‘雷尼’为57.82%。鉴定‘拉宾斯’自交后代及其与‘雷尼’杂交后代的S-RNase的基因型,发现所有后代中均出现S4基因型,部分后代中出现S1基因型,证明‘拉宾斯’花粉育性是正常的,其亲和性可能是由S4基因座上花粉侧的基因突变导致。测序发现‘拉宾斯’花粉SFB4′在911 bp处有4个碱基缺失。分析‘拉宾斯’花粉SFB4′与花柱S4-RNase的连锁性,发现两者连锁率为100%。以‘拉宾斯’为父本的带有SFB4′的杂交后代的自花结实率为23.3%~61.4%,表现自交亲和,说明来源于‘拉宾斯’的SFB4′基因与自交亲和性有关。RT-PCR及测序显示‘雷尼’SFB4与‘拉宾斯’SFB4′均能正常转录,但4个碱基缺失导致其C端翻译提前终止,原核表达SFB4和SFB4′蛋白发现SFB4略大于SFB4′,推测是由于SFB4′的翻译提前终止导致的。以上结果表明:‘拉宾斯’的自交亲和性可能是由花粉侧SFB4′C端的氨基酸缺失导致,该缺失可能使其丧失了与S-RNase的识别能力。     

以雄性不育胞质杂种‘华柚2号’为母本创制柚有性群体

【目的】以具有胞质雄性不育特性的‘华柚2号’为母本与有核柚品种有性杂交,以期转移其不育胞质进而实现二倍体水平的无核柚改良。【方法】以‘华柚2号’为母本‘,沙田柚’和‘鸡尾’葡萄柚为父本分别配置杂交组合,并对其子代遗传来源和单/多胚性早期鉴定。【结果】分别从‘沙田柚’和‘鸡尾’葡萄柚为父本的杂交组合获得实生苗1 018和687株;用3对多态性SSR标记对实生苗的遗传鉴定表明均为父母本有性后代。以单/多胚性分子标记进行的早期胚性鉴定表明‘,沙田柚’为父本的有性后代均为单胚性;而‘鸡尾’葡萄柚为父本的后代,单胚与多胚性比例为2.86∶1。【结论】以‘华柚2号’为母本创制的有性后代为无核柚改良以及柑橘雄性不育恢复基因定位和克隆奠定了种质基础。     

栗杂交F_1代SSR标记遗传多样性分析

为深入了解栗属植物种内、种间杂交F_1代群体遗传多样性和变异规律,以及不同亲本遗传效应和配置方式对杂交F_1代的影响,以锥栗种内、锥栗和板栗种间9个杂交组合235份F_1代单株及其亲本为材料,利用32对高多态性栗属SSR标记对其基因组DNA进行PCR扩增和毛细管电泳,统计数据并进行遗传参数、分子方差、UPGMA聚类和PCA分析。结果表明:32对SSR引物在235个子代中共扩增出278个多态性位点,平均观测等位基因数8.69个,Shannon’s多样性指数(I)、基因遗传多样性(H_s)和基因流(N_m)平均值分别为1.3707、0.6574和1.5951,遗传分化系数(F_(st))显示杂交F_1代85.18%的变异存在于组合内;不同组合Shannon’s多样性指数范围为0.8816～1.1317,显示其子代均存在丰富的遗传多样性,且子代遗传多样性水平受不同父、母本遗传效应以及亲本配置影响;分子方差分析表明栗杂交F_1代群体遗传变异主要来源于组合内(78.06%),与遗传分化系数结果较为一致;不同杂交组合遗传距离和UPGMA聚类显示,具有相同亲本的正反交组合C3和C5遗传距离最近,最先聚到一起,其次是具有相同母本或相同父本的组合,分别聚到一起;杂交子代PCA散点图进一步验证了杂交组合聚类分析结果,同一组合内或遗传距离较近的组合多数子代能聚到一起,同时,不同组合子代又存在交叉重叠现象,说明存在较为广泛的基因交流,且子代分离现象明显。     

三樟黄贡椒叶绿体基因组特征研究

三樟黄贡椒是中国十大名椒之一,其叶绿体基因组全长为156759 bp。通过重复序列分析和密码子偏好性分析,发现有长串联重复序列5个,长散在重复序列28个,简单重复序列(SSR)159个;叶绿体基因组密码子偏好性较弱,偏好使用A/U结尾的密码子。本研究明确了三樟黄贡椒叶绿体基因组信息,丰富了辣椒属叶绿体基因组数据库,并将为三樟黄贡椒种质资源鉴定评价和开发利用提供数据支持。     

桑科植物叶绿体基因组研究进展

叶绿体基因组具有半自主性和母性遗传特征,揭示其功能对于研究植物起源、系统进化及物种鉴定、分类具有十分重要的作用.桑科植物具有食用、药用、生态修复及作为工业原料等多种用途.其叶绿体基因组为双链环状结构,由4个部分组成,即1个大的单拷贝区域(large single-copy,LSC)、1个小的单拷贝区域(small single-copy,SSC)、2个反向重复区域(inverted repeat,IRs).基因组大小约160 kb,编码110～130个基因,包括蛋白质编码基因、tRNA\rRNA\ ncRNA等.桑科植物叶绿体基因组上存在SSR和SNP位点,同时还发现有密码子使用偏好性.该研究对近年来桑科植物叶绿体基因组的研究现状、应用以及发展趋势进行了综述,为进一步理解桑科植物叶绿体的功能机制提供参考依据.     

大白菜抗根肿病近等基因系的分子标记辅助选育

以具有抗根肿病基因CRb的大白菜‘CR Shinkii DH’系为抗源,通过分子标记辅助选择选育出大白菜优良自交系‘BJN3’的9份抗根肿病近等基因系。通过CRb基因侧翼标记TCR01和TCR09的前景选择,以及51个SSR标记的基因组背景选择,筛选出‘BJN3’基因组含量为98%的10株纯合抗性BC3F2个体。苗期的根肿病接菌试验证明这些BC3F2植株均表现出抗性。从10株纯合抗性BC3F2个体自交后代中,筛选出全部恢复‘BJN3’基因组的9株近等基因系。这些近等基因系的结球相关性状与‘BJN3’无显著差异。     

甜瓜‘PMR6’抗白粉病基因的遗传及其定位研究

以甜瓜(Cucumis melo L.)感白粉病品种‘Hami413’为受体亲本,抗白粉病品种‘PMR6’为供体亲本构建的255株BC2分离群体为材料,研究‘PMR6’抗白粉病的遗传规律及基因定位。群体遗传分析表明,BC2群体中对白粉病菌Podosphaera xanthii生理小种1的抗性由显性单基因控制,基因命名为Pm-PMR6-1;利用混合分组分析法(Bulked segregant analysis,BSA)从分布于甜瓜12个连锁群上的390个SSR分子标记中筛选出5个多态性标记;通过连锁分析,将该抗性基因定位于12号连锁群SSR标记DM0191与CMBR111之间;根据甜瓜基因组信息设计SSR引物,进一步将该基因定位于SSR12407与SSR12202之间,并且该抗性基因与标记Mu7191共分离;比对基因组序列,两标记间物理距离约226 kb,预测35个候选基因。     

‘小白杏’自交不亲和SFB基因RNAi表达载体的构建

【目的】应用RNA干扰(RNAi)技术在分子水平调控杏自交不亲和性状,为培育自交亲和杏品种奠定基础。【方法】基于南疆自交不亲和杏品种‘小白杏’(Prunus armeniaca‘Xiaobaixing’)花粉决定子SFB(S-haplotype-specific Fbox protein)基因3’端c DNA全长序列,选取SFB基因变异区上游距起始密码子61 bp处、大小为29 bp的片段作为干扰序列,棉花基因组DNA 242 bp的序列作为间隔片段,利用融合PCR(Fusion PCR)构建SFB基因发卡结构(intron-containing hairpin RNA,ihp RNA),再酶切连接到植物表达载体p CAMBIA-35S-MCS-NOS-NPTII上,构建SFB基因RNAi表达载体;用冻融转化法将重组质粒转化至农杆菌菌株(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404中。【结果】测序结果表明臂长29 bp、茎环242 bp的SFB基因ihp RNA结构融合成功,双酶切检验和PCR验证结果表明,该结构正确地插入p CAMBIA-35S-MCS-NOS-NPTII的启动子和终止子之间,说明SFB基因的RNAi表达载体p CAMBIA-RNAi-SFB构建成功;PCR验证和测序结果也表明重组质粒已经成功转入农杆菌LBA4404中。【结论】研究结果表明,应用融合PCR结合酶切连接的方法构建SFB基因的RNAi表达载体是可行的,为RNAi技术在果树自交不亲和性状改良上的应用创造了条件。     

蛹虫草基因组密码子使用偏性分析

以蛹虫草(Cordyceps militaris)核基因组和线粒体基因组数据为基础,对密码子使用偏性及其影响因素进行分析.结果 显示:蛹虫草核基因的GC含量为59.53％,同义密码子第3位胞嘧啶频率最高(50.58％),高表达基因的平均有效密码子数较低;核基因中共鉴定出22个高频密码子,均以G/C结尾,其中16个为最优...     

添加甘蓝8号染色体片段的大白菜易位系的获得及其遗传稳定性分析

为创建大白菜—结球甘蓝易位系,以大白菜—结球甘蓝8号单体异附加系(AC8)为材料,对其摘去已开放花朵的花枝进行60Co-γ辐射,然后取新开放花朵花粉授与AC8,获得M1植株,再将M1与AC8亲本大白菜‘85-1’进行回交,对其回交后代进行小孢子离体培养获得DH系。利用286个结球甘蓝相对于大白菜特异的In Del分子标记对DH系植株进行鉴定,结合细胞学观察获得添加甘蓝8号染色体片段的大白菜易位系‘AT8-1’。对易位系‘AT8-1’进行自交,与‘85-1’回交,与大白菜高代自交系‘14-28’和‘14-36’杂交,对其后代进行In Del分子标记鉴定,结果表明该易位系中甘蓝染色体片段不稳定,该片段完整保留率在自交后代群体为61.1%,回交后代群体为26.3%,两个杂交后代群体分别为24.2%与30.0%。后代群体中均未见易位片段变小的植株。