木薯干旱胁迫响应基因MeGSTU7自然变异分析

在2个木薯品种中检测MeGSTU7基因在不同干旱胁迫阶段的表达量变化，并克隆测序了60个木薯品种的基因区DNA序列，分析基因核苷酸多态性及其自然变异，并将核苷酸多态性与干旱胁迫表型关联分析，挖掘优等位变异。结果表明，干旱胁迫条件下，2个品种的MeGSTU7的表达量均上调。MeGSTU7基因区核苷酸变异丰富，共有23个SNP位点，A/G突变为主；外显子区总计10个同义突变，12个非同义突变；外显子区在品种资源群体中有4种主要单倍型，所有的单倍型分为两大类，分子进化分析表明，MeGSTU7的外显子区的两端受到很强的正选择作用；Q+K+MLM混合线性模型关联分析结果表明，1个Indel和2个SNP与干旱胁迫下地上部鲜重耐旱系数显著关联，并筛选得到了优等位变异。     

东亚和北美裸大麦(青稞)籽粒硬度基因HINA的分子进化分析

随着现代经济社会的发展,裸大麦(青稞)的多元化加工也成为裸大麦(青稞)口粮外的另一类发展趋势,籽粒硬度是决定裸大麦加工用途的一个重要品质性状,HINA基因编码的HINA蛋白是影响籽粒硬度性状的一个重要蛋白。本研究通过对108份来自北美和东亚(中国青藏高原)6个地区裸大麦(青稞)HINA基因进行重测序,结果在群体序列中发现58个多态性位点(包括30个SNP和28个Indel),可以将群体序列分成13种单倍型。其中单倍型1(Hap1)和单倍型4(Hap4)是分布范围最为广泛的2种单倍型。各地区的单倍型多样性指数范围为0.000~0.833,总群体单倍型多样性指数为0.575,各地区核苷酸多样性系数范围为0.000~0.010,总群体的核苷酸多样性系数为0.007,6个地区群体的基因序列配对分化系数(Fst)范围为-0.08~0.16,分子方差分析显示东亚和北美群体的基因遗传变异主要是由群体内的变异为主(总群体中91.16%的基因变异来源于群体内,8.84%的变异来源于群体间)。群体结构分析将所有材料的HINA基因序列分成2个亚群群体。材料的地理来源与亚群分类相关性较低。利用中性检测及错配分析对选择压力与群体HINA基因遗传分化的关系进行考察,发现中性检验值在东亚(中国青藏高原)、北美和总群体中均为负值,同时群体错配曲线为多峰曲线,说明群体在HINA基因位点上是稳定群体,这些结果为了解HINA基因在裸大麦(青稞)遗传特征上的作用提供了理论依据。     

福建水生植物浮萍的形态学和分子系统学鉴定及遗传多样性研究

在福建53个市县(区)收集获得119份浮萍种质。通过叶片大小、根系和叶脉数等形态性状初步鉴定为4个属:少根紫萍属(Landoltia)、多根紫萍属(Spirodela)、无根萍属(Wolffia)、浮萍属(Lemna)。利用叶绿体atp F-atp H间隔序列和rp S16内含子序列进行系统发育分析。结果表明,119份浮萍种质分别属于4个种Landoltia punctata,Spirodela polyrhiza,Wolffia globosa,Lemna aequinoctialis。利用DnaSP 5.10.01软件分析结果显示,福建浮萍种质存在丰富的遗传多样性,且rpS16比atp F-atpH多样性大,两者的核苷酸多态性指数分别为0.051 23和0.031 53,每kb平均核苷酸差异数为44.675和20.374,群体突变率分别为0.051 64和0.036 40,单倍型多态性指数分别为0.617和0.577。稀脉萍、无根萍和多根紫萍基于atpF-atpH和rp S16序列的单倍型数为4、2、2。另外,闽南地区浮萍遗传多样性高于闽北地区,其核苷酸多态性指数、每kb核苷酸变异数以及群体突变率分别是闽北地区的2倍以上。     

黑龙江省马铃薯晚疫病菌线粒体DNA单倍型分析

为明确黑龙江省马铃薯晚疫病菌线粒体DNA单倍型组成和分布情况,采用PCR-RFLP方法分析了2015～2020年采自黑龙江省7个马铃薯种植区的193份马铃薯晚疫病菌株的线粒体DNA单倍型及频率分布。结果表明,IIa单倍型为优势线粒体DNA单倍型,占比89.12%,Ia和Ib两种单倍型也均有发现,分别占比9.84%和1.04%,所有样品中未发现IIb单倍型。与前人研究相比较,黑龙江省线粒体DNA单倍型存在动态变化,因此,加强对晚疫病菌群体遗传结构的监测,对更好地进行马铃薯晚疫病防控具有重要意义。     

海南黑山羊生长激素(GH)基因单核苷酸多态性分析

利用PCR-SSCP与测序相结合,分析海南黑山羊GH基因第2外显子exon2的多态性,SSCP结果出现3种基因型,分别定义为AA、AB、BB;3种基因型频率分别为28.3%、63.0%、8.7%,A、B等位基因频率分别为59.8%和40.2%,以A等位基因为优势基因,经Hardy-Weinberg平衡卡方适合性检验结果表明,exon2在此群体中处于Hardy-Weinberg不平衡状态(X2＝0.000,P＜0.01),该位点群体遗传结构及多态指标分析结果显示,该位点表现为中度多态。AA和BB基因型进行测序结果发现,exon2第11位点发生G→C突变,将核苷酸序列翻译成氨基酸序列进行同源性比较,结果exon2第11位G→C突变位点引起编码的氨基酸改变,所编码的氨基酸由原来的精氨酸变为脯氨酸。     

云南地方稻种抗稻瘟病基因Pi-d3序列变异分析

对来自云南的80份地方稻种抗稻瘟病基因Pi-d3编码区序列进行了PCR扩增并测序分析。结果表明,与地谷相比,80份云南地方稻种的Pi-d3编码区序列(全长2775bp)存在39个变异位点,平均变异率为1.41%。所有材料可以归为37种单倍型,频率较高的单倍型是H8(28.8%)、H4(11.3%)、H23(5.0%),其他单倍型频率较低,显示了云南地方稻种Pid3基因变异丰富,单倍型类型多,但频率较低。37种单倍型中存在28个氨基酸差异位点,共编码33种蛋白,其中18种单倍型共计32份材料(包括12份籼稻品种)出现了假基因,假基因化的频率较高,可能是粳稻Pi-d3假基因化向籼稻渗透。除已发现的737位氨基酸假基因位点外,新发现32和467两个假基因位点。Pi-d3基因在籼稻、粳稻亚种,水稻、陆稻,黏稻、糯稻的单倍型类型及频率两方面均存在差异,表明亚种间或生态型间发生了一定的遗传分化。37种单倍型在云南的地理分布呈大分散、小聚居的特点,普洱、版纳、临沧的单倍型种类最丰富,并以之为中心向外扩展,单倍型种类随之减少。     

基于nSSR和cpDNA序列的城步峒茶群体遗传多样性和结构研究

采用简单重复序列标记(nSSR)与叶绿体DNA序列(cpDNA)分析技术,对城步峒茶群体进行了遗传多样性、遗传结构和遗传分化等研究。结果表明,15对nSSR引物在参试81份资源中共获得142个等位位点,平均每对引物9.47个,城步峒茶群体的观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和Nei期望杂合度(Nei)分别为0.49、0.62和0.62,具有较高的遗传多样性。Structure分析将79份峒茶资源分成3个类群,但各类群的遗传背景较为复杂,没有明显的群体结构。F检验表明,城步峒茶群体的近交系数F_IS为正值(F_IS=0.177 5),群体间的遗传分化系数F_ST较小(F_ST=0.034 5),分化程度较低,基因流Nm较高(Nm=7.01)。3对cpDNA引物分别获得了473 bp(rbcL)、704 bp(matK)和320 bp(psbH-trnA)的片段序列,变异位点占总位点的比例分别为0.42%、0.71%和1.25%。将3个序列依次拼接,共产生了9个单倍型,单倍型数由多到少的居群依次为TXZ(6)、DZC(4)、DPS(4)、TYS(3)、HJZ(2),群体的单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)分别为0.732和0.001 39。9个单倍型中,单倍型H1和H5处于进化网络图的中心节点上,并且包含资源数量最多,属于比较原始的单倍型。同时,nSSR和cpDNA的AMOVA分析结果基本一致,居群内的变异百分比分别达到96.69%和80.54%,城步峒茶的遗传变异主要存在于居群内。     

海南黑山羊生长激素(GH)基因第5外显子单核苷酸多态性分析

利用PCR-SSCP与测序相结合的方法，分析了海南黑山羊GH基因第5外显子的多态性。SSCP结果出现3种基因型，分别定义为CC、CG、GG，3种基因型频率分别为：21.3、73.2和5.5 %，C、G等位基因频率分别为57.9 和42.1 %。以C等位基因为优势基因，Hardy-Weinberg平衡卡方适合性检验结果表明，GH基因第5外显子在此群体中处于Hardy-Weinberg平衡状态(X2=0.002 2，P>0.05)，该位点群体遗传结构及多态指标分析结果显示该位点表现为高度多态。CC和GG基因型进行测序结果发现，GH基因exon5第75位点发生G→C转换，将核苷酸序列翻译成氨基酸序列进行同源性比较，结果exon5第75位点G→C转换没有引起编码的氨基酸转换，属于沉默突变。     

黑龙江省和吉林省马铃薯晚疫病菌multi-locus基因型分析

2006～2008年在黑龙江省和吉林省共分离获得99株马铃薯晚疫病菌,并测定了这些菌株的交配型、瑞毒霉敏感性、同工酶基因型和mtDNA单倍型。交配型测定结果显示在吉林省和黑龙江省分离的所有菌株均为A1交配型。瑞毒霉敏感性测定结果显示敏感性菌株占14.1%,中抗菌株占7.1%,抗性菌株占78.8%,表明吉林省和黑龙江省发生的晚疫病菌已对瑞毒霉产生抗药性。黑龙江省和吉林省分离的所有菌株中发现了两种mt DNA单倍型(Ⅰa和Ⅱa)。其中,Ⅰa单倍型占11.1%,Ⅱa单倍型占88.9%。根据Gpi和Pep图谱,本试验发现了3种同工酶基因型,其中优势同工酶基因型是Gpi:100/100,Pep:100/100。根据菌株的交配型、同工酶基因型和mtDNA单倍型,共发现4种基因型,其中,multi-locus基因型A(84.9%)是黑龙江省和吉林省发现的优势基因型,但也出现了新的基因型分化。     

玉米耐盐基因ZmHKT1的序列变异分析

HKT(High-affinity potassium transporter,高亲和性钾转运蛋白)基因所编码的蛋白能起到维持植物体内的Na+/K+平衡的作用。在作物中HKT蛋白主要通过排出叶片中的Na+,从而提高植物耐盐性。对54份玉米自交系材料的Zm HKT1基因及上游序列进行多态性分析。结果表明,在3 784 bp的序列中,共有194个SNP和32个In Del。大部分变异集中在基因上游序列和内含子区,编码区的变异相对较少,说明编码区在进化和人工选择中承受了更大的选择压力。根据序列变异情况可将54份玉米自交系材料划分为15个单倍型,上游序列主要存在3种单倍型,而基因序列存在9种单倍型。遗传重组和连锁不平衡分析发现,全长序列只有3次重组事件发生,上游序列存在着非常强的连锁不平衡。     

Consequences for biodiversity of reducing inputs to upland temperate pastures: effects on beetles (Coleoptera) of cessation of nitrogen fertilizer application and reductions in stocking rates of sheep

Current policies for upland pasture management in the UK encourage the integration of environmental objectives with livestock production through extensification of grazing systems. This study tested the hypothesis that a greater sward height in the summer would increase the diversity and abundance of grassland beetles (Coleoptera) as has been demonstrated for insects of indigenous grasslands. The hypothesis was tested with an experiment on an upland sheep pasture in mid‐Wales. Experimental treatments received different nitrogen fertilizer inputs (0 or 50 kg ha^?1), sheep stocking densities (12 or 9 ewes ha^?1) and average sward heights in summer were constrained to 3·5 or 5·5 cm by conserving surplus grass for silage in subplots. Five treatments, replicated in three randomized blocks, combined the two stocking densities and two sward heights without nitrogen fertilizer inputs, with the fifth combining the higher stocking density, shortest sward height and the nitrogen fertilizer input. Beetles were sampled with twelve pitfall traps in each of the fifteen plots from June to September in 1993 and 1995. In years 1 (1993) and 3 (1995) of the experiment, more Coleoptera species occurred in the tall sward (an average of nine species in addition to the forty‐one species present in the sward with the conventional sward height). Continuously grazed as opposed to ensiled subplots supported more beetle species but fewer individuals. Species composition of ground (Carabidae) and rove (Staphylinidae) beetles varied between treatments more than the arithmetic differences in species number. The experimental results supported the hypothesis but the benefits of taller swards to species diversity were small in the sown pastures of the study compared with indigenous upland grasslands (c. 33% fewer species). Inheritance effects of drainage, fertilizer and lime inputs, and the different species and management of cultivated pastures, may constrain the conservation benefits of altered pasture management compared with indigenous grasslands.     

微卫星DNA技术评估绵羊品种的遗传多样性

利用30个SSR标记对乌珠穆沁羊、苏尼特羊、内蒙古细毛羊、宁夏滩羊、小尾寒羊和无角多赛特羊6个绵羊品种共237个体进行遗传多样性分析表明： 6个绵羊品种平均期望基因多样度为0.671 1、观察基因多样度为0.565 9、平均多态信息含量为0.596 1； 6个绵羊品种间遗传分化系数为11.74 %；系统发生树将 6个绵羊品种划为4个分支，即苏尼特羊和乌珠穆沁羊、内蒙古细毛羊和小尾寒羊、宁夏滩羊、无角多赛特羊。     

云南地方稻种Wx基因第一内含子供体+1位碱基变异与直链淀粉含量的关系

应用PCR一步法对来自云南省14个地州、55个市/县的220个籼、粳地方稻种Wx基因第一内含子供体+1位碱基G/T进行了检测,同时用PCR Acc I酶切法对其中的101份进行验证,结果表明两种方法检测结果一致。根据G/T碱基将220个供试材料分为GG、TT两种基因型。云南地方稻种以GG型占优势,有164个,占74.5%;TT型有56个,占255%;籼稻中80.5%属GG型,粳稻中67.0%属GG型。GG型直链淀粉含量较高,平均18.97%,TT型较低,均低于16%, GG、TT基因型之间的平均直链淀粉含量差异极显著。G/T与直链淀粉含量存在密切的联系,其相关系数为0733**。GG型品种中有33个直链淀粉含量较低（3.91%～15.93%）,多数为来源于云南西南部傣族地区的品种。籼稻中的GG型或TT型品种与粳稻中的GG型或TT型品种间平均直链淀粉含量无显著差异,表明GG/TT基因型在籼粳不同遗传背景下直链淀粉表达无显著差异。     

Relationship Between the First Base of the Donor Splice Site of Waxy Gene Intron 1 and Amylose Content in Yunnan Indigenous Rice Varieties

There exists a single nucleotide polymorphism, G or T, at the first base of the donor splice site of waxy gene intron 1 in rice. In order to study the relationship between the first base of the donor splice site of waxy gene intron 1 and amylose content in rice, the one-step PCR method was used to determine whether it is G or T in 220 Yunnan indigenous rice varieties from 14 districts, 55 towns/counties of Yunnan Province, and 101 varieties of which were validated by the PCR-Acc I method. According to the G/T polymorphism, 164 rice varieties showed GG-genotype, while the other 56 fell into TT-genotype, accounting for 74.5% and 25.5% of all the test varieties, respectively. When all the rice varieties were divided into indica and japonica subspecies, it was found that 80.5% of indica rice and 67.0% of japonica rice belonged to GG-genotype. The rice varieties with GG-genotype had significantly higher amylose content (18.95% on average) than those with TT-genotype (all below 16%), but 33 rice varieties with GG-genotype still had low amylose content ranging from 3.91% to 15.93%, and most of them came from the Dai minority area in the Southwest of Yunnan Province. However, there was no significant difference in the mean amylose content of the same GG or TT genotypes between indica and japonica rice, suggesting that different genetic backgrounds, indica or japonica, had no effect on amylose content. The coefficient of correlation between the genotype and amylose content was 0.733 (P<0.01).     

2013-2014年云南主要稻区病毒病调查及RSV的分子变异

于2013-2014连续两年对云南主要水稻种植区的水稻病毒病进行了调查,发现当前为害云南水稻的病毒病主要有水稻条纹叶枯病、南方水稻黑条矮缩病、水稻矮缩病和水稻齿叶矮缩病。其中,条纹叶枯病是当前为害云南水稻最严重的病毒病,部分田块最高发病率可达15.0%;其次是水稻矮缩病,调查田块最高发病率达10.0%;南方水稻黑条矮缩病的平均发病率达5.3%;水稻齿叶矮缩病只在局部地区发生且发病率都不高。对云南当前发生较普遍的RSV不同分离物RNA3基因间隔区(IR3)及RNA4基因间隔区(IR4)开展了分子变异分析。根据不同RSV分离物IR3、IR4核苷酸序列构建系统进化树,所分析的RSV分离物均可被划分为两个组,部分云南分离物和云南以外的中国、日本、韩国分离物聚在Ⅰ组,其余绝大多数云南分离物单独聚在Ⅱ组。不同RSV分离物的IR3和IR4长度差异较大,按每10个核苷酸的长度差异进行划分,均可划分为A、B、C三种不同的类型。部分RSV云南分离物IR3、IR4中有17-21nt的序列与其水稻、小麦和大麦等寄主的部分序列相同,这可能是病毒在进化过程中与寄主植物发生了重组。云南RSV分离物的IR3、IR4分子变异较大,可能与其特殊的地理、生态条件有一定的相关性。     

云南地方稻种的多样性及优异种质研究

 以5285余份云南地方稻种资源为研究对象进行云南地方稻种的多样性及优异种质研究。结果表明：（1）云南是中国稻种最大的遗传和生态多样性中心及其天然宝库，不仅性状间多样性存在较大差异，更重要的是地州间的多样性差异也十分明显，云南稻种资源的多样性大致可划分为多样性中心区、多样性扩散区和多样性贫乏区。（2）云南是中国稻种优异种质的富集中心, 云南地方稻种是开展中国稻种资源核心种质研究的最佳材料。（3）以云南地方稻种为研究对象开展云南稻种核心种质库的构建工作，不仅可以构建理想的核心种质库，而且可以明确核心种质的系统发生规律和建立优异核心种质动态基因库     

云南、西藏与新疆小麦醇溶蛋白Gli-1和Gli-2编码位点等位基因组成及遗传多样性分析

利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)法,分析了64份中国西部特有小麦材料的醇溶蛋白编码位点等位基因组成及遗传多样性。结果表明,在34份云南小麦、24份西藏小麦和6份新疆小麦的G li-1位点上,分别发现了26、33和3个等位基因;在G li-2位点上,则分别发现15、16和3个等位基因。在云南和西藏小麦的G li-B 1、G li-D 1和G li-A 2位点上均发现了一些现有小麦醇溶蛋白编码基因位点目录中未列出的等位变异。从染色体组来看,云南小麦、西藏小麦和新疆小麦B染色体组的N ei s平均遗传变异系数高于A染色体组和D染色体组,这说明B染色体组的遗传变异要高于A和D染色体组。云南小麦、西藏小麦和新疆小麦群体内的N ei s平均遗传变异系数分别为0.6824、0.7471和0,说明云南小麦和西藏小麦群体具有较高的遗传多样性。     

瓠瓜Ty1-copia型逆转座子RT基因的分离与序列分析

以3个瓠瓜栽培种为供试材料,利用Ty1-copia逆转座子逆转录酶保守序列设计简并引物,PCR扩增获得260bp左右序列条带,回收产物克隆至T载体进行测序,利用生物信息学软件分析获得的25条逆转录酶序列。结果表明,这些序列长度变化范围为218~267bp,经DNAStar软件比对同源性在26.1%~99.6%之间,存在高度异质性,主要表现为缺失突变,核苷酸序列聚类分析分为6个家族,家族1与家族3分别占总序列数的24.0%与36.0%。翻译成氨基酸序列后,分别有2条与11条序列发生移码与终止密码子突变。与已发表物种的相应序列构建系统发育进化树,发现瓠瓜Ty1-copia型逆转座子RT序列具有一定保守性,同时也与杨树、草莓、马铃薯等有很近的亲缘关系。本研究为后续利用逆转座子开发分子标记研究瓠瓜遗传变异及进化途径奠定基础。     

Assessment of Variation in Morpho-Physiological Traits and Genetic Diversity in Relation to Submergence Tolerance of Five Indigenous Lowland Rice Landraces

The present study evaluated submergence responses in 88 lowland indigenous rice(Oryza sativa L.) landraces from Koraput, India, to identify submergence-tolerant rice genotypes. In pot experiments, variations in survival rate, shoot elongation, relative growth index, dry matter, chlorophyll, soluble sugar and starch contents were evaluated in two consecutive years under well-drained and completely submerged conditions. Principal component analysis showed that the first three axes contributed 96.820% of the total variation among the landraces, indicating wide variation between genotypes. Major traits such as survival rate, relative growth index, soluble sugar and starch contents appeared to be important determinants of phenotypic diversity among the landraces. Phenotypic coefficient of variance was higher than genotypic coefficient of variance for all the traits and all showed high heritability(90.38%–99.54%). Five rice landraces(Samudrabali, Basnamundi, Gadaba, Surudaka and Dokarakuji) were the most tolerant to submergence. When submerged for up to 14 d, Samudrabali, Basnamundi and Godoba were notable for having greater survival rates than a standard submergence tolerant variety FR13 A, and also notable for elongating more vigorously and accumulating more biomass. These three landraces may therefore be especially useful in lowland rice growing areas that are affected by both moderate stagnant water and flash flooding. Molecular genotyping revealed that the submergence tolerance of Samudrabali, Basnamundi and Godoba is linked to the presence of one or more different Sub1 loci and it may well prove useful for breeding improved submergence tolerant rice varieties, thereby assising to improve yield stability in the rainfed lowland agro-ecosystem.