葡萄果粒形状简化基因组关联分析

为了寻找控制葡萄果粒形状的基因位点,本研究中对304个葡萄种质的果形性状了进行简化基因组关联分析。对葡萄种质材料的基因组DNA进行测序,平均测序深度为8.13×,共开发466 618个SLAF标签,其中多态性SLAF标签有392 374个。比对测序分析获得了4 241 729个SNP标记,进一步根据完整度大于0.8以及次要基因型频率大于0.05的标准进行过滤,共得到481 192个SNP。本次检测到的控制葡萄果粒形状的相关位点为首次报道,除基于一般线性模型的SNP rs26137624外,其余检测表型遗传变异贡献率均大于11%。基于一般线性模型和混合线性模型分别关联到7个和3个显著性SNP标记,且均位于2号染色体上。通过筛选每个显著性SNP标记上下游区域,对关联区域进行功能基因挖掘,共得到10个有预测功能注释的基因和7个未知功能的基因。     

11个延边地区栽培梨品种的S基因型鉴定

鉴定梨品种的S基因型可为合理配置授粉树、杂交亲本选配提供理论依据。为鉴定11个延边地区栽培梨品种的S基因型,利用梨的自交不亲和基因（S-RNase）特异引物FTQQYQ和anti-IIWPNV,对11个梨品种的基因组DNA进行S基因特异扩增,并对扩增片段进行回收、克隆、测序,使用生物信息学软件对各序列进行分析和同源性搜...     

西瓜果皮覆纹调控基因的定位与候选基因分析

【目的】精细定位调控西瓜果皮覆纹类型基因,开发分子标记。【方法】以选育的果皮覆齿条西瓜材料H2和覆网纹西瓜材料H9的2个高代自交系为亲本,构建F1、BC1P1、BC1P2和F2群体。利用两亲本和F2群体中的果皮覆齿条单株和覆网纹单株分别构建2个亲本DNA混池和2个F2混池,开展全基因组混池重测序分析。基于重测序数据,初步定位候选基因,之后在初定位区间内开发和筛选多态性InDel标记,利用F2分离群体对候选基因进行进一步定位,筛选连锁标记,并分析区间内候选基因的序列。【结果】西瓜果皮覆纹性状是由1对显性基因控制的,西瓜果皮覆齿条对网纹为显性。通过混池重测序分析,初步将候选基因定位在6号染色体24.3～29.4 Mb的区间。在初定位区间内开发和筛选多态性InDel标记,利用全部368个F2单株将ClRs(Citrullus lanatus rind stripe)基因定位在28 252 905～28 558 579 bp约305.7 kb的区间内,该区间内有35个基因,根据功能注释发现有4个基因（Cla97C06G126560、Cla97C06G126680、Cla97C06G126710...     

基于super-BSA技术开发甜瓜含糖量和酸度性状的功能性分子标记

为达到选育甜酸味品系、缩短育种周期、提高选择准确率的目的,本研究基于简化基因组测序(SLAF-seq)的选择性基因型鉴定和集群分离分析(Super-BAS),结合生物信息学方法,以‘风味4号’甜瓜F2群体甜味、酸味、不甜不酸3个极端表型群体为试验材料,精细定位甜瓜含糖量、酸度性状相关基因并开发功能性标记。结果显示:(1)将甜瓜含糖量、酸度性状定位在双亲基因组;(2)获得1个含糖量性状相关候选基因,3个酸度性状相关候选基因;(3)针对候选基因开发出1个含糖量性状相关基因功能性分子标记SLAF18745-S01和3个酸度性状相关基因功能性分子标记SLAF36334-S02、SLAF50072-S03和SLAF31212-S04。本研究开发的功能性分子标记为甜瓜品质性状基因的分子标记辅助选择提供了重要的标记基础。     

梨20个品种S基因型的鉴定及新S-RNases基因克隆

 为了鉴定我国梨品种和一些野生类型个体的S基因型,应用S-RNase特异PCR扩增、克隆和测序,对其S-RNases基因核苷酸序列进行分析,鉴定了20个梨品种和野生类型个体的S基因型。起源于我国的'奥连'(S_pS₃₂)、'吊蛋'(S_dS_e)、'沙疙瘩'（S₃₆S_d）品种和杏叶梨的一个类型（S₂₂S_c）个体中存在西洋梨的S-RNase基因,证明S-RNase基因分化是在东方梨种群和西方梨种群的各个种形成之前。在秋子梨的'麦梨'、'内蒙古山梨'中发现了2个新S-RNases基因,命名为S₄₀-、S₄₁-RNase（DQ903313、DQ988687）。S₄₀-和S₄₁-RNase基因推导的部分氨基酸序列分别与苹果属S₁₁-和S₆-RNase的同源性为100%和94.4%,这表明S-RNase的存在可能在梨属和苹果属形成之前。     

‘鸭梨’及其自交亲和性芽变‘金坠梨’花粉转录组测序比较分析

【目的】系统研究‘鸭梨’及其花粉部分自交亲和性突变体‘金坠梨’花粉基因表达情况,筛选二者之间的差异表达基因,为进一步揭示‘金坠梨’自交亲和性突变的分子机制提供数据支持。【方法】以‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉为材料,采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序分析,利用生物信息学方法分析二者的差异表达基因,并利用q RTPCR验证转录组测序结果。【结果】‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉转录组测序的干净读序(clean reads)分别为44 778 208条和44 995 100条。2个样品Reads与参考基因组的比对效率分别为66.35%和66.08%,并且唯一比对位置的数量都超过55.02%。数据分析显示,‘鸭梨’花粉样品与‘金坠梨’花粉样品显著差异表达基因的数目是136个,其中上调表达数量是76个,下调表达基因数量是60个,涉及一些自交不亲和、泛素化、抗逆境胁迫、RNA降解及转录等相关基因。q RTPCR结果表明,转录组测序数据可信度很高。挖掘转录组和q RT-PCR数据,发现了一个差异表达在40倍以上的泛素结合酶E2同源基因(基因号:103966960)。【结论】明确了‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉部分自交亲和性突变中差异表达的基因,为进一步大量挖掘在梨属果树自交不亲和机制中发挥重要作用的基因奠定基础。     

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。     

与梨黑星病抗性基因连锁的AFLP标记筛选及SCAR标记转化

以‘鸭梨’（Pyrus bretschneideri）ב雪青’梨（P. bretschneideri × P. pyrifolia）F1代群体（97株）为试材,采用扩增片段长度多态性（amplified fragment length polymorphism,AFLP）技术和集群分类法（bulked segregant analysis,BSA）筛选与梨抗黑星病基因连锁的分子标记。通过64对AFLP标记引物在亲本和分离群体中的筛选和验证,获得与梨抗黑星病基因紧密连锁标记两个,即ACA/CAA-179和AAC/CAG-198。它们与抗黑星病基因的遗传距离分别为5.2和8.3 cM。对AFLP标记片段的克隆和测序结果显示其长度分别为179和198 bp。根据序列信息设计特异引物,在杂交后代群体上的PCR分析表明AFLPACA/CAA-179标记被成功转换成SCAR标记,命名为SCAR-117。本研究结果将有助于对抗黑星病梨品种资源的分子鉴定及杂种后代的早期辅助选择。     

基于SLAF-seq技术的葡萄种质遗传多样性分析

利用简化基因组测序技术(SLAF-seq)对304份葡萄种质进行测序,最终获得466 618个SLAF标签,其中多态性SLAF标签392 374个。通过序列分析,获得481 192个有效单核苷酸(SNP)多态标记,并基于这些SNP分析和构建了304个葡萄种质的群体结构和系统发生树。结果表明,SLAF-seq技术能高效、低廉地开发出大量可用于群体遗传分析的SNP标记。通过构建进化树分析发现,欧亚种、欧美杂种及野生种葡萄彼此分开,其中姊妹系品种及具有亲子代关系的品种各自聚在一起,中国葡萄地方品种与国外古老葡萄品种的亲缘关系最近,且起源及遗传背景不详的古老葡萄品种与野生种的亲缘关系较改良品种更近。该结果可为后期进一步研究葡萄的起源进化提供参考,同时为构建SNP指纹数据库提供了基础数据。     

利用基因芯片鉴定梨品种自交不亲和基因型

根据东方梨中已鉴定的46个S基因序列和S基因的结构特点,设计了86条寡核苷酸探针并制备成S基因寡核苷酸检测芯片,采用Cy3荧光修饰引物标记被检测品种的PCR产物并与芯片杂交,以检测不同品种的S基因型。结果表明：利用芯片与华梨2号、秀玉和德胜香等已知S基因型的品种杂交,杂交信号显示与各品种已知基因型相符合。利用芯片鉴定了丽江黄酸梨等27个未知S基因型的梨品种,获得了各品种的S基因型,随机选取部分品种进行DNA测序和序列分析,结果与芯片杂交结果完全一致,证明利用S基因寡核苷酸芯片鉴定梨品种S基因型结果准确可靠。     

芸薹种作物开花相关基因BrFLC2的InDel标记

 以具有不同开花习性的9份芸薹种作物为试材,根据开花相关基因BrFLC2序列设计引物进行PCR扩增,发现9份材料均获得约1 400 bp的片段。通过克隆测序分析发现9份材料存在片段大小差异,因此开发了与此相关的BrFLC2的InDel标记。通过对来自8个不同栽培种群的146份自然群体材料的基因型检测与开花时间的相关性分析发现：开花时间早晚与BrFLC2的InDel的基因型显著相关（r = 0.412,P < 0.01）。Del基因型材料开花时间（平均71 d）明显比In基因型（平均109 d）早。研究证明该标记与开花时间表型显著相关,可以用来进行分子标记辅助选择育种。     

梨S基因芯片的试制及分子杂交条件的优化

 为研究寡核苷酸芯片在确定梨品种S基因型中的应用价值,根据梨自交不亲和基因的结构特点设计了部分S基因的检测探针,并制成寡核苷酸芯片;采用引物Cy3荧光标记法标记检测样品的PCR产物并进行杂交,以检测不同样品的S基因型。结果表明：通过对不同杂交温度、杂交时间等的探索获得了较好的反应条件并用制备的芯片检测了已知S基因型的梨样品,检测结果与各品种的已知基因型相符。证明寡核苷酸芯片检测梨品种的S基因型是一种切实可行的检测方法,若对芯片进一步完善,则今后在梨的自交不亲和性状的机理研究及梨自交不亲和性状的利用等方面将有着广阔的应用前景。     

雪花梨及其亲缘品种S基因型的确定

梨是典型的自交不亲和性果树,自然授粉结实率低,品质差。通过确定梨品种S基因型可寻找简便快速克服自交不亲和性,提高产量,改良品质的方法。根据梨S基因的一级结构特点,利用S基因的保守序列设计特异引物,并对雪花梨及其亲缘品种的基因组DNA进行PCR扩增。将基因组特异扩增电泳只显示一条S基因带雪花梨的特异扩增片段回收并与T载体连接,转化至大肠杆菌中。取其中1个阳性克隆进行测序,并通过生物信息学软件分析确定其核苷酸序列,推导出氨基酸序列,经网上Blast比较,确定该雪花梨S基因片段的S基因型,然后就该S基因进行酶切系统分析,有针对性地挑取另一个阳性克隆测序分析。另外,通过品种间的亲缘关系并经过酶切检测以分析雪花梨亲缘品种的S基因型,并确定各品种的S基因型分别为:雪花S4S16、冀蜜S1S16、雪青S3S16、雪峰S4S16、雪英S3S16、雪芳S4S16。     

梨花芽休眠相关miRNA的鉴定和差异表达分析

为了探究梨花芽休眠进程中miRNA的表达模式和靶基因,利用Solexa测序技术、生物信息学分析和实时荧光定量PCR（qPCR）技术,对内休眠、内休眠解除和生态休眠解除3个时期梨花芽的miRNA进行高通量测序、筛选和鉴定。结果表明,内休眠、内休眠解除和生态休眠解除时期3个样本文库中分别有12 276 226、10 135 952、11 453 981条Unique序列。miRNA主要分布在21 ~ 24 nt之间,其中长度为24 nt的数量最多。共检测到151个已知的miRNA,属于39个不同的家族,并利用生物信息学软件预测到了209个新的miRNAs。比较分析从内休眠进入到生态休眠解除的整个休眠转换时期差异表达的miRNA,筛选出8个miRNA（ahy-miR156b-5p、cpa-miR319、aly-miR172c-3p、aau-miR396、mdm-miR858、aly-miR171b-3p、bdi-miR160f和hbr-miR166a）,其靶基因主要参与转录调控、信号传导等过程。利用qPCR验证了8个miRNA及其8个靶基因的表达。     

辣椒全基因组中LBD转录因子的鉴定与表达分析

利用生物信息学的方法,从辣椒基因组中鉴定出45个LBD基因,这些基因分布于辣椒9条染色体上。该家族成员内含子数整体上不超过3个,结构相对简单。进化关系显示辣椒LBD基因可分为ClassⅠ和ClassⅡ两大类,细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe、Ⅱa和Ⅱb等7个亚类。不同组织和发育时期的表达模式研究发现,该基因家族具有一定的时空表达特异性。qRT-PCR结果表明,热激胁迫可以明显激活或抑制部分LBD基因的表达,其中ClassⅡ类基因较ClassⅠ类对高温具有更高的敏感性。     

6个梨品种S基因型鉴定及新基因S_(45)-RNase序列分析

梨是典型的配子体自交不亲和果树,生产上需要配置授粉树才能获得理想的产量。鉴定梨品种的S基因型能够为合理配置授粉树提供理论依据。为鉴定S基因型,设计特异性引物对6个中国原产梨品种的基因组DNA进行扩增,片段回收、克隆、测序。使用生物信息学软件对各序列进行分析,确定6个梨品种S基因型分别为:宝珠S22S42,半斤酥S5S21,张掖长把S19S22,贵德长把S19S22,满顶雪S4S15,水冬瓜S15S45。其中S45为新分离鉴定的梨S-RNase基因,GenBank登录号为:EF643634。S45和梨S26的相似性最高,但高变区有5个氨基酸差异。     

新西兰推出新发明——果品成熟度传感器标签

据《北方果树》报道，经过5a（年）的研究，新西兰皇家园艺所和Jenkins集团发明了一个倍受全球关注的产品——果品成熟度传感器标签。该产品借助一种密闭硬质塑料包装材料（贝壳状，每包装可装4个梨），在包装材料上安置了一种传感标签，标签中心是一个能变颜色的圆点。这个圆点会随着梨的后熟从红变橙，最后变黄。圆点旁边印有色卡，红色表示果肉硬脆；橙色表示刚好完成后熟，此时食用最佳；而黄色表示过度成熟，果实非常软而多汁。消费者可以把圆点5种不同颜色同色卡比较，根据需要购买某一成熟度的产品。     

马铃薯短花药基因sa1的定位与候选基因预测

在前期研究中,从二倍体马铃薯中鉴定了1个短花药突变体sa1,是培育不育系的良好材料。在本研究中,构建了sa1的BC_1F_2分离群体,通过混池测序的方法发现该性状由1个单基因控制,位于6号染色体0～33.9 Mb的区间。为了精细定位sa1,进一步扩大遗传群体,通过对重组单株进行基因型和表型分析,最终将sa1定位到1.4 Mb的区间。根据马铃薯参考基因组的注释信息,该区域包含40个基因,并通过转录组测序对候选基因进行了预测。     

调控番茄果实柠檬酸含量的基因定位

为了挖掘调控番茄果实柠檬酸含量的关键基因，以栽培番茄(Solanum lycopersicum‘Moneymaker’)和野生醋栗番茄(Solanum pim pinellifolium ‘PI365967’)为亲本构建的重组自交系群体为材料，利用混池重测序技术挖掘到6个控制柠檬酸含量的QTL。其中位于6号染色体末端的主效QTL qCA6.1表型贡献率高达19.28%。为对该位点进行定位，从重组自交系群体中挑选出2份柠檬酸含量差异较大，且只在主效位点存在基因型差异的株系作为亲本，构建BC₂F₂定位群体，通过交换单株后代鉴定，将定位区间缩小到342kb区间内，并开发了连锁分子标记，为后续克隆基因奠定了基础，也为改良番茄果实柠檬酸含量提供了重要选择标记。     

鸡血藤及其混伪品matK基因分析和分子鉴定

以鸡血藤及其4种常见混伪品为试材,采用植物基因组DNA提取试剂盒提取鸡血藤样品总DNA,并采用matK基因通用引物扩增和测序,从GenBank获取鸡血藤4种混伪品的matK基因序列,采用DNAMAN、MEGA等生物软件比对分析序列差异,计算遗传距离并构建聚类树,研究matK基因对鸡血藤及其混伪品的鉴别效果。结果表明:获得的鸡血藤及其混伪品matK序列长度为690bp,平均GC含量为31.1%,共发现236个差异位点,占总碱基数的34.2%。8个鸡血藤样品matK序列在41bp处存在A-G碱基差异。鸡血藤与混伪品之间的种间变异大于鸡血藤样品内的变异。基于matK基因序列建立的聚类树能够明显地鉴别鸡血藤及其混伪品。matK基因可作为鉴别鸡血藤及其混伪品的标准DNA序列。