西瓜基因组框架图谱绘制与20份代表性资源重测序研究

<正>目的与意义:西瓜是一种重要的葫芦科作物,占全世界蔬菜生产面积的7%。经过长期人工选育,西瓜遗传多样性变的十分狭窄,已成为西瓜品种改良的瓶颈。本研究以东亚类型高品质西瓜品种‘97103’为材料进行西瓜全基因组序列分析,并开展20份代表性西瓜资源的基因组重测序分析,以明确西瓜基因组结构和进化历程,阐明果实品质和维     

基于全基因组重测序构建西瓜高密度遗传图谱和果实相关性状的基因定位

<正>目的与意义:遗传图谱是进行重要农艺性状QTL/基因定位、图位克隆、分子标记辅助育种等工作的重要工具。长期的人工选择使得栽培种西瓜的遗传基础进一步狭窄,使得高效可获得的分子标记成为限制西瓜高密度遗传图谱构建的重要因素。随着高通量测序技术的发展和西瓜参考基因组草图的组装完成,通过测序获得大量分子标记以构     

基于重测序的长豇豆基因组InDel标记开发及应用

选取3份长豇豆种质资源进行全基因组重测序,利用重测序数据挖掘InDel位点,根据这些位点开发分子标记,并验证这些标记的有效性和应用价值.经过严格筛选,获得981个易于凝胶电泳检测的长度大于30 bp且多态性高的InDel位点,挑选其中在基因组上均匀分布的165个设计引物并进行验证.用6份长豇豆材料对165对引物进行初筛...     

黄瓜核心种质白粉病抗性的全基因组关联分析

以231份来自世界各地的黄瓜核心种质为材料,于2017和2018年在北京和广州进行白粉病抗性鉴定,利用基因组重测序检测的950 382个SNPs进行全基因组关联分析。结果表明,黄瓜白粉病在广州地区的自然发病率显著高于北京地区,不同种质在两年病情指数(DI)之间存在较高的相关性;基于混合线性模型,共检测到12个显著关联信号,分布于1号、5号和6号染色体上,其中,pm1.1在北京的两年中被重复检测到,pm5.7在广州的两年中被重复检测到;显著关联信号中共有68个超过阈值[–log10(P value)=6.0]的SNP,包含1个外显子区非同义突变SNP(Chr5:16 676 542),位于编码异嗜性和多嗜性逆转录病毒受体蛋白基因XPR(Csa5G471600)上;在与白粉病抗性相关联SNP的LD区段内共检测到63个候选基因,其中7个候选基因的表达量在高抗材料接种白粉病前后出现显著差异。     

167份西瓜种质材料的遗传多样性分析

以来自世界各地的167份西瓜种质资源为材料,利用形态学标记和SSR标记,结合多样性分析、聚类分析和主坐标分析等方法,对其遗传多样性进行了系统全面的研究。结果表明,29个表型性状Shannon多样性指数的变化范围是0.54~2.03,平均值为1.50,其中质量性状平均值为1.16,数量性状为1.71;18个数量性状的变异系数变化范围为16.43%~90.73%,平均值为34.12%。不同地区西瓜种质遗传多样性比较结果显示,非洲地区的种质遗传多样性丰富,亚洲、北美洲次之,南美洲和欧洲的遗传多样性相对较低。同时,利用22对SSR标记对西瓜种质进行了遗传多样性分析,平均每对引物扩增4.86个等位基因,平均有效等位基因数(Ne)是2.20,平均Shannon多样性指数(I)为0.94,平均观测杂合度(Ho)为0.27,平均期望杂合度(He)为0.52,平均多态性信息含量(PIC)为0.45。进一步分别利用表型标记和SSR标记对167份西瓜种质材料进行分类,结果显示SSR标记的稳定性强,能够很好的对种质材料进行分类。     

基于极端混合池全基因组重测序的茄子萼下果色基因预测

以茄子萼下紫色稳定遗传的圆茄自交系Y5与萼下绿色圆茄自交系Y73杂交,结果发现F2代的萼下果色分离呈正态分布.在F2群体中选取30个萼下紫色和30个萼下绿色单株构建极端混合池,对混合池和双亲开展30×和10×覆盖度的全基因组重测序,定位萼下果色性状关联区间,并根据其对应的参考基因组共线性区段和基因注释信息预测候选基因....     

基于重测序的超密遗传图谱揭示甜瓜蔓枯病抗性相关基因

<正>目的与意义:蔓枯病(Gsb)是甜瓜的重要病害,在南方多雨地区设施环境下高发,严重影响产量和品质。选育抗病品种是防治蔓枯病最常用、也是最经济有效的方法之一。本研究希望阐明甜瓜抗蔓枯病遗传特性,构建基于单核苷酸多态性(SNPs)的甜瓜高密度遗传图谱,对抗蔓枯病基因进行定位,以获得控制甜瓜蔓枯病抗性的候选基因。     

基于重测序的‘金兰柚’基因组InDel标记的开发及应用

基于重测序进行金兰柚全基因组InDel标记开发。利用二代测序技术对‘金兰柚’进行全基因组重测序,运用BWA软件将测序得到的片段与参考基因组序列进行比对,利用严格的参数筛选杂合InDel,结合Primer 3.0设计扩增引物,进行PCR扩增并利用琼脂糖凝胶电泳验证,以重测序材料‘金兰柚’和47份柚品种检测其有效性。在全基因组范围内共筛选出81对扩增条带清晰的引物。筛选出的多态性标记涵盖了整个‘金兰柚’基因组,平均每条染色体上9个。选取的24对InDel标记可以将48份柚品种有效区分,最少使用2对引物就可将‘金兰柚’与其他47份柚品种完全区分。利用UPGMA构建48份柚品种的聚类树状图,在遗传相似系数为0.611的阈值处可将48个柚品种分为3大类群。本研究中的InDel标记带型简单易读,适宜柚DNA指纹图谱构建和品种鉴定,可为柚名优品种保护、原产地溯源管理等提供科学依据。     

基于高深度基因组重测序的‘铁观音’茶树无性繁殖后代遗传变异研究

对茶树[Camelliasinensis(L.)O.Kuntze]‘铁观音’母树及其连续3代无性繁殖后代和3个经多代无性繁殖的生产茶园叶片进行超过50×的高深度基因组重测序。通过SNP和InDel检测与注释,发现大部分变异位于基因间区,只有1.09%～1.13%的SNP和0.51%～0.61%的InDel位于基因编码区。在全基因组和编码区范围内,连续3代无性繁殖后代的样本之间总变异位点数均差别不大,各样本中涉及突变的基因数基本一致,推测‘铁观音’品种的种性在无性繁殖过程中总体保持稳定。与母树间差异基因的KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集结果表明,生产茶园样本在嘌呤类和糖类代谢通路中显著富集,并在咖啡碱代谢通路中呈极显著富集,推测‘铁观音’品种在长时间无性繁殖过程中,部分与品质相关的代谢通路基因发生变化。与前3代样本相比,FAR1、WAT1和MYB等3个与生长发育相关,PP2A、BTB/POZ、BAT2、RPP13和Lr10等5个与逆境响应相关的基因序列在生产茶园样本中发生了变异。     

杧果细菌性角斑病病原菌XC01菌株的全基因组测序及序列分析

【目的】由柑橘黄单胞菌杧果致病变种引起的杧果细菌性角斑病是杧果生产上的重要病害,解析杧果细菌性角斑病病原菌(柑橘黄单胞菌杧果致病变种)XC01菌株的基因组序列信息,为深入研究病菌的致病机制提供序列背景信息。【方法】利用PacBio RS II测序平台对柑橘黄单胞菌杧果致病变种XC01菌株进行全基因组测序,并对测序数据进行序列拼接、基因预测与功能注释、COG/GO聚类分析等。【结果】柑橘黄单胞菌杧果致病变种XC01菌株整个基因组大小为3 865 165 bp,GC含量为68.9%,编码3 442个蛋白基因,共有3 297个基因具有明显的生物学功能,其中150个基因参与碳水化合物代谢,582个基因参与到寄主与病原互作机制中。序列提交至GenBank数据库,登录号为CP016836。【结论】本研究首次报道了杧果细菌性角斑病病原菌的全基因组序列,分析了基因组的基本特征,初步解释了该菌株致病的关键基因,为深入开展该病菌侵染植物的作用机制提供重要的理论基础。     

Dof转录因子的全基因组分析揭示辣椒发育和响应生物胁迫的功能特征

Dofs(DNA-binding with one zinc finger proteins)是植物特有的转录因子家族。Dof蛋白参与许多生物过程,如植物激素的产生,种子发育和环境适应。Dof蛋白已经在多种植物中被鉴定,但在辣椒中尚未开展类似的研究。我们在辣椒中鉴定出了33个可能的Dof基因(CaDofs)。为了了解CaDof基因的特征,我们分析了其系统进化关系、蛋白质基序和进化历史。我们将含有25个基序且分布在8条染色体上的33个CaDof基因分成4个族。我们发现CaDof基因的扩张可追溯到最近的复制事件。茄科种系形成之前,片段复制在CaDof家族基因中占主导地位。通过RNA-seq分析获得了CaDof基因表达谱,发现在对包括两种TMV菌株,辣椒斑驳病毒和辣椒疫霉菌的生物胁迫响应过程中,Ca Dof家族基因表现出了时间和病原特异性变化,这表明CaDof基因的功能具有多样性。这些结果不仅为研究Dof基因在生物胁迫中的响应提供有价值的信息,同时也有助于更好地理解Dof基因在辣椒和其他物种中的多重功能。     

SRAP标记在五十份新疆人工栽培核桃种质资源的鉴定与应用

以新疆核桃主栽区收集的50份核桃种质资源为试材,采用序列相关扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)标记技术分析其遗传多样性,以期为分布于新疆地区的核桃种质资源的保存、鉴定及综合开发利用提供参考依据。结果表明:从100对引物中筛选出16对扩增条带清晰、稳定性好的多态性SRAP引物组合,16对引物组合在50份供试种质中共扩增出178条带,多态性条带135条,多态位点百分率为75.84%。聚类分析及聚类锐度测试显示供试种质可分为10类,热图显示出不同引物对种质的区分情况,多元回归树显示不同引物中的26个扩增条带能够区分50份供试种质,其中M4/E4、M7/E5、M14/E4、M2/E11、M3/E4、M2/E4、M12/E13、M7/E1、M14/E13和M1/E3共10对引物组合是供试种质鉴定中重要的引物组合。同时R语言在统计分析中的应用,为今后核桃植物形态与遗传变异研究提供了新的数据分析方法。