云杉天然群体基因分化与种质资源异地保存抽样策略

采用聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳和水平淀粉凝胶电泳对云杉全分布区10个天然群体的300个个体进行酶电泳分析,研究天然群体的等位基因数量和频率分化,共测定8种酶系统,得到17个清晰酶位点和27个等位基因.10个群体检测到的等位基因数均值为24.7个(变幅为23～27个).据基因频率进行分类,检测到全域基因和广域基因数量分别为19个和7个,分别占总基因的70.37%和25.93%;特有基因只有1个,即铁布群体的Idh-2-C,占总基因的3.7%.10个群体基因频率的均值没有太大差异,相同位点的广域基因频率在群体间均存在差异.通过计算机模拟建立云杉天然群体种质资源保存的群体和群体内个体两个层次的基因捕获曲线.群体的等位基因频率与地理生态因子的相关分析表明:Fdh-2-B基因频率与生态梯度值呈显著负相关(r=-0.661 1*).构建了云杉天然群体核心种质保存的抽样策略,经综合分析,抽取全分布区内铁布、卓尼、阿坝、小金、热务沟、凤县和曲谷7个群体,每个群体保存25个拟式无亲缘关系的个体,可以保护云杉种内95%～99%的基因资源.     

汶上芦花鸡保种群体一对等位基因遗传漂变的计算机模拟

小群保种是我国家禽遗传资源保护的一种重要方式。在假定汶上芦花鸡保种群体不发生基因突变的情况下,群体内实行家系等量随机留种,采用计算机模拟方法研究一对等位基因(PRL基因)在群体内的实际频率和假设不同基因频率、不同群体规模保种群体内一对等位基因座位的遗传漂变。模拟试验共进行了800个世代。结果表明:汶上芦花鸡保种群体(群体实际有效含量为102)20世代后等位基因的丢失或固定率达5.34%。在假设群体中,群体规模越大,基因由于随机遗传漂变而发生丢失或固定的概率也越低。群体规模太小以及基因的初始频率过低或过高,均会增加基因丢失或固定的风险。     

长期选择与群体某些参数的变化趋势初探

采用理论模拟与实地选种资料分析对比的方法,对长期选择作用下的群体变化特征作了初步探讨。实地选种资料取自南斯拉夫新杨工厂化养猪场,共15个世代的6245头纯繁长白母猪的繁殖记录。研究性状为头胎总产仔数和头胎断奶仔数。发现在群体均数、群体方差以及在群体分布的变化趋势方面理论模拟结果与实际分析结果颇为一致。还发现,仅由加性基因控制的性状同由加性和非加性(完全显性和超显性)、基因控制的性状,在群体均数与群体方差两者变化关系,以及选择反应的变化趋势方面各有特点。本研究表明,长期选择作用下的群体均数、群体方差、群体分布以及选择反应等参数的变化,其内在联系的本质在于控制所选性状基因频率的变化。若根据控制所选性状的各类基因数目、频率及其对表现作用的大小来估测选择后代的群体生产性能可能更准确,随着基因工程的不断发展,这将会得到实现。     

基于PCR-RFLP技术分析H-FABP基因在5个猪群体中的多态性

【目的】肉质是猪肉的重要经济指标,肌内脂肪(IMF)含量是影响肉质的重要因素。H-FABP基因是调控猪肉IMF含量的候选基因。【方法】本实验采用PCR-RFLP技术分析H-FABP基因多态性,并检测该基因在5个猪群体:杜洛克(100头)、长白(80头)、大白(150头)、申农(80头)、梅山(140头)的基因型和基因频率。【结果】H-FABP基因在杜洛克、大白、申农猪群体中检测出DD、Dd和dd 3种基因型。在杜洛克群体中的基因型频率:DD(0.02)、Dd(0.23)和dd(0.75);在大白猪群体中基因型频率DD∶(0.25)、Dd(0.49)和dd(0.26);在申农猪群体中基因型频率:DD(0.10)、Dd(0.30)和dd(0.60)。在长白猪群体中检测的所有样品为dd型;在梅山猪群体中检测的所有样品为DD型。【结论】H-FABP基因在5个猪群体中呈现不同基因型。在长白猪和梅山猪群体中呈现偏态现象。在杜洛克和申农猪群体中主要为dd型,在大白群体中主要为Dd型。     

猪F2代资源家系的群体结构对QTL定位的影响

 【目的】研究猪F2代资源家系的群体结构对数量性状座位(quantitative trait loci,QTL)定位的影响,为QTL定位群体的构建提供参考。【方法】通过模拟的方法,模拟了18种不同的群体结构,研究F0代(亲本)、F1代和F2代群体大小、F0代和F1代公母比例以及祖代QTL基因频率等6种因素对QTL定位的影响。【结果】随着F2代群体的增大,QTL检测的效率明显提高,加性效应的估计值逐渐偏低,95%置信区间显著减小。造成加性效应降低的主要原因是QTL在两亲本群体中没有纯合。随着F0代母畜比例的增加,QTL 95%置信区间也明显降低;随着祖代QTL基因频率差异的增加,QTL检测的效率和准确性都显著提高。【结论】F2代群体大小、F0代母猪比例和祖代QTL基因频率对QTL定位有显著影响,而F1代的群体大小、F0代的群体大小和F1代公母比例对QTL定位的影响不显著。     

数量性状两个候选基因检测效率分析

文章采用Monte Carlo模拟方法分析了各种因素对两对数量性状检测效率的影响。采用回归分析法估计候选基因检测分析统计模型的参数;考虑了群体大小(个体数)、候选基因遗传贡献率和基因频率等3个因素。模拟试验结果表明,个体数对检测效率的影响不如遗传贡献率显著;检测高遗传贡献率的候选基因要比低遗传贡献率需要的群体小;基因频率对候选基因的检测效率几乎没有影响。     

不同初始基因频率下闭锁群体遗传漂变的模拟

在假定不发生基因突变、群体间无个体迁移的情况下,群体内实行随机留种,随机交配,世代不重叠,且每代参与繁殖的个体数相同.采用计算机模拟方法研究了不同初始基因频率、群体规模和公母比例下闭锁群体内单个双等位基因座位的遗传漂变.模拟试验共进行了50个世代,100次重复.结果表明:群体规模较大,公畜数较多以及初始基因频率处于中等水平时,基因频率在世代问发生随机波动的幅度较小,基因由于随机遗传漂变而发生丢失或固定的概率也较低.群体规模太小、公畜比例过低以及基因的初始频率过低或过高,均会增加基因丢失或固定的风险.     

关于家畜保种中的几个问题

保种,实际上是保存其品种的基因库。保种的关键在于控制由于群体过小所致的基因的随机漂移,以及近交系数的上升速率。一、对于一个留种的群体,某种基因不论在群体中的初始频率如何,每代将发生随机的变化,这种变化,使群体中的基因频率增高或降低。     

文昌鸡和隐性白羽肉鸡GnRHR基因及GHR基因多态性研究

为了研究GnRHR基因与GHR基因在文昌鸡和隐性白羽肉鸡群体中的遗传变异情况,运用连接酶检测反应(PCR-LDR)对GnRHR基因的537 bp位点与GHR基因的571 bp位点进行基因分型,并分析了该位点在群体中的基因型、基因频率和Hardy-Weinberg平衡情况以及与产蛋性能的关系。结果显示:GnRHR基因的537 bp位点在文昌鸡与隐性白羽肉鸡群体中仅检测到CC一种基因型,文昌鸡与隐性白羽肉鸡GnRHR基因型的频率(CC)和基因频率(C)均为1;GHR基因的571 bp位点在文昌鸡与隐性白羽肉鸡群体中仅检测到TT一种基因型,文昌鸡与隐性白羽肉鸡的GnRHR基因型频率(TT)和基因频率(T)均为1;且在这2点均处于Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。     

BPI基因生物信息学分析及其在不同 猪群体中的遗传变异情况

[目的]明确猪杀菌性/通透性增加蛋白(BPI)基因中可能存在的SNP位点,并探讨BPI基因外显子10在上海地区5个猪群体中的多态性及其与抗病相关的优势基因型,为揭示BPI基因在仔猪腹泻抗病机制中的作用及开展猪抗病育种提供理论依据.[方法]采用在线生物信息学软件分别从碱基序列、SNP位点和蛋白氨基酸序列等角度比对分析猪BPI基因全长cDNA序列与电子克隆序列的差异,采用PCR-RFLP检测分析猪BPI基因外显子10的多态性,并检测BPI基因外显子10在杜洛克、长白、大白、申农和梅山猪群体中的基因型及基因频率.[结果]猪BPI基因电子克隆编码区(CDS)序列长度1452 bp,编码483个氨基酸,存在44个SNP位点,其中22个为同义SNP位点、22个为非同义SNP位点.猪BPI基因全长cDNA序列(EF436278.1和FJ810853.1)与电子克隆序列相比存在14处碱基差异,而对应的翻译蛋白序列存在4处氨基酸差异.猪BPI基因外显子10存在AA、BB和AB 3种基因型,各基因型在杜洛克猪、长白猪、大白猪、申农猪和梅山猪群体中的分布情况各不相同.在杜洛克猪群体中AA基因型和AB基因型呈中度多态分布(0.404和0.416),BB基因型检出比例较低(0.180);在长白猪和申农猪群体中均未检测出AA基因型,BB基因型检出比例较高,而AB基因型检出比例较低;在大白猪和梅山猪群体中均以BB基因型检出比例较高,AB基因型次之,AA基因型检出比例最低.总体来看,除了杜洛克猪群体的A等位基因频率较高外,其他4个猪群体均以B等位基因频率较高.[结论]猪BPI基因外显子10 AA基因型频率在杜洛克猪群体中最高,在大白猪和梅山群体中较低,在长白猪和申农猪群体中未检出,即AA基因型在杜洛克猪群体中比例高与其仔猪腹泻发病率低的情况一致.因此,在大白猪和梅山猪育种过程中需提高AA基因型比例,而在长白猪和申农猪育种过程中需引进AA基因型个体,降低BB和AB基因型比例,以增加仔猪的抗病能力.     

影响随机保种理论的随机遗传因素分析

本文运用计算机模拟的方法分析了畜禽随机保种理论的主要影响因素——近交及遗传漂变的效应,以俾从理论和实践上对随机保种理论进行深入分析,为畜禽保种新理论与方法的研究提供科学依据。     

优质面条商品小麦澳白麦相关品质基因的分子标记鉴定

【目的】鉴定澳白麦面条相关品质基因构成,为改良中国小麦面条品质提供信息。【方法】利用38个已知面条品质相关基因的功能标记,对从澳白麦群体中分离出的36个穗系的高、低分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS、LMW-GS）、1B/1R易位、Waxy蛋白亚基、多酚氧化酶（PPO）活性、黄色素含量、籽粒硬度和穗发芽（PHS）抗性等相关基因进行鉴定。【结果】共发现13个对面条品质有正向效应的基因,其中非1B/1R易位类型和HMW-GS基因Bx7频率达100%,HMW-GS基因By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b分别占供试材料的88.9%、88.9%和83.3%,淀粉品质相关Wx-B1蛋白亚基缺失类型占86.1%,低PPO活性等位基因Ppo-D1a和低黄色素含量等位基因Psy-B1b类型分别占86.1%和80.6%,与软-中等籽粒硬度相关等位基因Pinb-D1a类型占97.2%,抗穗发芽Vp-1Bc型穗系占88.9%。36个穗系共包含12类不同的品质基因型,其中第2类基因型（含HMW-GS基因Bx7和By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b、低PPO活性基因Ppo-D1a、低黄色素含量基因Psy-B1b、软-中等籽粒硬度基因Pinb-D1a、抗穗发芽基因Vp-1Bc,不含1B/1R易位,Wx-B1蛋白亚基缺失）频率达63.9%,含正向效应基因最多、负向效应基因最少,是决定澳白麦优良品质的主导基因型。【结论】澳白麦是一个多系混合的商品小麦,优质面条基因较全面且频率高、基因型互补是其面条品质优良的根本原因。利用澳白麦资源进行面条品质育种,其中第2类基因型可作为首选亲本材料。     

小麦LMW-GS基因PCR初步研究

用CTAB法提取小麦材料基因组DNA,根据基因库中公布的已知LMW-GS基因序列,设计并合成染色体位点特异的PCR引物1～7;探索出优化的PCR反应体系,即20μL反应体积中,Mg2+浓度为2.5mmol/L,dNTP浓度为200μmol/L,模板DNA30～60ng,每种引物50ng,Taq酶0.5U。利用特殊小麦材料——六倍体普通小麦(染色体组为AABBDD)、四倍体小麦(AABB)及二倍体一粒小麦(AA)和节节麦(DD)等的基因组DNA为模版,在优化的PCR反应体系下进行特异性扩增和引物验证。结果表明,引物3和引物4为小麦谷蛋白Glu-D3位点LMW-GS基因的特异引物,用其进行扩增时,循环反应条件为94℃变性1min,62℃退火1min,72℃延伸2min;扩增产物大小约为1.63kb,包括启动子和整个编码区。引物5和7为小麦谷蛋白Glu-B3位点LMW-GS基因的特异引物,用其进行扩增时,循环反应条件为94℃变性1min,64℃退火1min,72℃延伸2min;扩增产物大小约为1.45kb,包括启动子和整个编码区。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基在RIL群体中的分离及遗传分析

利用重组自交系群体(RIL)对高分子麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的分离规律进行了研究。结果表明,同一位点不同亚基在RIL后代群体中的分离基本符合1∶1的分离比,Null亚基出现的频率最高;受亚基出现频率的影响,不同亚基的组合方式在RIL群体中出现的频率差异较大。从同一位点不同亚基和不同位点亚基的组合方式在RIL群体中的分离和出现的频率来看,Glu-1位点的不同亚基间不存在连锁关系,控制HMW-GS基因的遗传行为服从孟德尔的独立分配和自由组合规律。     

苯磺隆胁迫下甘蓝型油菜萌发期关联性状的QTL定位及候选基因筛选

【目的】寻找苯磺隆胁迫下油菜种子萌发性状相关的QTL及其耐性基因,为筛选与培育耐苯磺隆油菜种质以及探究油菜种子萌发过程中苯磺隆耐性分子机理奠定基础。【方法】用0.15 mg·kg^-1苯磺隆溶液处理由人工合成甘蓝型油菜10D130和甘蓝型油菜常规品种ZS11构建的包含175个株系的高世代重组自交系(RIL)群体,进行种子发芽试验,以蒸馏水为对照,分别测定其相对发芽势、相对发芽率、相对根长和相对干重。然后,利用油菜6K SNP芯片对该RIL群体进行基因分型,通过JoinMap4.0软件构建高密度遗传连锁图谱。基于该遗传图谱,利用MapQTL软件多QTL作图法对4个性状的相对值进行QTL定位,根据各QTL置信区间查找甘蓝型油菜的基因序列,并依次与拟南芥基因组序列进行BLAST,筛选可能与耐苯磺隆胁迫相关的候选基因。【结果】频数分布表明4个相对性状的变异范围较大,且呈连续性分布,符合数量性状表现特征,适宜进行QTL遗传分析。相关分析表明,相对发芽率和相对发芽势呈极显著正相关,相关系数为0.587。构建的遗传图谱包含1 897个多态性SNP标记,覆盖甘蓝型油菜基因组3 21...     

乳酸菌食品级基因表达系统

乳酸菌是一类重要工业菌株,随着其遗传学和分子生物学研究取得长足进展,乳酸菌食品级表达系统作为高效表达系统日益受到重视。该表达系统和其他细菌表达系统相比有很多优点。介绍了糖诱导表达系统、噬菌体ф31爆发式诱导的表达系统、乳链球菌素调控表达系统、温控表达系统等的研究进展以及这些系统的应用前景。     

Studies on the Mutant Systems of the Bombyx mori Gene Bank

Through over ten years of study, more than 1 000 genetic materials including mutant genes,chromosomal variation strains and special genetic materials of Bombyx mori, Linnaeus, collected, introduced or created since 1940s especially late 1980s, have been sorted out and put in order. After identifications and genetic analyses of their morphological, physiological and biochemical characters, the silkworm gene bank was constructed and the preservation system was perfected, and more than 600 silkworm strains were kept in this gene bank. The preserved silkworm mutant genes have covered more than 90% of existent ones across the world, in which, more than 100 are rare and precious mutant genes, and over 60 mutant genes were found and studied for the first time. Through hybrid analyses, linkage tests and three-point gene location tests, a perfect linkage retrieval labeling system of silkworm was established, which included 230 marker genes covering all the 28 linkage groups of Bombyx mori. The gene location system (composite system of recessive genes) of different linkage groups was set up. The intergenic complementation of mutant egg color and third type of maternal heredity egg color have been found, and indicated that the epistatic effect of mutant gene of white egg is universal. Twenty eight independent near isogenic lines murked with morphological mutation gene have been created and a series of novel breeding materials possessing great potential for application such as high feeding efficiency, special sex markers, natural colored silk, resistance to disease, wider feeding range and adjustable parthenogenesis, etc., have been developed. The sustainable maintenance and management technique system of silkworm gene resources were well established.     

基于转录组测序筛选影响从江香猪产仔数的候选基因

【目的】筛选出影响从江香猪产仔性状的基因调控网络,揭示其繁殖分子机理,为后期开展从江香猪繁殖性能研究及良种选育提供理论依据。【方法】以高产仔家系（平均产仔数≥12头,遗传稳定）和低产仔家系（平均产仔数8～10头,遗传稳定）从江香猪为研究对象,选择初情期不同产仔家系从江香猪卵巢组织各3个,使用Illumina HiSeqTM 2000测序仪进行转录组测序（RNA-Seq）,并对筛选获得的差异表达基因进行GO功能富集分析及KEGG信号通路富集分析,以寻找与从江香猪产仔数相关的基因调控网络。【结果】从高产仔家系和低产仔家系从江香猪卵巢组织中测序获得的纯净序列（Clean reads）均超过5000万条,且有96.00%以上的Clean reads能比对上猪参考基因组。以|log₂FC|≥1.0且P<0.01为标准,筛选获得高产仔家系和低产仔家系从江香猪卵巢组织差异表达基因212个,其中上调表达基因138个、下调表达基因74个。采用实时荧光定量PCR对随机选择的10个差异表达基因进行定量分析,发现OSAP、MSMB、FGFBP1、RLN、HAS1和PLBD1基因在高产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于低产仔家系从江香猪（P<0.05,下同）,而EDG7、PTX3、BSP1和MRO基因在低产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于高产仔家系从江香猪,与RNA-Seq测序结果一致。212个差异表达基因共富集在48个GO功能条目上,包含分子功能（Molecular function）、生物学过程（Biological process）和细胞组分（Cellular component）;经KEGG信号通路分析发现共有70个差异表达基因注释到特定的代谢信号通路上,其中显著性富集的KEGG信号通路有类固醇生物合成通路（Steroid biosynthesis）、钙信号通路（Calcium signaling pathway）、卵巢类固醇生成通路（Ovarian steroidogenesis）、心肌细胞肾上腺信号通路（Adrenergic signaling in cardiomyocytes）和肥厚型心肌病通路（Hypertrophic cardiomyopathy,HCM）。在卵巢类固醇生成通路上发现SCARB1、STAR、COX2、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A等7个基因与从江香猪的繁殖性能存在密切联系。【结论】从江香猪卵巢类固醇生成通路上的STAR、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A基因与其发情排卵密切相关,于发情期上调表达能促进卵泡发育成熟及类固醇激素合成,通过增加排卵数量而促使从江香猪表现高产,故可作为从江香猪繁殖性状的候选基因。     

鸡Z染色体基因表达的密码子偏性

从NCBI数据库(http:∥www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/mapview/map)下载鸡Z染色体上全部基因完整的cDNA,最终共有626个基因的CDS序列纳入统计分析.使用CodonW(1.4.2)进行密码子偏性分析,确定了CGG、AGC、UGC等26个密码子为Z染色体基因表达的"最优"密码子.对应分析表明,影响鸡Z染色体基因表达的密码子偏性的主要因素分别为GC3s、基因的表达丰度、GC含量、CDS长度及氨基酸的疏水性.鸡Z染色体基因表达的密码子用法受到了核苷酸组成偏好的显著影响,这种核苷酸组成偏好很可能是突变偏畸、固定偏畸及基因转换导致的.对于鸡这种群体有效规模较大的群体,密码子的偏性更有可能是核苷酸组成偏好及选择等因素综合作用的结果.     

Gene flow and the geographic structure of natural populations

There is abundant geographic variation in both morphology and gene frequency in most species. The extent of geographic variation results from a balance of forces tending to produce local genetic differentiation and forces tending to produce genetic homogeneity. Mutation, genetic drift due to finite population size, and natural selection favoring adaptations to local environmental conditions will all lead to the genetic differentiation of local populations, and the movement of gametes, individuals, and even entire populations--collectively called gene flow--will oppose that differentiation. Gene flow may either constrain evolution by preventing adaptation to local conditions or promote evolution by spreading new genes and combinations of genes throughout a species' range. Several methods are available for estimating the amount of gene flow. Direct methods monitor ongoing gene flow, and indirect methods use spatial distributions of gene frequencies to infer past gene flow. Applications of these methods show that species differ widely in the gene flow that they experience. Of particular interest are those species for which direct methods indicate little current gene flow but indirect methods indicate much higher levels of gene flow in the recent past. Such species probably have undergone large-scale demographic changes relatively frequently.