青海BYDV-GAV青稞分离物基因组克隆及结构特征分析

大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf viruses,BYDVs)病是一种在世界范围内发生危害的禾谷类作物病毒病害。2014年笔者在对青海重要作物病毒病调查时发现田间青稞作物上有疑似BYDVs危害的症状,利用BYDVs引物对田间采集的9份典型症状病样进行了RT-PCR检测,结果均扩增到目的条带(约300bp),随机抽选样品进行序列测定,BLAST分析结果显示其与BYDV-GAV同源性最为接近(99.2%)。为进一步明确该分离物的分类地位及基因组结构特征,根据已测定的BYDV-GAV序列设计全长扩增引物,利用分段法克隆了其全基因组序列,发现其全长为5 683bp,具有典型的黄症病毒属的特征,编码6个ORF,有4个非编码区(UTR)。基因组序列聚类进化分析结果显示,其与BYDV-GAV聚类于同一分支,与中国陕西渭南小麦分离物亲缘关系较近。以上结果说明,该分离物是BYDV-GAV的一个分离物,这是青海BYDV-GAV青稞分离物全基因组的首次报道。     

黄淮中北部大豆花叶病毒株系的鉴定与分布

2002-2003年采集了黄淮中北部地区为主的32个县市的大豆SMV病样981份,经初步繁殖鉴定、生物纯化及DAS-ELISA血清学检测,得到95个SMV分离物,根据95个分离物在27个鉴别寄主上的症状反应,最终确定南农1138-2、诱变30、8101、铁丰25、Davis、Bullfalo、早熟18、Kwanggyo、齐黄1号和科丰1号10个品种作为该地区SMV株系的鉴别寄主.利用它们可将95个SMV分离物划分成10个株系群,其中5个与以往鉴定株系群相同,另5个为新发现的株系群,分别将5个新株系群定名为SC-11～SC-15.研究还发现,SC-11株系群所占比例最大,是本地区优势株系;其次为SC-8株系群;SC-11和SC-13株系群分布最广,在黄淮北部各省均有分布.     

普通小麦DREB基因家族的全基因组鉴定及热胁迫下的表达模式分析

DREB基因家族在调控植物生长发育和响应多种逆境胁迫中起着至关重要的作用。为了全面分析小麦中DREB基因家族成员的特性,为小麦DREB家族基因的发掘和利用提供参考,本研究采用生物信息学方法进行了全面的全基因组范围搜索,共获得了204个TaDREB基因。利用系统发育分析将其分为6个亚组,并进一步进行了染色体定位、基因结构和保守蛋白基序以及基因复制事件分析,系统研究了这些TaDREB基因的进化特征。此外,基于同源性分析的方法,构建了小麦DREB基因与其他基因之间的调控网络,鉴定到13个参与网络调控的TaDREB基因,并确定了179对互作关系。通过分析现有的RNA-seq数据,研究了TaDREB在不同组织和不同逆境胁迫下的表达情况,并鉴定到11个组织特异表达和多个响应逆境的基因。最后选取5个TaDREB基因,通过qRT-PCR技术验证了它们在热胁迫条件下的表达,结果证实这些基因均能对热胁迫产生响应。     

安徽省SMV株系的鉴定及其抗源筛选

为明确安徽省大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus,SMV）株系的最新组成、分布及消长动态,以及筛选对流行株系的抗性种质。2009-2010年广泛采集安徽省各大豆主要产区疑似SMV病样461份,采用生物学及血清学方法鉴定得到83个SMV分离物。用全国统一的10个鉴别寄主对这些分离物进行鉴定,共鉴定出14个SMV株系,如SC3-SC9、SC11、SC13-SC15、SC17、SC19和SC22,其中SC5、SC11、SC14、SC15、SC17、SC19和SC22是本研究大豆主产区新发现的。进一步比较分析发现,SMV株系SC3和SC7仍为目前安徽省大豆产区的流行株系,分别占分离物总数的16.9%和25.3%;其次为新发现的强毒株系SC15,在安徽省也有较为广泛的分布,比率为12.1%。针对流行株系SC3和SC7的抗源筛选结果表明,来自参加安徽省区试的149份资源中有中作J8023、中黄45、L85-2308、中涡47号和濉科13等5份材料对SC3表现高抗,中黄45、宿03-4-1-4和鲁06-7等9份材料对SC7表现高抗;来自参加我国南方区试的95份种质资源中有13份对强毒株系SC15表现抗病,占鉴定品种的13.7%。本研究明确了安徽省大豆产区的流行株系及变化趋势,筛选出针对SMV流行株系的抗源,为培育抗病品种和抗病品种布局提供了依据。     

PVY株系间的分子变异及分子鉴定方法

马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)株系分化现象明显,难于准确鉴定.本研究利用核酸序列分析工具对PVY主要株系的全基因组序列、cp基因序列和P1基因序列进行了系统分析,探明了PVY主要株系的分子特征.结果表明,具有PVYN株系血清型的PVYN、PVYNIN株系与具有PVYO株系血清型的PVYO、PVYN...     

番茄斑驳花叶病毒海南分离物全基因组序列分析

本研究采用小RNA深度测序及RT-PCR检测技术鉴定海南省陵水县冬种番茄(圣女果)病株受到烟草花叶病毒属的番茄斑驳花叶病毒(Tomato mottle mosaic virus,ToMMV)侵染。通过机械摩擦接种,将该病原病毒保存于本生烟植株上,命名为番茄斑驳花叶病毒海南分离物(ToMMV-HN)。采用RT-PCR分段扩增获得了该病毒分离物的全基因组序列。测序结果表明,该病毒分离物基因组全长6399 nt,含有4个开放阅读框,编码4种蛋白,与已报道的ToMMV9个分离物核苷酸和编码产物氨基酸序列相似性分别为98.0%～100%和99.2%～100%;与同属的番茄花叶病毒(Tomato mosaic virus,ToMV)、番茄棕色皱果病毒(Tomato brown rugose fruit virus,TBRFV)和烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)代表分离物核苷酸序列相似性分别为84.7%、80.7%和79.0%。系统进化分析结果表明,ToMMV-HN与该病毒中国西藏和云南辣椒分离物亲缘关系最近,与美国加州和南卡州番茄分离物次之,与西班牙和巴西番茄分离物亲缘关系相对较远。本研究为我国番茄病毒病诊断和防控,尤其是抗病品种选育提供了基础资料。     

大豆TPS基因家族全基因组鉴定、分类与表达分析

本研究利用大豆基因组数据库,通过生物信息学分析,鉴定并获得大豆TPS 家族基因所有成员的全序列、基因结构和定位信息。研究还利用序列比对对大豆TPS 家族基因进行进化和分类分析,同时通过soybase大豆发育表达芯片数据库相关信息,对该家族基因成员的组织表达谱进行了检测。研究结果表明,大豆基因组中含有20个TPS家族基因成员。系统发育分析将这些TPS基因分成了两个亚家族。基因定位分析表明,这些成员基因分别分布于大豆的14条染色体上。启动子分析表明,全部大豆TPS 家族基因的启动子区都含有逆境反应顺式作用元件。转录水平芯片数据分析同时显示,大豆TPS家族基因大多在花、根、根瘤等组织中存在优势表达。该研究结果将促进大豆TPS家族基因的功能研究与利用。     

一粒小麦与葡萄牙野燕麦远缘杂交后代抗条锈病鉴定及抗性株系的筛选

为了开拓小麦抗条锈病基因资源,利用中国流行的小麦条锈菌生理小种CYR23、CYR25、CYR27、CYR29、CYR31、CYR32和水源11致病型Su-11-4、Su-11-7和Su-11-14,对一粒小麦(T.monococ- cum)与葡萄牙野燕麦(Avena fatua L.)杂交后代(简称"一粒葡")进行成株期和苗期抗病性鉴定,分离筛选出8个抗性稳定的株系:YLP-7、 YLP-1-1、 YLP-1-6、YLP-9-3、 YLP-9-8、 YLP-15-1、 YLP-15-4 和 YLP-16-4,这些抗性株系对所有参试条锈菌小种都表现为免疫或近免疫,表明"一粒葡"材料具有较强的条锈病抗性,可作为抗源用于小麦抗病育种.     

小麦HD2基因家族的全基因组鉴定及热胁迫下的表达模式分析

组蛋白去乙酰化酶(histonedeacetylase,HDAC)负责去除组蛋白上的乙酰基团,在生物体的生长发育和非生物胁迫响应方面具有重要作用。本研究根据其他植物中HD2基因家族序列,利用生物信息学方法对小麦中的HD2基因进行鉴定,并对其基本生物学特性和调控网络等进行分析。结果表明,有12个小麦HD2基因被鉴定,并根据蛋白质序列C端是否含有锌指结构将其分为Group1和Group2两个亚家族;这些基因的编码蛋白均定位于细胞核内。利用WheatExp数据和RNA-seq数据对小麦HD2基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达模式进行分析,结果表明,小麦HD2基因在不同组织和不同逆境下均存在差异表达。同时,利用qRT-PCR技术对其在小麦12个生长发育时期的叶片中响应热胁迫的表达模式进行分析,结果表明,其在小麦挑旗期和抽穗期表达量明显上升。     

水稻黑条矮缩病毒基因组片段S10的cDNA克隆及全序列分析

基于RT-PCR策略克隆了水稻黑条矮缩病毒（rice black streaked dwarf virus,RBSDV）浙江分离株基因组S10,并测定了它的全序列。结果表明,水稻黑条矮缩病毒浙江分离物（RBSDV-Zj）基因组片段S10全长1801 nt（EMBL登录号为AJ297433）,仅含有一个大的开放阅读框（open reading frame,ORF）,编码一个63.1 kD的多肽,与日本的水稻黑条矮缩病毒基因组片段S10在核苷酸和氨基酸水平上同源性分别为93.8%和96.2%;与意大利玉米粗缩病毒（maize rough dwarf virus,MRDV）的基因组片段S10在核苷酸和氨基酸水平上的同源性分别为87.7%和92.0%,推测它们是同一病毒的不同地理小种。     

小麦黄矮病抗性基因及其鉴定研究进展

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒(BYDV)引起的小麦主要病害之一。本文综述了小麦BYDV的主要抗性基因及其鉴定方法、微克隆和微分离的研究进展，并对其形态学标记、生化标记、细胞学分析和分子标记鉴定方法的原理及应用作了比较分析。本文最后还提出了目前研究中存在的问题及其未来研究的方向。     

青海省半干旱区马铃薯施肥调查分析

为明确青海省半干旱地区马铃薯施肥现状,在马铃薯典型种植区乐都县选取4个乡镇进行农户肥料养分投入调查。调查结果分析表明,调查区域马铃薯平均产量为25 199 kg/hm2;氮肥投入农户17.4%适中、23.1%偏高、44.6%很高;9.9%的农户磷肥投入量适中,偏高和很高的占21.5%和59.5%;钾肥投入量适中的农户占6.6%,偏低的占56.2%,很低的占27.3%。在肥料投入总量中有机肥分别占氮肥总量的10.2%,磷肥总量的6.1%,钾肥总量的12.1%。作基肥投入的氮肥占87.1%,磷肥占95.3%,钾肥占99.4%。显然,氮肥和磷肥施用过量,钾肥重视不足,化肥偏多、有机肥偏少,基肥偏多、追肥偏少问题是目前青海省半干旱区马铃薯养分投入中存在的主要问题。     

青海省小麦品种基于55K SNP芯片的遗传多样性分析

为研究青海省小麦品种之间的遗传关系和遗传多样性,选取93个青海小麦品种,基于55K SNP芯片对其进行全基因组扫描,并进行遗传多样性分析。结果共扫描到53 063个SNP位点,选择分型成功率(call rate, CR)≥0.90、缺失率<10%、MAF>0.05的SNP位点,获得多态性SNP位点50 243个,多态性比率为94.68%。其中多态性位点在第2同源群中分布最多,在第4同源群中分布最少,在基因组中分布呈现B>A>D,特别是4D染色体上的多态性SNP分布最少。93个小麦品种的多态性信息含量(PIC)为0.00～0.59,平均值为0.33,为中度多态性位点;两两品种间的遗传距离为0.00～0.67,平均值为0.41。通过聚类分析表明,根据遗传距离可将93个小麦品种划分为8个类群。综上,青海省现有小麦品种的遗传关系较近,需要引进外来品种来丰富青海省小麦品种的遗传多样性,推动小麦品种的选育及研究工作。     

燕麦PRR基因家族鉴定与表达分析

春、夏播燕麦是长日照作物,光周期不敏感燕麦的创制使其在短日照条件下能正常生长发育。PRR基因是光周期途径中重要的昼夜节律调节基因。前期转录组研究表明PRR基因可能与燕麦光周期不敏感性有关。本研究从转录组和全基因组水平对燕麦PRR基因家族进行鉴定、生物信息学分析和表达研究。结果表明,在燕麦转录组和基因组水平分别鉴定到6个和2个PRR基因,均包含REC和CCT结构域;进化分析表明燕麦PRR基因与小麦、大麦、黑麦草和山羊草的亲缘关系较近;燕麦PRR基因启动子区域包含与光响应、生长发育和胁迫相关的顺式作用元件;qRT-PCR分析表明燕麦PRR基因的表达具有节律特征,全生育期过程中AsPRR1和AsPRR2在穗和叶的表达量均呈现由低到高、下降后再升高的双峰趋势,且AsPRR2基因的表达量高于AsPRR1。以上结果说明,AsPRR基因在燕麦光周期途径中发挥负调控作用,其下调表达促进了光周期不敏感性燕麦gp012在短日照条件下开花。本研究为揭示AsPRR基因在燕麦光周期不敏感机制中的作用奠定 了基础。     

海南蔗区甘蔗黄叶病与花叶病发生情况的分子鉴定

于2010年甘蔗生长季节,对海南甘蔗产区8个县(市)24个乡镇进行甘蔗病毒病的调查和检测,初步明确海南蔗区甘蔗病毒病种类主要有2种,即由甘蔗黄叶病毒(Sugarcane yellow leaf virus,ScYLV)引起的甘蔗黄叶病和由高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)引起的甘蔗花叶病。其中甘蔗黄叶病最为普遍,检出率达到75%,可能是影响海南蔗区甘蔗产量的重要因素之一,而由高粱花叶病毒引起的甘蔗花叶病次之。同时针对甘蔗病毒病提出推广甘蔗脱毒健康种苗是其防治的主要措施,对指导海南蔗区乃至全国甘蔗生产具有重要的意义。     

大麦黄花叶病抗性的遗传分析与QTL定位

大麦黄花叶病是依靠土壤中禾谷多黏菌传播的病毒病,严重影响冬大麦的产量和品质,培育和利用抗病品种是最经济有效的防治方法。本研究以抗病品种扬饲麦1号与感病品种Gairdner为亲本,以杂交F₁代经花药离体培养技术构建的DH群体为材料,对其大麦黄花叶病抗性进行两年鉴定与分析,并利用91对在亲本间多态性好的SSR(simple sequence repeat)标记构建了群体的遗传连锁图谱,采用Windows QTL IciMapping 4.0软件中的完备区间-加性模型（ICIM-ADD）对大麦黄花叶病进行QTL定位,共检测到9个与大麦黄花叶病病情指数相关的QTLs, 其中,qRYM-1Ha、 qRYM-1Hc、qRYM-2Ha 及qRYM-2Hb在两年间均被检测到,且 qRYM-2Ha在两年6个时期均被检测到,位于EBmag0793至GBM1047标记区间内,可解释的表型变异为5.61%～38.04%; qRYM-2Hb在 2015年第二、三期和2016年第一期被检测到,位于GBM1047至Bmag0749标记区间内,可解释的表型变异为11.40%～18.80%。qRYM-1Ha和 qRYM-4Ha可能是两个新的大麦黄花叶病抗性QTLs,黄花叶病抗性基因均来源于黄花叶病抗性品种扬饲麦1号。本研究为大麦黄花叶病抗性基因的发掘、精细定位、基因克隆及分子标记辅助选择育种提供了有利信息。     

山东玉米粗缩病病原S10序列分析

利用采自山东章丘、济宁表现典型粗缩病症状的玉米植株样品进行ELISA和RT-PCR检测。间接ELISA结果表明,二者均与水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）多克隆抗体表现阳性反应。RT-PCR扩增出该病毒基因组S10约1.8 kb片段。获得的1 801 bp 全长序列与已发表的相关序列进行同源性分析和系统进化树分析,结果表明,章丘分离物克隆JNZ-14序列、济宁分离物克隆JN-8序列均属于RBSDV,但其与玉米粗缩病毒（MRDV）的进化关系比其与南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）的关系还要近,且2个分离物分别处于属于RBSDV的Ⅱ或Ⅰ两大分支中。     

白燕2号EMS突变体的形态鉴定与遗传变异分析

为促进燕麦的遗传改良,采用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)处理裸燕麦品种“白燕2号”种子,构建燕麦EMS突变体库,对获得的M²代突变体的形态特征进行调查鉴定,估计突变效果并采用内含子切结点引物和长随机引物的PCR技术分析M²代突变体间的遗传多态性。结果显示,所创制的燕麦突变体库的M²代个体间表现出了丰富的遗传变异,变异的总频率为 7.17%。采用15个内含子切接点引物和长随机引物对其中39个突变体株系进行PCR检测,共扩增出99条谱带,其中多态性条带65条,多态性条带比率为65.7％。突变体株系间的遗传相似系数为0.667～0.973,表现出丰富的遗传变异。表明构建的燕麦EMS突变体库具有丰富的突变类型,可用于燕麦重要性状突变体的筛选和候选基因的功能分析。