新疆扁桃种质资源ITS序列分析及系统发育研究

本研究旨在为新疆扁桃种质资源的分子鉴定和遗传多样性研究提供依据。以24份扁桃种质为材料,提取DNA后对ITS序列进行PCR扩增及测序,测序结果与序列KC862380(Prunus lusitanica var.)比对,获得ITS1、5.8S与ITS2序列。利用相关生物信息学软件对ITS1与ITS2序列分别计算变异位点和简约信息位点等,构建UPGMA系统发育树。结果显示,ITS1与ITS2序列对位后长度分别为230 bp和277 bp,含丰富的变异位点和简约信息位点。基于ITS1序列的UPGMA树的遗传距离在0.00~0.01之间,‘鹰嘴’、‘矮丰’及‘石子’各自成一支。基于ITS2序列的UPGMA树其遗传距离在0.000~0.006之间,‘鹰嘴’与‘石子’聚为一支。研究表明,5.8S rDNA序列保守性极强,ITS1序列的变异信息大于ITS2序列,并且其碱基的缺失和替换多于ITS2序列,可能是导致系统发育树结果存在差异的原因。     

基于SRAP标记和ITS序列分析西番莲属种质资源遗传多样性

本研究基于SRAP标记和ITS序列对11份西番莲种质进行遗传多样性分析。结果表明,SRAP标记分析时从70对引物组合中筛选出9对重复性好,条带清晰的引物组合,共扩增出110个条带,平均每组引物可扩增12.22个条带,多态性条带占84.93%;UPGAM聚类可以将11个西番莲样品分为5个类群,第一类:‘哥伦比亚热情果’,‘巨无霸’;第二类:‘黄金果’,‘台农1号’,‘满天星’和‘天王星’;第三类:‘蓝香’和‘瑞香’;第四类:‘玛格丽特’;第五类:‘龙珠果’。ITS序列分析时,11个西番莲样品ITS序列长度为667 bp,变异位点为162个,单倍型10个,单倍型多样性0.982,核苷酸多样性0.071。采用NJ法对11个样品构建系统进化树可分为4大支,‘哥伦比亚热情果’,‘巨无霸’为一支;‘蓝香’,‘瑞香’和‘玛格丽特’为一支;‘金霸’,‘黄金果’,‘台农1号’,‘满天星’和‘天王星’为一支。通过两种方法分析均能很好地将11个西番莲样品区分开来,结果基本一致,且与其属种相吻合,说明SRAP标记和ITS序列对西番莲进行分类是可行的。因此,西番莲遗传多样性能更好地开发和利用种质资源,为西番莲育种与品种鉴定提供科学依据。     

栀子优良无性系‘分关1号’遗传特异性分析

‘分关1号’(Gardenia jasminoides Ellis‘Fenguan1’)是从栀子(Gardenia jasminoides Ellis)优良变异材料中选育出的优良无性系,具有产量高、适应强、抗干旱、耐瘠薄等优良特性,其果实中栀子苷等活性成分含量高,已在福建省福鼎市的高山荒山劣质地大面积种植。这些优良特性是否与其发生核苷酸序列变异,而与本属其他植物在遗传存在差异有关,尚未明确。本研究收集‘分关1号’、狭叶栀子(Gardenia stenophylla)、海南栀子(Gardenia hainanensis)、大黄栀子(Gardenia sootepensis)等材料,提取DNA,对ITS序列(ITS-P5ITS-u4)进行PCR扩增,Sanger测序法检测样本的蛋白表达和突变基因,获得ITS序列,并从GenBank数据库中下载其他栀子的ITS序列信息。利用MEGA7.0软件对序列进行分析比对,计算遗传距离、构建系统发育树,对ITS2的二级结构进行预测。结果表明,栀子属ITS序列平均长度为646 bp,序列较短,利于栀子属鉴定;遗传距离分析和NJ系统发育树均表明‘分关1号’与...     

基于ITS2序列鉴定扁桃种质资源

本研究旨在为扁桃种质资源鉴定提供分子生物学依据,为今后我国扁桃种质资源的开发、保护及利用提供科学依据。以新疆10份扁桃种质为研究材料,提取总DNA,利用通用引物对ITS序列进行PCR扩增及测序。测序结果与获得的序列KC862380进行比对,得到ITS2序列。对10个样品的ITS2序列进行G+C含量统计,多重序列比对后计算变异位点与简约信息位点,并构建UPGMA系统进化树。运用最邻近能量参数的自由能最小原理对其RNA的二级结构进行在线预测。结果表明,ITS2序列对位后长度为277 bp,包括14个变异位点和2个简约信息位点,在第84位存在碱基缺失。构建基于ITS2序列的UPGMA系统进化树中,遗传距离为0.000~0.008,‘纸皮’、‘公巴旦’与‘小双’3个种质各自为一支。‘公巴旦’与‘小双’的ITS2序列二级结构与其他种质差异较大,‘双果’的ITS2序列二级结构虽然与大部分种质存在差异,但都在螺旋结构V上存在一个5'-CGCAAG-3'的凸环结构,在聚类图中与‘阿曼尼沙’和‘鹰嘴’构成姐妹群。本试验发现,利用ITS2序列聚类,扁桃种质能被分成多类。不同扁桃种质的ITS2二级结构存在差异,其中‘公巴旦’与‘小双’的ITS2序列二级结构的螺旋区域在大小和数量以及位置上存在较大物种差异。结合UPGMA系统进化树发现,‘公巴旦’与‘小双’同其他种质的遗传距离最远,这与其二级结构有着密切的联系。     

基于DNA序列的‘和田’玫瑰遗传背景分析研究

‘和田’玫瑰为国内主栽的玫瑰品种之一,其遗传背景不明确不利于产品开发和推广应用。本研究选择‘和田’玫瑰的疑似近源种,采用ITS和atpB-rbcL序列分析的方法,通过构建系统进化树分析它们的亲缘关系,明确其遗传背景。结果显示,ITS序列多态性较高,尤其是ITS2序列能够获得更多的遗传信息,基于ITS2序列‘,和田’玫瑰和法国蔷薇聚为一个小分支,说明其亲缘关系较近。atpB-rbcL序列在被测植物材料间的多态性比较低,但可以反映母本信息‘,和田’玫瑰与法国蔷薇、百叶蔷薇、腓尼基蔷薇和玫瑰在一个分支内。结合ITS的聚类结果,推测法国蔷薇为‘和田’玫瑰的母本,与大马士革蔷薇有共同亲本起源。     

38个藤本月季品种ITS序列分析

藤本月季作为现代月季的一个重要支系,其遗传背景复杂,亲缘关系混乱,本研究旨在对其亲缘关系及遗传多样性进行分析,从而为藤本月季新品种的培育与保护提供理论依据。本研究以国外引进的32个藤本月季与西南林业大学校园内种植的6个藤本月季为材料,通过对其ITS序列进行PCR扩增测序,构建发育树,对38个藤本月季品种亲缘关系进行分析。结果表明:38个藤本月季品种ITS序列长度在734~742 bp之间,其中多态性突变位点42个,碱基的插入或缺失10个。基因单倍型多样性(Hd)为0.943,单核苷酸多态性指数(Pi)为0.009 32,表明其遗传多样性较高。38个样品间最大遗传距离为0.022。聚类分析结果表明:38个样品可分为三大支,其中‘Red Eden Rose’、‘Bienvenue’、R.R、‘Abraham Darby’、‘Alfred Colomb’被聚为一大支;‘Phyllis Bide’、R.S、‘Purple Skyliner’、‘Giardina’、‘Paul Transon’、‘Pippin’、R.B、‘Spirit of Freedom’、‘Coral Dawn’、‘Super Excelsa’、‘Salammbo’、‘Ginger Syllabub’、‘The Wedgwood Rose’、R.X分为一大支;‘Soleil Vertical’、‘Lady Hillingdon’、‘Granham Thomas’、‘Papi Delbard’、‘Handel’、‘Aloha’、‘Souvenir du Doctor’、‘Sir Paul Smith’、‘Clarence House’、‘Eden Rose’、‘Glorie de Dijon’、R.O、‘Uetersen’、‘Celme Forestier’、‘Moyesii Geranium’、‘Cinderella’、‘Blue Rambler’、‘Alchymist’、R.W被分为一大支,根据其亲缘关系每一大支又被分为若干亚支。这表明,38个样品的亲缘关系与其原产地无关。     

基于ITS 2序列的肉苁蓉种子DNA条形码鉴定研究

本研究基于ITS 2序列，对肉苁蓉和管花肉苁蓉的种子进行鉴定研究，旨在建立肉苁蓉种子的DNA条形码鉴定方法。通过提取种子的基因组DNA,经PCR扩增和双向测序，获得ITS 2序列。应用MEGA-X软件进行序列比对，计算K 2 P遗传距离，构建系统发育树。结果表明，所有种子样本均可以成功提取DNA和扩增ITS 2序列，种子的DNA分子量为10 000 bp左右，扩增产物为500 bp左右。肉苁蓉种子的ITS 2序列长度为414～472 bp, GC含量为54.41%～55.07%;管花肉苁蓉种子的ITS 2序列长度为399～489 bp, GC含量为54.18%～55.14%。肉苁蓉种子和管花肉苁蓉种子的ITS 2序列共有61个差异位点，种内最大遗传距离小于种间最小遗传距离，二者在系统发育树中分别聚为一支。ITS 2序列可以作为肉苁蓉种子的DNA条形码鉴定序列。     

基于nrDNA-ITS序列的10种枸杞属植物亲缘关系研究

以10种枸杞属植物为材料,利用nrDNA-ITS序列,探讨其遗传多样性及亲缘关系。采用改进CTAB法提取枸杞叶片基因组DNA,利用合成的ITS4和ITS5为引物对其DNA中的nrDNA-ITS区进行扩增、对目的片段测序,并对测序结果进行聚类分析。测序结果表明,10种枸杞属植物ITS的长度为582~656 bp,保守位点(C)560个,变异位点(V)95个,其中简约信息位点(Pi)70个,单核苷酸变异位点(S) 25个;5.8S序列的长度均为154 bp,保守位点(C)136个,变异位点(V)18个,其中简约信息位点(Pi)12个,单核苷酸变异位点(S)6个。10条序列聚类图明显地分为2大类5个小组,‘0901’与‘蒙杞1号’处于同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞3号’和‘宁杞7号’为同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞5号’和青海诺木洪黑果枸杞单独为一分支,与其他几个枸杞品种的亲缘关系最远。10条枸杞属植物的ITS序列已上传至NCBI,登录号为KJ189761~KJ189770。本研究测序和分析了10种枸杞属植物的ITS序列,聚类结果表明了它们之间的亲缘关系与差异,为枸杞遗传多样性和系统发育研究奠定了基础。     

9份湖南本土牡丹资源的形态学和ISSR分子标记分析

本研究利用形态学指标和ISSR分子标记对9份湖南本土牡丹资源进行亲缘关系分析,根据9份湖南本土牡丹资源的22个主要性状的形态学聚类分析,Q型聚类分析的结果表明:9份湖南本土牡丹资源分成两大类:第一大类为‘凤优4号’、‘凤丹白’、‘凤丹粉’、‘杨山牡丹’、‘宝庆红’、‘凤优2号’;第二大类为‘凤优1号’、‘凤优3号’、‘凤优5号’;ISSR分子标记分析的结果表明:用13条引物共进行扩增出223条谱带,其中多态性条带213条,多态性比例95.2%,通过NTSYS2.1进行聚类分析,在遗传相似性系数为0.54时,9份湖南本土牡丹资源可分为两大类,第1大类包括‘宝庆红’和‘凤优5号’;第2大类包括‘杨山牡丹’、‘凤丹白’、‘凤丹粉’、‘凤优1号’、‘凤优2号’、‘凤优3号’和‘凤优4号’。ISSR分子标记的遗传聚类分析结果与形态学的遗传聚类分析结果有一定的差异。综合以上,可为湖南本土牡丹种质资源开发利用和耐湿热的新品种育种奠定基础。     

基于ITS和matK序列的苗药朱砂根遗传多样性分析

为探究朱砂根的遗传多样性,对收集的16个居群的69份朱砂根样品ITS和matK序列进行双向测序,应用Genious 11.0软件分析2个序列的结构变异,应用MEGA 11.0软件基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型,计算居群间遗传距离,采用邻接法(NJ)分别构建系统发育树。结果表明,朱砂根ITS与matK序列长度分别为447～451 bp、844～861 bp, GC含量分别为55.30%～56.30%,33.70%～34.40%,变异位点分别为24个、43个,单倍型多样性分别为0.947、0.917,核苷酸多样性分别为0.013 14、0.006 00;朱砂根ITS序列居群间遗传距离在0.000 4～0.032 0之间,平均遗传距离0.018 4;matK序列居群间遗传距离在0.000 0～0.019 6之间,平均遗传距离为0.008 6。系统发育结果表明,ITS和matK序列都将16个居群的朱砂根聚为2支,且遗传距离较小。研究表明,不同居群的朱砂根具有较为丰富的遗传多样性,且遗传距离与居群地理空间距离有关。ITS较matK序列变异更丰富,更适宜对朱砂根遗传多样性评...     

基于rDNA-ITS序列探讨甘蔗近缘属种的系统进化关系

以狼尾草属(PennisetumRich.)的象草(P.purpureum)为外群体,依据rDNA-ITS序列探讨了甘蔗亚族(Saccharinae)内与甘蔗植物分类关系较近的8属37种120份材料的系统进化关系,结果表明,ITS1序列长度为200~208bp,变异位点91个,简约信息位点70个,GC含量为60.4%~69.1%;ITS2序列长度为215~220bp,变异位点93个,简约信息位点68个,GC含量为66.1%~73.4%;5.8sDNA序列长度为164bp,变异位点18个,简约信息位点9个,GC含量为54.1%~58.0%;根据变异位点,简约信息位点占总位点的比例可以看出,ITS序列比5.8sDNA序列变异程度高,其中ITS1序列又较ITS2序列变异丰富。属种间遗传距离表明芒属(Miscanthus)和荻属(Triarrhena)与甘蔗属(Saccharum)的亲缘关系最近,其次为蔗茅属(Erianthus)和河八王属(Narenga);而莠竹属(Microstegium)、大油芒属(Spodiopogon)、白茅属(Imperata)与甘蔗属亲缘关系较远。根据甘蔗近缘属种的NJ和MP系统发育关系,支持将斑茅(E.arundinaceus)归入蔗茅属,荻属归入芒属的观点;河八王属的河八王(N.porphyrocoma)与滇蔗茅(E.rockii)亲缘关系较近,而与同属的金猫尾(N.fallax)亲缘关系较远;蔗茅属和芒属属种系统进化关系较其他属种复杂;有4份材料被发现鉴定有误,不应用于后续研究。     

黄瓜疫霉菌ITS及β-tubulin的扩增和序列分析

为研究不同来源地黄瓜疫霉菌的系统发育关系以及遗传多样性,从湖南省内5个黄瓜种植区采集具有典型症状的黄瓜疫病病株分离纯化,利用形态学方法观察孢子囊形态。再运用PCR技术分别进行ITS以及β-tubulin扩增测序并与Genbank的中相关序列构建系统发育树。经形态学初步鉴定22株黄瓜疫霉菌株,ITS-PCR序列长度约为780 bp,β-tubulin-PCR序列长度约为800 bp,所有测得序列与下载自Genbank的相关序列存在不同程度的相似性。ITS序列的系统发育分析,用于构建系统发育树的序列分为2个大的聚类I和II,黄瓜疫霉菌均位于I组内,由于来源地差异,不同地区的黄瓜疫霉菌又被聚在不同小类;β-tubulin序列在系统发育分析中被分为4个聚类,22个P. melonis序列与下载的P. melonis序列均在聚类组I中。聚类分析结果表明：疫霉属种群间具有明显的亲缘关系,不同地域的黄瓜疫霉菌遗传多样性表现出差异,但总体趋势是相同来源地的菌株亲缘性比较接近。     

中国局部地区草坪立枯丝核菌的rDNA ITS序列分析

为了鉴定草坪褐斑立枯丝核病菌的融合群类型并探讨其系统发育关系,本研究对11株分离自草坪草和4株分离自土壤的立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）进行了rDNA-ITS测序,结合GenBank中登录的立枯丝核菌14融合群或亚群的代表性菌株及禾谷丝核菌（R. cerealis）、玉蜀黍丝核菌（R. zeae）和水稻丝核菌（R. oryzae）3个近缘种,共45条ITS序列进行了分析,利用MEGA 4.1软件建立ITS聚类分析树状图。结果表明,立枯丝核菌各融合群代表菌株及所有供试菌株聚为一组;该组又可细分为14个遗传聚亚类,隶属同一融合群的代表菌株聚在同一亚组,供试15株立枯丝核菌归入AG2-2和AG1-IA两个融合群。这些结果为该病害的科学防控提供了可靠依据,并进一步验证了ITS序列分析法是区分立枯丝核菌不同融合群或亚融合群菌株的有力工具。     

辣椒疫霉菌ITS及β-tubulin的扩增和序列分析

为了探索湖南省不同地区辣椒疫霉的系统发育关系与遗传多样性,从湖南芷江、宁乡等地采集辣椒疫病病株,经过分离和离体叶片接种,得到2株对辣椒叶片有强致病性的辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)菌株。利用PCR技术对所分离的2个菌株进行ITS以及β-tubulin扩增并测序,将测序结果与国内外报道的相关序列构建系统发育树,结果表明,离体叶片接种法能够对辣椒疫霉菌有一个初步的鉴定,PCR扩增的ITS序列长度为770 bp左右,β-tubulin序列长度为780 bp左右,ITS序列以及β-tubulin序列构建的系统发育树表明湖南省内辣椒疫霉的亲缘性比较近,与国外的亲缘性比较远,说明了不同地区疫霉菌株的亲缘性与地理来源有一定的相关性。     

栽培稻种内核糖体基因的ITS序列比较研究

以普通野生稻(O. rufipogon)为外类群,对栽培稻(O. sativa)籼亚种(O. sativa ssp. indica)和粳亚种(O. sativa ssp. japonica)18个材料的核糖体基因(rDNA)内转录间隔区（internal transcribed spacers, ITS）全序列进行比较分析。供试材料中有籼亚种品种(系)9个,粳亚种品种(系)6个,爪哇稻2个和陆稻1个。结果发现,栽培稻种内总变异位点23个,占总碱基数的5.41%;8个信息位点,占总碱基数的1.82%。籼亚种ITS全序列的长度为425~430 bp,G+C含量为74.25%~75.59%;粳亚种ITS序列总长度为425 bp,G+C含量为74.25%~75.59%。以ITS全序列构建的系统树能将栽培稻区分为籼、粳2个亚种群,爪哇稻与籼稻有较近的亲缘关系,这对研究栽培稻的演化有一定的指导意义。     

柱型苹果MADS-box家族的2个同源基因克隆与生物信息学分析

基于笔者前期进行的柱型苹果转录组测序(RNA-seq)结果,采用RT-PCR方法,从柱型苹果花芽中克隆了MADS-box基因家族的2个同源基因,分别命名为MdSOCla和MdSOClb。分析结果表明,MdSOCla开放阅读框长度为708 bp,编码235个氨基酸,蛋白质分子量为26.95 kDa,等电点为9.13;MdSOClb开放阅读框长度为717 bp,编码238个氨基酸,蛋白质分子量为27.49 kDa,等电点为9.61。MdSOCla和MdSOClb的编码区碱基序列相似性为83.49%,氨基酸的相似性为73.72%。MdSOCla和MdSOClb的第1～75个氨基酸为高度保守的MADS盒结构域,第105～170个为K盒结构域。在构建的SOC1系统进化树中,MdSOCla与MdSOClb与苹果SOC1关系最近,其次为橙SOC1,与拟南芥SOC1同源基因进化关系最远。苹果、橙、大岩桐关系较近而聚为一类,而大豆、豇豆、葡萄、拟南芥、草莓和玉兰聚为一类。蛋白质二级结构预测显示,MdSOCla蛋白有8个α-螺旋,5个β折叠区,13个β-转角;而MdSOClb蛋白有11个α-螺旋,7个β折叠区,11个β-转角。推测二者在花的发育中可能起不同的调控作用。     

杏鲍菇遗传多样性的SRAP和ITS分析

研究来自中国不同地区和日本的27株杏鲍菇栽培菌株的遗传多样性,以期为杏鲍菇的鉴定和选育提供分子依据。利用SRAP和ITS标记联合使用的方法,通过聚类分析对供试杏鲍菇菌株进行研究。筛选出9对SRAP引物共扩增出151条条带,其中具有多态性条带130条,平均多态性比例为83.3%,多态性信息含量(PIC)变幅在0.27~0.42,平均为0.36。通过ITS序列对供试菌株进行亲缘关系分析,与SRAP分析的结果一致,均表明地域来源相近的部分菌株聚在一起,亲缘关系较近,而地域相隔较远的部分菌株也聚为一类,其亲缘关系也很近。2种标记均显示供试杏鲍菇栽培菌株的遗传多样性较为丰富,其遗传相似性与地理分布存在一定的联系。SRAP和ITS联合使用能够得到更好的效果,从而为杏鲍菇遗传多样性研究提供更为有力的参考。     

主要麻类作物的ITS序列分析与系统进化

比较主要麻类作物和测序植物间的ITS序列,可明确它们间系统位置和进化关系。本研究采用PCR扩增和搜索Gen Bank数据库,获得32份麻类作物和11份测序作物的核糖体内转录间隔区(internal transcribed spacers,ITS)序列,利用MEGE软件分析ITS长度、G+C含量与同源性百分比差异。结果表明,黄麻属、红麻属、苎麻属和亚麻属的ITS基本序列全长分别为963、939、658和686 bp;G+C含量分别为57.87%、58.03%、59.05%和53.75%。黄麻属变异区域集中在220~386 bp间,红麻属变异区域集中在2个区段(206~347 bp,599~713 bp),苎麻属ITS变异区域分布在4个区段(158~163 bp、193~199 bp、288~333 bp和681~688 bp),亚麻属ITS变异区域分布在5个区段(219~229bp、235~240 bp、427~432 bp、468~484 bp和588~594 bp)。系统位置分析表明,红麻属与棉花亲缘关系最近,黄麻与棉花亲缘关系较近;亚麻与苎麻各为一小支。系统位置分析与传统的植物分类结果较一致。研究主要麻类作物比较基因组学时,红麻、黄麻可参考棉花,苎麻可参考杨树或蓖麻。推测红麻属的进化时间约为33.7百万年前(million years ago,MYA),黄麻属约为65.3MYA,苎麻属约为67.5MYA,亚麻属约为90.5MYA。主要麻类作物进化时间越久,同属不同种之间ITS变异区段越多。