经济树种全基因组测序成果要报

经济树种通常基因组较大,测序的组装、注释等存在较大困难,有必要对这方面的研究进展及存在的问题进行分析比较,以提高经济林木全基因组的研究效率。对已经完成全基因组测序的28种经济树种的全基因组测序成果进行了概述,比较了所采用的测序策略、技术与方法及所利用的测序材料,分析了各物种全基因组的大小、基因数量、基因密度、基因均长、平均内含子长度、GC含量等结构特点,汇集了各树种系统发育中的基因组复制等重要分子事件,探讨了其纤维素、木质素、糖与淀粉、油脂、抗性、生殖等重要生物经济性状的基因组学特征,展望了中国在基因组科学领域中的重要影响。     

基于ddGBS的桉树SNP挖掘和系统进化分析

【目的】利用ddGBS技术获得桉树树种间高质量SNP标记,为桉树系统分类提供新思路。【方法】通过对14个桉树树种(每个树种各两份样品)进行ddGBS建库测序分析,发掘SNP位点,开展位点注释及核苷酸多样性分析,并且通过IQ-TREE软件采用最大似然法(ML)构建系统进化树。【结果】测序共获得30.49 Gb的数据,平均每个样品的数据量为1.09 Gb;平均Q30为98%,表明测序质量好;平均GC含量(44.0%)与巨桉参考基因组接近;样品与巨桉参考基因组比对匹配率在45.0%～88.9%之间,平均为77.8%。按照数据无缺失、平均测序深度≥4 x、最小杂合比为0.05的条件筛选SNP,最终获得42 222个高质量SNP位点,其中14个桉树树种的特有SNP位点数为428～2 107不等。利用SnpEff软件进行位点注释分析后发现约有12 237个SNPs位于外显子区域。基于最终获得的42 222个高质量SNP位点构建系统进化树,14个桉树树种聚类结果与Hill和Johnson的桉属双蒴盖亚属及伞房属的分类结果一致。【结论】采用ddGBS技术高效发掘高质量SNP位点,可广泛应用于桉树SNP开发。利用开发的高质量SNP位点构建的系统进化树为桉树的进化研究提供了理论支持。通过ddGBS技术进行SNP标记开发及分型将对桉树关联遗传学研究和重要性状QTL定位具有重要意义。     

朱鹮全基因组序列图谱绘制完成

日前，西安交通大学和华大基因联合召开新闻发布会，宣布“朱鹮全基因组序列图谱绘制完成”。这是继家鸡基因组、珍珠鸟基因组、火鸡基因组之后，世界上完成的第四个鸟类基因组测序项目和全基因组序列图谱，其对于挽救和保护朱鹦和注释生命现象具有重要科学价值和战略意义。     

世界首个枣全基因组测序完成

<正>2014年10月29日讯,国际权威科学杂志《自然通讯》在线发表了以河北农业大学刘孟军教授为第一和通讯作者的枣基因组测序重大研究成果《枣复杂基因组测序及其果树生物学性状解析》。他们在世界上率先完成了枣树的全基因组测序,并使枣树成为世界鼠李科植物和我国干果中第一个完成基因组测序的物种,标志着我国在枣组学研究方面达到国际领先水平。枣树原产我国,已有7 000多年栽培历史,年产量600万吨,占世界99%。2010年,刘孟军带领其枣研究团队,通过与华大     

浙江千岛湖海南鳽基因组测序组装与特征分析研究

2017年，通过采集浙江淳安1只救助死亡的海南鳽Gorsachius magnificus个体进行全基因组DNA提取，使用二代测序及重头组装技术，首次开展海南鳽基因组测序组装，并将其与鹈形目Pelecaniformes中的白鹭Egretta garzetta、朱鹮Nipponia nippon、卷羽鹈鹕Pelecanus crispus、普通鸬鹚Phalacrocorax carbo这四种鸟类进行比较基因组学分析研究。结果表明：（1）组装测得海南鳽的全基因组，获得基因组大小为1.14 Gbp，重叠群N50指标为77.8 kbp，大片段N50指标为1.95 Mbp，这些指标说明海南鳽基因组大小符合预期，组装质量较为理想；（2）对该个体全基因组从头测序，获得72 Gbp的碱基数据得到约56X测序深度；（3）比较基因组分析表明，海南鳽与白鹭、朱鹮的系统关系更为接近，与卷羽鹈鹕、普通鸬鹚的进化关系较远；（4）在基因的适应性方面，海南鳽享有大量特有的基因，同时与其他夜行性鸟类一样，在感官、神经及昼夜节律调节上与其他昼行性鸟类有较大的分化。本研究从遗传上初步证实海南鳽是一种演化上非常特化的夜行性鸟...     

‘豫杂一号’泡桐叶绿体基因组序列及特征分析

泡桐是中国重要的速生树种,对我国经济发展有着重要作用。以‘豫杂一号’泡桐为材料,IlluminaHiseq2000测序,对其全基因组序列基本结构特征、密码子偏好性和重复序列进行统计分析。结果表明,‘豫杂一号’泡桐为典型的四分体结构,全长序列为154615bp,编码114个基因,含4个rRNA,30个tRNA和80个蛋白质编码基因。该叶绿体全基因组测序的成功促进了叶绿体分子生物学的研究,也为泡桐以及其他物种的遗传育种和创制种质资源奠定了一定的理论基础。     

桉树分子育种研究进展

桉树是全球广泛引种栽培的优良的用材、能源、纸浆材等树种,为工业发展提供高质量的木质原材料,目前世界桉树人工林的面积2000万hm^2.对桉树分子育种的研究、应用和前景等进行了综述.介绍了桉树现代育种的主要的特征以及分子标记在育种上的主要应用,概述了桉树基因组、包括数量性状座位遗传图谱构建、转基因研究进展,并就分子育种技术在桉树品种改良应用中存在的问题和发展前景进行了阐述.     

西伯利亚白刺基因组信息初探

[目的]为了解西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall)基本基因组信息,如基因组大小、复杂程度等特征。[方法](1)以西伯利亚白刺的幼苗嫩叶为材料,以番茄为标定,用解离液mG解离叶片后,经流式细胞仪检测细胞悬液,收集细胞并计算西伯利亚白刺的C值。(2)通过构建小片段文库,进行Illumina HiSeq测序并分析测序结果,预估其基因组大小、GC含量、杂合率、重复序列比例等,使用MISA脚本对过滤后数据进行SSR位点分析。[结果]西伯利亚白刺预估全基因组大小为526.30 Mbp,基因组GC含量为36.78%,基因组杂合率为0.90%,重复序列比例为55.39%.对测序数据进行SSR位点标记,共得到521125个SSR位点,其中,单核昔酸重复为342883个,占总SSR位点的65.80%。[结论]由各项分析指标推测西伯利亚白刺为复杂基因组,可以采用二代Illumina与三代PacBio测序辅以Hi-C技术联合分析,有利于西伯利亚白刺基因组的组装及基因图谱的获取。     

马尾松、桉树及其混交林土壤养分变化特征及评价

研究马尾松纯林、桉树纯林和3种不同模式混交林土壤养分含量的变化规律,并对其土壤养分状况进行主成分综合排序。结果表明：土壤有机质、全 N、全 P、水解 N、速效 P 和速效 K 皆表现为随土壤深度增加而减少,全 K 则表现相反;在各林分中,桉树纯林的土壤有机质、速效 P 含量最高,混交林次之。混交林则土壤全 N、全P 和速效 N 含量总体上大于纯林。马尾松纯林除在浅层土中速效 P 含量最高外,其他养分指标都低于桉树纯林和混交林。土壤养分综合评价为桉树纯林＞混交林 A＞混交林 C＞混交林 B＞马尾松纯林,表现为桉树纯林养分状况最好,马尾松纯林最差,与针阔树种的生长特性和凋落物养分归还能力有关。混交林中种植密度较大的混交林A 养分状况相对较好,表明其养分储存能力较好,消耗较少。而相同种植密度下,混交林 C 的林分土壤养分状况优于混交林 B。     

要闻

<正>我国在国际上首次完成木麻黄基因组测序日前,由福建省林业科学研究院副院长、福建省木麻黄工程技术研究中心主任叶功富教授级高工带领的科研团队,在国际上首次完成了木麻黄的全基因组测序。木麻黄基因组的破译,为木麻黄优良品种的定向选育奠定了分子基础,并将为沿海防护林体系建设提供更好的物质保障,同时标志着我国在木麻     

桉树焦枯病菌ABC转运蛋白的鉴定与分析

[目的]利用生物信息学方法探讨ABC转运蛋白在焦枯病菌对桉树侵染过程中的解毒作用,为揭示桉树焦枯病致病机制奠定基础。[方法]本文利用BLAST、HMMER、Pfam数据库、TCDB数据库在全基因组内对桉树焦枯病菌的ABC转运蛋白进行鉴定和分类,并通过Prot Camp和IBS分别进行亚细胞定位和结构域图绘制,依据同源性对其功能进行推测分析。[结果]表明:桉树焦枯病菌共有70个ABC转运蛋白,它们分属于8个亚族。71%的转运蛋白位于细胞膜,10%位于液泡,其余部分位于线粒体、过氧化物酶体、内质网等内膜系统上。桉树焦枯病菌ABC转运蛋白包含全分子、四分之三分子、半分子及四分之一分子。根据同源性推测桉树焦枯病菌ABC转运蛋白与MDR、PDR、HMT、MPE、STE、P-FAT等几种转运蛋白具有较高相似性,同时还与核糖体合成、翻译、过氧化物酶体合成的ABC转运蛋白具有较高相似性。[结论]桉树焦枯病菌ABC转运蛋白除作为外排泵转运外源化学物质、疏水性化学分子等物质。还参与细胞代谢、翻译、核糖体的合成、mRNA的输出、β氧化,并通过为辅酶Q的辅助因子增强呼吸代谢等多项生命活动为焦枯病菌的侵染提供能量。     

高通量测序在种群遗传学中的分析方法

随着基因组测序技术的不断发展,越来越多人研究人类和不同种群基因组。综述了高通量测序在种群基因组学中的分析方法,包括获取多态性位点、基因组自然选择的检测方法、种群遗传分析方法、种群历史动态的重建和研究方法。以期为种群遗传进化的研究和实践提供一些方法。     

粤西桉树人工林土壤养分含量变异分析

在粤西选取分布于桉树林地的7个样点,研究桉树人工林地土壤养分含量的变异性。研究结果表明,粤西桉树人工林试验地的7个样点中的全氮、全磷、全钾和有机质均为中等变异性,土壤养分水平差异性显著;全氮养分水平处于中等偏低,全磷养分水平为极缺,全钾养分水平为中等,有机质养分水平处于中等偏低;全氮与有机质量呈极显著正相关关系,全磷与全钾呈极显著负相关关系。     

短轮伐期桉树人工林科学施肥的研究

经多年对桉树不同土壤类型、不同树龄林分人工控制施肥量的肥料定位试验研究,结果表明:(1)桉树基肥施用效果明显,其肥效可持续5 a以上,但其肥效随树龄增长而下降.基肥每株施有机肥2.5 kg,配施N 15 g、P 30 g、K 15～30 g和适量B、Cu、Zn微量元素为宜;(2)追肥效应因树龄而异,2年生大于3年生大于1年生,施肥以每株N 30～90 g、P和K各15～30 g为宜;(3)植桉后土壤有机质大部分有不同程度下降,全N、全P、速效N变化不大,全K、速效P、速效K、B、Zn、Cu含量明显下降.综合以上研究结果提出短轮伐期桉树人工林科学施肥的建议.     

全营养施肥对桉树组培容器苗生长和营养状况的影响

在温室条件下对桉树组培容器苗进行全营养施肥与传统单施N肥比较试验,分析测定不同施肥处理对苗木生长、生物量以及养分含量的影响。结果表明,全营养施肥比单施N肥更有利于桉树苗木生长和营养平衡;在全营养施肥中,又以N50 mg.株-1处理优于N100 mg.株-1处理。在N50 mg.株-1基础上,实施全营养施肥是培育优质桉树苗的较佳施肥方案,可供桉树工厂化育苗推广应用。     

短轮伐期桉树人工林科学施肥的研究

经多年对桉树不同土壤类型、不同树龄林分人工控制施肥量的肥料定位试验研究,结果表明：（１）桉树基肥施用效果明显,其肥效可持续５ａ以上,但其肥效随树龄增长而下降。基肥每株施有机肥２．５ｋｇ,配施Ｎ１５ｇ、Ｐ３０ｇ、Ｋ１５～３０ｇ和适量Ｂ、Ｃｕ、Ｚｎ微量元素为宜;（２）追肥效应因树龄而异,２年生大于３年生大于１年生,施肥以每株Ｎ３０～９０ｇ、Ｐ和Ｋ各１５～３０ｇ为宜;（３）植桉后土壤有机质大部分有不同程度下降,全Ｎ、全Ｐ、速效Ｎ变化不大,全Ｋ、速效Ｐ、速效Ｋ、Ｂ、Ｚｎ、Ｃｕ含量明显下降。综合以上研究结果提出短轮伐期桉树人工林科学施肥的建议。     

桉-草-牧复合经营模式综合效益分析及模式筛选

运用灰色系统理论与方法进行桉-草-牧复合经营模式综合效益评价研究,初步筛选出桉(2 m×3 m)+象草+涠洲黄牛、桉(2 m×3 m)+象草+波尔山羊和桉(2 m×6 m)+象草+涠洲黄牛、桉(2 m×6 m)+象草+波尔山羊4种具有良好综合效益的复合经营模式,其综合效益关联度分别为0.904 0、0.885 0、0.882 0和0.863 7,比桉树纯林提高了46.52%以上。同时经过评价指标的分析,最终选择确定Shannon-Wiener指数、土壤毛管孔隙度、土壤田间持水量、土壤有机质、土壤全N、土壤全K、桉树树高、桉树胸径、桉树种植年均投入、桉树种植年均收入、牧草营养养分和林农接受程度等12个指标,可应用于构建评价指标的最小数据集,并反映系统的综合效益。     

梅州市桉树人工林土壤肥力调查

对桉树人工林与其对照（松杂林或灌草）土壤主要肥力指标的测定和统计分析表明：梅州市种植桉树的山地普遍瘦瘠，有机质含量中等、全N和速效K较缺乏、有效P极为缺乏；桉树人工林土壤肥力较松杂林低，有机质含量差异达极显著水平，含水量差异达显著水平，全N、有效P、速效K差异均未达显著水平。桉树对养分需求量为有效P〉全N〉速效K。     

杜仲生物技术育种研究进展

从杜仲组织培养、遗传多样性、性别相关分子标记、全基因组测序及遗传连锁图谱构建、功能基因和转基因方面对杜仲生物技术育种研究进展总结了杜仲生物技术育种研究进展,并指出了存在的问题及今后的发展方向。     

基于20种桉树叶绿体matK基因序列的系统发育分析

随着公共数据库信息量的不断丰富,桉树基因组序列的公布数据也逐渐增多。本文利用NCBI数据库下载的21条桉树叶绿体matK基因序列进行分析研究,发现软件构建的系统发育树树与学术界承认和使用的Hill＆Johnson形态分类学状态有一定的差异,可能与下载的序列数据不够全面、覆盖的信息量不能代表该种基因组序列有关。通过对MP法、ML法、NJ法、UPGMA法和Bayes法等5种方法构建系统发育树、序列信息位点分析和形态学分类状态的比较,UPGMA法构建的系统发育树与序列的信息位点分析结果较为一致,MP法构建的系统发育树较为可信,但进一步的信息确认还需后续的研究证实。