基于SLAF-seq技术的苹果SNP位点开发及遗传多样性分析

为了解黑龙江苹果种质资源的遗传关系,利用特异性位点扩增片段测序技术(SLAF-seq)对在黑龙江地区收集的31份苹果种质资源进行SNP位点开发和遗传多样性分析。最终获得了107.52 Mb读长数据,不同材料的SNP标记数目在309 012～540 030间,样品测序质量值平均Q30为93.78%,平均GC含量为40.90%。共开发获得1 072 115个SLAF标签,其中,多态性SLAF标签有275 389个。通过序列分析,共得群体SNP位点121 352个,基于开发SNP分子标记,结果表明,31份苹果种质资源分为3个亚群,特异性的苹果SNP位点开发和研究可为苹果种质资源鉴定和遗传多样性分析提供理论基础。     

基于SLAF-seq技术的白皮松SNP分子标记开发

  目的  在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。  方法  本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术（SLAF-seq）,在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。  结果  通过序列对比分析,共获得23 597 049个SLAF标签,其中具多态性的SLAF标签有370 659个,共开发得到1 291 290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率（MAF）大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346 840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰（JF）群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田（LT）群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山（MJS）群体中存在变异的SNP位点、1 466个仅在陕西午子山（WZS）群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山（BWS）群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346 840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。  结论  研究结果表明,利用SLAF-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。      

发达国家有机产业技术服务体系分析及对中国的启示

为促进中国环境友好型有机农业产业的发展,从专业研究机构、有机产业协会、有机咨询公司等角度对发达国家有机产业发展技术服务体系的经验做法与相关政策进行了对比研究,分析其发展过程以及取得的成效,以此指出中国有机产业技术服务体系发展中存在的诸如技术服务机构发展相对不足、彼此间互补性不强、缺少政策资金支持,以及技术服务体系信息化仍需加强等问题,并从技术、服务与保障3个方面凝练出完善中国有机产业技术服务体系发展的启示。     

基于SLAF-seq技术的山西省地方梨品种的SNP分析

利用简化基因组测序技术 SLAF-seq 测序对30个山西省地方梨品种群体结构与亲缘关系进行分析,旨在为梨育种及其资源利用提供参考。通过序列分析,获得603 177个SLAF标签,其中多态性的SLAF标签302 703个,共得到2 140 079个群体SNP。利用这些SNP标签分析可得30个梨品种可以分为两大类。通过构建进化树发现,‘金梨’与‘大黄梨’虽田间性状比较相似,但在进化树上显示两者亲缘关系较远,可以断定二者为不同梨品种。     

基于转录组测序的棘胸蛙SSR和SNP分子标记开发

【目的】基于转录组开发SSR和SNP分子标记用于评价棘胸蛙（Quasipaa spinosa）遗传多样性,为其种质资源的创新利用提供理论支撑。【方法】采用TRIzol试剂盒提取棘胸蛙肝脏、肌肉和肾脏组织总RNA,构建cDNA文库后利用Illumina HiSeq 2500测序平台进行高通量测序,通过MISA对棘胸蛙转录组测序数据进行SSR检索,并以SAMtools和VarScan v.2.2.7进行SNP查找。【结果】棘胸蛙转录组测序共获得93887条非冗余基因（Unigenes）,序列总长度达91352712 bp,且所有转录组Q30均超过95.00%。在93887条Unigenes中发现33019个SSRs,其中21966条Unigenes含有SSR,6688条Unigenes含有超过1个SSR;以单核苷酸重复型SSR数最多,达25788个,且出现频率最高（27.47%）。SSR的平均长度以四核苷酸重复型最长,达35.47 bp;棘胸蛙SSR以（A/T）n为绝对优势重复基元,占总SSR的65.51%,然后依次为（C/G）_n、（AT/AT）_n、（AC/GT）n、（AG/CT）_n、（AAT/ATT）_n、（AGG/CCT）_n,分别占总SSR的12.59%、5.66%、5.55%、3.31%、1.55%和1.30%。在33019个SSRs中,核苷酸重复次数主要集中在5~25次,占总SSR的99.91%,且大部分SSR位于非编码区,仅有1633个SSRs位于编码区;长度≥12 bp的SSR共计17244个,占总SSR的58.53%。挑选120对SSR引物进行引物有效性验证,发现有57对引物扩增出单一条带,且条带大小与预期结果一致。对棘胸蛙转录组序列进行SNP检索,共发现87634个SNPs,其中,56300个SNPs属于转换位点、31334个SNPs属于颠换位点,转化/颠换比达1.80,碱基的转换频率明显高于颠换频率。【结论】利用高通量转录组测序开发棘胸蛙SSR和SNP分子标记是一种切实可行的方法,能开发出通用性较高、数量较多、覆盖性较广的分子标记。棘胸蛙具有中度偏高的遗传多样性,可作为种质材料进一步开发利用。     

基于第二代测序的大鳞副泥鳅生长相关SNP标记的开发

大鳞副泥鳅是鳅科重要经济鱼类,通过Illumina HiSeq 2000测序平台对2个大鳞副泥鳅样本的转录本进行了高通量测序,其中AB2011M-1是群体中生长较快的10尾鱼的混合转录本,AB2011M-2是生长较慢的10尾鱼的混合转录本。通过对以上2个混合转录本的测序,分别获得了65 536和80 786个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)突变;对2个测序样本进行表达差异的比较,获得了39个表达差异基因。随机选取120个位点设计引物,进行验证分析,共获得16个有效的多态性标记。     

基于SLAF-seq技术的乔木柳SNP位点开发

【研究意义】采用SLAF-seq测序技术开发乔木柳SNP位点对乔木柳育种发展有重大意义。【方法】本研究根据两亲本和杂交的F1代遗传群体经亲本鉴定195株为研究对象,利用SLAF-seq测序技术进行测序。选择同科基因组大小相似的三角叶杨的基因组作为参考基因组,通过电子酶切预测,最终选择Hae III和Hpy166 II两种酶进行酶切试验,长度在314~364 bp之间的酶切片段序列定义为SLAF标签,预测可得SLAF标签126 008个,位于重复序列区的SLAF标签比例为1.60%。为进一步评估酶切方案的有效性与酶切效率,以水稻的测序数据为对照,通过SOAP软件比对水稻基因组(大小为382M)的测序reads与三角叶杨的基因组。【结果】通过研究得到双端比对效率为96.67%,酶切效率为92.06%,SLAF建库正常。采用本次研究中开发得到的SLAF标签277 333个,按照等位基因数和基因序列之间的差异,共获得99 526个多态性SLAF标签,比例达到35.89%。按照遗传学通用等位编码规则,成功编码了58 763个多态性SLAF标签。为构建遗传图谱进一步对SLAF标签进行过滤,最终获得6744个SLAF标签,进一步进行SNP位点的开发,在各连锁群上共开发得到9488个SNP位点。【结论】SLAF-seq技术可以很好地应用于乔木柳SNP位点的开发,可利用所开发的SNP标记,联系群体中不同个体的表型,关联定位与某性状紧密连锁的分子标记,进而可以实现优良基因的精细定位。     

猪FBXL8基因第二内含子的克隆测序及SNP位点检测

为探明猪FBXL8基因的分子结构特征,本试验以人FBXL8基因的mRNA序列作为信息探针,搜集猪同源基因EST序列,并构建EST重叠群Contig,设计出合适的引物,以湖北通城、大白和长白猪基因组为模板,应用PCR技术克隆测定FBXL8基因的第二内含子序列.序列分析结果表明猪FBXL8基因第二内含子为855 bp.通过...     

贵阳花溪古茶树遗传进化的SNP分析

试验采用SNP(单核苷酸多态性)技术对贵阳花溪古茶树资源的遗传多样性、群体结构和遗传进化进行了分析.结果表明,利用生物信息学分析古茶树样品的重测序数据,获得了1 656 258个SLAF标签,古茶树样品平均测序深度为24.21x,其中多态性的SLAF标签有462 897个,共得到283 376个高一致性的群体SNP标记.从基于SNP标记获得的进化树可以看出,来自相近地方的古茶树在进化树上基本上处于相近位置,但是花溪古茶树存在着广泛的遗传变异,主成分分析(PCA)获得了与进化树一致的结果.群体结构分析可清晰地把古茶树资源分为乔木型和灌木型2个类群.乔木型古茶树位于进化树下部,而灌木型古茶树处于进化树上部,表明茶树是由乔木型向灌木型进化的.     

基于GBS测序开发SNP在植物上的应用进展

基因分型测序(genotyping by sequencing,GBS)因具有实现相对简单、成本较低、可产生高通量SNP的优点而受到青睐。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)因简单、快速、特异性强、稳定遗传、便于检测等特点已成为目前最广泛使用的分子标记之一。本文就利用GBS技术开发SNP分子标记近年来在亲缘关系评价、重要农艺性状鉴定、遗传多样性研究、遗传图谱构建以及基因定位等方面在国内外的研究进展进行综述,并对其今后的研究提出展望,以期为其在植物上的更广泛应用提供参考。     

基于简化基因组测序的越橘杂交后代鉴定

[目的]针对遗传群体测序数据开发一种杂交后代鉴定方法,以获得继承双亲基因的真杂种后代,为果树杂交育种、遗传分析及遗传图谱构建奠定基础.[方法]本研究以越橘正反交群体共计318个F1子代和2个亲本为试材,利用SLAF技术进行简化基因组测序并比对越橘参考基因组获得群体SNP数据,通过稀有等位变异分析和基于PCA、K-mea...     

甜瓜SLAF图谱构建及果实相关性状QTL分析

[目的]通过对甜瓜果实相关性状进行QTL定位及候选基因分析,为甜瓜品质育种及基因挖掘与功能验证提供理论基础.[方法]利用薄皮甜瓜1244为母本、厚皮甜瓜M5为父本配置杂交组合,结合SFLA测序技术开发分子标签,构建高密度遗传图谱,以F2:3表型数据为基础,采用Mapqtl进行QTL定位分析.[结果]获得了380446 ...     

多倍体植物中单核苷酸多态性(SNPs)的开发

单核苷酸多态性(SNP)是指在基因组水平上由单核苷酸的变异所引起的一种DNA序列多态性.在人、拟南芥、水稻等二倍体生物中,已经开发出大量的SNP标记并被用于群体结构分析、关联作图等研究,而在棉花、油菜、小麦等多倍体植物中,SNP的开发与应用却进展迟缓.为促进多倍体植物中SNP的开发,本文对多倍体植物中SNP标记开发所遇到的难题进行了阐述,并对多倍体中SNP标记开发方法进行了梳理,包括位点特异性引物的PCR片段直接测序,利用多倍体的近缘二倍体区分SNPs和部分同源序列间的差异(homoeologous sequence variants,HSVs),利用2代测序技术大规模发掘SNPs,基于公共数据库的序列通过生物信息学分析获取候选SNPs,通过遗传(分离)模式的研究验证SNPs等.利用上述方法可实现多倍体植物中SNP标记的大规模开发.     

利用SNP标记构建茶树品种资源分子身份证

【目的】建立茶树品种的SNP分子标记数据库,结合茶树品种基本信息,将SNP位点组成的DNA指纹图谱构建28位数字组成的茶树品种资源分子身份证,便于茶树品种资源的保护与精准管理,避免“同名异物、同物异名”的现象。【方法】通过挖掘茶树的表达序列标签,获得大量的高质量表达序列标签,将其进行装配后,开发候选位点,将候选位点与茶树全基因组进行BLAST,得到其在全基因组染色体上的位置与具体关联基因。以铁观音、福鼎大白茶、龙井43、云抗10号等103份国内外不同类型的茶树品种资源为供试材料,提取基因组DNA,利用预扩增技术和微流体芯片法对供试茶树品种资源进行SNP基因分型,获得SNP位点数据及候选SNP位点的信息指数、观测杂合度、期望杂合度等信息,将多态性从高到低进行排序,进行SNP位点组合筛选,得到最优SNP位点组合后,结合茶树品种基本信息构建茶树品种资源分子身份证。【结果】从茶树的表达序列标签数据库中挖掘出1 786个候选SNP位点。根据序列保守性,筛选出96个SNP标记位点,与最新茶树基因组比对发现候选位点较均匀地分布于茶树全基因组的15条染色体上;对茶树品种资源的候选SNP位点的多态性信息进行分析,剔除10个不具多态性的位点,剩余86个位点的信息指数平均值为0.517,观测杂合度平均值为0.370,期望杂合度平均值为0.346,固定指数平均值为-0.036,次等位基因频率平均值为0.269。从86个SNP位点中筛选出24个多态性高的SNP位点,组成DNA指纹图谱,可区分出全部参试茶树品种资源。对24个SNP位点组成的DNA指纹图谱并结合茶树品种资源基本信息进行数字编码,最终形成由28位数字组成的茶树品种资源分子身份证。【结论】依据SNP标记的多态性信息,筛选SNP位点,精准区分全部供试茶树品种,并将24个SNP位点所构建的茶树品种资源DNA指纹图谱及品种资源的基本属性信息编码成特定的数字串,使每份茶树品种资源具有唯一的分子身份证,并生成相应的条形码和二维码,可快速被扫码设备识别。     

基于高通量测序技术的冠心病患者肠道菌群多样性研究

为了分析冠心病人群肠道菌群结构和多样性特征,探究冠心病人群与健康人群肠道菌群结构差异。研究共采集50例冠心病患者和35例健康人粪便样本,提取粪便样本总DNA;根据细菌16SrDNA V3~V5区设计引物进行扩增,利用Illumina Miseq平台进行高通量测序;测序结果经过Reads拼接,OTUs(operational taxonomic units)聚类,物种注释,α多样分析,主成分分析,最终得到样品物种信息。在冠心病组和健康组中,拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度最高,其中拟杆菌门分别占到46.94%和61.96%,厚壁菌门分别占到41.51%和30.58%;丰度较高的是变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)。此外,两组菌群结构差异性表现为:冠心病组的拟杆菌门明显低于对照组(P=0.0150.05);而冠心病组的厚壁菌门显著高于对照组(P=0.0090.01)。α多样性分析结果显示,两组人群各样本在细菌种群多样性方面没有明显差异。OTUs比对结果表示,Veillonella、Veillonella dispar、Scardovia、Mogibacterium致病菌在冠心病组显著增高,而Bacteroidetes门下Parabacteroides、Bacteroides uniformis、Bacteroides caccae等有益菌则显著降低。主成份分析显示,综合PC1、PC2、PC3因素冠心病组和对照组样本被较好的区分开,表明健康组和冠心病组菌群结构存在显著差异。这些结果表明,冠心病患者与健康人群在肠道菌群多样性方面没有明显差异,但在菌群结构上存在较大差异;同时冠心病人肠道菌群致病菌数量多于健康人群,而拟杆菌类有益菌低于健康人群。     

高通量测序分析蚕豆种子内生细菌的多样性

为了分析蚕豆种子内生细菌的多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,从日本大白皮（S18P23.1、 S18P23.2）和启豆2号（S18P24.1、S18P24.2）的种子获得16S RNA V3～V4区有效序列133 855条。将高于97％相似度的序列划分为一个操作分类单元（operational taxonomic unit, OTU）,优化后得到1 598个OTUs。内生细菌种群分析结果表明,拟杆菌门（Bacteroidetes,丰度为30%～33%）、变形菌门（Proteobacteria, 23%～25%）、厚壁菌门（Firmicutes, 23%～25%）和放线菌门（Actinobacteria, 5%～7%）为两个蚕豆品种共有的优势菌门,但属水平的优势菌群在供试蚕豆种子中均有差异。这些结果表明,蚕豆种子具有丰富的内生细菌资源,含有多种具有益功能性状的细菌类群,值得进一步跟踪研究这些益生菌在蚕豆种植到土壤后的变化规律;启豆2号种子中益生菌的种类和丰度高于日本大白皮,值得进一步分离和研究这些益生菌的益生或促生特性,筛选获得在食品和生物肥料等领域有应用潜力的菌株。     

福建甘薯脱毒薯(苗)生产技术体系探讨

通过对甘薯脱毒技术、指示植物法甘薯茎尖苗带毒检测技术研究及脱毒苗移植、管理、繁殖、利用的观察结果,结合福建气候优势及甘薯栽培制度,提出福建的甘薯脱毒薯(苗)生产技术体系.     

利用全基因组SNP芯片分析油菜遗传距离与杂种优势的关系

【目的】利用单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,简称SNP）标记估算油菜优异亲本间的遗传距离,分析其与杂种优势间的关系,探讨利用SNP标记预测油菜杂种优势的可行性,为油菜杂种优势利用育种提供指导。【方法】将油菜波里马细胞质雄性不育系的6个保持系（1019B、1055B、6098B、8908B、6019B、ZS11B）和8个恢复系（R1、R2、R3、R6、R9、R10、R11、OR1）采用不完全双列杂交试验设计配制得到的46个F₁杂种及其亲本,在湖北武汉、贵州贵阳和安徽巢湖3种生态环境下考察株高、分枝部位高度、一次有效分枝数、结角密度、主花序有效长、主花序有效角果数、单株有效角果数、每角粒数、千粒重及单株产量共10个产量相关性状,统计各性状在每个F₁组合中的杂种优势,包括中亲优势和超亲优势。利用油菜全基因组60K SNP芯片对14个亲本进行基因型分型,对分型得到的SNP标记经质控后利用MEGA5.0软件估算亲本间的遗传距离,采用非加权类平均法（unweighted pair group method arithmetic averages,UPGMA）对亲本进行聚类分析,利用SAS9.1软件进行遗传距离与性状杂种优势的相关性分析。【结果】14个亲本经油菜全基因组60K SNP芯片进行基因型分型后共得到52 157个SNP位点,经质量控制后,最终筛选出40 201个SNP有效位点用于亲本遗传距离计算及聚类分析。14个亲本中以6098B与6019B的遗传距离最小,ZS11B与R6的遗传距离最大,所有亲本间的遗传距离介于0.1883-0.8811,平均为0.5217。14个亲本被分成4个主群,6个保持系为一个主群,8个恢复系中OR1单独为一个主群,R1、R3、R11为一个主群,R2、R6、R9、R10为一个主群,证明恢复系群体的遗传变异大于保持系,分群结果与实际系谱相符。所考察的10个性状的中亲优势均值变幅为-0.07%-38.78%,超亲优势均值变幅为-7.74%-20.78%。10个性状中除了一次有效分枝数外,其他性状的杂种优势效应显著,尤其是株高、每角粒数、分枝部位高度和单株产量,平均中亲优势分别达到6.83%、15.31%、16.13%和38.78%,正向中亲优势组合数分别有45、41、46和46个;平均超亲优势分别达到3.18%、5.19%、7.85%和20.78%,正向超亲优势的组合数分别有41、31、42和44个。10个性状中株高、分枝部位高度和单株产量的杂种优势与遗传距离的相关系数达到极显著正相关水平,该3个性状的中亲优势与遗传距离的相关系数分别为0.4200、0.5033和0.4711,超亲优势与遗传距离的相关系数分别为0.3884、0.4051和0.4038,而其他性状的杂种优势与遗传距离的相关性不显著。【结论】SNP标记在油菜基因型分型、遗传距离估算及聚类分析的研究中优势明显,基于全基因组SNP标记估算的遗传距离与油菜株高、分枝部位高度和单株产量的杂种优势相关性极显著,说明基于油菜60K SNP芯片分析亲本的遗传关系预测油菜杂种优势的效果显著。     

凡纳滨对虾繁殖性状的SNP分子标记筛选的初步研究

对虾繁殖性状的相关分子遗传标记一直是甲壳动物中研究极少的部分,为了筛选与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)繁殖性状(产卵与产卵量)相关的SNP(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)分子标记,为凡纳滨对虾的良种选育提供参考,选择卵黄蛋白原(vitellogenin,VG)基因作为筛选基因。本实验采用PCR产物直接测序法对VG基因进行SNP位点筛查,并与繁殖性状进行关联分析。结果表明:(1)在150个凡纳滨对虾样品中,VG基因的4个结构域一共可以检测到37个SNP位点,8个能引起蛋白质氨基酸的同义突变,3个错义突变,26个无义突变。(2)对37个位点进行分析,发现4个可能的SNP候选位点。(3)多态性分析结果显示,4个候选位点都在中等多态水平,多态信息较为丰富。(4)对4个候选位点与产卵次数、产卵总量、平均产卵量和单位体质量产卵量繁殖性状进行单因素方差分析,结果显示位点3 839与总产卵量和单位体质量产卵量存在显著性差异(P 0. 05),其他位点不存在显著差异(P 0. 05)。     

基于柿雌雄花芽转录组测序的SSR和SNP多态性分析

为深入开发柿SSR和SNP分子标记,进而推动柿品种鉴定和遗传多样性等研究,以‘禅寺丸’柿的雌雄花芽转录组序列为基础,对SSR和SNP位点进行发掘。结果表明:转录组测序获得了154 741条unigene,其中有38.49%unigene在数据库中得到注释。利用MISA软件进行SSR位点的搜索,共得到44 304个SSR,包含83种重复基元,其中以A/T类型为主的单核苷酸重复所占的比例最高(20 006个,占47.63%),其次是以AG/CT类型为主的二核苷酸重复(16 055个,占38.23%),再次是以AAG/CTT类型为主的三核苷酸重复(5 402个,占12.87%)和以AAAG/CTTT类型为主的四核苷酸重复(500个,占1.19%)。在转录组得到的unigene中共发现SNP 405 685个,发生频率为1/253bp。6种单核苷酸变异中,转换类型发生频率显著高于颠换类型,转换类型中的C/T(31.51%)和A/G(31.41%)发生频率最高,在颠换类型中A/T发生频率最高。柿SSR和SNP的位点是非常丰富的,可为柿遗传图谱构建、遗传多样性和亲缘关系研究提供丰富的基础数据信息。