单细胞转录组测序技术及其在植物中的应用

近年来发展起来的基于高通量测序技术的高分辨率单细胞转录组测序技术,能够在单细胞水平解析植物组织的异质性,鉴定组织中的不同细胞类型,构建不同细胞类型的连续分化轨迹及其转录调控网络,并能够寻找组织中的稀有细胞类型,深入解析组织发育的分子机制。为探究单细胞转录组测序技术在植物中的应用,本文中对单细胞转录组测序技术的发展及其在植物中的应用进行了综述。首先,介绍了单细胞转录组测序技术的发展进程;其次,分析其在鉴定植物组织不同细胞类型、筛选不同细胞类型特异表达标记基因及解析植物组织发育过程的连续分化轨迹及其转录调控网络的应用中所取得的进展;最后,总结单细胞转录组测序技术在植物应用中存在的挑战及未来的研究方向。以期为单细胞转录组测序技术在更多植物物种上得以应用提供参考。     

SSR分子标记及其在植物遗传育种中的应用

分子标记技术是基于生物体基因组的遗传分析方法,在植物的亲缘关系分析、遗传多样性分析、遗传图谱构建、分子辅助育种、品种鉴定等研究中已有广泛应用。其中微卫星分子标记(Simple sequence repeats,SSRs)技术作为一种新世纪遗传学研究工具,以其信息量大,重复性好、可靠性高和多态性丰富等优点,在植物遗传育种研究中表现出很大的优势。本文简要介绍了简单重复序列(SSRs)标记的分布、功能、技术优缺点和产生多态性的机理,并对SSR标记在植物遗传多样性、遗传图谱构建、基因定位与克隆、分子标记辅助育种等研究中的应用情况进行了综述,为植物资源利用、开发和保护等研究领域的应用提供参考。     

分子标记在梨属植物上的应用及其应用前景

本文从品种鉴别、亲缘关系与遗传多样性、体细胞变异和杂种后代的鉴定以及遗传图谱构建与基因定位等方面综述了分子标记技术在梨属植物中的应用及研究进展；并简要总结了分子标记存在的问题和及其发展前景。     

DNA标记技术在梨属植物研究中的应用

综述了几种常见的DNA标记如RFLP、RAPD、SSR、AFLP和SCAR在梨属植物研究中的应用以及所取得的进展。DNA标记技术主要在梨属植物的品种鉴别、亲子关系鉴定、分类和系统关系研究、遗传图谱构建与标记辅助育种等研究领域中得到了广泛的应用。还对各种标记的特点和在梨属植物研究中的应用范围做了总结,期望为今后研究中合理选择适宜的标记技术提供参考。     

分子标记在濒危植物遗传多样性研究中的应用

介绍微卫星DNA标记、RFLP分析、RAPD分析、AFLP分析、ISSR分析的基本原理及其在濒危植物遗传多样性研究中的应用，并对这些分子标记手段的优缺点进行了比较。     

拟南芥叶绿体SSR引物在甘蓝上的应用

 根据拟南芥的叶绿体全基因组序列,搜索获得89个叶绿体基因组SSRs（cpSSRs）,平均每1.736 kb出现1个SSR。针对这些SSR设计cpSSR引物58对,其中32对能在甘蓝上应用。5对引物在甘蓝C300、C322和波里马油菜N478、N479间有多态性,这些片段均位于基因内含子区或基因间隔区。测序结果显示单核苷酸A/T重复数从8个到13个不等。同源性比较表明C300、N479之间的同源性大于两者与拟南芥之间的同源性。     

中国科学院植物研究科研人员揭示叶绿体基因转录调控的新机制

<正>中国科学院植物研究科研人员揭示叶绿体基因转录调控的新机制,证明了叶绿体中普遍存在转录暂停现象,为植物叶绿体转录调控的分子机制提供了新的认识。转录调控是基因表达过程中的基础机制。在转录过程中,RNA聚合酶会在一些因子的调控下暂时停止转录,而在条件具备情况下继续进行转录延伸。这一类精细调控现象被称为"转录暂停"。转录     

DNA分子标记及其在冬虫夏草研究中的应用

概述了DNA分子标记技术的发展过程、种类、基本原理和特点，并介绍了其在冬虫夏草研究领域中的应用和前景。     

DNA分子标记技术及其在苹果研究中的应用

简要介绍DNA分子标记技术,综述DNA分子标记在苹果品种鉴定、亲缘关系确定、种质资源保存、遗传多样性检测、分子遗传图谱构建、基因标记等方面的应用,并对其在苹果研究中存在问题和应用前景进行讨论。     

SSR标记及其在园艺植物育种中的应用

SSR是基于PCR技术上的一种DNA分子遗传标记,具有含量丰富、多态性高、重复性好、共显性遗传等优点。对SSR标记技术的基本原理、特点作了简要介绍,从亲缘关系、遗传多样性、品种鉴定、构建遗传图谱、种质资源的保存和利用、基因定位及分子辅助育种等方面概述了SSR标记在园艺植物育种中的应用进展,并对其应用前景进行了展望。     

栗属植物cpSSR标记技术的建立与体系优化

叶绿体微卫星标记是一种新的分子标记技术。用1对来源于拟南芥的cpSSR引物研究栗属资源,对栗属植物cpSSR反应体系的主要影响因子进行了优化筛选。结果表明,20μL反应体系各组分的最适浓度分别为:2.5mmol/LMg2+,0.5U Taq DNA聚合酶,0.25mmol/L dNTP,10mg/L的DNA模板,正向引物和反向引物都为0.1μmol/L,NTCP40最适退火温度为56℃。该体系已成功应用于栗属资源的遗传多样性研究中。     

Phylogenetic analysis in some Diospyros spp. (Ebenaceae) and Japanese persimmon using chloroplast DNA PCR-RFLP markers

Ten universal primer pairs of chloroplast genome were used to amplify non-coding regions of chloroplast DNA (cpDNA) in 7 Diospyros L. species including 29 genotypes and approximately 20.4 kb, 12.6% of the chloroplast genome were analyzed. The amplified products were digested by seven restriction enzymes. The results showed that there were abundant polymorphisms in inter-specific cpDNA within the genus Diospyros. However, it was not observed intra-species variations in 22 tested genotypes of Diospyros kaki (Japanese persimmon), except for ‘Male strain No. 9’. Persimmon had close relationship with Diospyros lotus and Diospyros glaucifolia, but distantly with Diospyros virginiana and Diospyros rhombifolia in diagram based on principal coordinates analysis and Wagner parsimony method. The discrepancy of digesting pattern in cpDNA suggested that the genotype Jinzaoshi was distinct with the remaining Diospyros spp., which revealed that Jinzaoshi may be a new species of the genus Diospyros.     

湖北省十堰地区野生板栗cpSSR遗传多样性研究

为了明确神农架地区野生板栗资源遗传背景,选用4对呈现多态性的叶绿体微卫星引物,对湖北省十堰辖区内野生板栗进行了遗传结构和叶绿体单倍型分析。结果表明4个位点在4个居群的53个样本中扩增出10个等位基因。等位基因数(A)平均为2.5,有效等位基因数(Ne)平均为1.696,PIC值平均为0.312,各遗传参数值远低于核基因组对群体研究的相应值。4个等位基因从53个样本中共给出5种单倍型,既有共享率超过66%的单倍型,在房县居群中也存在稀有单倍型,其中丹江口和房县板栗天然野生居群,具有较高的单倍型多样性,杂合度分别为0.4062和0.3794,明显高于其他地区,显示两地是板栗的分布及遗传多样性中心。基于cpSSR数据,对板栗地方品种与天然野生居群间的遗传结构、关系及地方品种的起源进行了初步探讨。AMOVA分析显示,83%的cpSSR变异存在于居群之间,17%来自居群内。研究表明,十堰地区野生板栗具有较高的多样性,叶绿体单倍型分析更能直观的表现野生板栗的区域分布规律。     

苹果酸度基因（Ma）SSR 标记及遗传分析

 研究果实含酸量的遗传特性及其酸度基因的分子标记可以为果品品质育种提供辅助手段。以果实低酸的‘短枝富士’（Spur Fuji）和高酸的‘粉红女士’（Pink Lady）F₁代群体（216株）为试材,利用SSR（simple sequence repeat）技术,结合集群分类分析法（bulked segregation analysis,BSA）进行了苹果酸度基因（Ma）分子标记研究。经过102对SSR引物的筛选,获得了与果实酸性状紧密连锁的分子标记CH03d12₁₀₄和CH03d12₁₁₈两个位点,连锁距离分别为3.24和2.31 cM。分析表明Ma₁与Ma₂对果实含酸量有控制作用,Ma对ma表现为完全显性。     

新疆哈密瓜永久遗传图谱构建及比较分析

 新疆哈密瓜〔Cucumis melo L. ssp. melo convar. ameri ( Pang. ) Greb. 〕是我国特有的栽培甜瓜种质资源, 具有不同于网纹甜瓜〔Cucumis melo L. ssp. melo convar. cantalupa ( Pang. ) Greb. 〕的独立遗传背景。以新疆哈密瓜和网纹甜瓜为亲本构建F₂ S₆作图群体, 采用SSR标记技术获得同时具有哈密瓜和网纹甜瓜遗传背景的永久遗传图谱。图谱由22个连锁群组成, 包括201个SSR标记, 1个白粉病抗性基因标记, 覆盖基因组长度977.153 cM, 标记间的平均距离4.837 cM。本图谱中的17个连锁群与Fernandez- Silva 等构建的网纹甜瓜遗传背景图谱具有线性关系, 两张图谱共有46个相同SSR标记。     

番茄ps-2基因的SSR及CAPS标记开发

含有ps-2雄性不育基因的番茄材料可通过自交获得100%的雄性不育后代,从而方便地应用于番茄杂交制种。以优良的加工番茄品系92155为父本,以来自保加利亚含有ps-2基因的不育材料CMC1ps2为母本,构建了123个F2代分离群体,育性表型分离比例完全符合孟德尔遗传规律,为隐性单基因。根据番茄形态和分子标记整合遗传连锁图谱,选取相应的SSR、RFLP及COS标记,分别筛选了5对SSR引物、13对由RFLP探针序列转化来的CAPS引物及1对COSⅡ引物。经连锁遗传分析,获得了与ps-2基因紧密连锁的1个SSR标记(SSR450)和1个CAPS标记(命名为TG123),它们与ps-2基因的连锁遗传距离分别是4.9cM和11.6cM,位于该基因两侧,均为共显性标记。这两个标记的获得可直接用于标记辅助育种和杂种纯度鉴定,加速番茄雄性不育的转育与利用。     

黄瓜无毛基因gl-2的遗传分析和定位

 以黄瓜（Cucumis sativus L.）有毛类型‘9110Gt’（P₁）和无毛突变体‘NCG-042’（P₂）为试材,对无毛基因gl-2进行遗传分析和基因定位研究。结果表明,黄瓜的有毛、无毛性状由一对核基因控制,有毛对无毛为显性。结合分离群体分组混合分析法（bulked segregant analysis,BSA）,以F₂为作图群体,筛选得到18对与黄瓜无毛基因gl-2相关的SSR引物,构建了gl-2基因的SSR连锁群,并将该基因定位在黄瓜第2染色体上,两侧最近的连锁标记为SSR10522和SSR13275,遗传距离分别为0.6 cM和3.8 cM。经过回交群体验证,SSR10522和SSR13275的正确率分别为94.4%和91.6%。     

西瓜果实总糖含量QTL分析

【目的】为了探讨西瓜果实中总糖含量的遗传规律并找到与总糖含量相关的QTL位点,【方法】以高糖品系‘花园母本’为母本,低糖品系‘LSW-177’为父本,配制杂交组合,构建含有180个单株的F2代群体,分别测量成熟西瓜果实中心和边缘部分果糖、蔗糖和葡萄糖含量,并将3者之和相加作为总糖含量进行遗传图谱构建及QTL分析。【结果】构建的遗传连锁图谱共包含45个SSR标记,分属于13个连锁群,覆盖基因组长度为547.3 cM,标记间平均距离为12.44 cM,检测到与中心和边缘总糖含量相关的QTL位点各一个,均为加性遗传效应,贡献率分别为6.56%、7.90%,分布在第3、12连锁群上,LOD值分别为3.1、3.29,找到与中心和边缘总糖含量紧密连锁的标记4个(MU8184-3、MCPI-12、TJ116、MU8558-3),该研究结果为进一步开展西瓜糖含量相关基因定位和克隆研究提供理论依据。【结论】西瓜果实总糖含量为数量性状遗传,由多基因共同控制,中心部分总糖含量QTL位点表现为正向加性效应,边缘部分总糖含量QTL位点表现为负向加性效应。     

基于形态学标记及SSR 标记的甜瓜主栽品种分类鉴定研究

利用形态学标记、SSR 分子标记技术对市场上广泛种植的甜瓜品种进行分类鉴定。利用形态学聚类分析，得到60份材料间的相似系数为0.73～0.94，在相似系数为0.74 处，60 份甜瓜材料被分为2 类，为薄皮甜瓜和厚皮甜瓜；在相似系数为0.77 处，薄皮甜瓜按照单果质量、熟性、果皮底色、芳香气分为4 组，实现初步分类。经过SSR 标记聚类分析，得到60 份材料间的相似系数为0.75～0.95，当相似系数为 0.77 时，可以将所有供试材料分为6 类。利用SSR 分子标记技术，为60 份不同甜瓜品种构建唯一的指纹图谱。18 对SSR 引物，每对引物可以检测到4～11 条数目不等的多态性条带，平均为8 条。多态性信息含量（PIC）平均为0.71，变化范围为0.58～0.88。采用QR 编码为60 份甜瓜材料构建了唯一的指纹图谱。试验结果表明形态学标记对60 份材料实现初步分类，SSR 分子标记则能够有效地区别60 份材料，并且为建立甜瓜品种的核酸指纹图谱库提供了理论数据，实现对甜瓜品种进行快速、准确的鉴定。