简化基因组测序技术在观赏植物中的应用研究进展

简化基因组测序(Reduced-representation Genome Sequencing,RRGS)是在二代高通量测序技术上,通过限制性内切酶对基因组进行打断,对基因组特定区域进行高通量测序,得到大量遗传多态性标签序列,进而展现整个基因组序列特征的技术。该方法建库过程简单,费用较低,能有效降低基因组复杂度。目前简化基因组测序已广泛应用在观赏植物分子标记开发、群体遗传及系统发生学、高密度遗传图谱构建、数量性状定位等研究中。综述了简化基因组测序技术原理及其在观赏植物中的研究进展,并讨论了研究中所存在的问题及对其发展前景进行了展望。     

科技文摘

<正>园艺作物基因组测序研究进展回顾了园艺作物全基因组测序的发展历程,介绍3代测序技术的特点和应用现状。总结了葡萄、番木瓜、草莓等果树,黄瓜、白菜、番茄等蔬菜以及莲、康乃馨等花卉在内的25种园艺作物基因组测序简况。重点介绍了全基因组测序在基因注释、比较基因组学研究、重测序、全基因组关联分析、转录组学、SNP芯片开发等方面的应用。最后讨论了全基因测     

莲基因组学和分子生物学研究进展

综述了莲藕基因组学和分子生物学研究进展,主要包括莲核基因组和细胞器基因组测序、系统进化和遗传多样性、重要基因挖掘和功能分析等,并对其今后的研究进行了展望。     

辣椒重要性状遗传定位与候选基因研究进展

概述了辣椒基因组公布近10年来,辣椒种内和种间遗传图谱构建,园艺性状、果实性状和抗病性状等重要性状遗传定位,全基因组关联分析和候选基因预测等研究进展。     

食药用菌系统演化及多组学研究进展

围绕近年来食药用菌基因组测序的研究情况,对利用全基因组系统发生、比较基因组学和功能基因组学开展的食药用菌木质纤维素底物利用、生理发育、特异表型机制等复杂生物过程的研究进展进行综述,为相关科研人员提供科学的信息。     

基于全基因组重测序构建西瓜高密度遗传图谱和果实相关性状的基因定位

<正>目的与意义:遗传图谱是进行重要农艺性状QTL/基因定位、图位克隆、分子标记辅助育种等工作的重要工具。长期的人工选择使得栽培种西瓜的遗传基础进一步狭窄,使得高效可获得的分子标记成为限制西瓜高密度遗传图谱构建的重要因素。随着高通量测序技术的发展和西瓜参考基因组草图的组装完成,通过测序获得大量分子标记以构     

果树全基因组测序现状与展望

全基因组测序可以获得物种的基因组序列信息,对于探索物种起源和进化过程及基因的开发利用等研究至关重要。本文中综述了7种重要果树(苹果、柑橘、葡萄、梨、草莓、香蕉和桃)的全基因组测序研究进展,探讨果树全基因组测序目前存在的问题,并对未来果树全基因组测序、DNA测序技术的选择、测序后的研究方向、测序数据的开放性等问题进行讨论。     

东北农业大学利用大规模群体测序数据揭示甜瓜改良遗传基础及关键信号

正东北农业大学栾非时教授团队利用全基因组重测序技术,揭示了297份甜瓜种质资源果实性状进化与改良过程中的关键信号与位点被选择事件,在国际知名植物学期刊《Plant Biotechnology Journal》上在线发表了题为"Resequencing 297 melon accessions reveals the genomic history of improvement and loci related to fruit traits inmelon"的研究论文,该研究为甜瓜进化和关键农艺性状改良提供了基因组学理论基础,为进一步开展甜瓜品质育种提供重要基因资源与数据参考。     

西瓜遗传图谱构建和基因定位研究进展

西瓜是一种在世界范围内广泛种植的园艺作物,中国是世界上最大的西瓜生产国和消费国,对西瓜遗传育种的研究具有重要意义。遗传图谱是进行基因定位、图位克隆、分子标记辅助育种的重要工具,并为分子生物学的深入研究提供了基础。近年来,随着高通量测序技术和分子标记的发展,西瓜遗传图谱研究取得了很大进展,基于不同遗传背景的西瓜遗传图谱陆续发表,极大地促进了西瓜基因组学和分子遗传育种的发展。笔者总结了近年来国内外西瓜遗传图谱构建和基因定位的研究进展及应用,并探讨了目前西瓜遗传图谱构建方面存在的主要问题及今后的研究趋势。     

萝卜叶片干枯基因的定位

萝卜叶片过早干枯影响植株生长和肉质根的形成,限制萝卜高产潜力的发挥。研究萝卜叶片干枯性状的遗传规律及定位相关基因,对于探索萝卜叶片干枯的发生机理及其调控机制具有重要意义。以萝卜自交系‘pp12Q-4-2’和‘36-2’为亲本构建F2分离群体,对其叶片干枯性状进行调查和遗传分析,同时观测叶片干枯对肉质根根粗和质量的影响。采用BSA法,利用基于萝卜全基因组测序开发的SSR引物对叶片干枯基因进行初定位,对初定位区域采用标记逐步加密的策略得到最终定位结果,并进行遗传图谱构建。研究结果表明:萝卜叶片过早干枯的植株叶绿素含量下降、肉质根生长发育受阻;叶片干枯性状符合质量性状的遗传特点,由隐性单基因控制,正常叶片对干枯叶片表现为显性;通过基因定位,最终将控制叶片干枯的基因定位于萝卜第7号染色体的scaffold89_21520和scaffold89_21545两标记之间,它们之间的遗传距离为0.8 c M,物理距离为211.63 kb,该区域包括43个候选基因。     

西瓜全基因组SSR位点的特征及其在比较遗传作图和遗传多样性分析中的应用

<正>目的与意义:随着新一代全基因组测序技术的快速发展,越来越多的物种开发了大量的覆盖全基因组的SSR标记。虽然在西瓜上也开发了一些SSR标记,并已经在连锁图谱和遗传多样性研究中得到应用,但仍存在多态性低、基因组覆盖率低等问题。本研究从西瓜全基因组水平分析了不同类型SSR序列的分布及频率。并开发了覆盖全基     

醋栗番茄的研究与利用现状

醋栗番茄（Solanum pimpinellifolium）与栽培种番茄（Solanum lycopersicum）亲缘关系很近,可与其直接杂交,达到快速转育优良性状的目的。就醋栗番茄的分布、特性、遗传多样性、进化、抗生物和非生物胁迫、优良园艺性状、分子遗传图谱、基因挖掘、全基因组测序等研究和利用现状进行了概述;对其利用过程中的问题进行了分析;对进一步挖掘其潜在的优良基因进行了探讨,旨在为进一步挖掘和利用醋栗番茄优良性状提供信息和理论基础。     

KASP标记技术在作物基因定位中的应用进展

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)是基于下一代测序(next generation sequencing, NGS)发展起来的第三代分子标记，单个核苷酸的变异导致核酸序列出现多态性，具有遗传稳定性好、密度高和二等位基因型等特点，容易实现高通量和自动化检测。竞争性等位基因特异性聚合酶链式反应(kompetitive allele specific PCR,KASP)是一种基于SNP的无凝胶荧光聚合酶链式反应基因分型技术，已广泛应用于动植物遗传育种研究中。该研究从KASP技术在作物基因定位研究中的试验群体选择及具体应用策略2个方面，阐述了该技术在作物产量、品质和抗性等重要性状相关基因精细定位中的研究进展，并总结了其优缺点，提出了优化作物KASP分型技术体系和建立功能基因多态性位点KASP数据库等建议，进一步推广其应用，旨在为作物性状遗传调控研究提供参考依据，加快作物从传统的经验育种到精准育种转化。     

核桃种质资源遗传多样性的RAMP标记分析

以核桃嫩叶为试材,对34份核桃种质资源进行了RAMP技术分析研究,以期建立基因组DNA的有效提取方法。结果表明:利用11对引物共扩增出185个条带,其中多态性条带142个,多态性条带比率62.5%~93.3%;34份核桃样品间的相异系数0.0274~0.4848。表明34份核桃种质资源具有较丰富的遗传多样性,用RAMP进行核桃资源的DNA指纹分析可行;核桃的遗传基础具有一定的地域特征,"石门核桃"种群在遗传关系上是相对独立的栽培群体。     

基于极端混合池全基因组重测序的茄子萼下果色基因预测

以茄子萼下紫色稳定遗传的圆茄自交系Y5与萼下绿色圆茄自交系Y73杂交,结果发现F2代的萼下果色分离呈正态分布.在F2群体中选取30个萼下紫色和30个萼下绿色单株构建极端混合池,对混合池和双亲开展30×和10×覆盖度的全基因组重测序,定位萼下果色性状关联区间,并根据其对应的参考基因组共线性区段和基因注释信息预测候选基因....     

全基因组关联分析及其在辣椒育种中的应用研究进展

全基因组关联分析（GWAS）是将基因型与可观测的性状（即表型）进行群体水平的统计学分析,通过统计量或P值筛选出可以影响该性状的遗传变异因子,为揭示作物复杂农艺性状的遗传机理提供了研究思路。目前GWAS已广泛应用于作物遗传育种,本文主要综述了GWAS在辣椒农艺性状、品质性状及抗性方面的应用研究进展,并对存在的问题进行探讨及展望,以期为今后利用GWAS进行辣椒农艺及品质性状遗传基础的研究及分子标记辅助育种提供理论依据和参考。     

大球盖菇新品种“中菌金球盖1号”的基因组Survey分析

大球盖菇（Stropharia rugosoannulata）是一种营养丰富、口味鲜美的食用菌,也是极具开发潜力的药用真菌。为了深入对金黄色大球盖菇的子实体发育、颜色调控等遗传机理开展研究,为金黄色大球盖菇基因组的精细图谱、分子育种等研究打下基础,采用第二代高通量测序技术对金黄色大球盖菇品种“中菌金球盖1号”开展全基因组Survey分析。结果表明,金黄色大球盖菇品种“中菌金球盖1号”的基因组大小约为55.20 Mb,测序深度为140×,杂合率为0.80%,(G+C)含量为47.25%;基因组初步组装后,得到25 802条重叠群（Contigs）,Contig N50为14.923 Kb。该研究结果对于开展金黄色大球盖菇的颜色调控等遗传机理研究具有重要意义,同时为金黄色大球盖菇下一步的基因组精细图谱的构建和分子育种提供依据。     

中国学者完成普通菜豆重要农艺性状全基因组关联分析

我国普通菜豆资源丰富,是世界普通菜豆主要出口国之一。但由于我国对普通菜豆种质资源的遗传研究起步较晚,对现有种质资源研究不足,鉴定不够,导致这些宝贵资源的遗传本底不清、难以被育种家有效利用,在一定程度上限制了育种和产业的发展。中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队联合国内外6家科研单位对来自19个国家的683份普通菜豆资源的全基因组进行重测序,发掘了480多万个SNP(单核苷酸多态性),构建出国际首张精细的普通菜豆单倍型图谱,并在纬度跨度、光照时间长短差异明显的四地(黑龙江哈尔滨、河南南阳、贵州毕节和海南三亚)开展了3年的主要农艺性状表型鉴定,鉴定出505个与产量、花期、籽粒特性、抗病性等主要农艺性状紧密相关的遗传位点,为普通菜豆的基因发掘与遗传改良研究提供了海量的表型数据和基因型数据,促进了普通菜豆育种水平的跃升,且推动了全基因组选择育种的发展。     

基于重测序的‘金兰柚’基因组InDel标记的开发及应用

基于重测序进行金兰柚全基因组InDel标记开发。利用二代测序技术对‘金兰柚’进行全基因组重测序,运用BWA软件将测序得到的片段与参考基因组序列进行比对,利用严格的参数筛选杂合InDel,结合Primer 3.0设计扩增引物,进行PCR扩增并利用琼脂糖凝胶电泳验证,以重测序材料‘金兰柚’和47份柚品种检测其有效性。在全基因组范围内共筛选出81对扩增条带清晰的引物。筛选出的多态性标记涵盖了整个‘金兰柚’基因组,平均每条染色体上9个。选取的24对InDel标记可以将48份柚品种有效区分,最少使用2对引物就可将‘金兰柚’与其他47份柚品种完全区分。利用UPGMA构建48份柚品种的聚类树状图,在遗传相似系数为0.611的阈值处可将48个柚品种分为3大类群。本研究中的InDel标记带型简单易读,适宜柚DNA指纹图谱构建和品种鉴定,可为柚名优品种保护、原产地溯源管理等提供科学依据。     

普通白菜薹茎亮绿性状遗传规律研究及基因定位

利用薹茎亮绿的自交系Q161和常规有蜡质的自交系Q195为亲本构建F_1、F_2、BC_1P_1、BC_1P_2群体,对普通白菜薹茎亮绿性状的遗传规律进行分析。结果表明,普通白菜薹茎亮绿性状由1对隐性基因控制。利用BSA-seq对F_2群体的2个极端混池进行基因组30×重测序分析,同时对双亲进行基因组20×重测序分析,初步将薹茎亮绿基因定位在A09染色体的44.1～45.0 Mb区间内。通过双亲的基因组重测序数据开发与薹茎亮绿性状连锁的InDel标记,将薹茎亮绿基因定位在A09染色体的标记Br119和Br116之间,2个标记间的物理距离为380 kb。