韭(Allium tuberosum)叶绿体基因组及其特征分析

以韭(Alliumtuberosum)叶绿体基因组为研究对象，利用Illumina NovaSep高通量测序技术对韭叶绿体基因组进行测序，研究了韭叶绿体基因组结构、密码子偏好性、简单重复序列、叶绿体基因组的比较和系统发育，以期为韭分子标记开发、种质资源鉴定和开发利用提供参考依据。结果表明：韭叶绿体基因组全长154 056 bp,共注释133个基因，包括tRNA 38个，rRNA 8个，蛋白编码基因87个；韭cpDNA密码子偏爱以A或U结尾，Leu使用频率最高，Cys使用频率最低；在叶绿体基因组中共检测250个SSR位点，其中单核苷酸重复数量最多(164个),六核苷酸重复最少(1个);基因组IR边界未出现明显的扩张和收缩；系统发育分析显示，野韭和韭亲缘关系最近。     

蒙古扁桃叶绿体遗传特征分析

以古老孑遗植物蒙古扁桃为试材,基于Illumina HiSeq X^Ten平台测序,采用生物信息学分析方法,研究了蒙古扁桃叶绿体基因组特征和系统发育情况,以期为蒙古扁桃和近缘种物种鉴定、系统发育地位以及早春观赏植物和西北荒漠草地植物的育种培育提供参考依据。结果表明：蒙古扁桃叶绿体基因组为四分体式结构。其蛋白编码基因共编码26 428个密码子,有29种是偏好密码子。密码子UUU数目最多,达1 034个;密码子GCG数目最少,为137个。编码亮氨酸的密码子数目最多(2 637个),占总量的9.98%;编码色氨酸的密码子数目最少(531个)仅占到1.94%。根据设置参数,发现蒙古扁桃叶绿体基因组中串联重复有16个,SSR位点有31个。SSR大多位于基因间区IGS和LSC区域。SSR中未检测到三核苷酸重复。基于叶绿体全基因组序列数据发现蒙古扁桃与桃亚属的桃和甘肃桃亲缘关系较近。     

三樟黄贡椒叶绿体基因组特征研究

三樟黄贡椒是中国十大名椒之一,其叶绿体基因组全长为156759 bp。通过重复序列分析和密码子偏好性分析,发现有长串联重复序列5个,长散在重复序列28个,简单重复序列(SSR)159个;叶绿体基因组密码子偏好性较弱,偏好使用A/U结尾的密码子。本研究明确了三樟黄贡椒叶绿体基因组信息,丰富了辣椒属叶绿体基因组数据库,并将为三樟黄贡椒种质资源鉴定评价和开发利用提供数据支持。     

杜梨叶绿体基因组分析

利用高通量测序平台对杜梨(Pyrus betulaefolia)进行测序,并对其叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明,杜梨叶绿体基因组与大多数高等植物一样,具有典型的环状双链四分体结构。其叶绿体基因组大小为160 058 bp,共检测到61个SSR位点(58个单核苷酸重复和3个二核苷酸重复)和56个RNA编辑位点,这些RNA编辑位点均引起了氨基酸的变化。与砂梨(Pyruspyrifolia)、川梨(Pyrus pashia)和桃叶梨(Pyrus spinosa)的叶绿体基因组比较,其基因种类和数量都比较保守,表明了梨属植物进化的缓慢性。在4个梨属植物中共检测到351个SNP和217个InDel。     

贵州威宁红花油茶的叶绿体基因组特征分析

对威宁红花油茶(Camelliaweiningensis)的叶片高通量测序数据进行叶绿体全基因组的组装和注释分析。其叶绿体全基因组长为156 490 bp,包含典型的四分体结构,序列已登录Gen Bank(MK820035)。叶绿体全基因组比较分析表明,与其他山茶属物种一样,其结构与基因排序均保守,但在基因组的反向重复区边界处表现出明显区别。简单重复序列(SSR)分析表明,全基因组仅包含51个单核苷酸重复的SSR,且仅为A/T重复类型。系统发育分析表明,威宁红花油茶与腾冲红花油茶亲缘关系最近,但其所处分支包含的4个山茶属物种的分组与传统分类不一致。     

桑叶葡萄叶绿体基因组及其特征分析

桑叶葡萄(Vitis ficifolia)是中国重要的葡萄属野生资源。以桑叶葡萄'九里沟桑4号'为试验材料,利用Illumina HiSeq PE150测序平台完成了其全基因组重测序,并组装了其叶绿体基因组。注释结果表明,桑叶葡萄叶绿体基因组全长160 751 bp,呈典型的四分体结构,其大单拷贝区(large single copy,LSC)、反向重复序列(inverted repeat,IR)和小单拷贝区(small single copy, SSC)的长度分别为88 971、26 355和19 070 bp。注释共得到133个基因,包含88个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因。在桑叶葡萄中共搜索到84个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序个数分别为55、8、9、9和3个。用MEGA软件,通过邻接法对包括5个葡萄种类的32个种的叶绿体基因组序列进行聚类分析,结果表明,桑叶葡萄与山葡萄(Vitis amurensis)、欧亚种'黑比诺'(V.vinifera'Pinot Noir')、夏葡萄(V.aestivalis)以及圆叶葡萄(V.rotundifolia)具有较近的亲缘关系。     

中国石蒜属种间关系的trnH-psbA序列分析

 利用叶绿体基因trnH-psbA序列对石蒜属16种（含1变种）的种间关系进行了分析。结果表明：所测物种的序列全长在546 ~ 641 bp,GC含量为35.86% ~ 36.41%,其核苷酸变异位点14个,信息位点5个,这些位点可以区分石蒜属物种;供试材料聚为3类,除中国石蒜、忽地笑和玫瑰石蒜的系统位置有所不同外,与经典分类基本一致。叶绿体基因trnH-psbA序列可以有效地鉴别石蒜属物种及分类,是一种有效分子标记。     

‘惠水金橘’的叶绿体基因组特征分析

【目的】分析贵州地方柑橘品种‘惠水金橘’的叶绿体基因组特征及分子标记,为研究该品种的系统进化关系、丰富柑橘类果树叶绿体分子标记奠定基础。【方法】提取‘惠水金橘’成熟叶片总DNA,构建小片段插入文库并测序,以甜橙叶绿体基因组为参考,筛选叶绿体基因组相关序列组装,开展SSR(simple sequence repeat,简单重复序列)预测、SNP(single nucleotide polymorphisms,单核苷酸多态性)/InDel(insertion-deletion,插入缺失)分析以及聚类分析。【结果】组装后获得叶绿体基因组全长为160 698 bp,GC含量为38.42%,共有117种基因被注释;检测到92个SSR位点,大部分的SSR位点都偏向于A/T组成;检测到417个SNPs位点、149个InDels位点、InDel的标记密度约为每kb 0.927个。进化树显示该品种与其他宽皮柑橘聚为一大类。【结论】利用高通量测序技术挖掘柑橘叶绿体基因组DNA分子标记是可行的。     

基于叶绿体rRNA ITS序列的兰科植物系统发育关系分析

叶绿体DNA(Chloroplast DNA,cpDNA)中的反向重复序列中的非编码区对于陆生植物的进化研究非常有指导意义,被越来越广泛的应用在不同的分类阶元的系统研究中.该研究在叶绿体rRNA ITS 序列的保守区设计引物,PCR扩增得到450 bp左右的叶绿体rRNA从4.5 S到5 S的片段,扩增产物直接测序,进而依据叶绿体rRNA ITS基因序列分析了兰科植物(Orchidaceae)的33个品种材料(12个兰属品种,14个兜兰属品种,7个石斛属品种)间的亲缘关系.通过最简约性分析产生的叶绿体rRNA ITS系统树表明,石斛属和兜兰属为两个自然类群,兰属可能为一多源组.兰属的碧玉兰位于系统树的基部,构成其余各种的姐妹支.兜兰属的白花兜兰、麻栗坡兜兰独立于属内其他种而自成一支.由于兰科植物叶绿体rRNA ITS序列变异率较低,最简约分析产生的分支得不到Bootstrap分析的高度支持,各亚属之间的关系也不明确.对兰科植物系统发育关系的研究尚需要更多的证据.     

薄壳山核桃（Carya illinoinensis）叶绿体基因组及其特征分析

利用Illumina平台对薄壳山核桃（Caryaillinoinensis）品种‘金华’‘波尼’和1株实生古树单株的叶绿体全基因组进行测序,并对其特征进行分析。3个薄壳山核桃叶绿体基因组均呈典型的四分体结构,大小分别为160 819、162 611和160 762 bp,基因序列高度保守。三者均注释得到124个基因,包括79种蛋白编码基因、38个tRNA和7个r RNA基因;三者有相似的重复序列类型,在其叶绿体基因组序列中分别检测出74、74和73个SSR位点;系统发育分析表明,三者均与喙核桃（Annamocarya sinensis）亲缘关系最为密切。     

The complete chloroplast genome sequence of the folk medicinal and vegetable plant purslane (Portulaca oleracea L.)

Portulaca oleracea is an important and widely distributed medicinal and edible plant that has great economic value in the medical and food industries. We sequenced the complete chloroplast (cp) genome of P. oleracea,whichis156,533 bp in length, including a pair of inverted repeats (IRs) of 25,501 bp separated by a large single copy (LSC) region of 87,436 bp and a small single copy (SSC) region of 18,095 bp. The genome contains 85 protein-coding genes, 37 transfer RNA (tRNA) genes, and 8 ribosomal RNA (rRNA) genes. There are 40 repeat units and 111 simple sequence repeats (SSRs) in the genome. We also carried out complete cp genome comparison with other Caryophyllales species. The size, gene content, and structural organisation of P. oleracea are relatively conserved, but the genes ycf1 and ycf2 have larger introns. The simple sequence repeats (SSR) in the introns of ycf3, ycf1, atpB, rrn23 and ndhH have significant polymorphism. Comparisons of IR boundaries among 8 Caryophyllales species showed contraction and expansion. The complete cp genome sequence will contribute to a better understanding of the evolutionary mode of the cp genome and to the development of new markers for Caryophyllales classification.     

豇豆叶绿体微卫星标记的开发及其在近缘种的通用性研究

从公共数据库中下载豇豆叶绿体基因组,对其进行全序列分析,揭示豇豆cpSSR的分布特点和基序特征,进一步研究豇豆cpSSR在豆类植物中的通用性。研究结果表明,豇豆叶绿体基因组上共有52个微卫星,主要分布于LSC区,且以A/T为单碱基重复基序的微卫星为主;从豇豆的52个叶绿体微卫星中筛选出8对多态性豇豆cpSSR引物,在豌豆、利马豆和菜豆中均成功扩增,表明这些豇豆cpSSR引物在其豆类近缘种中具有较好的通用性。     

基于叶绿体DNA信息的南方梨属种质的遗传多样性和演化分析

选取5个叶绿体DNA非编码区trnL-trnF-1、trnL-trnF-2、trnS-psbC、accD-psaI、rps16-trnQ和1个基因区域rbcL,对中国秦岭淮河以南地区的梨（Pyrus L.）资源进行遗传多样性和演化分析。将188份梨资源的测序结果整合得到长度为5 612 bp（包含缺失片段）,共检测出13个单倍型、4个单一突变位点、16个简约性信息位点和14个插入/缺失片段（InDels）,单倍型多样性Hd为0.7178,核苷酸多样性为0.35 × 10-3。accD-psaI区域的分析结果显示该区域的Hd值最高,为0.7177;rbcL区域的Hd值最低,为0.0317。其中162份梨资源检测出12个单倍型,Hd为0.713,核苷酸多样性为0.29 × 10-3;梨的不同地理群体中湖南省的10个梨地方品种的Hd最高,为0.889;来自贵州省的8个品种的Hd最低,为0。138份砂梨地方品种共检测出8个叶绿体单倍型,其中单倍型H2、H4和H5在130份砂梨和37份白梨品种中检测到,单倍型H6、H10、H11、H12和H13在8份砂梨地方品种‘青皮钟’、‘甜宵梨’、‘细花红梨’、‘惠阳红梨’、‘麝香梨’、‘塘湖青’、‘红粉’和‘横县浸泡梨’中检测到。Median-joining Network图显示单倍型H6和H11为古老单倍型,H1、H4和H5为较进化的单倍型。根据叶绿体DNA序列变异信息可推测秦岭淮河以南地区的砂梨和白梨亲缘关系较近,同时来自湖南地区的砂梨种质资源具有丰富的遗传多样性。     

Molecular analysis revealed autotetraploid,diploid and tetraploid cybrid plants regenerated from an interspecific somatic fusion in Citrus

More than 150 plants were regenerated from our previous somatic hybridization between embryogenic callus line of Page tangelo (Citrus reticulata Blanco × C. paradisi Macf) and mesophyll protoplasts of rough lemon (C. jambhiri Lush) mediated by electrofusion. Preliminary screening showed that 78% of these plants were tetraploids while the rest were diploids morphologically resembling the leaf parent (rough lemon). Herein, eight plants (six tetraploids and two diploids) were selected and further analyzed by flow cytometry, simple sequence repeat (SSR), mitochondria (mt) RFLP and chloroplast (cp) SSR techniques. The results showed that four of these six tetraploids were somatic hybrids, one tetraploid was autotetraploid of Page tangelo, and the remaining one tetraploid was cybrid with nuclear and cpDNA from rough lemon and mtDNA from Page tangelo; the two diploids were verified being cybrids with nuclear DNA from rough lemon and mtDNA from Page tangelo, cpDNA was randomly inherited. The regeneration mechanism of these novel cybrids was discussed.     

韭菜全长转录组SSR信息分析及分子标记开发

利用MISA软件筛选韭菜(Allium tuberosum)全长转录组测序获得的49 876条(大于500 bp)转录本序列(89.44 Mb),共检测出13 111个SSR位点,分布在10 332条转录本中,SSR出现频率为26.29%,平均分布距离为6.82 kb。在搜索的6种SSR位点类型中,1～3个核苷酸重复类型占主要地位,占总SSR位点数的98.74%,其中单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复类型分别为66.55%、12.52%、19.67%。发现重复序列的基序有103个,其中二核苷酸和三核苷酸重复类型中出现频率高的基序有AC/GT(2.54%)、CA/TG(2.29%)、GAA/TTC(1.85%)和AAG/CTT(1.60%)。重复序列的长度在10～289 bp之间,其中小于20 bp的有11 128个(84.88%),大于20 bp的有1 983个(15.12%)。根据这些SSR位点,共设计出3311对SSR引物,在随机选取的208对引物中有164对(78.85%)能进行有效扩增,其中39对引物在24份韭菜种质资源中表现出多态性。利用多态性引物SSR41,鉴定出‘马蔺韭’×...     

平欧杂交榛转录组中SSR信息分析和引物筛选

对平欧杂交榛的转录组数据进行了深入挖掘,以期开发其SSRs标记。在25 649条含SSR序列的Unigene中,共找到35 604条SSR序列;其中,单、二、三核苷酸重复为高频类型,其数量及所占百分比分别为：10 102（28.37%）、16 543（46.46%）、7 035（19.76%）;在单核苷酸重复中,A/T重复最多（28.13%）;二核苷酸重复中,AG/CT（35.79%）、AT/AT（7.47%）、AC/GT（3.17%）最为丰富;三、四、五、六核苷酸重复中,比例最高的重复序列分别为：AAG/CTT（7.24%）、AAAG/CTTT（0.33%）、AAAAG/CTTTT（0.38%）、AAAAAG/CTTTTT（0.15%）。依据转录组中的SSRs序列信息,随机合成了60对引物,并对含平榛（Corylus heterophylla Fisch）、平欧杂交榛（C. heterophylla × C. avellana）、欧洲榛（C. avellana）及毛榛（C. mandshurica Maxim.）的25份材料进行了PCR扩增和毛细管电泳,找到7对多态性良好的引物,其PIC（Polymorphism Information Content）值为0.35 ~ 0.70,获得多态性条带52条;UPGMA（Unweighted Pair Group Method Analysis）聚类结果显示,上述引物可将这些种质进行准确区分。以上研究初步明确了平欧杂交榛转录组中SSR的分布特征,为其遗传连锁图谱构建等研究提供了科学依据。     

基于叶绿体DNA PCR-RFLP分析柿及其近缘种亲缘关系

 应用5对叶绿体DNA（cpDNA）特异引物对柿及其近缘的8个种共32个基因型的cpDNA进行PCR扩增。采用7种限制性内切酶对其扩增产物酶切位点变异分析表明,在供试柿属植物中存在丰富的种间多态性,但供试22个柿种内基因型未检测到变异位点。应用NTSYS中UPGMA法聚类和主坐标分析表明：柿与金枣柿最近缘,其次分别是油柿、云南野毛柿、浙江柿和君迁子,而与美洲柿和乌柿相距较远。野柿（浙江）为柿的变种,聚类结果也表明野柿（浙江）与柿有一定差异。     

枳属种质遗传多样性及其与近缘属植物亲缘关系的SSR和cpSSR标记分析

 应用核基因组SSR和叶绿体基因组SSR,分析了枳属28份枳及枳杂种种质的遗传多样性及其与近缘属植物的亲缘关系。核基因组SSR分析表明普通枳的遗传差异明显,22个SSR位点的平均多态性信息含量（PIC）为0.51,平均期望杂合度为0.52,表明中国枳种质资源具有较丰富的遗传多样性。在遗传距离约0.16时,22份普通枳可以分成4个类型。叶绿体基因组SSR分析则发现普通枳间基本无差异,表明以母系遗传为特征的枳叶绿体基因组相对保守。富民枳与普通枳无论是在核基因组还是在叶绿体基因组上均存在较大差异,支持富民枳种的地位。SSR和cpSSR结合使用可比较准确地鉴定枳杂种。