云南糯玉米地方品种糯性等位基因wx-xuanwei的分子特征

为了解云南糯玉米地方品种糯性waxy基因的等位变异类型与构成,有针对性地保护和利用携带稀有基因的珍稀遗传材料,在用糯玉米已知基因wx-D7、wx-D10、wx-Cin4、wx-124和wx-Reina等的特异分子标记检测并获得携带有未知糯性基因的云南糯玉米地方品种基础上,设计出能检测waxy全基因的11对分子标记,检测10份带有未知waxy等位基因的云南糯玉米地方品种,发现来自云南曲靖市辖宣威市的糯玉米地方品种糯包谷(统一编号232248)带有的waxy基因的突变位点。用简化的热交错不对称PCR(Tail-PCR)对该突变位点作进一步扩增和测序,并分析包含突变点在内的waxy基因的分子特征。宣威糯包谷的waxy基因在其第14外显子中插入了约4.9 kb的未命名反转录转座子,本研究将其命名为xuanwei(宣威)。该反转录转座子属于长末端重复(Long terminal repeat,LTR)反转录转座子,具有序列完全相同的LTR结构。因此waxy基因wx-xuanwei是一个反转录转座子插入造成的新的等位突变基因。     

云南不同来源四路糯玉米waxy和tb1基因分析

[目的]为四路糯资源的保护、研究与开发利用特异资源提供科学依据。[方法]对8份云南不同来源的四路糯资源材料进行糯性基因waxy、分蘖基因tb1的测序及SSR分子标记分析,探讨不同来源四路糯的形成规律。[结果]试验所用糯玉米具有共同的突变类型wx-D10,即waxy基因第10外显子15-bp的缺失;检测控制分蘖的tb1基因发现,在四路糯中保留了2类不同的等位基因,并发现具有杂合基因型的植株存在;进一步利用40对SSR标记检测不同来源的四路糯,获得了27个多态性基因位点。[结论]试验所用四路糯有统一的起源,在形成后基因组内依然保留了大量多等位基因位点,由于四路糯在传播过程中发生不同等位基因的丢失,形成不同类型的四路糯。     

SSR标记揭示的云南省、贵州省糯玉米与普通玉米种质资源的遗传差异

以贵州和云南的9个糯玉米地方品种和5个普通玉米地方品种为材料,用79对SSR引物共检测出330个等位变异,平均每个位点上的等位基因变异为4 18个,聚类分析结果表明在分子水平上糯玉米的确与普通玉米存在较大遗传差异,这种差异不仅仅表现在wax基因及其相关位点,而且遍布整个基因组。     

122份栽培桃品种（系）黄白肉性状的分子标记辅助鉴定

【目的】类胡萝卜素裂解双脱氧酶基因(Carotenoid Cleavage Dioxygenases 4,CCD4)控制桃果肉颜色(白/黄),CCD4存在3种等位基因。本研究利用Indel、SSR荧光标记毛细管电泳及SNP鉴定等基因分型技术分析我国主要桃黄白肉品种(系)中CCD4等位基因的差异,为主要黄/白肉品种(系)的基因型鉴定、亲本选配和选择相应的分子标记对不同来源子代的果肉颜色进行鉴定奠定基础。【方法】利用已经报道的桃不同果肉颜色中CCD4等位基因3种突变类型,合成不同引物进行PCR扩增,LTR反转录转座子插入突变经1%的琼脂糖凝胶电泳检测,CT单元重复的PCR产物在ABI3730XL测序仪上进行SSR荧光标记毛细管电泳检测,SNP标记经Sanger测序后利用ContigExpress软件分析CCD4等位基因的碱基替换(A→T)。综合以上结果,统计每份材料中CCD4等位基因的突变类型与果肉颜色的一致性。【结果】通过对不同来源的122份桃品种(系)材料进行基因型分析,发现CCD4发生LTR反转录转座子插入突变材料的基因型共有31份,占总材料的25.4%,其中纯合插入突变材料的片段扩增长度为729 bp,共有8份,占总突变的25.8%;CCD4发生微卫星重复序列突变材料存在2 bp的插入,扩增片段长度为179 bp,该类型共有68份,占总材料的55.7%,其中纯合插入材料25份,占总突变的36.8%;CCD4发生A→T碱基替换突变的材料较少,仅有1份,占总材料的0.82%,实际应用中可以不考虑该种类型。CT和LTR插入的两种突变类型的黄肉品种(系)有7份,占总材料的5.7%。研究结果表明,LTR反转录转座子插入突变和微卫星序列重复突变是黄肉桃中CCD4等位基因的主要突变类型。其中CCD4发生一种纯合突变或两种杂合突变桃品种(系)为黄肉类型,分子标记鉴定结果与调查的122份桃品种(系)黄白肉表型性状完全一致,准确率为100%。【结论】采用分子标记明确了122个桃品种(系)黄/白肉性状的基因型,为不同亲本组合子代表型鉴定的标记类型选择提供了技术支撑,为建立桃种质材料黄/白性状的分子辅助育种体系和黄肉桃的选育奠定了基础。     

122份栽培桃品种（系）黄白肉性状的分子标记辅助鉴定

【目的】 类胡萝卜素裂解双脱氧酶基因（Carotenoid Cleavage Dioxygenases 4,CCD4）控制桃果肉颜色（白/黄）,CCD4存在3种等位基因。本研究利用Indel、SSR荧光标记毛细管电泳及SNP鉴定等基因分型技术分析我国主要桃黄白肉品种（系）中CCD4等位基因的差异,为主要黄/白肉品种（系）的基因型鉴定、亲本选配和选择相应的分子标记对不同来源子代的果肉颜色进行鉴定奠定基础。【方法】利用已经报道的桃不同果肉颜色中CCD4等位基因3种突变类型,合成不同引物进行PCR扩增,LTR反转录转座子插入突变经1%的琼脂糖凝胶电泳检测,CT单元重复的PCR产物在ABI3730XL测序仪上进行SSR荧光标记毛细管电泳检测,SNP标记经Sanger测序后利用ContigExpress软件分析CCD4等位基因的碱基替换（A→T）。综合以上结果,统计每份材料中CCD4等位基因的突变类型与果肉颜色的一致性。【结果】通过对不同来源的122份桃品种（系）材料进行基因型分析,发现CCD4发生LTR反转录转座子插入突变材料的基因型共有31份,占总材料的25.4%,其中纯合插入突变材料的片段扩增长度为729 bp,共有8份,占总突变的25.8%;CCD4发生微卫星重复序列突变材料存在2 bp的插入,扩增片段长度为179 bp,该类型共有68份,占总材料的55.7%,其中纯合插入材料25份,占总突变的36.8%;CCD4发生A→T碱基替换突变的材料较少,仅有1份,占总材料的0.82%,实际应用中可以不考虑该种类型。CT和LTR插入的两种突变类型的黄肉品种（系）有7份,占总材料的5.7%。研究结果表明,LTR反转录转座子插入突变和微卫星序列重复突变是黄肉桃中CCD4等位基因的主要突变类型。其中CCD4发生一种纯合突变或两种杂合突变桃品种（系）为黄肉类型,分子标记鉴定结果与调查的122份桃品种（系）黄白肉表型性状完全一致,准确率为100%。【结论】采用分子标记明确了122个桃品种（系）黄/白肉性状的基因型,为不同亲本组合子代表型鉴定的标记类型选择提供了技术支撑,为建立桃种质材料黄/白性状的分子辅助育种体系和黄肉桃的选育奠定了基础。     

四川地方小麦Waxy基因的分子鉴定

研究利用特异性分子标记,对53份四川地方小麦品种的Waxy基因位点进行了鉴定。检测出Wx-A1基因缺失突变材料1份,Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1基因同时缺失的突变材料8份。可见,四川地方小麦品种中以非糯性小麦为主,但仍然具有较高的糯性小麦比例。     

毛竹长末端重复序列反转录转座子的全基因组特征及进化分析

  目的   研究毛竹Phyllostachys edulis基因组中的长末端重复序列反转录转座子(long terminal repeat retrotransposons, LTR-REs)的特征,为今后利用LTR反转录转座子对毛竹基因组的功能和对竹种资源遗传多样性的研究奠定基础。   方法   通过生物信息学方法,利用LTRharvest和RepeatMakser软件对第2版毛竹基因组中的LTR反转录转座子进行全面注释与分类,并对得到的LTR反转录转座子的分布特征、进化特性和插入时间进行分析。   结果   在毛竹基因组中共注释得到1 014 565个LTR反转录转座子,1 562个家族,占毛竹基因组的54.97%。其中solo LTR反转录转座子与完整LTR反转录转座子(S/F)的比例较高(约1.77∶1.00),表明在毛竹LTR反转录转座子中可能发生了相对较高频率的非法重组和不平衡重组。毛竹LTR反转录转座子分为Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族,Tork、Reftrofit、Sire、Oryco、Del、Reina、Crm、Tat、Galadriel、Athila等10个谱系。毛竹LTR反转录转座子的Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族对PBS位点的偏好性呈相反趋势,较长的LTR反转录转座子具有更长的LTR序列,结构也更加完整。毛竹LTR反转录转座子的插入时间主要集中在0~2.0 Ma,且还处于不断缓慢增长的状态。   结论   第2版毛竹基因组的高质量组装,能更好地注释和分析毛竹基因组中的LTR反转录转座子。基于结构预测的LTRharvest法,能更精准地预测毛竹LTR反转录转座子。不同谱系的毛竹LTR反转录转座子在进化过程中具有不同的分化和扩增活性。毛竹LTR反转录转座子总体上处于不断扩增状态,这是导致毛竹基因组较大的主要原因之一。图3表3参52     

基于反转录转座子及简单重复序列标记的裸大麦遗传多样性研究

为揭示裸大麦育成品种与种质资源材料的遗传结构,利用反转录转座子标记(反转录转座子-微卫星扩增多态性,REMAP;反向反转录转座子扩增多态性,IRAP)与简单重复序列(SSR)标记,分析63份裸大麦的遗传多样性。IRAP、REMAP、SSR标记分别检测到315、143、38个等位变化,变异范围分别为9~58、7~25、2~4个,平均每对引物检测24.23、14.30、2.38个等位变化。REMAP和IRAP单一标记多态性位点贡献率高于SSR标记。反转录转座子标记揭示材料间遗传相似性系数(GS)为0.452~0.937,平均为0.674,在GS值0.620水平上将63份材料分为2大类,分别包含20份和43份材料。SSR标记结果显示材料间GS为0.351~0.973,平均为0.716,在GS值0.620水平上将63份材料区分为2大类,分别包含2份和61份材料。反转录转座子标记聚类结果在GS值0.740水平上能区分西藏野生资源和栽培资源,但SSR标记不能有效区分这2类材料。反转录转座子标记的主坐标及群体结构分析结果与GS聚类分析结果一致性较高;SSR标记群体结构与主坐标分析、GS聚类分析结果存在明显差异。本研究表明,裸大麦材料遗传背景简单,亚类间缺少基因交流,反转录转座子标记在裸大麦品种亲缘关系鉴定中有一定的优势。反转录转座子标记与SSR标记的协同使用可为裸大麦遗传多样性分析、种质鉴定及亲本选配揭示更多有用信息。     

利用SSR荧光标记分析山西糯玉米农家种的遗传多样性

采取混合取样策略,利用荧光SSR技术对来源于山西省的45份糯玉米地方品种和40个位点进行了分析。结果表明,在45个糯玉米地方品种中,共检测出等位变异241个,每个位点检测出3~11个等位变异,平均每个位点6个;多态性信息量(PIC)变化范围在0.27~0.87,平均每个位点0.71;标记索引指数(MI)变化范围在1.35~9.53,平均每个位点4.42;聚类分析可将45份糯玉米地方品种划分为4个类群。结果显示,部分品种有许多特有的等位变异,应引起特别的注意,需作进一步的分析与研究。     

梨Ty1-copia反转录转座子的克隆及IRAP分子标记体系的建立

【目的】从早酥梨及其红皮芽变基因组中分离Ty1-copia反转录转座子全长序列,分析序列特点,并基于其中长末端重复序列(LTR)建立IRAP分子标记体系。【方法】以早酥梨及其红皮芽变和极早熟芽变植株叶片为试材,根据已知的Ty1-copia反转录转座子保守区域设计引物,利用同源克隆技术得到目的基因。根据基因两端LTR序列设计引物,建立IRAP分子标记体系,并对早酥梨及其芽变进行遗传分析。【结果】从早酥梨基因组中获得2条Ty1-copia反转录转座子全长序列,分别命名为PbTYZS1和PbTYZS2,长度分别是9 363和9 632bp。从红色芽变基因组中获得1条序列,命名为PbTYRM1,长度为9 652bp。经结构分析,获得的3条序列都是典型的Ty1-copia反转录转座子,但其开放阅读框(ORF)的完整性发生了变化。利用反转录转座子LTR保守区域设计引物成功建立了IRAP分子标记体系,早酥梨与红皮芽变的平均遗传距离为0.104,与极早熟芽变的遗传距离为0.115,并且早酥梨与极早熟芽变的多态性为20.41%,较之与红皮芽变的多态性(18.89%)更为丰富。【结论】早酥梨及其红皮芽变基因组中都含有完整结构的Ty1-copia反转录转座子,建立的IRAP分子标记体系可以得到清晰稳定的多态性指纹图谱。     

水稻矮秆突变体的遗传分析

在构建水稻Ds转座子插入突变群体中,获得了两份矮秆突变体,暂定名为矮242和矮915,经Basta抗生检测及PCR分子检测,确认矮秆242突变不是由Ds转座子插入所引起的,通过突变体与正常中花11杂交和回交后代的遗传分析,证明这两个矮秆突变是受单基因所控制的隐性突变;通过矮242和矮915突变体之间的杂交遗传分析,F1株高表现正常,显然这两个矮秆基因不存在等位性。     

基于植物转座子的分子标记研究进展

植物转座子是广泛分布于植物基因组中的一类可移动元件,可分为DNA转座子和反转录转座子。植物转座子拷贝数丰富、插入位点多态性和高度异质性,非常适合用来开发分子标记。在了解国内外研究现状的基础上,分析基于植物转座子的S-SAP、IRAP、REMAP和RBIP等分子标记差异,归纳了这些标记在遗传多样性分析、变异鉴定以及遗传连锁图谱构建等方面应用。     

云南小麦地方品种及铁壳麦遗传多样性比较分析*

 为了给云南省小麦新品种选育以及物种保护研究提供依据,选用20对SSR引物对37份云南铁壳麦和35份云南地方小麦品种的遗传多样性进行比较研究。结果表明：在20个SSR标记位点上共检测到54个等位变异,每一位点检测到的等位变异数目为1~5个,平均2.7个。综合Neis基因多样性指数和Shannon多样性指数两个指标分析结果表明,云南铁壳麦品种遗传多样性水平较低。根据SSR标记数据计算云南小麦品种间的遗传距离,其结果表明云南地方小麦品种具有更高的遗传多样性。从UPGMA法可将72个品种分为3个类群,聚类结果表明同一地方的品种没有整齐地聚为一类。     

基于SSR分子标记的糯玉米遗传多样性研究

为明确糯玉米自交系间的亲缘关系,利用19对简单重复序列(SSR)标记对32份糯玉米自交系进行遗传多样性分析,共检测到80个等位基因变异,每个位点可检测到2～7个等位基因变异,平均每个位点检测到4.21个。通过NTSYS聚类分析方法,在遗传相似系数为0.53处将32份糯玉米自交系划分为6个类群,分别包含3份、2份、11份、11份、2份和3份,其中亲缘关系较近的白糯6和突变体N17聚在了一起,3个杂交种(郑黄糯2号、石彩糯和京科糯)的父母本被划分在不同的类群中,进一步从分子水平上揭示了亲本种质的遗传差异与玉米杂种优势的关系,为玉米育种和改良奠定了理论基础。     

一个糯玉米突变体的遗传鉴定

为揭示一个糯玉米突变体的遗传机理,本研究对‘综31’(Z31)玉米田间发现的糯玉米突变体M2代果穗,进行籽粒淀粉糯性检测并统计分离比,依据Wx基因设计4对特异性引物,对Z31和突变体基因组DNA进行PCR扩增,回收DNA片段进行测序并进行序列比对分析。结果表明:M2代果穗中,非糯与糯籽粒符合3∶1分离比,该突变由单基因控制;Wx基因检测到6个点突变、1个插入突变和1个缺失突变,导致Wx基因无法正常表达。该研究为糯玉米育种提供了新的遗传学信息,对糯玉米种质资源的创新和育种具有重要的理论意义和实际应用价值。     

瓜类细菌性果斑病菌突变体文库的构建及群体感应信号分子突变株的筛选

利用三亲杂交的方法将带卡那抗性的Mini-Tn5转座子随机插入瓜类细菌性果斑病菌xjl12基因组DNA中,构建插入不同位点的突变体文库,通过信号分子高效检测菌株JZAI,筛选群体感应信号分子失活突变株.挑取2株野生株和筛选出的4株突变株,进行Southern杂交,结果表明,转座子Mini-Tn5以单拷贝随机诱变瓜类细菌性果斑病菌获得成功;对筛出的4株突变株进行了致病性和烟草过敏反应测试,发现突变株明显降低了致病性,且2株突变株(5-17,2-57)在烟草上无过敏反应.瓜类细菌性果斑病菌突变体文库的成功构建及筛选到不同突变位点的群体感应信号分子失活突变株,对从基因水平研究瓜类细菌性果斑病菌致病分子机理及群体感应相关基因奠定了基础.     

智利小麦品种与黄淮平原小麦品种的SSR遗传多样性比较

为了充分利用外引小麦资源进行种质创新,选取20个智利小麦品种和20个黄淮平原小麦品种用SSR标记进行了初步比较研究。结果表明,21个SSR标记在智利小麦品种中共检出94个等位位点,平均等位位点4.48个,品种间平均相似系数为0.8341;在黄淮平原小麦品种上共检测到98个等位位点,平均等位位点4.67个,品种间平均相似系数为0.8284;智利小麦品种与黄淮平原小麦分别有8和12个相对特异位点,携带相对特异位点的品种分别为13和16个。试验结果从分子水平上揭示了两地小麦品种存在遗传差异,为种质创新提供了理论依据。     

不同遗传背景甜糯双隐性玉米种质的SSR鉴定

【目的】探讨SSR分子标记辅助选择技术对不同遗传背景甜糯双隐性玉米种质的鉴定效果,为甜糯双隐性玉米自交系的创制提供技术支撑。【方法】利用与糯质基因(waxy)紧密连锁的SSR标记引物phi022、phi027、phi061分别对常规甜、糯玉米杂交组配及甜、糯玉米染色体杂交手段获得的共354份材料进行了甜糯双隐基因型鉴定。【结果】标记引物phi022可作为常规甜、糯玉米杂交F_1在甜质背景下选育的84份材料和F_1在糯质背景下选育的186份材料糯质基因的前景选择标记,鉴定出甜糯双隐性玉米纯合体的比例分别为19.05%和100.00%。标记引物phi061可作为甜、糯玉米染色体杂交手段获得的84份材料糯质基因的前景选择标记,鉴定出甜糯双隐性玉米纯合体的比例为46.43%。【结论】SSR分子标记辅助选择技术鉴定出的甜糯双隐性玉米纯合体的比例与理论值大致吻合,可作为苗期快速选择甜糯双隐性玉米材料的技术手段。值得注意的是,材料遗传背景、标记引物特异性会影响SSR分子标记鉴定效果,可根据育种需要结合传统鉴定方法来提高甜糯双隐性玉米自交系的选择效率和创制准确性。     

OB基因对安徽4个地方品种猪产仔性能的影响

利用现代分子标记技术寻找影响猪产仔数的标记基因座,为应用标记辅助选择培育高繁殖率猪的品种或品系提供依据。试验采用PCR-SSCP技术检测了安徽4个地方品种猪(安庆六白猪、皖南黑猪、皖南花猪、定远黑猪)OB基因第2、第3外显子的多态性,同时探讨该基因对安徽4个地方品种猪产仔性能的效应。结果显示：①安徽4个地方品种猪的OB基因外显子2上没有检测到多态性突变位点,而在外显子3上两对引物的扩增片段均存在多态性突变位点;经克隆测序分析发现,外显子3在3 469 bp处存在T→C突变,在3 714 bp处存在G→T突变,但这两个突变位点均属于同义突变。②T3469C突变位点上检测到AA、AB、BB 3种基因型,其中安庆六白猪、皖南黑猪、皖南花猪与定远黑猪等位基因A基因频率分别为0.617 6、0.637 3、0.527 3、0.609 6;G3714T突变位点上检测到CC、CD、DD 3种基因型,其中安庆六白猪、皖南黑猪、皖南花猪与定远黑猪等位基因的C频率分别为0.705 9、0.578 4、0.663 6、O.637 0;A、C等位基因占主导地位。③最小二乘分析表明,T3469C和G3714T位点上3种基因型对4个地方品种猪在头胎产活仔数和经产产活仔数上的效应均为BB＞AB＞AA、DD＞CD＞CC。初步推断OB基因可能是影响安徽地方猪产仔性状的候选基因之一或该基因与主基因相连锁,因此可以用该标记位点对安徽地方猪产仔性状进行标记辅助选择。     

50个鲜食糯玉米农艺性状和SSR标记遗传多样性分析

对50份不同来源糯玉米品种的农艺性状和产量进行了鉴定,并利用40个SSR标记对其进行遗传多样性分析。结果表明:50份糯玉米秃尖长、穗位高、毛重和净重变异较大。40个SSR标记在50份糯玉米品种上共检测到190个等位基因变异,等位基因变异范围为2—9,平均每个位点检测到4.75个等位基因。每对SSR标记的多态性信息量(PIC)变化范围在0.430—0.844,平均为0.675。利用UPGMA聚类分析方法进行聚类,共划分为3个主要类群,聚类结果与品种的来源基本一致。50份糯玉米品种遗传多样性丰富,为组配糯玉米杂交新品种和遗传改良提供基础。