基于核苷酸测序揭示辣椒CMS线粒体基因组结构变异

背景:胞质雄性不育(CMS)是由于线粒体基因组突变导致无功能性花粉产生的一种现象。对CMS和非CMS线粒体基因组的比较分析,揭示线粒体基因组间结构差异及因重组导致的广泛性重排具有重要意义。然而,在辣椒中与CMS相关的线粒体基因组结构及DNA重排机制仍不清楚。结果:获得了辣椒CMS FS4401(507 452 bp)和可育系Jeju(511 530 bp)线粒体完全基因组序列。并对辣椒、烟草线粒体基因组进行了比较分析,发现其均存在广泛的DNA重排和低保守性的非编码DNA区。FS4401和Jeju线粒体基因组比较发现,除了FS4401线粒体基因组中多了一个atp6(ψatp6-2)基因拷贝外,线粒体所有蛋白编码基因都一致。在基因组结构方面,发现两个线粒体基因组上的18个同线性序列区在基因组上存在重排,这些同线性序列区之间的序列总长度分别为30 380(FS4401)和17 847 bp(Jeju)。此前报道的CMS候选基因、orf507和ψatp6-2均位于FS4401最大特异序列片段的边界,在此区间大量的短序列片段聚集在一起,而Jeju中这些短序列表现为缺失或存在于不同的位点。连接序列片段的重复序列和重叠序列(由少数几个核苷酸组成)暗示同源重组导致的广泛性重排可能涉及到该区段的序列进化。本研究还利用其他植物种类的线粒体DNA序列进行分析,揭示CMS相关基因DNA区段的共同特征。结论:辣椒CMS和雄性可育系线粒体基因组大部分序列表现出一致性,但存在大量的基因组重排现象。辣椒CMS候选基因位于高度重排的CMS特定DNA区域的边界或重复序列附近。通过对其他物种CMS相关基因的特征分析,揭示出可能涉及到CMS相关基因进化的共同机制。     

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。     

辣椒PEBP基因家族的全基因组鉴定、比较进化与组织表达分析

植物磷脂酰乙醇胺结合蛋白(Phosphatidyl ethanolamine-binding protein,PEBP)分为MFT、FT和TFL1共3个亚家族,其中FT和TFL1亚家族蛋白构成了植物的成花激素—抗成花激素系统,调控开花时间和株形结构。基于辣椒(Capsicum annuum)全基因组数据,对辣椒PEBP基因家族进行鉴定,并对基因和蛋白结构、比较进化、共线性和组织表达特征等进行了分析。结果表明,辣椒基因组包含9个PEBP成员,并且9个基因均含有4个外显子和3个内含子,定位在6条染色体上,其编码蛋白质定位在细胞质和细胞核中。与番茄PEBP同源基因的比较进化分析表明,辣椒的PEBP基因受纯化选择,其中CaFT2和CaFT4在进化中较稳定,辣椒和番茄之间存在8对共线性基因。qRT-PCR分析表明CaPEBP基因在所检测的组织中明显差异表达,如CaMFT/CaTFL1-1在果实中高表达,CaFT1在叶片中相对表达量最高,Ca FT3在顶端分生组织和花中表达量最高,CaTFL1-4在根中特异表达。     

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。     

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....