全基因组范围禾本科植物GPX基因家族的进化分析和表达模式研究

【目的】研究禾本科植物谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因家族的序列及其在正常生长和胁迫条件下的表达差异,为揭示GPX基因在植物抵抗逆境胁迫中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,分析水稻、短柄草、高粱中18个GPX基因的序列特点、基因结构和系统进化关系;采用反转录PCR(RT-PCR)方法,分析18个GPX基因在正常生长以及1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)、双氧水(H2O2)、莠去津(Atrazine)和水杨酸(SA)处理后,水稻、短柄草和高粱的根、茎、成熟叶、幼叶、叶鞘,以及正常生长条件下发芽2d后幼苗根和芽中的表达情况。【结果】从水稻、短柄草和高粱基因组中分别鉴定出6,5,7个GPX基因,这些基因编码长度为168~251个氨基酸的蛋白,分子质量介于18.44~27.42ku。系统发生分析发现,3个物种至少有7个最近的共同祖先GPX基因,物种分化之后水稻和短柄草分别丢失1个和2个GPX基因。序列相似性分析发现,3个物种GPX蛋白具有较高的序列相似性,介于38.0%~95.2%,且不同基因簇中GPX序列的分化速率不同。3个物种GPX基因具有保守的基因结构,但SbGPX7发生了内含子插入事件,预示着其与其他GPX基因之间功能的分化。表达模式分析发现,3个物种的18个GPX基因中有15个在所有检测样品中均为组成型表达,3个GPX基因(水稻2个、高粱1个)为选择性表达,表达模式的分化预示着功能的分化。【结论】作为植物保护细胞免受氧化损伤的重要酶类,禾本科3个物种的GPX基因在进化过程中发生了功能分化。     

鳜属3物种IRF2基因微卫星标记筛选及遗传变异研究

利用微卫星分析技术筛选翘嘴鳜、斑鳜和大眼鳜的IRF2基因微卫星标记,分析IRF2基因微卫星在3物种中的遗传变异.结果筛选出了4个微卫星标记,其中I3、I4标记可用于斑鳜的分子鉴定;检测到26个等位基因,平均每个位点6.5个,等位基因频率0.066 7～0.714 3;3物种IRF2基因遗传变异程度由高到低依次为大眼鳜(H为0.671 7;PIC为0.624 1),翘嘴鳜(H为0.537 6;PIC为0.446 2),斑鳜(H为0.300 0;PIC为0.265 6),这说明IRF2基因微卫星在3物种中遗传变异程度高.     

福建东方蜜蜂线粒体DNA的遗传变异和遗传多样性

为了研究福建东方蜜蜂的遗传变异和遗传多样性,在全省采集9个样点,共424群东方蜜蜂样本,进行线粒体DNA tRNAleu-COⅡ序列分析.结果表明,tRNAleu-COⅡ片段序列包括93 bp的非编码区和259 bp的COⅡ编码区.在整个352 bp序列中,共检测到23个多态位点和27种单倍型,平均单倍型多样度为0.484 3,平均核苷酸差异数为0.687,平均核苷酸多样度为0.001 93.福建东方蜜蜂各样点间不存在遗传分化,总体遗传分化系数为0.003,各样点的基因流参数为49.75~249.75.     

植物DNA甲基化与体细胞无性系变异的研究进展

为更好地理解植物DNA甲基化在植物体细胞无性系变异中表观遗传的调控作用,为体细胞无性系变异研究及作物遗传改良提供理论参照,对DNA甲基化的产生及维持机制、生物学作用以及体细胞无性系变异中DNA甲基化模式重建进行了综述。     

Establishment of Ecotilling for Discovery of DNA Polymorphisms in Brassica rapa Natural Population

Ecotilling is a new approach based on enzyme-mediated heteroduplex cleavage to discover DNA polymorphisms in natural population. We used mung bean nuclease（MBN） instead of routinely used CELI to cleave single base pair mismatches in heteroduplex DNA templates. Nested set of primers were designed to amplify targeted region to avoid the influence of the variation in quality and quantity of the genomic DNA. To reduce the costs in fluorescently labeled primers, we added M13 adapter to 5＇end of gene specific primers to make IRD dye labeled M13 forward and reverse primers possibly universal for different genes. A Brassica rapa ZIP gene homologue was subjected to the analysis to practise the feasibility of the method in polymorphisms detection. Our experiment showed this method is efficient in discovering DNA polymorphisms in Brassica rapa natural population.     

延边黄牛的微卫星遗传变异及DNA指纹分析

检测了8个群体184个个体,共检测到等位基因330个,各微卫星标记位点的多态信息含量(PIC)为0.536 7~0.886 1,同一标记位点在各群体间存在差异.各位点观察杂合度的变动范围为0.2~0.954 5,期望杂合度的变动范围为0.283 1~0.918.在HEL9和HEL51两个微卫星标记中,延边黄牛特有基因型的频率都达到了40%以上,因此,本实验所获得的微卫星DNA指纹数据对延边黄牛的品种鉴别有重要的参考价值.     

19年生侧柏种源变异及选择研究

开展树种的全分布区种源试验,研究种源间遗传变异,对选择优良种源,指导种子区区划具有重要意义。对河南郏县的侧柏全分布区种源试验林66个种源19年植株的树高、地径、冠幅、最长枝长、最粗枝径、分枝角等指标分析表明:树高、地径、冠幅和分枝角在种源间均有极显著差异,其遗传方差分量分别为14.938%、10.802%、14.097%和9.079%,其种源广义遗传力分别为0.70、0.63、0.66和0.60;最粗枝径和冠形指数也存在显著差异,广义遗传力分别为0.39和0.32。与该试验点的早期研究结果相比,种源间的变异系数随年龄增长呈减小趋势。以选择生态和用材兼用型的优良种源为目的,把树高、地径、冠幅及种源保存率作为主要选择指标,并兼顾苗期成活率,用相对指标综合选择法进行选择,结果表明:有10个种源的综合相对值超过种源平均值1个标准差以上,淅川和遵化种源的生长和适应性均优,其综合相对值均超过种源平均值18.8%,是与试验点具有相似气候区和立地条件的豫南山地侧柏生态林营建的首选种源。     

水稻Osrdr1突变体全基因组CCGG位点甲基化的研究

DNA胞嘧啶甲基化变异调控植物基因组内功能基因表达和转座子转座活性,影响植物生长和发育的稳定性。RNA-dependent RNA polymerase 2(RDR2)基因参与RNA-directed DNA methylation(RdDM)途径指导合成CHH(H=G、T、A)甲基化,CHH甲基化在基因和转座子上表现不同,是目前DNA胞嘧啶甲基化的研究热点之一。拟南芥中RDR1基因与RDR2属于同一家族,最新研究结果证实,RDR1基因不仅可以指导CHH甲基化形成,并且其功能缺失会不同程度影响CG和CHG甲基化。前期研究工作表明,水稻中其同源基因OsRDR1功能缺失可在特异位点影响DNA胞嘧啶甲基化,但是否大规模影响全基因组DNA甲基化尚不明确。在此基础上,采用甲基化敏感多态性扩增(Methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)技术研究OsRDR1基因功能缺失突变体全基因组CCGG位点的甲基化情况。结果同野生型比较分析发现,OsRDR1基因功能缺失没有引起全基因组CCGG位点甲基化水平的显著变化,但一定程度产生CHG去甲基化变异。由于MSAP试验方法的局限性,关于Osrdr1突变体全基因组DNA胞嘧啶甲基化变异还需更深入研究论证。     

我国近海中国对虾种群遗传差异的RAPD分析

应用随机扩增多态DNA（RAPD）技术对取自我国近海烟台、长岛、青岛、宁波等4个地方的20只中国对虾进行了种群内和种群间遗传差异分析。在使用的50个随机引物中，有9引物扩增出条带清晰的多态性片段。烟台、长岛、青岛、宁波等4个地理种群内的遗传距离分别为0．0154、0．0370、0．0462、0．0550，种群之间的遗传距离分别为0．0793、0．1139、0．0988、0．1485、0．0880、0．1260。UPGMA和NJ法构建的种群间分子系统树基本一致，结果表明不同地理种群这间存在一定程度的遗传差异。     

我国近海中国对虾种群遗传差异的RAPD分析

应用随机扩增多态DNA（RAPD）技术对取自我国近海烟台、长岛、青岛、宁波等4个地方的20只中国对虾进行了种群内和种群间遗传差异分析。在使用的50个随机引物中，有9引物扩增出条带清晰的多态性片段。烟台、长岛、青岛、宁波等4个地理种群内的遗传距离分别为0．0154、0．0370、0．0462、0．0550，种群之间的遗传距离分别为0．0793、0．1139、0．0988、0．1485、0．0880、0．1260。UPGMA和NJ法构建的种群间分子系统树基本一致，结果表明不同地理种群这间存在一定程度的遗传差异。     

花椰菜与青花菜DNA标记研究进展

近年来花椰菜与青花菜在中国的种植面积越来越大,其分子生物学和遗传育种研究也越来越受到关注和重视。国内外利用各种分子标记技术对其基因组进行了深入的研究,取得了长足的进展。文章从构建遗传图谱、基因定位、种质资源遗传多样性评价、DNA指纹图谱以及标记辅助选择等方面综述了DNA标记在花椰菜和青花菜中的研究进展,并对其前景进行了展望。     

刺槐家系耐盐性状的变异、相关分析及选择

①根据对不同盐浓度处理下刺槐家系苗高、地径及它们的绝对和相对生长量的调查分析,得出短期盐胁迫下苗高绝对生长量及其相对生长量能灵敏反映出苗木受盐害的程度,其它指标用于评价苗期耐盐性的效果较差.②根据对盐胁迫下40个刺槐家系各生长性状的调查分析,研究了它们的遗传变异,并用指数选择法对刺槐家系进行了选择.结果表明:刺槐家系的各耐盐性状受较大程度的遗传控制,环境效应影响较小,通过选择可望取得明显遗传进展;指数选择在刺槐家系多性状综合选择时有较好效果,对各约束性状的控制也可达到预期目的.③根据对盐胁迫下6个刺槐家系盆栽苗的苗高、苗高绝对生长量、苗高相对生长量、水势、电导率和叶部钾钠比的调查分析,研究了它们的遗传变异、各性状间的相关关系和它们对苗高的通径分析.结果表明:苗高和苗高绝对生长量之间相关性非常紧密(r=0.700),与苗高相对生长量之间相关性一般(r=0.451),苗高绝对生长量与苗高相对生长量遗传相关略高(r=0.635),苗木水势和质外体电导率与苗高的表型和遗传相关均表现适度的负相关;苗高生长主要受苗高绝对生长量的直接效应的影响,直接通径系数次序为苗高绝对生长量、钾钠比、水势、电导率和苗高相对生长量,苗高相对生长量、钾钠比、水势和电导率通过对苗高绝对生长量间接效应来影响苗高的生长.     

萝卜ALMT基因家族的鉴定与表达

为探究萝卜铝激活苹果酸转运蛋白(ALMT)家族成员对生物和非生物胁迫的响应,本研究通过生物信息学方法对萝卜ALMT家族成员进行鉴定,并利用转录组数据对其进行表达分析.结果显示,萝卜基因组中包含17个ALMT基因,分布于8条染色体.该家族成员外显子数量为5～7个,预测N-端含有5～6个跨膜结构,在染色体上的分布不均匀.萝...     

蓖麻DNA甲基转移酶序列与基因表达分析

植物DNA甲基化是与调控基因表达、保护基因组免受逆境胁迫等相关的表观遗传现象,其中关键酶DNA甲基转移酶催化DNA序列维持甲基化和从头甲基化。本研究基于蓖麻全基因组、利用生物信息学分析方法、结合转录组数据和RT-PCR半定量表达分析,鉴别出蓖麻DNA甲基转移酶氨基酸序列的结构特征、系统发生和表达形式。结果如下：通过同源序列BLAST从蓖麻基因组数据库中获得8个DNA甲基转移酶基因;系统进化分析将8个蛋白分为4个亚家族：2个MET同源蛋白、2个CMT同源蛋白、3个DRM同源蛋白和1个DNMT2同源蛋白,进一步发现DNA甲基转移酶在系统进化上较为保守,分化发生在单双子叶植物分化之后;亚细胞定位分析发现8个DNA甲基转移酶都定位在细胞核中;蛋白结构域比对结果显示8个蛋白的C端催化结构域都有6个保守motif参与甲基化修饰催化功能,表明蛋白具有基本的催化甲基化功能,而N端调节功能域的差异将蛋白分为四类,其中RcDNMT2缺少N端调节结构域;结合转录组数据和RT-PCR半定量表达分析发现蓖麻DNA甲基转移酶基因（除RcDRM2外）在发育胚乳中相对其他检测组织高表达,推测是该时期的胚乳低甲基化诱导甲基化基因高表达。该结果有助于全面了解蓖麻DNA甲基转移酶特征及为从表观遗传深入开展蓖麻品种改良具有重要理论指导作用。     

两个人工选择奥利亚罗非鱼群体系统发育 及其遗传多样性分析

[目的]了解人工选择偏好对奥利亚罗非鱼遗传多样性的影响,为今后人工选育及生产提供参考依据.[方法]对两个奥利亚罗非鱼群体(那马群体和武鸣群体)各70尾个体的线粒体DNA的D-loop区序列、CoI基因和Cytb基因进行测序及系统进化研究,并选用20对微卫星标记对其遗传多样性进行分析.[结果]基于D-loop区序列两个群体共检测出32个单倍型,其中共享单倍型6个;基于CoI基因共检测出23个单倍型,其中共享单倍型16个;基于Cytb基因共检测出14个单倍型,其中共享单倍型10个.基于D-loop区序列、CoI基因和Cytb基因单倍型分别构建的系统发育进化树显示,武鸣群体和那马群体的个体交错在一起,地理差异不明显,且采用NJ法和ME法构建系统发育进化树的进化拓扑结构基本相似.20对微卫星引物均能在奥利亚罗非鱼中获得稳定有效的扩增条带,其中有18个微卫星位点呈多态性;那马、武鸣群体的平均等位基因数(Na)分别为6.5000和7.9444,平均有效等位基因数(Ne)分别是3.9857和4.7268,平均观测杂合度(Ho)分别为0.7123和0.7752,平均期望杂合度(He)分别为0.9614和0.9711、平均Nei期望杂合度分别为0.7017和0.7636,均表现为武鸣群体略高于那马群体.两个群体的遗传分化系数(Fst)在不同微卫星位点间差异明显,其变化范围为0.0173(GM241)~0.2318(UNH868),平均0.0997;从单群体近交系数(Fis)和总群体近交系数(Fit)来看,所有微卫星位点的数值均为负值.[结论]经短期人工选择的武鸣群体奥利亚罗非鱼遗传多样性较被长期人工选择的那马群体遗传多样性丰富,即短期内的不同人工选择偏好对线粒体DNA的遗传影响较小.     

DNA甲基化及其生物学功能

DNA甲基化是真核细胞基因组重要修饰方式之一。机体有建立和维持DNA甲基化的机制。DNA甲基化通过与反式因子相互作用或通过改变染色体结构而影响基因的表达,在胚胎发育、X染色体失活、基因组印记等方面起着重要作用。DNA甲基化为哺乳动物的发育、遗传性疾病和肿瘤的发生、生物进化、性状的遗传控制等的研究提供了新的途径。     

微卫星DNA在濒危动物保护中的应用

为了保护珍稀濒危动物,迫切需要了解它的遗传结构和遗传多样性的现状.而微卫星DNA具有多态性信息丰富、共显性遗传、易于检测等特点,作为一种优良的遗传标记在濒危动物研究中得到了广泛的应用.综述了其在濒危动物种群遗传结构分析、基因流程度、种群进化史、物种的判定和种群数量调查、亲缘关系等中的应用情况.     

羊草(Leymus chinensis)等植物种群克隆表型变异和遗传变异的分子遗传-生态学分析

较详细地论述了用中性分子特性和与适合度有关的数量特性分析羊草等植物群克隆遗传变异的方法。探讨了其表型变异和遗传变异。根据可能或不可能属于各种同源分株的分析 ,还探讨了判断等位基因频率问题。另外 ,根据野外个体同源分株的直接观察或根据分子技术对多基因型的间接测定评述了基因型变异的时间和空间变异性。讨论了克隆种群的籽苗补充、环境干扰和同源分株生长型影响同源分株的种群动态。文中也涉及了克隆种群结果、种群亚成分等问题     

月季遗传多样性和杂交亲本的选择

选取‘月季夫人’、‘希望’、‘加里娃达’、‘金徽章’、‘粉散’、‘杰乔伊’、‘红双喜’、‘唐红’、‘绯扇’、‘月季中心’、‘热带日落’、‘彩云’、‘武士’、‘金凤凰’等月季品种作为研究对象,分别进行表型性状和数量性状的统计与分析。利用NTsys软件进行数据分析获得了各品种间的遗传相似系数和遗传距离,使用SAS8.0统计软件分析材料之间的遗传多样性指数关系,比较14个不同品种的月季种间表型差异和各个表型之间的相关系数。研究结果表明,14个月季品种之间的遗传关系在许多性状上差异显著,遗传相似性系数在0.125~0.438之间,均未超过0.500,是较为理想的杂交亲本候选材料组合。该研究为中国月季资源的多样性评价、遗传多样性、杂交亲本的选择提供了理论依据。