部分竹类植物遗传变异的AFLP,ISSR和SRAP分析

采用AFLP和ISSR分子标记技术对簕竹属4个竹种的12个变异类型的遗传变异进行分析,用12对AFLP引物和10个ISSR引物分别扩增出501、171个位点,多态位点百分率分别为73.6%(367)、78.8%(137)。2种标记均揭示簕竹属4个竹种间存在较大的遗传变异,但同一竹种不同变异类型间的遗传差异极小。利用AFLP,ISSR和SRAP分子标记分析了刚竹属和矢竹属4个竹种的12个变异变型的遗传变异,也得到了类似结果。     

毛竹miR397和miR1432的克隆及其逆境胁迫响应表达分析

【目的】miRNA作为一种非编码基因在植物生长发育以及抗逆等过程中起着重要的调控作用。通过分析毛竹 miR397和 miR1432前体序列的结构特点,研究其组织表达特异性,分析其经光照、温度、干旱、NaCl等非生物胁迫以及激素处理后的表达变化,以期为进一步揭示其功能以及未来竹子抗逆育种的分子设计提供参考。【方法】通过茎环引物法和 RT-PCR技术,以毛竹为材料分离 miR397和 miR1432的前体序列,利用在线平台 Web LOGO分析 miRNA成熟序列的碱基保守性,用 MEGA 6.0软件构建基于 miRNA 前体的系统进化树。借助在线平台 RNAfold WebServer预测二者前体二级结构。直接从 BambooGDB下载 phe-miR397和 phe-miR1432前体上游的1500 bp序列,利用在线平台 Plant CARE 分析其所含作用元件。采用实时定量 PCR 方法分析 phe-miR397和 phe-miR1432在毛竹根、茎、叶和鞘中的表达情况,以及检测经黑暗、强光(1500μmol·m －2 s －1)、高温(42℃)、低温(4℃)、NaCl(250 mmol·L －1)、GA3溶液(100μmol·L －1)、ABA溶液(100μmol·L －1)处理2 h后毛竹叶片中 phe-miR397和 phe-miR1432的表达变化。【结果】从毛竹中分别克隆出 miR397和 miR1432的前体序列,均为88 bp,且分别包含其成熟序列,均为21 bp。前体序列均能形成稳定的茎环结构,且成熟序列均产生于前体茎环结构5'端臂上。miR1432家族成熟序列的碱基保守性整体高于 miR397家族。毛竹二者前体上游调控区均含有启动子基本作用元件,如 TATA-box,CAAT-box;同时存在很多逆境(光、干旱、温度等)胁迫相关响应元件以及激素响应元件等,意味着 phe-miR397和 phe-miR1432可能受到逆境胁迫和激素的调节。phe-miR397和phe-miR1432均在叶鞘中表达丰度最高,最低丰度 phe-miR397出现在幼茎中,而 phe-miR1432则在叶片中。经强光、黑暗、高温、低温、NaCl等胁迫处理后,叶片中 phe-miR397和 phe-miR1432的表达均下调;干旱和 ABA 处理后,phe-miR397的表达下调,而 phe-miR1432则上调; GA3处理后,phe-miR397的表达上调,phe-miR1432则下调。【结论】phe-miR397和 phe-miR1432作为毛竹中2个保守型 miRNA,在受光照、温度、干旱和 NaCl 的胁迫以及ABA和 GA3的处理时,其表达均呈现了不同程度的下调或上调,这暗示着它们可能在毛竹应对非生物胁迫的抗逆过程中起重要的调控作用,且与内源激素的调节相关联。     

毛竹种源遗传多样性的AFLP和ISSR分析

运用AFLP和ISSR分子标记对17个毛竹种源的遗传多样性进行分析,结果如下：①通过Mantel检测,AFLP和ISSR标记得到的遗传相似性矩阵呈显著相关（r=0．925,P=0．005）,说明2种分子标记均适合用于毛竹种源遗传多样性的分析;②17个毛竹种源间的亲缘关系较近,但仍存在着一定的遗传变异,它们之间的遗传距离变化范围为0．020-0．182,通过聚类分析（UPGMA）将17个毛竹种源分成6个组,发现陈存及等根据产量等指标确立的4个毛竹优良种源位于不同的组,表明不同种源间存在性状差异。     

陈山红心杉SCoT反应体系建立及引物筛选

研究采用正交设计及单因素相结合的方法建立优化陈山红心杉SCoT-PCR反应体系,并在此基础上进行引物筛选.结果表明:SCoT-PCR反应的最优体系(20.0μL)为:模板DNA 2.5μL(50.0 ng),2×Hieff PCR Master Mix 9.0μL,引物3.0μL(即浓度1.5μmol·L-1);并在此基础上从36条SCoT引物中筛选出14条扩增条带丰富明亮且多态性较强的引物.这为今后利用SCoT分子标记研究陈山红心杉遗传多样性、种质资源鉴定等提供基础.     

哺鸡竹亲缘关系的AFLP和SRAP分析

本研究采用AFLP和SRAP分子标记技术对9个哺鸡竹类竹种(含2个变型)的亲缘关系进行分析。研究结果表明:12对AFLP引物共扩增出359条带,多态性条带比率为49.7%,相似系数变化范围在0.779～0.978之间;24对SRAP引物共扩增出258条带,多态性条带比率为64.0%,相似系数变化范围在0.721～0.958之间。UPGMA聚类分析表明,AFLP和SRAP标记均将哺鸡竹分成2大类:第Ⅰ类为富阳乌哺鸡竹、花哺鸡竹、黄纹竹、黄秆乌哺鸡竹、毛壳花哺鸡竹、乌哺鸡竹、白哺鸡竹;第Ⅱ类为云和乌哺鸡竹、红哺鸡竹。对这两种标记相似性系数进行相关性分析,AFLP与SRAP的结果呈极显著相关(r=0.934),但SRAP标记比AFLP标记可在竹类及其种下等级检测到更大的遗传变异。     

毛竹捕光色素结合蛋白基因结构及表达模式分析

植物通过光合作用将光能转换为化学能,捕光色素结合(LHC)蛋白与色素形成的复合体在捕获、传递和转化光能过程中发挥着重要作用,因此研究毛竹(Phyllostachys edulis)LHC基因结构及表达模式对于揭示其在毛竹光合作用中的功能具有重要意义。采用生物信息学的方法,对毛竹基因组中的LHC基因进行了系统分析。结果表明,在毛竹中共有29个LHC基因同源序列,其包含的内含子数量为0~5个。序列分析表明,29个LHC基因编码的蛋白分别属于光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的捕光色素结合蛋白家族LHCⅠ和LHCⅡ。LHCⅠ包含5个亚家族(Lhca 1-Lhca 5),除了Lhca 4含有3个成员外其他亚家族只有1个成员;而LHCⅡ包含6个亚族(Lhcb 1-Lhcb6),每个亚家族的成员不同,其中Lhcb 1的成员最多为7个。亲疏水性预测表明,不同亚家族成员存在着一定差异。蛋白结构预测发现,29个蛋白均包含导肽和成熟蛋白,具有跨膜结构域,均包含色素结合位点;其中12个蛋白的组成以α-螺旋为主,17个蛋白的组成以随机卷曲为主。基因表达谱分析表明,大多数LHC基因主要在叶片和花序中表达,笋中略有表达,而根和鞭中几乎检测不到表达。研究结果为进一步研究毛竹LHC基因的功能奠定了基础。     

雷竹大孢子发生与雌配子体发育

利用常规石蜡切片技术对雷竹大孢子发生与雌配子体发育的过程进行研究。结果表明:雷竹单子房,子房1室,内具1个倒生胚珠;双珠被,厚珠心;大孢子母细胞由1个雌性孢原细胞直接发育而成,大孢子四分体呈线型;蓼型胚囊,成熟胚囊包括1个卵细胞、2个助细胞、2个极核组成的中央细胞以及多个反足细胞,助细胞具明显丝状器。雌配子体发育多数正常,不是造成雷竹结实率低的主要原因。     

基于SSR标记构建江西杉木核心种质及其分子身份证

目的 分析江西杉木种质资源的遗传多样性,构建其核心种质;在此基础上,构建核心种质分子身份证,为江西杉木种质的进一步研究与利用提供理论依据和核心材料。 方法 以江西地区的杉木种质为材料,利用SSR标记开展遗传多样性分析,并基于等位基因数最大化原则(M策略)构建核心种质,通过遗传多样性参数及其保留比例进行核心种质评价,结合遗传多样性参数的t检验和主坐标分析(PCoA)验证和确认核心种质的代表性。基于最少标记鉴定最多种质的原则,选择高效SSR标记,构建江西杉木核心种质的SSR分子指纹图谱和分子身份证。 结果 20个SSR标记在495份种质中共检测到122个等位基因数(Na),平均Shannon’s信息指数(I)、平均Nei’s遗传多样性指数(H)、平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别为0.762、0.400、0.394和0.400,表明江西杉木种质的遗传多样性较丰富。采用M策略构建了含有52份材料的江西杉木核心种质,10.5%的核心种质保留了原种质100.0%的Na、107.4%的有效等位基因数(Ne)、115.1%的I、109.0%的H、104.1%的Ho、110.0%的He和111.2%的PIC; t检验表明以上遗传多样性参数与原种质均没有显著差异,主坐标分析(PCoA)显示核心种质在原种质的主坐标图分布均匀,说明构建的核心种质具有代表性。按多态性信息含量(PIC)值高低顺序,依次增加标记数量,结合UPGMA聚类,发现4个SSR分子标记,H97与H286、CLSSR9、CLSSR37相结合,可将52份江西杉木核心种质鉴别,据此构建了52份核心种质的SSR分子指纹图谱、分子身份证条形码和二维码。 结论 江西杉木种质资源的遗传多样性较丰富,构建的江西52份杉木核心种质具有代表性,选择上诉4个高效SSR标记可有效鉴别核心种质,并成功绘制了江西杉木核心种质的分子身份证。