基于全基因组重测序信息开发玉米H99自交系特异分子标记

随着基因组测序技术和计算生物学的发展,利用生物信息学的方法大规模挖掘基因组特异分子标记已成为可能。玉米自交系H99具有较强的可再生能力,是玉米转基因研究的主要供体材料,但是目前对H99基因组信息了解甚少。本研究利用高通量Illumina测序技术,对H99全基因组进行重测序,利用生物信息学手段大规模挖掘并开发了4043个H99特异性的SSR分子标记。随后利用模拟PCR策略,对开发的SSR分子标记进行电子多态性筛选,针对B73×H99、Mo17×H99和B73×Mo17三个群体亲本组合共开发2699候选的特异多态性SSR分子标记。随机挑选20对SSR分子标记对群体亲本B73、H99和Mo17进行多态性筛选,进一步证实候选的多态性具有95%的准确率。此外,基于B73参考序列对开发的多态性SSR分子标记进行全基因组染色体定位及基因注释,揭示了候选多态性SSR分子标记在全基因组及基因内的分布特征。为玉米自交系H99开发了大量的分子标记资源,同时也为快速开发品种间多态性分子标记提供了一套高效可行的分析方法。     

城市土壤无机碳空间分布特征及其与城市化历史的关系

城市化过程深刻影响了土壤的碳循环过程。利用城市土壤空间精细化采样,结合1900年—2010年南京城市化历史重建,分析城市土壤无机碳空间分布与城市化过程的时空关系,评估城市土壤无机碳的固碳潜力。研究表明,城市土壤无机碳密度与城市化历史具有良好的对应关系,历史老城区的无机碳库储量远高于快速城市化的新城区,揭示城市土壤无机碳具有良好的固碳潜力。随着城市化历史的增加,无机碳密度平均值表现出线性增长,研究区的城市土壤表层无机碳库为2.94Tg,其未来仍拥有的固碳潜力为1.45Tg。本研究可为阐明城市系统碳循环的机制、开展城市土壤无机碳固碳技术研究提供理论依据。     

基于两种荧光毛细管电泳平台筛选评估玉米新型SSR引物

以93份代表自交系及27套包括杂交种及双亲在内的三联体材料为试材,分别用Qiagen和ABI3730两种DNA分析仪,从111对新型玉米SSR引物中筛选出多态性高、稳定性好、适于自动化分型的引物9对,确定1套适合SSR引物评估筛选的方案,可以为今后引物设计至评估入选提供高效的筛选方案提供参考。     

玉米YABBY基因家族的全基因组鉴定与分析

YABBY基因家族作为植物特有的转录因子家族,在调控植物侧生器官发育中发挥重要作用。本研究利用玉米全基因组数据分析玉米YABBY基因家族,阐明该基因家族成员结构、系统进化发育关系以及基因家族成员在玉米不同组织及不同发育时期的表达谱。结果显示,玉米参考基因组中存在13个YABBY基因,命名为Zm YABBY1~Zm YABBY13,根据系统发育关系和序列相似性将该基因家族分为4亚类S1~S4。RNAseq数据显示玉米YABBY基因在籽粒、茎和茎端分生组织(Shoot apical meristem,SAM)、幼胚及叶片中有较高表达,预示玉米YABBY基因可能在上述器官发育中发挥调控作用。本研究结果为进一步解析该基因家族的功能奠定了研究基础。     

阳原驴MSTN基因5′UTR多态性分析

为探究MSTN基因5′UTR多态性及其对阳原驴体尺指标(体高、体长、胸围)的影响,试验测量了舍饲的70头2岁以上阳原驴的体尺指标,用PCR-SSCP技术进行MSTN基因5′UTR多态位点检测,并对不同基因型个体的体尺性状进行差异分析。结果表明：阳原驴MSTN基因5′UTR存在g.229T>C突变,产生TT、CC和TC三种基因型,不同基因型个体之间的体高、体长差异不显著(P>0.05),而CC基因型个体胸围显著大于其他两个基因型(P<0.05)。说明第229位点可以作为阳原驴选择育种的候选标记。     

患腹水病牙鲆病原菌分离、鉴定及病原菌的特性

为确定引起河北北戴河地区养殖牙鲆患腹水病死亡的病原,本实验从患腹水病牙鲆体内分离到3株优势菌,对分离株进行生理生化鉴定和16S rRNA序列比对来确定分离株的生物学地位,进一步通过毒力基因(toxR、vhhA、vhhB)鉴定及组织病理学分析其病理特征,并通过人工回感实验分析分离株毒性。结果显示,通过生理生化实验及16S rRNA序列比对,确定此次从患病牙鲆中分离到的3株菌株均为哈维氏弧菌;经鉴定,3株分离株毒力基因(toxR、vhhA、vhhB)结果均为阳性,病理组织切片结果显示,该分离株对牙鲆多器官(肠、肾脏、脾脏和肝脏)均可造成不同程度的病理损伤,呈全身性感染;人工回感实验显示,菌株BDHYPFS-Y1G对牙鲆的半致死浓度为LD50=5.88×106 CFU/mL,低于自然状态毒性;药敏实验表明,3株分离株均对呋喃妥因高度敏感。本实验确认了此次牙鲆腹水病的病原菌,并初步研究了病原菌致病性以及药物敏感性,以期为牙鲆工厂化养殖疫病防控提供科学依据。     

基于高通量测序开发玉米高效KASP分子标记

SNP (Single Nucleotide Polymorphism)在基因组中数量多、分布广,适用于大规模、自动化基因型检测。本研究利用205份不同来源的玉米自交系全基因组重测序数据鉴定出一系列多态性高的二态性SNP位点并开发出700个KASP分子标记。其中, 202个在46个玉米代表系中得到验证的KASP标记进一步用于系统进化树构建及群体结构分析。结果显示,开发成功的KASP标记在染色体上分布均匀,平均PIC为0.463,平均MAF为0.451。基于KASP标记位点和总SNP位点的聚类分析结果高度吻合。KASP标记位点与总SNP位点的遗传距离相似性系数高达89.5%,能成功区分玉米的杂种优势群。该KASP标记可在玉米种质资源分析、连锁群构建以及杂种优势群划分等方面发挥重要作用。     

植物品种DNA指纹鉴定原理及其鉴定方案

植物品种鉴定对保证种子质量及粮食安全具有重要意义。DNA指纹技术在植物品种鉴定中具有独特的优势,DNA指纹鉴定已从间接证据转变为主流方法。本研究总结提炼出品种DNA指纹鉴定技术方案—核心位点组合法,即采用一套固定的核心位点组合来鉴别不同品种,该方案自2003年提出以来不断得到完善:一是在原有核心位点的基础上增加位点数量形成扩展位点组合,以应对派生品种涌现对品种鉴定的更高要求;二是将核心位点进一步分解为群特异位点和品种特异位点,群特异位点发挥快速准确分群的功能,品种特异位点则具有较强的品种鉴别功能;三是在借鉴二倍体作物成熟经验的基础上,进一步提出适合多倍体作物的核心位点组合,即二倍体化的单标记法和组合标记法。从未来发展趋势看,测序技术、基因编辑技术等新技术的飞速发展将大大推动DNA指纹检测方案的完善,提升其在实践中的应用效果。本研究系统阐述了品种鉴定的概念及特点,总结了品种DNA指纹鉴定的主要类型及鉴定思路,提炼了品种DNA指纹鉴定的技术方案,展望了品种DNA指纹鉴定的未来发展趋势,以期对各作物DNA指纹品种鉴定标准的研制及分子技术在DNA指纹库构建和品种鉴定中的应用发挥指导作用。     

干旱胁迫及复水后84K杨栓塞修复及其他水力学特性的研究

[目的]研究植物遭受不同程度干旱胁迫时,其水力学特性的变化及响应,以及复水后植物栓塞修复能力,为植物应对干旱环境的能力提供水力学依据.[方法]以84K杨扦插苗为研究对象,进行渐进的控水处理,根据植株形态特征的变化,分别控水至植株叶面积停止生长、整株萎蔫、50％的叶片死亡及全部叶片死亡4个阶段,而后各阶段植株均进行复水至...     

中国黄淮海地区玉米杂种优势候选位点的鉴定

通过对全基因组重测序数据分析发现120 122个高质量In Del和SNP变异位点,通过这些位点可以将具有不同遗传背景的285份玉米自交系划分为9大类群,包括黄淮海地区两大杂种优势群PA和SPT群。检测PA和SPT群间自交系基因型频率的分布和差异发现,1 251个杂种优势候选位点不均匀分布在玉米10条染色体上,其中,675个位点与42个已报道的杂种优势相关QTLs一致。基于候选位点,对部分黄淮海地区的主栽杂交品种进行杂合性分析,In Del和SNP结果均表明,这些位点的杂合性显著高于其他区域,研究结果验证了本研究获得的候选区域的可靠性,表明这些候选位点的杂合性已被广泛的运用于育种过程中。