多年生黑麦草分子标记应用及基因组研究进展

多年生黑麦草(Lolium perenne L.)是一种重要的栽培牧草,具有多年生、植株繁茂、叶多质嫩、可消化物质产量高等特征,适宜用作饲草及草坪草,具有经济价值和生态效益。本综述总结概括了多年生黑麦草分子标记的开发与应用进展,重点介绍分子标记在多年生黑麦草遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、QTL定位分析中的应用情况,并简述了多年生黑麦草基因组研究进展。旨在为进一步发掘多年生黑麦草基因组结构和功能特点,选育优良黑麦草品种提供理论依据。     

An efficient approach for obtaining plant organelle genomes

Plant organelle (plastid and mitochondrial) genomes contain substantial information for plant evolution and adaptation. Therefore, it’s important to reveal plant whole-genome sequences including plastid and mitochondrial genomes. To decode these sequences, it is required to efficiently separate organelle genomic DNA from nucleus genome, which is difficult and laborious. In this study, an efficient procedure was established to obtain plant organelle genomes without extraction of plastid and mitochondria. Organelle DNA was extracted from three materials including Sinapis arvensis var. ‘Yeyou 18’, a cytoplasmic male sterile line (Nsa CMS) and its corresponding maintainer line ‘Zhongshuang 4’. DNA was sequenced by Roche 454 FLX+ and Illumina Miseq platforms. Organelle genomes were assembled using the generated reads and public organelle genome sequences. This research presented a procedure that efficiently assembled organelle genomes and subsequent fill gaps by extending the consensus contig terminals. This method enabled us to assemble plant plastid and mitochondrial genomes simultaneously. The obtained organelle genomes could accelerate understanding of mitochondrial rearrangements and laid a foundation for further study of Sinapis arvensis evolution and sterility gene of Nsa CMS.     

春兰基因组DNA提取方法的研究

本文以春兰(Cymbidiumgoeringii(Rchb.f.)Rchb.f.)为研究试材,对植物基因组DNA提取方法中的若干影响因子诸如药品、试剂配制方法、DNA取材部位、蛋白质去除次数、DNA析出时间、提取样品水浴时间等进行了比较分析,试图找出春兰基因组DNA提取的最佳方法。结果表明:采用进口的CTAB提取效果比国产的CTAB要好,特别适用于花药的提取,蛋白质去除效果很好;SDS提取缓冲液配制方法很重要,不同的SDS缓冲液配制方法,其提取效果差异较大。春兰花苞的DNA提取得率较叶片高,但是叶片DNA的纯度则相反,叶片较花苞高。在提取花苞基因组DNA过程中,增加氯仿/异戊醇抽提次数,对去除DNA中蛋白质、多糖及其它杂质有一定的作用,但是对DNA的损失也是很明显的。从实验效果来看,氯仿/异戊醇抽提次数以2次为宜。提取基因组DNA在异丙醇沉淀时,采取挑取絮状沉淀的方法,也可减少蛋白质、多糖等其它杂质的影响,从而提高DNA纯度。无论是叶片还是花苞材料,采用异丙醇沉淀5min,一般析出的以核酸基因组DNA为主,蛋白质为次,核酸析出量在80%以上。继续沉淀(15min)的产物中DNA含量明显较低,而且沉淀的纯度相对不高,因此异丙醇沉淀时间可以缩短到10min之内以提高DNA的纯度。使用CTAB法提取DNA时,水浴时间至少需要30min,过短的水浴时间会造成DNA得率的下降,同时过长的水浴时间,如超过1h,则可能会引起DNA的降解,或者最后产物中增加其他杂质,因此,适宜的水浴时间当为40￣60min。     

不同染色体组小麦种叶片光合功能衰退的生理原因研究

不同小麦种旗叶的光合功能期以野生一粒小麦最短,粗山羊草次之,普通小麦扬麦１５８最长。反映光合机构“光碳”运转平衡状况的ＲｊＢＰｃａｓｅ活性／ＰＳＩ,ＰＳⅡ活性比值以ＡＡＢＢＤＤ明显高于ＤＤ,ＤＤ又高于ＡＡ。在叶片老化期间尤其中后期,ＡＡＢＢＤＤ具有相对高的ＳＯＤ,ＣＡＴ活性,低的Ｏ＾＿２产生速率和Ｈ２Ｏ２含量;而ＤＤ,尤其ＡＡ的ＳＯＤ,ＣＡＴ活性较低,Ｏ＾－２产生速率和Ｈ２Ｏ２含量较高。     

基因组原位杂交辨别芸薹属异源四倍体AA、BB、CC基因组研究

利用基因组原位杂交（GISH）技术，以标记的白菜型油菜（AA，2n=20)的基因组总DNA）为探针，分别同芥菜型油菜（AABB，23n=36）和甘蓝型油菜（AACC，2n=38)的中期染色体和间期核杂交，结果芥菜型油菜有20条染色体表现大而明亮的杂交信号，其它染色体上信号很弱或无，可以区分A、B基因组，甘蓝型油菜染体上表现有38个信号，A、C基因组不能分区分开来。以黑芥（BB,2n=16）的基因组总DNA为探针与埃塞俄比亚芥（BBCC，2n=34）的中期染色体和间期核杂交，16条染色体上显示明显的杂交信号，其它染色体上信号很弱，说明在长期的进化过程中，芸薹属中BB与AA和CC基因组间分化程度较大，而AA与CC基因组分化较小，基因组原位杂交表明最强的信号多集中分布于着丝粒区，本文讨论了这种分布的可能原因。     

松树、杨树及桉树表达基因序列微卫星比对分析

微卫星是生物基因组中变异频率最快的序列,结构基因中微卫星重复数的变化会引起基因的框移突变,导致基因表达完全不同或截短的蛋白。因此在进化过程中,基因区微卫星会受到强烈选择的影响。为研究基因区微卫星在不同树种中的变化情况,在本研究中,利用SPUTNIK程序分析了NCBI数据库中松树（Pinus spp.）、杨树（Populus spp.）及桉树（Eucalyptus spp.）的表达序列标签（express sequence tag,EST）序列各3万条。结果显示,桉树和杨树EST序列含有微卫星的比例比较接近,分别为18.7%和15.3%,而在松树中则发生了较大分化,只有8.2%。研究发现,三碱基重复单元是这3个树种编码序列中微卫星的主要重复类型。除三碱基重复微卫星外,桉树和杨树EST序列中其它类型微卫星的丰度随着重复单元长度的增加而减少,而在松树中则呈相反现象。同时值得注意的是松树EST序列中变异频率快的微卫星（〉20bp）数量明显比桉树及杨树少。研究还发现,3个树种中微卫星获得或丢失重复单元的速率都随着重复单元的增加而降低。本研究首次报道了不同树种基因区微卫星比较研究,发现了一些松树与杨树、桉树相比较EST序列中所含微卫星在丰度及变异频率方面存在的异同。基因所含微卫星序列对基因的功能有重要影响,本研究的结果将为了解不同树种中基因区微卫星的特征提供重要参数,同时也将为利用所研究树种的EST序列开发多态性高的微卫星标记提供有益的生物信息学参考。     

不同方法提取大豆基因组DNA的效果比较

[目的]采用不同方法对大豆基因组DNA进行提取,为大豆基因组DNA的提取提供参考。[方法]采用CTAB法、SDS法和高盐低pH值法对大豆基因组DNA进行提取,对提取的DNA进行光密度、紫外光谱、琼脂糖凝胶电泳和DNA限制性内切酶图谱等的检测。[结果]光密度和光谱检测结果表明,SDS法的提取量和纯度均优于CTAB法和高盐低pH值法;琼脂糖凝胶电泳检测结果表明,SDS法提取的基因组DNA谱带较CTAB法和高盐低pH值法提取的基因DNA谱带粗、亮、重复性好;限制性内切酶检测结果表明,3种方法所得基因组DNA均能被胁谢Ⅲ和EcoRI酶切,但SDS法所得基因组DNA的酶切效果最好。l结论ISDS法的提取效果明显优于CTAB法和高盐低pH值法。     

优化醋酸钾(KAC)法提取蚜虫基因组DNA

[目的]探索一种简便、有效的单头蚜虫基因组DNA提取方法。[方法]以从不同地区采集的桃蚜为试材,采用改进的KAC法和优化的KAC法提取单头桃蚜的基因组DNA,用紫外分光光度计测定所提DNA的浓度（以OD260/280表示）,用0.8%琼脂糖凝胶电泳检测所提DNA的纯度,比较2种方法的提取效果;对优化KAC法所提DNA进行PCR扩增和电泳检测。[结果]优化KAC法提取的单头蚜虫基因组DNA的OD260/280为1.6-1.9,浓度为20-50 ng/g;改进KAC法提取的单头蚜虫基因组DNA的OD260/280为1.4-1.7,浓度为8-25 ng/g;来自同一地方桃蚜的基因组DNA PCR扩增产物的电泳条带基本相同。[结论]优化改进的KAC法提取的桃蚜基因组DNA浓度和纯度均较高。     

UV-C辐射对拟南芥基因组完整性及蛋白表达的影响

[目的]探究UV-C辐射对基因组完整性及蛋白表达的影响。[方法]CTAB法提取拟南芥基因组DNA,琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA的完整性。用TCA/丙酮法提取叶片总蛋白,通过SDS-PAGE凝胶检测蛋白表达变化。[结果]拟南芥基因组DNA随UV-C辐射时间的延长断裂明显增强、并诱导产生1条分子量约为66 kDa的蛋白条带。[结论]UV-C辐射可以引起拟南芥基因组DNA的断裂,对蛋白也有一定程度的影响。     

香蕉黑星病菌黑色素合成关键酶小柱孢酮脱氢酶基因SCD的克隆与分析

形成黑色素化的附着胞从植物体表面直接侵入寄主是香蕉黑星病菌主要的侵染方式.通过利用Genome Walking方法对香蕉黑星病菌黑色素生物合成关键酶编码基因之一的小柱孢酮脱氢酶基因SCD进行克隆, 得到其序列全长为1696bp.序列测定及软件分析结果表明,该片段包括完整的开放读码框(738bp),其中含有一个长29bp的内含子,编码203个氨基酸.该序列具有典型的启动子结构,在5'端调控序列中发现几个典型的真核生物顺式调控元件TATA motif、CAAT-motif、TGAC -motif、ACTGC -motif等.试验结果为深入研究该基因的功能和结构奠定基础,并为进一步防治该病害提供新的理论依据及手段.