热带植物基因组研究进展

基于全基因组测序结果,探讨了包括热带水果香蕉（Musa spp.）、龙眼（Dimocarpus longan）、番木瓜（Carica papaya）、菠萝（Ananas comosus）、椰子（Cocos nucifera）、榴莲（Durio zibethinus）,经济作物橡胶（Hevea brasiliensis）、木薯（Manihot esculenta）、枣椰（Phoenix dactylifera）、可可（Theobroma cacao）、油棕（Elaeis guineensis）、咖啡（Coffea canephora）以及药用植物铁皮石斛（Dendrobium officinale）在内的13种热带植物的全基因组测序的发展历程,并对热带植物基因组研究进行了概述。     

江西野生毛花猕猴桃群体SSR遗传多样性研究

为分析江西野生毛花猕猴桃群体遗传多样性,以江西省境内的5个野生毛花猕猴桃雄性群体(72个个体)为试验材料,采用SSR分子标记技术,选取15对多态性引物,利用聚丙烯酰胺电泳对PCR产物进行检测。结果表明,15对SSR引物共检测到86个位点,多态性位点百分率为100.0%;观察到的平均等位基因数为5.733,有效等位基因数为3.002,Shannon信息指数为1.046。表观杂合度介于0.111~0.819之间,预期杂合度介于0.041~0.876之间,遗传分化系数为2.01,野生毛花猕猴桃雄性群体间存在较大的遗传分化。5个毛花猕猴桃雄性群体遗传距离范围为0.102~0.409,遗传相似度范围为0.665~0.903,群体间遗传距离与地理距离无相关性。群体的遗传多样性丰富度依次为庐山>井冈山>南源山>武功山>麻姑山,江西地区供试的野生毛花猕猴桃雄性群体在分子水平上具有丰富的多态性。本研究结果为毛花猕猴桃雄性品种选育、种质创新与利用提供了一定的理论基础。     

自适应最大相关峭度反褶积方法诊断齿轮轴承复合故障

为了解决传统最大相关峭度反褶积(maximum correlated kurtosis deconvolution,MCKD)在故障诊断中容易出现因参数选择不当而影响诊断效果的问题,该文提出了一种基于量子遗传算法(quantum genetic algorithm,QGA)的自适应最大相关峭度反褶积方法(maximum correlated kurtosis deconvolution with quantum genetic algorithm,QMCKD)用于齿轮和轴承复合故障诊断。通过量子遗传算法自适应选择最大相关峭度反褶积的2个关键参数滤波器长度(L)和反褶积周期(T)。使用QMCKD处理原始振动信号,提取复合故障信号中的所有单个故障信号,分别对单个故障信号进行频谱分析从而识别故障特征。在对齿面磨损-滚动轴承外圈损伤复合故障诊断中,QMCKD能够识别齿轮故障频率及其2~4倍频,识别轴承故障频率及其2~6倍频,且主要频率成分周围干扰谱线很少,故障类型容易识别。与直接频谱分析和变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)相比,该方法在诊断效果上具有优越性。在对齿根裂纹-轴承滚动体损伤复合故障诊断中,QMCKD能够突出齿轮故障频率及其2~5倍频,突出轴承故障频率及其2~8倍频,齿轮和轴承故障特征明显,验证了方法的稳定性。试验结果表明QMCKD能够有效识别复合故障中齿轮和轴承的故障特征,可用于齿轮箱的齿轮、轴承复合故障诊断。     

山葡萄C4H基因的克隆表达及遗传转化分析

通过生物学技术来研究C4H基因在山葡萄着色过程中的作用,进而揭示山葡萄果皮着色的分子机理;利用RT-PCR技术克隆了山葡萄C4H基因的全长cDNA序列,并对该蛋白进行生物信息学分析,预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测C4H基因在山葡萄8个不同转色时期的表达量,将克隆获得的山葡萄C4H基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达, SDS-PAGE检测表达产物.为了验证山葡萄C4H基因的功能,构建了表达载体pC C4H并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化,在含50 mg/L Kan的培养基上对T_0代种子进行筛选.克隆获得的山葡萄C4H cDNA全长1 735 bp,开放阅读框1 518 bp,编码505个氨基酸,该基因表达产物分子质量为57.70 KDa,等电点值9.06.C4H基因在山葡萄果皮转色各个时期均存在表达;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,拟南芥遗传转化先后得到3个阳性幼苗.对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性, 2株叶片颜色均变成紫红色;经花色素苷质量浓度的测定表明其质量浓度比对照组植株高出3倍.在拟南芥中花色素苷质量浓度虽然较低,但还是能少量合成,说明其花色素苷生物合成途径是开通的,只是积累的量较少.     

贵阳花溪古茶树遗传进化的SNP分析

试验采用SNP(单核苷酸多态性)技术对贵阳花溪古茶树资源的遗传多样性、群体结构和遗传进化进行了分析.结果表明,利用生物信息学分析古茶树样品的重测序数据,获得了1 656 258个SLAF标签,古茶树样品平均测序深度为24.21x,其中多态性的SLAF标签有462 897个,共得到283 376个高一致性的群体SNP标记.从基于SNP标记获得的进化树可以看出,来自相近地方的古茶树在进化树上基本上处于相近位置,但是花溪古茶树存在着广泛的遗传变异,主成分分析(PCA)获得了与进化树一致的结果.群体结构分析可清晰地把古茶树资源分为乔木型和灌木型2个类群.乔木型古茶树位于进化树下部,而灌木型古茶树处于进化树上部,表明茶树是由乔木型向灌木型进化的.     

基于SLAF-seq技术的金花茶SNP标记开发及遗传分析

为了解金花茶种质的遗传关系,利用SLAF-seq测序技术对在不同地区收集的25份金花茶种质与山茶科其他5份种质进行测序。以猕猴桃基因组为参照,对金花茶基因组DNA酶切构建SLAF-seq文库,利用SLAFseq测序技术对其进行高通量测序、SNP标记开发及其进化关系分析,在多态性SLAF标签上开发特异性SNP位点,最后根据SNP位点构建25份金花茶种质与山茶科其他5份种质的进化树。最终共开发1471113个SLAF标签,其中多态性SLAF标签有69597个;共得到443819个群体SNP位点,其中高一致性的群体SNP位点119452个。遗传分析结果表明,金花茶种群的遗传多样性水平较高,可分成2个大的类群,其中第2类群包含了全部收集的金花茶种质,其又可分为3个亚族,这3个亚族的分化有明显的地域特征。第1亚族主要是来源于越南的金花茶品系,第2亚族由2个越南的金花茶品系和5个中国的金花茶品系组成,第3亚族全部由来源于中国的金花茶品系组成。研究结果从基因组水平揭示不同地区金花茶种质之间的遗传关系,所开发的SNP位点可进一步用于金花茶种群的进化分析、重要性状的关联分析等。     

紫花苜蓿耐逆诱变和转基因研究进展

本文简述了紫花苜蓿耐逆性状遗传基础研究,并综述了利用生物技术和诱变技术改良紫花苜蓿耐逆性的研究进展,旨在为紫花苜蓿的耐逆育种提供参考。     

转大麦烟酰胺合成酶基因提高水稻逆境胁迫耐受性的研究

维持铁等金属离子的动态平衡是保持植物细胞功能正常的先决条件。烟酰胺合成酶基因在单子叶禾本科的缺铁胁迫应答反应中起着关键作用,它的催化产物烟酰胺(NA)是铁及其他二价金属离子在体内吸收和转运的重要载体,且能与Fe2+结合形成Fe2+-NA复合物,从而使植物在酸性土壤中免受铁毒害。利用农杆菌介导法,将大麦烟酰胺合成酶基因NASHOR1转入水稻台北309中,经PCR及PCR-Southern杂交检测,确定目的基因已经整合到水稻基因组中。铁、锰、铜和锌含量的检测结果显示:与非转基因对照植株相比,转基因植株的金属元素含量都明显提高,铜、锌、锰和铁元素含量分别增加了15%、80%、31%和44%,但铁、锰和锌元素增量在株系间差异较大。在干旱胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量都高于非转基因对照植株的,暗示大麦烟酰胺合酶基因在一定程度上提高了水稻的耐旱性。     

过量表达OsNPR1基因稳定提高水稻对白叶枯病的抗性

在拟南芥中,NPR1是系统获得抗性SA信号传导途径中的一个重要的调节因子,在水稻中已克隆到与之同源的OsNPR1基因。构建OsNPR1基因水稻过量表达载体,并将其转化粳稻TP309得到转基因植株;通过自交纯合,得到17个纯合株系;对T3、T4代纯合株系进行PCR鉴定,证实转基因纯合株系中外源伪OsNPR1基因具有遗传稳定性;检测了T1、T2代转基因株系和T3代转基因纯合株系对水稻白叶枯病病原细菌Xanthomonas oryzae pv．oryzae的抗病性,结果表明,在T1、T2代中70％以上的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,T3代中约67％的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,说明这种抗病性的提高具有遗传稳定性。OsNPR1基因可作为选育水稻抗白叶枯病新种质的一个良好的候选基因。