耐盐水稻长毛谷的生理测定及其全基因组测序分析

【目的】探讨耐盐水稻长毛谷的苗期耐盐性,并对其全基因组测序数据进行分析,以期阐明长毛谷的耐盐生理机制,为挖掘优质耐盐水稻品种及改良盐碱地提供参考。【方法】以Pokkali(耐盐对照)、IR29(盐敏感对照)及前期筛选出的耐盐水稻长毛谷为试验材料,设5种盐浓度(0、80、100、120和150 mmol/L)处理,测定3份水稻材料苗期的9项表型指标和13项生理指标,并基于全基因组测序数据探讨长毛谷的耐盐生理机制。【结果】盐胁迫下长毛谷的各项表型指标受盐浓度变化的影响最小,抗氧化酶活性更强,其他活性物质、渗透调节物质含量更高,盐胁迫对其造成的细胞膜损伤更小,对盐胁迫具有较好的耐受性。相关分析结果显示,长毛谷幼苗的生物量积累与苗高、根长、根尖数、根表面积和根体积呈极显著正相关(P<0.01,下同),与丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量呈极显著负相关,且超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及可溶性蛋白和谷胱甘肽(GSH)含量6个生理指标间两两呈极显著正相关。通过将30个已...     

NaHCO3胁迫下吉尔吉斯白桦MADS基因家族生物信息学及表达分析

为了探索MADS基因家族的耐盐胁迫功能,从以吉尔吉斯白桦(Betula kirghisorum)23号为试验材料测得的转录组文库中筛选出28个吉尔吉斯白桦的MADS-box基因序列对其编码蛋白的基本理化性质、亚细胞定位、二级结构、跨膜结构和信号肽、基因结构、保守基序、蛋白系统进化等方面进行初步生物信息学分析,并在NaHCO_3胁迫下对其表达情况进行分析。结果显示,除蛋白BkMADS1和BkMADS20外,其余均为亲水性蛋白;在28个吉尔吉斯白桦MADS蛋白中有19个定位在细胞核中;蛋白BkMADS7和BkMADS12的二级结构组成以无规则卷曲为主,其余蛋白则以α-螺旋为主;所有蛋白均没有信号肽,即全为非分泌性蛋白。此外,进化分析结果表明,MADS盒为MADS-box转录因子高度保守的结构域,大多数吉尔吉斯白桦MADS蛋白为Ⅱ型。在0.6%NaHCO_3胁迫下,15个BkMADS基因上调表达,13个BkMADS个基因下调表达。     

贝母属植物叶绿体基因组候选SNP位点应用分析

贝母属植物是中国中药材的宝库,由于形态上难以区分,在民间应用、临床应用和中药市场中还存在混淆应用、以次充好的现象,急需开发基于新型分子标记位点的精准检测方法。本研究应用多重序列比对、SNP筛选等生物信息学分析手段,对贝母属15种植物28条叶绿体基因组序列进行分析。结果发现,贝母属叶绿体基因组DNA同源性达97.22%,通过分析共发现SNP位点5879个,其中川贝母类鉴别候选位点71个,川贝母鉴别候选位点4个,瓦布贝母鉴别候选位点37个,太白贝母鉴别候选位点147个,浙贝母鉴别候选位点91个,湖北贝母鉴别候选位点271个,平贝母鉴别候选位点1393个,伊贝母鉴别候选位点89个。本研究还对SNP位点在精准鉴定、精确定量应用方面进行了讨论,可为川贝母中药资源鉴定提供技术支撑。     

基于叶绿体基因组探讨地黄属及其近缘类群的系统发育关系

利用叶绿体基因组序列对地黄属及其近缘类群的系统发育关系进行研究。基于GenBank公共数据库,下载地黄属及相关类群的叶绿体全基因组序列52条(50个物种),包括广义玄参科物种23种、近缘类群17种和外类群8种(木犀科和苦苣苔科),分别采用最大似然法及贝叶斯推断进行系统发育分析。结果表明,叶绿体全基因组数据能够显著提高系统发育分析的支持率;广义玄参科不是一个单系;除外类群外,我们共得到5个分支,分别为列当科、泡桐属、肉果草属、玄参属、车前科。地黄属形成一个单系,为列当科其它属的基部类群。列当科内物种间叶绿体基因组大小及所包含的基因数目均差异显著。本研究结果支持APG系统对相关科属的处理,包括将婆婆纳属、腹水草属、毛地黄属从广义玄参科移出至车前科;火焰草属、钟萼草属、马先蒿属、地黄属移出至列当科;泡桐属独立为泡桐科。     

基因组选择信号揭示西×荷杂交牛杂种优势相关基因

为探究德系西门塔尔牛与荷斯坦牛的杂种优势,挖掘与杂种优势相关的候选基因,解析牛杂种优势的遗传机制。该研究选择系谱信息清晰的德系西门塔尔牛(父本)、荷斯坦牛(母本)及其杂交F₁代共91头个体,利用Illumina Bovine GGP100K高密度芯片进行基因分型,基于群体分化系数Fst对其开展研究,鉴定杂种优势相关基因。结果表明,F₁代与德系西门塔尔牛(父本) Fst分析发现,在全基因组水平Top 1%的阈值内,检测到859个SNPs位点区域Fst值>0.19,注释到候选基因249个;与荷斯坦牛(母本)的Fst分析,发现有860个SNPs位点区域Fst值>0.15,注释到261个候选基因。基因Pathway富集分析发现,F₁代与父本间受到选择的基因主要富集在轴突引导通路(P<0.01);与母本间受到选择的基因主要富集在灶性粘连和催乳素信号通路(P<0.05),这些通路上的基因可能对杂交后代杂种优势的产生具有较大的影响。对F₁代与父本、母本共同受到选择的SNPs位点进行定位与注...     

2019—2021年华东地区6株禽源H3亚型流感病毒的遗传进化分析

H3亚型流感病毒在自然界广泛存在,可感染人、猪、马、犬、禽等众多宿主并能发生跨种间传播,危害不容忽视。本研究于2019—2021年在华东地区活禽市场采集表观健康的家禽喉头与泄殖腔棉拭,通过血清学试验鉴定、筛选出6株代表性水禽源H3亚型流感病毒,并经RT-PCR试验确定5株为H3N2亚型、1株为H3N1亚型。进一步对6株分离株进行全基因组测序、同源性比对和遗传进化分析,结果显示：HA蛋白裂解位点处均为PEKQTR/GLF,不存在连续碱性氨基酸,符合低致病性禽流感病毒的分子特征;受体结合位点处均为禽源特征性的226Q和228S,提示其跨种传播至哺乳动物的潜能较低;内部基因片段来源多样化,与H3N8、H4N6、H5N8、H6N1、H7N7、H0N3等众多亚型禽流感病毒的亲缘关系密切;除JS1018/19和JS1094/19的NS基因属于北美谱系以外,其余均属于欧亚谱系的禽源分支,与犬、马、猪、人等哺乳动物源毒株的亲缘关系较远,提示虽然可能存在不同进化谱系间的基因重组但并未发生从禽到哺乳动物宿主的基因交换。该研究结果丰富了H3亚型禽流感病毒的流行病学数据,为进一步了解我国低致病性禽流感病毒的分...     

微生物基因组研究进展

微生物基因组研究计划(MGP)正在全球被快速地推行,作者综述了微生物基因组研究的策略,并对微生物基因组研究进展及前景展望作了概述。     

猕猴桃溃疡病菌biovar 3群体MLVA分型技术的建立与应用

 丁香假单胞菌猕猴桃致病变种生物型3(Pseudomonas syringae pv. actinidiae biovar 3,Psa3)是猕猴桃溃疡病菌的世界流行群体,但仅在中国存在复杂的遗传多样性。开发适于Psa3群体分型的MLVA(multilocus variable-number tandem-repeat analysis)技术是探索中国Psa3起源与流行学特性的基础。本研究对7个Psa3菌株进行了全基因组测序,结合已公布的86个全基因组数据,进行比较分析发现,中国Psa3至少存在7个亚群;在各亚群间存在多态性的24个串联重复序列中,其中10个可以通过琼脂糖凝胶电泳区分开且变异指数合适,据此建立了适于Psa3的MLVA技术。采用该技术对分别来自贵州和陕西的62和9个Psa3菌株进行群体分型,分型结果与全基因组分析高度一致,证明该MLVA体系分型准确。MLVA分型结果表明:贵州主产区修文县Psa3有3个MLVA群体,其中亚群4的组内分化明显,代表最早发生的群体;而亚群 1和3的结构单一,且多在新果园发现,是新传入群体。总之,本研究建立了一套可用于Psa3群体分型的MLVA技术,将有助于解析中国各猕猴桃产区Psa3群体结构,以及探索中国Psa3的起源、传播和流行学特征。     

千金子叶绿体基因组的结构及特征分析

千金子是稻田一年生禾本科恶性杂草,已成为威胁水稻生产的优势种群。采用Illumina HiSeq测序及生物信息分析方法对千金子叶绿体全基因组序列进行测定、组装、注释和解析。结果表明,千金子叶绿体基因组全长为135 656 bp, GC含量为38.26%,呈现典型的禾本科植物叶绿体基因组的4段闭合环状结构;其中,大单拷贝区80 843 bp,小单拷贝区12 768 bp,反向重复区42 045 bp;通过功能富集,共获得注释基因131个,包括84个蛋白编码基因、39个tRNA基因和8个rRNA基因;另外,还检测到49条简单重复序列(SSR)和46条长度大于20 bp的重复序列。利用IQTREE软件,基于叶绿体基因组以粳稻为外群构建了25种禾本科杂草的系统进化树,显示出千金子与真穗草属、虎尾草属和狗牙根属杂草具有相对较近的亲缘关系,而3种稗属杂草则与水稻的亲缘关系更近。本研究结果可为千金子的精准识别和分子进化解析提供理论借鉴。     

一株可裂解耐黏菌素大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及全基因组分析

为研究耐黏菌素大肠杆菌的噬菌体治疗方法,本研究以耐黏菌素大肠杆菌为宿主菌,采用双层琼脂平板法从山东烟台某养鸡场污水样中分离纯化得到裂解性噬菌体SDYTW1-F1-2-2。通过透射电镜观察,最佳感染复数,一步生长曲线,温度稳定性,酸碱度稳定性等生物学特性测定,并对其进行全基因组测序分析。结果表明：1）噬菌体SDYTW1-F1-2-2噬菌斑呈现透亮,外周无晕圈,形态学观察显示其具有可伸缩性尾鞘。2）生物学特性分析表明,噬菌体最佳感染复数为0.1,潜伏期为50 min,爆发期为40 min,爆发量为（331±9）PFU/cell。在温度4～40℃,pH为4～12的环境下,噬菌体活性较为稳定。3）通过噬菌体全基因组测序及核酸类型鉴定显示,该噬菌体基因组全长为74 752 bp,双链DNA,GC含量42.1%。在噬菌体基因组中共鉴定出121个编码蛋白（CDS）,包括结构组成、DNA代谢与复制和包装以及细菌裂解相关的功能基因,发现一个tRNA基因,且未检测到如stx-1等致病性基因和mcr-1等耐药基因相关的基因。综上,噬菌体SDYTW1-F1-2-2裂解谱较宽,具有良好的酸碱性、热稳定性以及安全...