Complete Mitochondrial DNA D-Loop Sequence and Genetic Diversity of Wuzhishan Pig

In order to research the genetic diversity and phylogenies of Wuzhishan pig, 56 complete mtDNA D-Loop were analyzed.55 sequences were amplified by polymerase chain reaction (PCR) and 1 sequence was downloaded from GenBank.The results showed that repetitive sequence "TTATAAAACAC" appeared in the conservative regions of 21 mtDNA D-Loop sequences.13 haplotypes and 14 variable sites were observed in 56 sequences.Haplotype diversity and nucleotide diversity (Hd =0.838 and Pi=0.00334) indicated that Wuzhishan pig had high genetic diversity.Two branches in the phylogenetic tree and Network analysis diagram indicated that there were two maternal origins in Wuzhishan pig.The phylogenetic tree of Wuzhishan pig and other 23 species showed that Wuzhishan pig had close genetic relationship with the pig breeds in the south region of the Yangtze river.     

紫色甘薯资源的形态学和ISSR荧光标记分析

【目的】分析紫色甘薯品种的遗传多样性,其遗传差异,为紫色甘薯遗传育种亲本选择提供理论依据。【方法】以引进的10份紫色甘薯为材料,利用形态学性状和ISSR 荧光标记毛细管电泳技术分析品种遗传多样性。【结果】基于20项形态学性状的聚类图,在欧式距离为9.97处,可分为两大类群,第一大类为宁紫1号、山东紫薯、渝紫2号、徐紫8号、越南紫薯 ;第二大类为鄂12、宁紫4号、渝紫3号、渝紫11、南紫018 。紫色甘薯种质资源的观测等位基因为(Na)为2个,平均有效等位基因数(Ne)为1.919 0,期望杂合度(He)为0.237 5,香农指数(I)为0.433 3,在遗传距离为0.96时,10份供试紫色甘薯材料可分为两大类。【结论】部分供试材料的ISSR标记聚类结果与形态学标记在遗传背景和类群划分上具有一致性,但是两种鉴定分类方法的聚类分析结果也存在一定差异。紫色甘薯种质材料遗传多样性丰富,将形态学及ISSR标记结合能有效提高品种间特异性的鉴定,更能客观、准确的确定种质资源的亲缘关系。     

类胡萝卜素代谢途径基因变异导致园艺植物色泽差异的研究进展

类胡萝卜素是园艺植物中广泛存在的次生代谢物和色素物质,在植物生长发育和观赏价值中发挥重要作用。同时它也是高价值的天然活性物质,对人体健康有益。因此,类胡萝卜素的代谢调控一直是园艺植物的研究热点。类胡萝卜素组分和含量的差异是造成园艺植物色泽和营养成分多样性的重要原因之一,解析优质性状形成的分子机制是进行定向改良的前提和基础。目前,植物类胡萝卜素代谢途径已明确,大量研究表明代谢通路上基因的启动子和编码区变异是造成类胡萝卜素代谢多样性的关键因素之一。本文对园艺植物类胡萝卜素变异遗传机制的研究策略、启动子和编码区的变异类型及变异对类胡萝卜素代谢的影响进行综述,为园艺植物类胡萝卜素的定向改良提供理论依据。     

利用高密度 Bin 图谱定位水稻叶绿素含量 QTL

【目的】探索水稻叶绿素含量及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效、高光效的水稻品种培育提供新的标记区段。【方法】以珍汕 97× 明恢 63 重组自交系 RIL（F11）113 个家系为 QTL 分析的试验材料,在大田栽培条件下,以施氮量为主区、家系为裂区,设计低氮处理（不施氮肥）和正常氮处理（纯氮130、135 kg/hm2）,分别于水稻移栽后 30 d 测定 1.5 叶的 SPAD 值,于抽穗期测定剑叶的 SPAD 值。利用包含1 619 个 Bin 标记的高密度遗传图谱,使用 IciMapping V3.4 软件和完备区间作图法,定位控制水稻叶片叶绿素含量的 QTL。【结果】在两年、两个氮处理和两个发育时期共检测到 15 个调控叶片叶绿素含量的 QTL,分别分布在第 1、2、3、6、7、10、11 号染色体上。单一 QTL 贡献率为 1.21%~40.74%。通过物理位置比较,发现其中 6个 QTL 已经被克隆或与前人定位到的叶绿素含量相关位点在同一区间。其中,在第 6 染色体的 8.45~9.12 Mb 处定位到 1 个调控抽穗期剑叶叶绿素的位点,命名为 qHDCHL6-1,该位点在两年和两个氮处理下均被检测到,贡献率为 1.55%~28.01%。结合功能注释,共筛选到 4 个与叶绿素代谢密切相关的基因,分别为 LOC_Os06g15370（OsNPF3.1）、LOC_Os06g15420（OsAS2）、LOC_Os06g15620（GAST）和 LOC_Os06g15590,其中前 3 个基因已被鉴定克隆。【结论】共检测到 15 个控制水稻移栽后 30 d 和抽穗期叶片叶绿素含量的 QTL,鉴定了 1 个稳定表达的 QTL 位点 qHDCHL6-1,在该区间筛选到 4 个候选基因。     

织锦巴非蛤形态性状对体质量的影响

猪在农业和医学领域均具有重要应用价值,利用基因修饰技术能够快速提高猪的经济性状和培育 人类疾病动物模型。CRISPR/Cas9 基因编辑技术具有操作简单、高效和低成本的优势,在猪基因修饰领域具有重 要应用。但 CRISPR/Cas9 易引发基因组结构不稳、大范围染色体重排和基因脱靶等问题,因而具有潜在的生物 安全风险。近年基于 CRISPR/Cas9 开发的碱基编辑技术可以实现单个碱基定向转换,不会导致 DNA 双链断裂, 理论上不会引发插入 / 缺失（Indels）,对基因编辑更精准、更安全。随着碱基编辑工具的不断开发和改良,其 不仅能产生 C → T（A → G）突变,还能产生 C、A 两种碱基的同时突变以及 C → G 突变,增加了应用范围;改 良的碱基编辑工具在保持编辑效率的同时能够降低甚至消除旁侧突变、非 C → T（A → G）突变以及 Indels,使 得碱基编辑技术在猪遗传修饰上具有更加重要的潜在应用价值。综述了不同的碱基编辑系统原理、碱基编辑技 术在基因修饰猪模型构建和猪遗传改良中的应用,以及碱基编辑系统在猪成纤维细胞中的编辑效率和脱靶情况, 以期为开展猪碱基编辑应用实践提供参考。     

甜玉米果皮厚度遗传分析及 QTL 定位

【目的】对甜玉米果皮厚度性状进行主基因 + 多基因遗传分析及 QTL 定位,研究甜玉米果皮厚度 的遗传机理,选育优质甜玉米品种。【方法】选用果皮厚度差异显著的甜玉米自交系 T15 与 T77 配制杂交组合 T77×T15。以该组合的 F2 群体作为试验材料,采用主基因 + 多基因混合遗传方法进行遗传模型分析;结合 F2 群 体各单株的果皮厚度及 SSR 遗传连锁图谱,利用复合区间作图法对甜玉米果皮厚度进行 QTL 定位。【结果】甜 玉米果皮厚度的最适模型为 A-1,即受 1 对主基因控制的加性和部分显性的遗传模型,主基因遗传率 69.10%。 在第 5、8 染色体上分别检测出 3 个与果皮厚度相关的 QTL,其中第 5 染色体 bin5.04 区域检测到 2 个 QTL, 分别位于标记区间 bnlg150~bnlg653 和 bnlg653~bnlg1208,加性效应值分别为 -2.39 和 -3.01;位于第 8 染色体 的 QTL 在 bin8.03~bin8.04 区域,标记区间为 umc1741~bnlg2046,加性效应值为 -3.06,表型贡献率为 22.02%。 【结论】甜玉米果皮厚度以主基因效应为主,在育种实践中可在早期世代进行遗传改良选择。试验检测到的 QTL 可用于分子标记辅助选择和品质育种。     

草莓种子实生苗的病毒分子检测

草莓易感染病毒,从而导致产量减少和品质下降。目前生产上主要采用茎尖组织培养脱毒的方法,并不能保证完全脱除病毒,还需要进行无病毒检测鉴定。因此,需进一步探索简便、高效、免检的脱毒体系。利用RT-PCR技术,以草莓肌动蛋白基因序列为内标,结合4种草莓病毒特异性扩增,验证了草莓种子实生苗不携带病毒。旨在助推种子繁殖型草莓品种的应用。     

谷子抽穗时间基因SiTOC1的表达与单倍型变异分析

【目的】谷子抽穗时间的适应性表现是广适性新品种选育的基础,分析抽穗时间关键基因的遗传变异和单倍型效应,为品种适应性改良提供基础信息。【方法】通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）,定位谷子抽穗时间关键基因SiTOC1,利用多组学数据库（multi-omics database for Setaria italica,MDSi）提供的SiTOC1数字表达量,分析SiTOC1的组织时空表达特性,并利用原生质体对SiTOC1蛋白进行亚细胞定位。采用qRT-PCR在短日（10 h光照/14 h黑暗）条件下进行SiTOC1 24 h节律表达模式分析。利用有代表性的99份谷子品种,分析SiTOC1编码区和启动子区的遗传多态性、单倍型以及转录水平,并对单倍型与抽穗时间的关系进行鉴定。【结果】在第1染色体物理位置31 456 761 bp处鉴定到了一个显著的关联信号,与抽穗时间紧密相关,该位点附近存在一个拟南芥抽穗期TOC1的同源基因SiTOC1。SiTOC1在光周期响应组织（根、茎、叶等）中高表达,亚细胞定位于细胞核,在傍晚表达量上调,呈现出24 h节律性表达模式。SiTOC1在不同谷子品种中存在丰富的多态性,但REC和CCT结构域高度保守。SiTOC1编码区2种主要单倍型H-2和H-6分别与启动子单倍型Hp-591C和Hp-591A共分离,其中,启动子单倍型Hp-591C较Hp-591A的相对表达量显著上调了约2.5倍（P=0.014）,并且该单倍型在三亚市、长治市和乌鲁木齐市3个环境下的抽穗时间分别平均延迟9、11和12 d。【结论】SiTOC1启动子区第591 bp处的SNP是引起抽穗时间差异的主效位点,单倍型Hp-591A较Hp-591C早熟,可作为主效单倍型用于分子育种选择。     

Heterosis and heterotic patterns of maize germplasm revealed by a multiple-hybrid population under well-watered and drought-stressed conditions

Understanding the heterosis in multiple environments between different heterotic groups is of fundamental importance in successful maize breeding. A total of 737 hybrids derived from 41 maize inbreds were evaluated over two years, with the aim of assessing the genetic diversity and their performance between heterotic groups under drought-stressed (DS) and well-watered (WW) treatments. A total of 38 737 SNPs were employed to assess the genetic diversity. The genetic distance (GD) between the parents ranged from 0.05 to 0.74, and the 41 inbreds were classified into five heterotic groups. According to the hybrid performance (high yield and early maturity between heterotic groups), the heterosis and heterotic patterns of Iowa Stiff Stalk Synthetic (BSSS)×Non-Stiff Stalk (NSS), NSS×Sipingtou (SPT) and BSSS×SPT were identified to be useful options in China's maize breeding. The relative importance of general and specific combining abilities (GCA and SCA) suggests the importance of the additive genetic effects for grain yield traits under the WW treatment, but the non-additive effects under the DS treatment. At least one of the parental lines with drought tolerance and a high GCA effect would be required to achieve the ideal hybrid performance under drought conditions. GD showed a positive correlation with yield and yield heterosis in within-group hybrids over a certain range of GD. The present investigation suggests that the heterosis is due to the combined accumulation of superior genes/alleles in parents and the optimal genetic distance between parents, and that yield heterosis under DS treatment was mainly determined by the non-additive effects.     

淮北灰驴mtDNA D-loop区遗传多样性及起源分析

为分析淮北灰驴遗传多样性与母系起源,从大群中随机选择10匹淮北灰驴,对其mtDNA D-loop区部分序列进行测序,与GenBank已公布的一些驴品种的mtDNA D-loop区序列进行比对分析,并探讨淮北灰驴的遗传多样性与母系起源。结果显示,在获得的407 bp D-loop碱基序列中,共检测出28处变异位点,8处碱基对的转换以及1处颠换,其核苷酸多样性（Pi）为0.021 95,单倍型多样性（Hd）为0.778,平均核苷酸差异（K）为8.911,显示淮北灰驴较为丰富的遗传多样性。从D-loop区核苷酸序列的5种单倍型分析,发现淮北灰驴可能有2个母系起源,遗传距离表明,淮北灰驴与克罗地亚家驴之间的遗传距离较近。研究结果从分子水平上为淮北灰驴的遗传资源保护和开发利用提供了参考。