主成分分析法在枝花木奶果优树选择中的应用

采用5株优势木对比法,并利用主成分分析法对海南岛不同地区的野生枝花木奶果进行优树选择。变异系数分析结果表明:28个初选优树个体间的13项选优性状既存在显著差异性,又存在稳定性。总体来看,树木的健康状况和产量在不同个体间的表型变异大,而果实形态及其果肉物质含量则表型变异小,树形态的表型变异居中,具备了进行选优的丰富差异性,同时又存在稳定的特征。根据各性状的负荷值,第一主成分与总糖(0.892)、胸径树高比(0.631)存在较强的正相关,与总酸(-0.795)存在较强的负相关,且贡献率达到22.083%,明显高于第二主成分,因此选择胸径株高比、总糖以及总酸作为枝花木奶果表型因子选择的主要指标,即选优的标准。计算基于13个性状指标的候选优树的综合得分,得到28株初选优树的综合得分排序,选出优良单株共5株,依次分别为M5,M3,M1-3,M1,M5-1。     

‘豫杂一号’泡桐叶绿体基因组序列及特征分析

泡桐是中国重要的速生树种,对我国经济发展有着重要作用。以‘豫杂一号’泡桐为材料,IlluminaHiseq2000测序,对其全基因组序列基本结构特征、密码子偏好性和重复序列进行统计分析。结果表明,‘豫杂一号’泡桐为典型的四分体结构,全长序列为154615bp,编码114个基因,含4个rRNA,30个tRNA和80个蛋白质编码基因。该叶绿体全基因组测序的成功促进了叶绿体分子生物学的研究,也为泡桐以及其他物种的遗传育种和创制种质资源奠定了一定的理论基础。     

济南市山体修复中的植物应用与技术——以济南市卧虎山山体公园为例

结合当前国家对于改善城市水生态环境的指导策略和因地制宜的生态修复策略,从单一的纯林修复到复合型山体生态修复,城市山体修复不仅应满足生态适宜性,同时还应注重城市景观的多样性。根据山体的现状做出综合的立地条件分析,对乡土植物和适生植物全面了解,选择出适用于本城市山体修复的植物种类,同时结合最新的理念和工程技术,达到好看、好建、好管、安全的城市山体修复的目标,最终探寻出对于城市山体修复的普适性办法。     

辣椒BES1基因家族鉴定及表达分析

BES1基因是油菜素内酯信号途径中的关键转录因子。为了解辣椒中BES1基因家族功能,以已测序辣椒CM334为试验材料,根据已公布辣椒基因组数据,本研究利用生物信息学方法对辣椒BES1基因家族进行鉴定,并对基因结构、结构域、系统进化关系、基因表达模式和生物非生物胁迫表达情况进行分析。结果表明,辣椒中有9个候选BES1基因,根据BES1基因结构可将其分为ClassⅠ和ClassⅡ 2大类,Class Ⅰ 和 Class Ⅱ 在结构上差异较大。辣椒BES1编码蛋白介于181~713个氨基酸范围内,分子量为20.22~78.23 kDa,等电点介于5.48~9.23。转录组数据分析发现,辣椒BES1基因在辣椒中表达具有差异性。在脱落酸、低温、高温、茉莉酸甲酯和疫病胁迫下CA04g20150和CA12g17430均被诱导上调,表明其在生物和非生物胁迫中发挥作用。本研究结果为进一步探究BES1基因家族调控植物抗逆的分子机制奠定了基础。     

Genetic diversity of the African hexaploid species Solanum scabrum Mill. and Solanum nigrum L. (Solanaceae)

Two hexaploid species of Solanum sect. Solanum are present in Africa: Solanum scabrum and S. nigrum. Solanum scabrum is a widely cultivated species and is used as a leafy vegetable, as a source of medicine and as a source of ink dye. In previous studies a wide range of morphological diversity has been reported in this species and in some studies subspecies have been proposed. Subspecies are also recognized in S. nigrum. However, it has not been established whether or not the morphological differences are reflected at the genomic level. The present study applies AFLPs to study the genetic diversity in S. scabrum and its relationship to geographical provenance, morphological differences and the possible existence of subspecies within S. scabrum and S. nigrum. The data obtained were analyzed with cluster analysis (using UPGMA and NJ). The results indicate that the genetic variation within S. scabrum was higher within accessions than between accessions. Accessions did not cluster according to their geographical provenance, indicating that accessions from different geographical areas were not significantly different genetically. The clustering reflected neither morphological differences nor domestication status (cultivated or wild). The morphological differences exhibited by S. scabrum could be due to selection by farmers for different plant types. The AFLP derived clustering pattern did not segregate the subspecies recognized in S. scabrum and S. nigrum into separate subclusters.     

优良植物根际促生菌的筛选及其生物学特性

为获得能应用于环保微生物肥料中性状优良的植物根际促生菌,根据菌株的固氮、溶磷和解钾能力,经过初筛和复筛从不同土壤样本中分离得到1株芽孢杆菌(Bacillus velezensis)(LPL-410.7)。全基因组分析结果显示,该菌株基因组的大小为3 907 842 bp, GC含量为46.66%,可编码3 743个基因/蛋白;生物信息学注释结果显示,LPL-410.7中与促进植物生长相关的功能基因59个,参与次级代谢产物的合成、辅酶运输和代谢、氨基酸运输与代谢等通路途径。进一步的菌株特性试验结果显示,LPL-410.7能够分泌蛋白酶及纤维素酶,并能产生相对表达量为51.78%的铁载体;采用酶联免疫吸附法检测到该菌株亦能产生植物激素吲哚乙酸、赤霉素和细胞分裂素;LPL-410.7在pH 3～10和盐质量浓度为0～15 g/L时均能存活;菌株自凝集性达到88.77%,且具有较强的自由基清除能力。全基因组分析结果与菌株解有机磷、产生促生抗病相关物质(铁载体、吲哚乙酸、纤维素酶和蛋白酶)的实际功能相符合。综合评定,贝莱斯芽孢杆菌LPL-410.7是一株优良的植物根际促生菌,具有很好的开发利用价...     

Genome-wide detection of selective signatures in a Jinhua pig population

The aim of this study was to detect evidence for signatures of recent selection in the Jinhua pig genome. These results can be useful to better understand the regions under selection in Jinhua pigs and might shed some lights on groups of genes that control production traits. In the present study, we performed extended haplotype homozygosity(EHH) tests to identify significant core regions in 202 Jinhua pigs. A total of 26 161 core regions spanning 636.42 Mb were identified, which occupied approximately 28% of the genome across all autosomes, and 1 158 significant(P0.01) core haplotypes were selected. Genes in these regions were related to several economically important traits, including meat quality, reproduction, immune responses and exterior traits. A panel of genes including ssc-mir-365-2, KDM8, RABEP2, GSG1L, RHEB, RPH3AL and a signal pathway of PI3K-Akt were detected with the most extreme P-values. The findings in our study could draw a comparatively genome-wide map of selection signature in the pig genome, and also help to detect functional candidate genes under positive selection for further genetic and breeding research in Jinhua and other pigs.     

8个格木天然林种源苗期生长差异与早期选择

为研究格木不同天然种源家系苗的生长差异,选出相对速生的优良种源,本研究对8个格木天然林种源、110个家系1年生的苗高和地径等生长量指标进行测量,结合各家系的种子表型性状进行方差分析、多重比较、相关性分析和聚类分析。结果表明:不同种源的格木苗期生长量差异显著,具备种源选择的基础;不同种源的苗期生长量差异主要来源于种源内,具备从优良种源内选择优良家系的基础;苗期生长量与种子大小、种子厚和千粒重等性状呈极显著正相关关系,大粒、饱满种子可作为优良种源和家系选择的初选参考指标。初步选出浦北、北流种源作为格木优良种源。本研究为格木速生种源及家系的早期选择提供依据。     

扁蓿豆叶绿体基因组密码子偏好性分析

为阐明扁蓿豆（Medicago ruthenica）叶绿体基因组密码子使用模式，以其50条蛋白编码序列（CDS）为对象，利用软件CodonW 1.4.2、Excel以及在线程序对其ENC，RSCU，GC含量、中性绘图、PR2-plot、最优密码子等进行分析得到以下结果：基因组平均GC含量为40.58%，其中GC1>GC2>GC3；ENC的取值介于35.77～56.62之间，表明密码子使用偏好性较弱；基因组中共有30个密码子RSCU>1，其中29个以A/U结尾；ENC-plot绘图分析结果中多数基因分布于标准曲线下方，22个基因ENC比值在—0.05～0.05之间，密码子偏好性主要受选择影响；PR2-plot分析表明碱基T的使用频率大于A，G大于C，说明密码子偏好性还受其他因素影响；该基因组中共有UUU，UUA，ACU等11个最优密码子并均以A/U结尾。以上研究结果可为扁蓿豆叶绿体基因组优良基因利用提供理论与基础。     

利用CRISPR/Cas9技术编辑BADH2-1/BADH2-2创制香米味道玉米新种质

【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T₁籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T₁代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg^-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。