甜瓜CmCIPK家族全基因组鉴定和逆境条件下的表达分析

为探究甜瓜CIPK(CBL-interacting protein kinase)基因家族成员的生物学功能,以拟南芥中26个CIPKs的氨基酸序列为参照,用BLASTP方法鉴定了18个甜瓜CIPK家族成员,并对其理化性质、染色体分布、系统进化、基因结构、蛋白保守基序、顺式元件,以及基因的表达模式进行了分析。结果显示,CIPK基因家族成员的基因长度为1 499~8 499 bp,它们不均匀地分布在甜瓜的9条染色体上;根据进化关系可将其分为5个亚家族,分别包含了26、10、25、26和8个成员,并且其中有4个CmCIPK基因对发生了片段复制。基因结构分析表明,10个基因为内含子缺失型,8个基因为内含子富集型。蛋白保守基序分析发现,CmCIPK家族保守性较好,所有成员均含有CIPK家族的典型特征:N端激酶域中的激活环和C端调节域中的NAF/FISL结构域。在基因上游的2 000 bp序列中存在多个与植物激素和逆境相关的顺式元件,显示可能有多种转录调控。转录组分析发现,CmCIPKs的组织表达量整体表现为叶>根>雄花>雌花>果。选择CmCIPK1-like和CmCIPK12-like基因验证其组织表达模式,显示分别在叶和雄花中的表达量最高。对其进行不同逆境处理,结果表明,这2个CmCIPK基因受NaCl和脱落酸(ABA)诱导表达;在干旱处理中,这2个基因经历短时间的上调或下调后恢复至最初表达水平。以上结果说明,CmCIPK1-like和CmCIPK12-like基因可能在ABA和非生物胁迫中发挥着重要作用,可为以后CmCIPK的功能研究提供参考。     

Genome-wide Association Analysis of Rice Heading Date and Yield-related Traits Based on MAGIC Population

【Objective】The objective of the study is to identify new genes related to heading date and yield related traits in rice, and to screen the elite rice lines carrying favorable alleles, therefore providing new genes and excellent germplasm for molecular marker-assisted (MAS) breeding.【Method】The multi-parent generation inter-crosses (MAGIC) population MAGIC-Hei was planted in 2017 and 2018 in Changsha, Hunan Province. Genome-wide association analysis was performed to detect the quantitative trait loci associated with heading date, number of tillers per plant, grain number per panicle, seed setting rate, 1000-grain weight and grain yield per plant based on genotyping by sequencing (GBS).【Results】Totally, 26 QTLs that control heading date and yield related traits were identified on all the chromosomes except chromosome 10 in the two years. Of these, 11 are new and qNTP9, associated with the number of effective panicles, was detected in the two years. qNTP9 was less affected by environment and could be used for further fine mapping and gene cloning. Based on the phenotypic and the SNP genotypes five elite lines carrying favorable alleles were selected, which could be used for future high-yielding rice breeding. 【Conclusion】The loci associated with heading date and yield related traits could be used for rice breeding.     

森林草莓全基因组WRKY转录因子基因的鉴定与分析

WRKY转录因子是一类重要的调控分子,在高等植物中以基因家族的形式存在。本研究以森林草莓基因组数据为材料,利用生物信息学手段对WRKY转录因子进行全基因组鉴定与分析。结果表明,森林草莓至少有56个WRKY转录因子,蛋白序列长度为58～1982个氨基酸;基因组DNA全长1092～14227bp,具1～20个内含子。染色体定位结果表明,7条染色体上均有WRKY转录因子基因的分布,6号染色体上最多(17),1号染色体分布最少(1)。森林草莓WRKY转录因子可分为3大类,Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类的数量分别为10、34和12,它们处于进化树的不同分支。除保守的WRKYGQK和常见变异序列WRKYGKK外,新发现WKKYGQK、WRKSYFR等WRKY结构域类型。     

鸡全基因组选择信号筛选研究进展

人工选择对家鸡驯化及品种形成具有重要作用,基因组上留有选择痕迹。随着基因组技术和选择信号检测方法完善,在基因组上检测选择信号成为进化生物学领域研究热点。文章主要描述选择信号定义,总结检测选择信号的重要统计方法,分析鸡基因组选择信号检测结果,以期为鸡全基因组领域研究提供参考。     

蒺藜苜蓿耐酸铝性状的全基因组关联分析

铝毒害是酸性土壤耕种的主要限制因素,每年造成大量作物减产。蒺藜苜蓿是紫花苜蓿的一年生近缘种,广泛分布于世界各地,是紫花苜蓿遗传改良的重要基因资源。本研究利用蒺藜苜蓿群体的耐酸铝性状差异,进行全基因组关联分析,筛选蒺藜苜蓿耐酸铝性状相关的遗传位点,共得到58个与蒺藜苜蓿耐酸铝性状相关的SNP标记。对其周围基因进行功能注释分析,发现这些SNP位点主要参与苜蓿的细胞壁、脂质代谢、环境胁迫响应过程、氧化还原反应过程以及小分子转运等过程。最后,通过基因组选择方法将发掘SNP标记应用到蒺藜苜蓿耐酸铝性状的预测,预测准确性达到0.80,这说明本研究发掘的SNP标记可以用于蒺藜苜蓿及其近缘物种紫花苜蓿耐酸铝性状的遗传改良。     

母猪初情期全基因组关联分析和位置候选基因研究

通信作者陈从英,Tel/Fax：0791-83813080;E-mail：chcy75@  hotmail.com【目的】分离影响母猪初情期的主效基因或分子标记。【方法】以白色杜洛克×二花脸资源群体F2代母猪为研究材料,利用Illumina猪60K SNP芯片分别对F0和F1及316头有初情期表型记录的F2代母猪进行基因型判定,通过单标记全基因组关联分析（GWAS）和连锁-连锁不平衡（LDLA）分析检测与母猪初情期显著关联的SNP位点或单倍型。采用标准关联分析、标记辅助关联分析和F值下降检验分析lin-28同源B基因（LIN28B）和跨膜蛋白38B基因（TMEM38B）3个SNP位点与母猪初情期的关联性。【结果】①与母猪初情期关联性最强的SNP为ASGA0032316,位于7号染色体（SSC7）33.07 Mb处RAB23基因内含子中,同时在1、6、12、15和17号染色体也检测到与母猪初情期显著关联的SNP;②达基因组显著水平的单倍型均位于SSC7,其中关联性最强的单倍型位于SSC7的38.39 -38.47 Mb处F1RVR7和ZFAND3基因之间的基因间隔区;③LIN28B和TMEM38B基因的3个SNP与母猪初情期均未达到显著相关（P＞0.05)。【结论】在白色杜洛克×二花脸资源群体中,与母猪初情期关联性最强的SNP位点和单倍型均定位于7号染色体, 1、6、12、15和17号染色体也定位到与母猪初情期显著关联的SNP,LIN28B和TMEM38B基因不是1号染色体QTL区间内的因果基因或需要搜寻更多的SNP进行分析验证。     

茶树CsTIFY家族全基因组鉴定及非生物胁迫和激素处理中主要基因表达分析

TIFY转录因子是陆地植物特有的转录因子,按照结构域特征共分为4个亚家族TIFY、PPD、JAZ、ZML,调控植物的生长发育过程.以茶树TIFY转录因子为研究对象,从茶树基因组数据库中共鉴定了22个CsTIFY转录因子家族成员,都包含了TIFY结构域.基因结构分析发现,大部分CsTIFY家族成员外显子数在5到12之间,...     

京海黄鸡腹脂重性状的全基因组关联分析

试验旨在揭示京海黄鸡腹脂重性状的遗传基础,寻找可用于京海黄鸡腹脂重性状改良的分子标记。本研究以京海黄鸡核心群母鸡为研究对象,测定屠宰时的腹脂重,利用简化基因组测序技术进行全基因组关联研究(GWAS),检测与腹脂重相关的SNPs位点。结果显示,共检测到5个在全基因组水平上与腹脂重存在潜在显著关联的SNP位点(P<1.1×10^-5),并且4个处于染色体水平显著,分别为rs18144674、rs18144680、rs12246236、rs12257795。其中rs18144674、rs18144680、rs19745739位于2号染色体上一个1.6Mb区域内,rs12246236、rs12257795位于14号染色体上1个12kb区域内。筛选这2个区域0.1Mb范围内的基因,共找到11个可能的候选基因,分别为VIM、TRDMT1、AXIN1、PDIA2、ARHGDIG、gga-mir-1763、gga-mir-1564、CLCN7、ECL1、DNASE1和SDOS基因。使用GO数据库对该基因的细胞组分、分子功能和参与的生物进程进行分析,由结果推断出这些基因可能为影响京海黄鸡腹脂重性状的候选基因。     

可乐猪乳头数性状全基因组关联分析

乳头数性状是猪最重要的繁殖性状之一,与养猪业的经济效益密切相关。本试验以Illunima Porcine SNP 60K芯片对22头可乐猪进行基因分型,通过Plink 1.07软件,基于混合线性模型对左乳头数、右乳头数和总乳头数性状进行全基因组关联分析。经过严格的质量控制和多重检验之后,共鉴定出全基因组水平潜在关联的SNPs位点4个（P<2.06E-5）;染色体水平显著关联位点3个,潜在关联位点18个;在关联SNP位点可能连锁的上、下游1 cM区间内检索到304个基因,其中Wnt及Fgf信号通路中的候选基因BTRC、FGF5、FGF8和BMP3、RASGEF1B、HMGB3可能影响猪的乳头数性状或繁殖性状。通过全基因组关联分析策略发掘出的关联SNP位点及潜在候选基因,将为可乐猪的选育保种奠定基础。     

芝麻AQP家族的全基因组序列鉴定及其特征分析

【目的】从芝麻全基因组中分离鉴定水通道蛋白AQP（aquaporin）家族基因,并进行系统进化关系、连锁群定位、基因结构、跨膜结构域和亚细胞定位预测、保守性氨基酸残基以及青枯雷尔氏菌诱导表达分析,为芝麻AQP的功能研究与利用奠定基础。【方法】通过生物信息学手段,结合芝麻基因组注释信息,鉴定芝麻AQP家族成员序列信息,并用InterPro逐一进行验证。利用ClustalW2对芝麻、拟南芥和水稻的AQP以及马铃薯的XIPs进行多序列比对,用MEGA6.0构建进化树。通过MapInspect和Gene Structure Display Server 2.0进行连锁群定位和基因结构分析。采用ProtParam、WoLF PSORT和TMHMM Server v.2.0在线工具预测芝麻水通道蛋白的分子质量和等电点、亚细胞定位及跨膜结构域。通过芝麻、拟南芥和水稻AQP及马铃薯XIPs的蛋白多序列比对结果推测NPA基序、ar/R滤器及P1-P5的氨基酸残基。利用前期研究获得的转录组测序结果进行青枯雷尔氏菌诱导表达分析,并通过qRT-PCR技术对差异表达较为明显的12个芝麻AQP进行验证。【结果】系统分析鉴定了36个芝麻AQP家族基因,根据多序列比对及系统进化分析将其分为5个亚家族：13个质膜内在蛋白（PIP）、12个液胞膜内在蛋白（TIP）、8个类NOD26膜内在蛋白（NIP）、2个膜内在小分子碱性蛋白（SIP）和1个未知内在蛋白（XIP）,其中有34个基因定位在12个连锁群上。同一亚家族成员在基因结构、蛋白序列、亚细胞定位预测及保守性氨基酸残基等方面都较为相似。青枯雷尔氏菌诱导表达分析显示,NIPs、SIPs和XIPs表达无明显变化,部分PIPs和TIPs能够响应青枯菌诱导。SiPIP1;2、SiPIP1;3、SiPIP2;3和SiPIP2;4受青枯菌诱导后表达上调,SiPIP1;3和SiPIP2;3为持续上调,而SiPIP1;2和SiPIP2;4的表达先下调后上调;与之相反,表达下调较为显著的有SiPIP1;4、SiPIP2;1、SiPIP2;6、SiTIP1;1、SiTIP1;3、SiTIP2;1及SiTIP2;2。上述差异表达基因的qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】通过全基因组分析,在芝麻中鉴定出36个AQP家族基因,分为5个亚家族,分布于12个连锁群上,大部分基因具有1-4个内含子（除SiNIP1;2有7个内含子外）。根据ar/R滤器和P1-P5氨基酸残基组成类型,预测不同亚家族AQP可能识别的底物。青枯菌诱导表达分析表明,部分PIPs和TIPs成员的表达发生了显著变化。