番茄Mi-1基因的SNP分型

SNP分型是SNP分子标记辅助育种,以及分子遗传作图等研究的重要基础技术。试验利用在番茄Mi-1基因中开发出的一个A/T型SNP位点,应用等位基因聚合酶链式反应技术,成功的对438个F2群体进行了SNP分型。结果表明,这一F2群体中有72个纯合T/T基因型,175个杂合A/T基因型,70个纯合A/A基因型,以及121个不明原因缺失的F2单株,已得基因型经卡方测验符合1:2:1分离比例;同时,试验通过在下游引物3′末端第二、三位点引入错配碱基,以及优化PCR反应体系为Mg2+1.875 mmol.L-1,dNTP 100μmol.L-1,提高了反应的准确性,为番茄抗根结线虫辅助育种打下了基础。     

大白菜果胶甲酯酶基因BrPME1的克隆及特征分析

 【目的】克隆大白菜果胶甲酯酶基因,为进一步探讨果胶代谢在大白菜育性调控中的分子机制提供帮助。【方法】利用cDNA-AFLP技术分析大白菜核雄性不育两用系‘AB02’可育株(msms)和不育株(Msms)花蕾的基因表达谱,在可育株混合花蕾cDNA中扩增出1条特异条带TDF-24,通过RACE技术扩增该基因的cDNA全长序列,采用生物信息学软件分析所克隆基因的编码蛋白特性,利用荧光定量PCR技术分析基因时空表达模式。【结果】该基因编码大白菜果胶甲酯酶(EC 3.1.1.11),被命名为BrPME1(GenBank登录号：HM185497)。BrPME1全长cDNA序列为1 290 bp,编码1个包含363个氨基酸的前体蛋白。BrPME1蛋白N末端1—23位为信号肽,成熟蛋白含有保守的果胶甲酯酶酶活结构域,而不含酶活抑制位点。预测BrPME1蛋白含有10个磷酸化位点、1个酰胺化位点和6个N端豆蔻酰基化位点。BrPME1在两用系不育株花蕾中表达量很低,在可育株的大花蕾以及成熟花药中高水平表达。【结论】BrPME1是一个受大白菜细胞核雄性不育基因抑制的果胶甲酯酶基因家族成员。     

牦牛和黄牛三个微卫星基因座种间特异性等位基因分析

采用PCR产物直接测序和克隆测序相结合的方法分析了牦牛、普通牛和瘤牛在ILSTS013、ILSTS050和SPS115 3个微卫星基因座上存在的特异性等位基因座位的特异性.结果表明:牦牛、普通牛和瘤牛在这3个基因座上等位基因的DNA序列存在种间特异性差异,依据这些特点可以将牦牛与普通牛和瘤牛在基因型或DNA序列水平上进行区分,这将成为评价牛种间的基因交流水平和建立牛肉及其产品分子追溯系统的可靠分子标记.     

同功酶技术在鹅掌楸属树种分类中的应用研究

笔者运用同工酶电泳技术和形态学对鹅掌楸属树种的分类进行了探讨,结果表明：各种间不仅在形态上存在很大差异,而且同工酶酶谱也存在很大差异,鹅掌楸在Pgm的基因位点有1条特有的谱带（等位基因d）,杂种鹅掌楸2条谱带（等位基因a、d）都不存在;鹅掌楸在Shdh的基因位点有1条特有的谱带（等位基因a）,北美鹅掌楸和杂种鹅掌楸都不存在这条谱带。根据这个试验结果可以鉴定鹅掌楸、杂种鹅掌楸、北美鹅掌楸。     

大麦籽粒β-葡聚糖含量的全基因组关联分析

葡聚糖是大麦籽粒的一个重要品质性状,其含量高低影响大麦啤用、饲用和食用品质。虽然有关大麦β-葡聚糖合成的相关基因已有报道,但关于大麦籽粒β-葡聚糖积累的遗传调控机制仍不十分清楚。本研究以前期收集的全球119份大麦基因型为材料,种植在土壤与气候条件有一定差异的两试点,利用混合线性模型(MLM)和一般线性模型(GLM)对不同大麦材料籽粒β-葡聚糖含量进行GWAS分析。结果表明,大麦籽粒β-葡聚糖含量的基因型差异显著,其在2个环境下的广义遗传力为73.9%。利用MLM和GLM模型分别检测到8个和40个显著位点,合并2个模型重叠位点后共得到44个显著位点,其中HORVU5Hr1G022710基因在2个模型、2个地点均被鉴定到,故被认为是与β-葡聚糖含量显著相关的候选基因。2个模型中最佳等位基因数与β-葡聚糖含量均呈显著正相关。此外,基于基因注释,共鉴定到10个与糖合成、转运及分解相关的酶类基因,这些基因可能与籽粒中β-葡聚糖的合成、积累和分解紧密相关。本研究结果为阐明β-葡聚糖的遗传调控机制提供了新的视角,亦为大麦籽粒β-葡聚糖的遗传改良奠定了一定的理论基础。     

利用基于条件表型值的关联分析发掘粳稻生育期和单株有效穗数有利等位变异

 发掘控制粳稻生育期和单株有效穗数的有利等位变异和携带有利等位变异的载体材料,为培育适应性广和产量竞争优势强的杂交粳稻组合提供遗传信息和育种材料。以94个粳稻品种构成的自然群体为试验材料,调查2个环境下各品种的生育期、单株有效穗数和株高,采用QGAStation软件中线性模型的方法进行条件表型值的转换,并利用TASSEL软件中的GLM进行生育期和单株有效穗数的基于非条件和条件表型值的关联分析。2个环境下共检测到34个与生育期和单株有效穗数相关联的SSR标记位点,其中15个与生育期关联,19个与单株有效穗数关联。RM8095 120 bp、RM7102 176 bp、RM72 170 bp和RM72 178 bp是与生育期关联的4个有利等位变异,其载体品种分别是红芒沙粳、日本晴、红芒沙粳和南农粳62401。将这些载体品种中的有利等位变异导入改良材料中,可缩短生育期2.03~9.93 d。RM72 182 bp是与单株有效穗数关联的有利等位变异,其载体材料为小青种。将小青种中的RM72 182 bp条带导入改良材料中可以增加单株有效穗数3个左右。且利用上述载体材料中的有利等位变异改良目标性状时不会对另外2个性状产生影响。     

利用微卫星分析吉富罗非鱼群体的遗传多样性

[目的]为吉富罗非鱼种质资源的保护、评价以及育种提供理论依据.[方法]利用微卫星分子标记技术分析广东省化州光辉养殖场有限公司新选育的吉富罗非鱼第16代群体(F16)的遗传多样性.[结果]筛选出的8个微卫星位点在吉富罗非鱼群体中共检测到44个等位基因,各位点的等位基因数为3~8个,平均5.5个,而平均有效等位基因数为4.77个.等位基因片段长度为118~256 bp,平均观测杂合度(H0)为0.8058,平均期望杂合度(He)为0.7292,群体内个体间在不同位点的平均基因多样性为0.7044,群体内平均固定系数(FIS)为-0.2261,平均多态信息含量(PIC)为0.7044.所检测的8个位点均为高度多态位点(PIC>0.5000).[结论]研究所选用的吉富罗非鱼群体的多态信息含量较丰富,具有较高的遗传异质性和较大的选育空间,可作为下一步选育工作的基础选育群体.     

苎麻谷氨酰胺合成酶BnGS2等位基因的克隆及其转基因烟草特性

【目的】克隆谷氨酰胺合成酶BnGS2等位基因,分别构建其超量表达载体,并探讨其在转基因烟草中对氮代谢的影响。【方法】依据苎麻转录组unigenes和RT-PCR技术克隆苎麻BnGS2等位基因,利用内切酶TaqⅠ对目的等位基因在中苎1号自交F1和亲本中进行酶切鉴定,并利用生物信息学对基因序列和结构特征进行分析;通过同源重组技术分别构建BnGS2等位基因的超量表达载体,并在农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）LBA4404的介导下,通过叶盘法将超量表达载体转入烟草中,通过Kan筛选、转化植株基因组DNA PCR验证获得转基因T0植株;利用qRT-PCR分析BnGS2等位基因在转基因T1植株中的相对表达水平,并测定植株叶片中的GS活性、株高、鲜重、可溶蛋白及总氮含量。【结果】首次从苎麻中克隆了一对GS2等位基因,命名为BnGS2-1和BnGS2-2,等位基因序列全长1 340 bp,含有一个1 293 bp的ORF区,编码430个氨基酸残基多肽;等位基因核苷酸序列在11个位点上存在差异,导致编码的多肽在195、382位点上的氨基酸残基存在替换现象（BnGS2-1为脯氨酸和天冬酰胺,BnGS2-2为苏氨酸和丝氨酸）;NCBI BLASTP分析表明苎麻BnGS2与Pisum sativum、Vigna radiata、Glycine max、Phaseolus vulgaris、Medicago truncatula具有很近的亲缘关系;构建了能分别超量表达BnGS2-1和BnGS2-2的载体,并获得能分别超量表达BnGS2-1和BnGS2-2转基因烟草植株;与野生型烟草植株相比,超量表达BnGS2等位基因（BnGS2-1和BnGS2-2）都能显著性提高转基因植株叶片GS活性、鲜重和可溶性蛋白的含量,株高和总氮含量也有增加,但没有达到显著性水平。另外,超量表达不同BnGS2等位基因（BnGS2-1和BnGS2-2）的转基因烟草植株,在株高、鲜重、叶片可溶性蛋白及总氮含量上并没有显著性差异。【结论】在烟草中分别超量表达来源苎麻的BnGS2等位基因（BnGS2-1或BnGS2-2）均能显著提高转基因植株的生物产量和氮利用效率,并且所克隆的2个等位基因BnGS2-1和BnGS2-2在功能上并无显著差异。     

利用ISSR分子标记构建新疆野杏核心种质资源

【目的】通过对不同取样策略和遗传距离相结合的组合结果进行分析对比,以此探讨分子水平构建新疆野杏核心种质的方法,确定最适核心种质资源,以利于种质的保护与利用。【方法】以分布于新疆伊犁地区霍城县大西沟、新源县博尔赛和巩留县伊依克台3个分布区的135个新疆野杏实生株系为材料,根据SM、Jaccard和Nei&Li遗传距离,采用UPGMA聚类法对新疆野杏整体进行多次聚类抽样,直到其中某个采样点再次聚类时无种质被抽取;以随机取样策略为对照取样策略,应用位点优先取样策略,研究新疆野杏核心种质构建的方法;采用丢失的等位基因数以及多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数各遗传多样性指标进行t检验来确定最适构建方法;分别将核心种质与原种质和保留种质进行t检验和遗传多样性比较,以此来评价核心种质的代表性;并用主坐标轴分析法和表型性状对原种质和核心种质进行分析,以此对核心种质进行确认。【结果】位点优先取样策略构建的核心种质比对照随机取样策略丢失的多态性位点数少,且同一遗传距离下位点优先取样策略构建的核心种质具有较高的遗传多样性,更能构建一个具有代表性的核心种质;通过Nei & Li遗传距离构建的新疆野杏核心种质各遗传多样指标具有较大值,优于SM和Jaccard遗传距离;采用主坐标轴分析法和表型数据分析显示,利用位点优先取样策略和Nei & Li遗传距离构建的新疆野杏核心种质能够较全面的代表野杏原种质的遗传多样性;31份野杏核心种质资源,保留了原种质22.96%的样品,多态性位点、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数的保留率分别达到92.69%、98.83%、99.42%、103.26%、109.24%和108.31%。【结论】采用位点优先法和Nei & Li遗传距离进行多次聚类,是较适宜的构建新疆野杏核心种质的方法,构建的31份核心种质能最大程度代表原种质的遗传多样性,同时本研究所采用的方法对其他作物核心种质的构建具有重要的参考价值。     

CIMMYT小麦puroindoline基因型的进一步鉴定与分析

【目的】籽粒硬度是小麦市场分级和定价的重要依据，影响磨粉和食品加工品质。CIMMYT是我国最重要小麦引种地之一，研究其硬度基因型对我国小麦引种具有重要的应用价值。【方法】以CIMMYT常用的236份小麦亲本和高代品系为材料，采用改进的颗粒指数法、特异引物的PCR扩增和改进的SDS-PAGE凝胶电泳对其SKCS硬度及其puroindoine基因型进行鉴定和分析。【结果】202份硬质麦中，165份为PINA蛋白缺失类型；37份为Pinb-D1b类型，其中19份为非CIMMYT材料，18份亲本中均含有非CIMMYT材料。在34份软质麦中，有野生型、Pina-D1a/Pinb-D1i、Pina-D1c/Pinb-D1h、Pina-D1j/Pinb-D1i和Pina-D1a/Pinb-D1j共5种基因型。两种硬质类型中，Pina-D1b类型胚乳硬质程度明显高于（PSI硬度显著低于）Pinb-D1b类型；4种软质类型中，Pina-D1c/Pinb-D1h 和Pina-D1a/Pinb-D1i类型胚乳硬质程度显著高于（PSI硬度显著低于）Pina-D1j/Pinb-D1i和Pina-D1a/Pinb-D1a类型。通过分析各类型的puroindoline基因序列发现，Pinb-D1h和Pinb-D1i编码同一种氨基酸，突变后仍表现为软质是因为第28位精氨酸变成色氨酸，其余软质变异类型色氨酸丰富区附近均未发生变化，这可能是导致其胚乳质地仍未变硬的主要原因。【结论】在先前研究基础上，本试验对CIMMYT小麦基因型作了进一步分析，发现系谱中没有外源材料的所有CIMMYT硬质麦均为Pina-D1b类型。从山羊草引进的软质突变类型之间存在一定硬度差异。