基于高密度SNP标记的云南元阳红米种质资源遗传多样性分析

为了明确云南元阳红米地方品种种质资源的遗传背景及遗传多样性,给当地红米种质资源保护与开发利用提供理论依据,对元阳梯田地区的红米种质资源进行了全面收集,并利用分布于水稻12条染色体53 032个SNP标记的水稻50K液相基因芯片对155份红米材料进行全基因组基因型检测,通过群体结构和聚类分析,评价红米种质资源的遗传背景和多样性。通过计算最小等位基因频率（MAF）、核苷酸多态性（pi）、多态性信息含量（PIC）等多个多态性指标,发现元阳红米品种间的位点遗传多样性较低。通过群体结构分析,可将供试材料分为9大类,9个类群之间基因交流不频繁,类群内遗传背景单一,少部分材料具有混合的遗传背景。NJ聚类分析可将供试材料分为明显的籼、粳2大类,其中籼稻类涵盖的材料有140份,占供试材料总数的90%。本研究利用高密度SNP基因型数据揭示了云南元阳地方红米品种的遗传多样性水平较低、种质资源遗传背景单一等特点,通过精准鉴定去除了品种重复,为当地红米种质资源的保护与利用提供理论依据。     

油菜野芥NSa细胞质雄性不育系的特异性分子鉴定

常规细胞质类型鉴定方法花费时间长、工作量大、鉴定效率低、应用性较差。基于基因组重复序列的PCR技术(rep-PCR)在重复序列丰富的线粒体和原核生物的基因组鉴定中效果较好, 本研究对8份油菜资源的细胞质进行分子鉴定,结果表明rep-PCR可以明确区分甘蓝型油菜中常见的6种雄性不育细胞质。同时对甘蓝型油菜和野芥(Sinapis arvensis)体细胞杂交创建的、育性较为稳定的NSa野芥雄性不育胞质进行了分子特异性鉴定,获得了两条NSa不育胞质的特征DNA条带。但波里马和萝卜质不育细胞质的特异性引物在NSa中不能扩增出特异性片段,说明NSa不属于这两种细胞质类型。本研究结果为该不育胞质系统的利用和知识产权保护提供了理论依据和技术支撑。     

基于海甘蓝RNA-Seq序列开发EST-SSR分子标记

利用油料作物海甘蓝(十字花科)发育时期种子的RNA-Seq测序数据组装获得186 778条cDNA重叠群(Contigs)序列,通过MISA和Primer 3程序设计了6 639个EST-SSR分子标记。在这些标记中,除了单核苷酸重复(45%)外,三核苷酸重复的SSR是最常见的碱基重复类型(29%),其次是双核苷酸型(10%)、五核苷酸型(7%)、六核苷酸型(5%)和四核苷酸型(2%)型。采用电子定位的方法将1 206个EST-SSR标记定位到近缘种白菜(Brassica napa)的基因组上。依据引物在白菜基因组中的分布,挑选了20条EST-SSR引物在海甘蓝中进行PCR验证,其结果显示所有引物均能够扩增出符合预期大小的PCR片段。这些新开发的EST-SSR引物可以作为功能标记应用于海甘蓝的分类鉴定、遗传图谱构建、种质资源鉴定以及分子标记辅助育种工作中。     

植物细胞质雄性不育基因的鉴定及育性调控机理

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是作物杂交种生产的主要授粉控制系统,研究细胞质雄性不育分子基础及调控机理对利用杂种优势提高作物产量具有重要的指导意义。本文从植物的线粒体基因与细胞质雄性不育的关系着手,列举了植物CMS基因的鉴定情况,重点介绍了研究较多的矮牵牛、玉米、水稻和油菜细胞质雄性不育基因的鉴定进展及其对不育性状的调控。同时根据恢复基因与不育基因的相互作用情况阐述了育性恢复的可能机理,并对植物CMS分子机理的研究前景进行了展望。     

油菜高纯度线粒体DNA的高效提取及检测

为了建立一种快速、有效的油菜线粒体DNA（mtDNA）提取方法,以30℃黑暗条件下培养的油菜黄化苗为材料,通过差速离心结合蔗糖缓冲液洗涤和垫衬,利用50-250g材料分离线粒体,经SDS裂解后抽提纯化,可从每10g黄化苗中得到1μg以上的mtDNA。所获得的mtDNA经琼脂糖凝胶电泳检测发现仅有一条大小在10kb以上的条带,没有明显的降解现象,完整性良好,适用于PCR等常用分子生物学实验需要。利用细胞核基因的特异性引物进行PCR检测,证实没有核基因组的污染。与密度梯度离心法提取mtDNA相比,该方法具有对设备的要求低、提取效率高、纯度好等优点,是进行线粒体基因组及其控制的重要性状分子生物学研究的关键基础技术。