猪繁殖与呼吸综合征病毒缺失变异株的基因组特征

对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)分离株HB2(sh)／2002的全基因组序列进行了测定与分析。该毒株基因组全长为15373nt(不包括PolyA尾)，与国内外美洲型PRRSV分离株全序列相似性介于88．7％～95．1％之间。序列分析表明，该毒株是1个天然存在缺失的变异毒株，其ORFla的Nsp2存在编码12个氨基酸的连续36个核苷酸的缺失，ORF、3存在编码1个氨基酸的3个核苷酸的缺失。这是国内外首次发现PRRSV存在缺失变异现象，研究结果补充和丰富了PRRSV毒株的基因组信息数据，为深入研究该毒株的遗传与变异及其与生物学特性的关系奠定了基础。     

Genome Mining as an Alternative Way for Screening the Marine Organisms for Their Potential to Produce UV-Absorbing Mycosporine-like Amino Acid

Mycosporine-like amino acids (MAAs) are small molecules with robust ultraviolet (UV)-absorbing capacities and a huge potential to be used as an environmentally friendly natural sunscreen. MAAs, temperature, and light-stable compounds demonstrate powerful photoprotective capacities and the ability to capture light in the UV-A and UV-B ranges without the production of damaging free radicals. The biotechnological uses of these secondary metabolites have been often limited by the small quantities restored from natural resources, variation in MAA expression profiles, and limited success in heterologous expression systems. Overcoming these obstacles requires a better understanding of MAA biosynthesis and its regulatory processes. MAAs are produced to a certain extent via a four-enzyme pathway, including genes encoding enzymes dehydroquinate synthase, enzyme O-methyltransferase, adenosine triphosphate grasp, and a nonribosomal peptide synthetase. However, there are substantial genetic discrepancies in the MAA genetic pathway in different species, suggesting further complexity of this pathway that is yet to be fully explored. In recent years, the application of genome-mining approaches allowed the identification of biosynthetic gene clusters (BGCs) that resulted in the discovery of many new compounds from unconventional sources. This review explores the use of novel genomics tools for linking BGCs and secondary metabolites based on the available omics data, including MAAs, and evaluates the potential of using novel genome-mining tools to reveal a cryptic potential for new bioproduct screening approaches and unrevealing new MAA producers.     

杜梨叶绿体基因组分析

利用高通量测序平台对杜梨(Pyrus betulaefolia)进行测序,并对其叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明,杜梨叶绿体基因组与大多数高等植物一样,具有典型的环状双链四分体结构。其叶绿体基因组大小为160 058 bp,共检测到61个SSR位点(58个单核苷酸重复和3个二核苷酸重复)和56个RNA编辑位点,这些RNA编辑位点均引起了氨基酸的变化。与砂梨(Pyruspyrifolia)、川梨(Pyrus pashia)和桃叶梨(Pyrus spinosa)的叶绿体基因组比较,其基因种类和数量都比较保守,表明了梨属植物进化的缓慢性。在4个梨属植物中共检测到351个SNP和217个InDel。     

大花君子兰叶绿体基因组及其特征

采用Illumina MiSeq测序平台对大花君子兰(Clivia miniata)叶片总DNA进行测序,通过组装获得了其叶绿体基因组(cpDNA)全长序列(158 114 bp)。对其cpDNA注释得到135个基因,包含87个蛋白编码基因、40个tRNA基因和8个r RNA基因。采用生物信息学方法对获得的cpDNA进行简单序列重复(SSR)分析和密码子偏好性分析。结果显示:①大花君子兰cpDNA中共有61个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复数分别为38、9、2、8、3和1个,多数SSR分布在基因间隔区;②大花君子兰cpDNA密码子偏爱以A或U(T)结尾,亮氨酸使用频率最高,半胱氨酸使用频率最低。基于24种植物的cpDNA全长和23种植物的叶绿体ycf2基因序列进行系统发育分析,结果显示大花君子兰与石蒜科植物在同一分支,显示最近的亲缘关系,支持大花君子兰属于石蒜科。基于叶绿体ycf2的系统发育分析结果与基于cpDNA全长的系统发育分析研究结果大部分相同,支持ycf2基因可以代替cpDNA全长用于植物系统发育分析。     

小麦族的基因组显性及其育种学意义

小麦族包含大量由不同基因组组成的异源多倍体物种。同一个异源多倍体物种的不同基因组可能对表型性状产生非对称性贡献,例如小麦属多倍体物种的形态分类特性,更像其A基因组供体物种,这种现象称为A基因组显性。由于基因组显性,小麦族形成了以A、D、U、St为轴心(显性)基因组的异源多倍体物种簇。异源多倍体物种的基因组显性可能与其进化适应优势的形成有关。在育种方面,基因组显性影响多倍体新作物开发及小麦-外源染色体易位设计。     

基于全基因序列的中国北方3省(区)马铃薯Y病毒遗传多样性分析

本研究以马铃薯Y病毒(PVY)全基因组为基础,分析吉林、黑龙江和内蒙古3省(区)PVY群体遗传多样性和群体分化,并评估突变、重组、选择等遗传力所起的作用。根据已报道的PVY全基因序列保守区设计4对引物,采用片段重叠法对来自内蒙古和吉林的24个PVY分离物全基因序列进行测定,并联合NCBI中已登录的9个黑龙江分离物全基因组序列进行遗传多样性参数评估、群体分化检验和分子变异等分析。结果显示,我国北方3省(区)PVY群体遗传多样性高,其中内蒙古和黑龙江PVY群体遗传多样性高于吉林群体,并且3个群体之间呈现一定程度的遗传分化。分子变异分析发现在PVY基因组中存在1 786个变异位点,表明我国北方3省(区)PVY群体变异程度较高,并且这种高变异度有85.54%来自各个马铃薯种植区内PVY个体的遗传变异。重组分析和系统发育分析发现,我国北方3省(区)PVY群体中重组株系占比高达90.3%,并具有明显的株系多样性,表明PVY重组株系已成为我国北方3省(区)马铃薯种植区的流行株系。选择压力分析显示,使用FEL和IFEL法分别检测出501个和315个净化压力选择位点,这表明3省(区)PVY群体受净化选择压力为主。以上结果表明,中国北方3省(区)PVY群体遗传多样性高,突变、重组和自然选择都对遗传多样性和群体分化存在一定影响。     

植原体基因组学研究进展

植原体（phytoplasma）是一类重要的植物病原细菌, 可经叶蝉、飞虱等昆虫介体传播, 感染1 000多种植物, 产生丛枝、黄化、韧皮部黑斑坏死等症状, 给农业、林业生产带来巨大的损失。本文对植原体基因组学研究的历史、现状及当前植原体效应蛋白等方面的研究进展进行了综述。     

不同发育时期板栗叶肉细胞中叶绿体淀粉和质体小球的变化

对板栗在春季折叠的幼叶和平展生长的幼叶、夏季成熟叶和秋季老叶的叶肉细胞中的叶绿体做了透射电镜观察,结果表明,春季折叠的幼叶的叶绿体中不含淀粉和质体小球,平展生长的幼叶含淀粉粒没有质体小球;夏季成熟叶的叶绿体中淀粉最多并出现极少量质体小球;秋季衰老叶的叶绿体中淀粉粒减少直至消失,质体小球数量激增;有的质体小球在叶绿体内被一层膜包围并降解。根据染色特点,可将质体小球分为黑色和灰色2类。淀粉减少及质体小球增多与叶绿体功能衰退相关。     

长白山杜鹃花基因组DNA提取及RAPD体系的建立

采用改良的CTAB法提取杜鹃花的基因组DNA,所得的DNA纯度高、质量好,可用于RAPD分析.筛选出的杜鹃花RAPD反应的最佳体系为25μL反应体系中包括模板DNA20～200ng.引物10pmol,dNTPs100μmol·L-1,TaqDNA聚合酶0.5U,Mg2 2.5 mmol·L-1,10xbuffer缓冲液2.5 mmol·-1,其余部分用无茵超纯水补充.PCR扩增程序为94℃预变性5 min;94℃变性1 min,37℃退火1min,72℃延伸2min,40次循环;72℃最终延伸7min.应用优化后的反应体系PCR扩增获得的RAPD指纹图谱带型清晰,重复性好,为长白山杜鹃花品种鉴定、分类的研究提供了一定基础.