基于全基因组重测序评估郏县红牛保种群遗传多样性与群体结构

【目的】了解郏县红牛保种群的群体结构和遗传多样性,从而更好地保护和利用郏县红牛遗传资源。【方法】基于全基因组重测序技术,对30头郏县红牛的全基因组单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)进行检测,并通过分析群体遗传多样性、群体结构、连续纯合片段(runs of homozygosity,ROH)分布特征和亲缘关系,对郏县红牛保种群的保种效果进行综合评估。【结果】在30头郏县红牛个体中共检测到41215797个高质量SNPs位点;郏县红牛群体遗传多样性丰富,最小等位基因频率为0.13±0.13,多态性标记比例为0.58±0.33,期望杂合度为0.192±0.152,观测杂合度为0.191±0.158,核苷酸多样性为0.003±0.001。郏县红牛群体的有效群体含量呈逐代下降趋势,在1000代前有效群体含量为2716头,在20代前为143头;郏县红牛个体间的遗传距离介于0.80~0.89之间,平均遗传距离为0.83±0.02。聚类分析显示,30头郏县红牛共分为7个家系,15头公牛可分为5个家系;30头郏县红牛个体中共检测到5947个ROH,总长度为2.8 Gb,长度为0~0.5 Mb的ROH占比最多(73.08%),2~4 Mb的ROH占比最少(0.40%),基于ROH的平均近交系数为0.19±0.07,15头公牛的平均近交系数为0.15±0.05。【结论】郏县红牛保种群遗传多样性丰富,群体结构没有出现明显分层,整体上保持了较高水平的近交,出现了一定的近交风险,需加强选种选配工作,以确保郏县红牛遗传资源的可持续发展。

基于全基因组重测序数据的新疆褐牛基因组结构变异检测及群体结构分析

旨在鉴定新疆褐牛基因组结构变异(structure variation,SVs)特征,并在此基础上探索新疆褐牛培育过程中受到影响的结构变异。本研究基于全基因组重测序数据,利用Manta、Delly、Lumpy三款软件对新疆褐牛及其父母本(瑞士褐牛、哈萨克牛)以及中国西门塔尔牛基因组结构变异进行检测,之后利用主成分分析、构建系统发育树和遗传分化指数(F_(ST))将新疆褐牛基因组与其余3个品种进行比较分析。结果显示,4个牛品种共检测出54969个SVs,缺失型变异占比最高(56.59%),插入型变异占比最少(0.03%)。从数量上看,这些SVs在染色体上的分布呈现出随染色体号变大而逐渐减少的趋势。不同品种间存在共有变异和品种特有变异,其中地方品种哈萨克牛拥有的特有SVs数量最多。主成分分析和系统发育树结果发现,新疆褐牛同哈萨克牛和瑞士褐牛具有较近的亲缘关系。经选择信号分析、基因注释和富集分析,挖掘出了一批与产奶性状(PI 4K2A、ELOVL3、ECHS1、SCD、TCF 7L2、PNLIPRP2、BTRC、PLCE 1)、生长发育(BMP6、TLL2、MAPK9、ROR 2)、适应性(PRKC B)以及免疫(GSTO2、GSTO 1)相关的关键基因。本研究从结构变异上解析新疆褐牛的特征,并揭示一些新疆褐牛培育过程中高度分化的基因,为推动新疆褐牛的遗传改良提供了基础资料。

基于GBS测序的3个野生单环刺螠群体遗传多样性和群体结构分析

【目的】旨在评估我国野生单环刺螠群体的遗传多样性和群体结构。【方法】采集大连、唐山、烟台3个群体样本,利用GBS测序技术获取SNP标记位点信息,分别对其期望杂合度、观测杂合度、核苷酸多样性、分子方差、聚类及群体结构等进行分析。【结果】3个野生单环刺螠群体观测杂合度为0.212~0.223,期望杂合度为0.239~0.257;核苷酸多样性在0.252~0.271之间。遗传变异主要来源于单环刺螠群体内部。3个自然群体可分成2个遗传群体,样本未根据地理位置表现出明显的群体结构。【结论】我国野生单环刺螠具有中等遗传多样性。

中国农业科学院烟草研究所在雪茄烟种质资源群体结构研究方面取得新进展

近日,中国农业科学院烟草研究所烟草种质资源与生物育种创新团队在雪茄烟种质资源群体结构研究方面取得新进展。相关研究成果发表在《工业作物与产品(Industrial Crops & Products)》(中科院一区,IF="5.9)上。雪茄烟是一种重要的经济作物,广泛种植于世界各地,其产量和品质受到广泛关注。鉴于雪茄烟群体的遗传结构尚未被揭示,该团队对来自全球18个著名产区的185份雪茄烟种质资源进行全基因组重测序,获得了包含212万个单核苷酸多态位点(SNPs)的雪茄烟基因组变异图谱,并对其群体结构、遗传多样性进行了解析。

空间、结构与网络:中央国术馆武术家群体结构与人际关系

通过对新史料的发掘与阐析,对中央国术馆武术家群体结构与人际关系进行历史考察。其群体结构呈现出以下特征:地域分布以河北省为主、年龄结构合理、以中青年男性为主、职称结构均衡、形成了具有激励措施的薪酬制度。传统的同乡之谊、亲族相携、师徒之情仍是形成和维系中央国术馆武术家群体的主要网络,其人员空间主要以地缘、血缘和业缘为主的熟人网络构成。对于其群体结构与人际关系整体空间的全面剖析,能够凸显近代武术组织发展与人际关系网络之间的结构性变动关联,进而揭示人际关系视域下武术组织发展帷幕间盘根错节的人际网络与错综复杂的利益交织。

西藏4个绵羊品种SNP基因分型及群体结构分析

藏系绵羊分布范围广泛,品种资源丰富,目前主要分为三大类群,但藏系绵羊群体结构不清。为分析藏系绵羊SNP位点及群体结构,实验利用Illumina Ovine SNP 600K商业化芯片对西藏阿旺绵羊、岗巴绵羊、多玛绵羊和霍尔巴绵羊等150只藏系绵羊进行了SNP基因分型,并通过PCA和NJ-tree等方法分析了藏系绵羊群体结构。SNP质控结果表明,共有147个个体符合质控条件,共获得456 418个SNP位点。群体结构分析表明,西藏地区的岗巴绵羊、多玛绵羊和霍尔巴绵羊分别聚为一类,而其他地区的藏系绵羊混乱聚集在一起。本实验研究结果为今后西藏当地绵羊遗传资源的鉴定和保护开发利用提供了理论基础和参考依据。

广西梨种质资源遗传多样性和群体结构分析

【目的】阐明广西地方梨种质的遗传多样性、亲缘关系及群体结构,加快梨种质的鉴定、评价和保护,促进地方优质梨种质资源的合理有效利用,助推品种改良和种质创新。【方法】利用筛选获得的15个SSR分子标记对71份广西地方梨种质和48份外地梨种质进行遗传多样性和群体结构分析。【结果】共检测出190个等位基因(Na),平均等位基因数(Na)为12.667,平均有效等位基因数(Ne)为5.454,位点多态性信息指数(PIC)平均值为0.762,较好地揭示了梨的遗传多样性;观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)平均值分别为0.682和0.788,说明梨群体内存在近缘交配;香农指数(I)平均值为1.876,反映梨群体的遗传多样性丰富。广西地方种质的平均等位基因数为11.53,平均有效等位基因数为5.606,香农指数(I)为1.894,均高于外地种质,说明广西地方种质的遗传多样性更丰富。聚类分析显示大部分广西地方种质与外地种质的亲缘关系较远,隶属两个不同类群,但二者存在少量的相互交叉,少数的广西梨和外地梨聚为一类,有较近的亲缘关系。群体遗传结构分析也表明大部分广西梨和外地梨的遗传结构差异较大,并且2个居群的近交系数(Fis)均值都大于0,存在近缘交配。进一步研究发现,71份广西地方种质聚为3个类群,从群体遗传结构上可划分为4个不同群体,但群体间未表现明显的区域分化特征。分子方差分析结果表明,供试梨种质的变异主要来源于个体内,群体间和个体间的遗传分化程度较低,应关注对群体内个体的选择和保护。【结论】广西地方梨种质遗传多样性相对丰富,居群内普遍存在近缘交配,没有明显的区域分化特征,其遗传背景和外地一些栽培种或杂交种差异较大,建议加强对广西地方梨种质的保护和利用。

强筋小麦群体结构、光能利用及籽粒产量对种植密度与追氮模式的响应

为探索强筋小麦高产高效的种植密度及追氮模式,以强筋小麦品种师栾02-1为供试材料,采用裂区试验,种植密度为主区(设置180万、240万、300万、360万和420万株·hm^(-2)五个密度水平),追氮模式为副区(设置拔节期单追、拔节期+开花期分追两种模式),分析了氮密互作对强筋小麦群体大小、光能利用及产量的影响。结果表明,随种植密度的增加,小麦拔节期植被指数和总茎数逐渐提高,花后21 d各层次光合有效辐射透射率则不断降低;在300万~360万株·hm^(-2)密度基础上增加或降低种植密度对开花期总茎数、花后28 d植被指数、灌浆中后期旗叶净光合速率以及籽粒产量均无显著提升效果。与拔节期+开花期分追相比,拔节期单追氮肥有利于提高小麦拔节期植被指数、开花期总茎数、花后21~28 d的旗叶净光合速率、穗数和籽粒产量。与追氮模式和氮密互作相比,种植密度是调控强筋小麦师栾02-1群体结构、光能利用及籽粒产量的最主要栽培因素。合理密植配合拔节期单追氮肥具有协同提高强筋小麦籽粒产量和光能利用的潜力。本试验条件下,种植密度为300万~360万株·hm^(-2)配合拔节期追氮是强筋小麦师栾02-1获得、高产高效的最优模式。

基于全基因组重测序分析中国地方鸡的群体结构和保护优先权

[目的]旨在对中国本土鸡品种群体结构和保护优先权进行分析,促进畜牧业的可持续健康发展。[方法]收集了8个品种、共96个个体的重测序数据。通过主成分PCA分析、构建系统进化树及近交和遗传距离分析来了解群体结构,计算去除每个品种后总体基因和等位基因多样性的增减、模拟计算品种对具有最大基因多样性和最大等位基因多样性合成群体的贡献占比,进而系统评估品种保护优先权。[结果]所研究的品种可分为4个集群,其中藏鸡与其他品种分化最高,其自身分为2个亚群,其他品种则分为南北2个集群。藏鸡对遗传多样性的贡献最大;其次是文昌鸡和瑶鸡,此三者应考虑作为优先保护的品种。[结论]该研究结果将可为地方鸡品种保护与开发利用提供参考。

基于全基因组重测序分析大尾寒羊基因组变异特征和群体结构

旨在了解大尾寒羊基因组遗传变异特征和群体结构,可以为更好地保护和利用大尾寒羊提供指导。本研究对170只(66只公羊,104只母羊)大尾寒羊进行了全基因组重测序,利用GATK、Manta、Plink等软件对大尾寒羊基因组遗传变异、群体结构和连锁不平衡等进行了分析,以期了解大尾寒羊基因组变异特征和群体结构。测序共获得1599.56 G高质量数据(平均9.409 G·只^(-1))。大尾寒羊群体中共发现50276079个SNPs和7240540个InDel,它们多分布于基因间和内含子区域。群体的基因组结构性变异(SV)最多的类型为染色体间的易位(CTX),平均每只羊有415.82个CTX,主要分布在基因间区域;发生拷贝数变异(CNV)最多的区域在外显子,平均每只羊有175个。主成分分析显示,大尾寒羊个体较分散,聚集不集中。结合亲缘关系、系统发育树和群体结构,将大尾寒羊分为6个家系,各家系含量差别较大,体型有差异。群体聚类分析中发现有些个体祖先成分较为单一。群体连锁不平衡(LD)分析显示LD衰减速度快,群体遗传多样性较高。驯化中受选择的基因主要与脂质代谢和产热有关。综上,大尾寒羊群体包含6个家系,遗传多样性较丰富,保种效果良好,建议对小家系进行扩繁,大家系注意减少近交,确保家系结构平衡,同时注重大尾寒羊的开发和利用。

氮肥减量配施生物质炭对春小麦群体结构、光合特性及产量的影响

【目的】研究生物质炭单施和与氮肥配施对灌区春小麦群体结构、光合特性及产量的影响,为生物质炭及化肥的合理利用提供科学依据。【方法】试验采用随机区组设计,设2个氮肥施用水平(0、150 kg/hm^(2)),4个生物质炭水平(0、10、20和30 t/hm^(2)),于2020年对新春46号的群体结构、光合特性及产量进行分析。【结果】在B_(2)N_(1)处理,即氮肥减量(150 kg/hm^(2))与中量生物质炭(20 t/hm^(2))配施下,春小麦群体结构、叶面积指数、叶片SPAD值、净光合速率及产量均达到最佳,较对照分别提高了15.04%~32.98%、3.67%~89.82%、5.63%~11.46%、17.95%~81.68%和29.73%。与对照相比,单施生物质炭及生物质炭与氮肥配施均提高了春小麦产量,增产幅度为7.52%~29.73%。【结论】氮肥减量150 kg/hm^(2)配施20 t/hm^(2)生物质炭(B_(2)N_(1))其增产效果最佳。

不同种植密度与施肥量对青稞分蘖动态及群体结构的影响

为探究施肥量和种植密度互作对青稞分蘖变化、群体结构及产量的影响,以‘昆仑14号’为供试材料,于大田条件下设置不施肥(FC1)、少量施肥(FC2:尿素37.5 kg·hm^(-2)、磷酸二铵75 kg·hm^(-2))、适量施肥(FC3:尿素75 kg·hm^(-2)、磷酸二铵150.0 kg·hm^(-2))和过量施肥(FC4:尿素150.0 kg·hm^(-2)、磷酸二铵300 kg·hm^(-2))4个施肥处理和低密度(LD:播量225 kg·hm^(-2))、中密度(MD:播量262.5 kg·hm^(-2))和高密度(HD:播量300 kg·hm^(-2))3个播种密度处理。结果表明,随着生育期的推进,单株分蘖数随施肥量和播种密度的增加表现为先增加后降低的趋势,且在FC3施肥处理下,青稞分蘖效果最好,在MD播种密度下,FC2处理下的分蘖成穗率最高,为84.69%。与不施肥处理相比,3个肥密互作下的青稞产量增产率分别为4.22%~14.68%、5.17%~8.72%、7.45%~10.21%,穗数、有效穗数、穗粒质量和千粒质量均随施肥量和播种量的增加呈先增加后降低的趋势。根据产量相关性分析可知,施肥量与有效穗数、穗粒质量呈极显著相关,播种密度与穗数呈极显著相关,肥密互作对穗数呈极显著相关,与株高、千粒质量呈显著相关,有效穗数与ZT/IAA的比值呈显著相关。在本试验条件下,FC3和LD组合是实现青稞促蘖增穗、高产、节本增效的合理肥密运筹方式。

黔南山地烤烟合理群体结构的光合机制研究

为研究不同群体结构下烤烟的光合响应机制,本试验采用裂区设计,以行距为主区(R1:100 cm;R2:110 cm),种植密度为副区(D1:15000株·hm^(-2);D2:18000株·hm^(-2);D3:21000株·hm^(-2)),探究黔南山地适宜的烤烟群体结构。结果表明,R2行距较R1显著提高了烤烟群体叶面积指数(LAI),群体LAI随种植密度增加先增加后降低。中部叶向值随行距和密度增加而显著增大,下部叶则呈相反变化趋势;R2D2、R2D3处理上、中部与R1D2、R2D1处理下部的叶向值显著高于其他处理。R2行距较R1显著增加了中、下部叶透光率,上、中部叶透光率随密度增加而显著降低,R2D1处理中部叶的透光率显著高于其他处理,R1D3的中、下部叶透光率显著低于其他处理。D3下部叶的SPAD值显著高于D1;R2D3上部叶的SPAD值与R1D2差异不显著,显著高于其他四个处理,R2D3下部叶的SPAD值显著高于R2D2、R1D1。行距增加提高了光化学猝灭系数(qP),降低了非光化学猝灭系数(NPQ);密度增加降低了烤烟的实际量子产量[Y(Ⅱ)]、电子传递速率(ETR)和qP。R2D1的qP显著高于R1D2、R1D3和R2D3,R1D2的NPQ显著高于R1D3和R2D2。烤烟单株干物质积累量与上等烟比例随种植密度的增加呈先增加后降低趋势,而群体干物质积累量与产量则随种植密度的增加而提高。综上,在黔南山地植烟生态区,110 cm的行距和18000株·hm^(-2)的种植密度有利于合理群体结构的建成和干物质积累量的提高。本研究结果为黔南山地烤烟的优质适产提供了技术参考。

略阳乌鸡和镇坪乌鸡的群体结构及遗传多样性分析

略阳乌鸡和镇坪乌鸡是陕西省特有乌鸡群体,乌鸡肉营养丰富,深受消费者喜爱,具有巨大的经济价值。然而,至今尚未有研究系统阐明这两群体基因组特征。该研究采集20只略阳乌鸡、20只镇坪乌鸡样本进行全基因组重测序,并结合110只鸡公开数据构建SNP集合。通过群体结构分析发现中国地方鸡的聚类模式有明显的地理趋势,略阳乌鸡和镇坪乌鸡之间的遗传距离最近,表现出南北方家鸡遗传成分的混合。遗传多样性分析显示两乌鸡群体具有较高的观测杂合度、较快的连锁不平衡衰减以及较低的近交系数,遗传多样性较高。该研究加深了对陕西地方乌鸡群体遗传结构和多样性的认识,对略阳乌鸡和镇坪乌鸡种质资源保护具有一定参考意义。

基于重测序数据分析定安猪遗传多样性及群体结构

本试验旨在探讨海南定安猪群体的遗传多样性及群体结构,揭示定安猪群体现状。利用全基因组重测序技术对15头海南定安猪进行了测序,共获得有效数据937.38 Gb,平均测序深度为23.43×,过滤后共检测到10 946 171个高质量SNP位点。定安猪的期望杂合度(He)为0.32、观测杂合度(Ho)为0.36、核苷酸多态性(pi)为0.001 6,连锁不平衡程度(LD)分析结果显示衰减速度较快,说明定安猪的遗传多样性较高;系统进化树、主成分分析、群体结构及群体分化指数(Fst)分析发现,所有定安猪个体均聚集为一类,与其他群体间出现明显遗传分化,体现出定安猪的独特性。本研究结果在分子水平为定安猪群体遗传多样性及遗传结构提供了理论支撑,为未来定安猪的保种及创新利用奠定了基础。

132份甘薯地方种质遗传多样性和群体结构分析

本研究旨在评估中国甘薯地方种质资源的遗传多样性和群体结构。研究以132份甘薯地方种质为材料,对其表型性状、类胡萝卜素含量以及SSR分子标记进行遗传多样性分析和群体结构分析。分析结果表明,132份甘薯地方种质表型性状的平均变异系数为45.84%,类胡萝卜素含量平均为6.33μg/g,最高为59.90μg/g,SSR分子标记的Nei’s多样性指数平均为0.15、Shannon’s多样性指数平均为0.23,表明存在一定程度的遗传多态性。进一步的群体结构分析表明,这132份甘薯地方种质可分为5个亚群。分子变异分析(AMOVA)显示,84%的变异存在于群体内,16%的变异存在于群体间。综上所述,中国的甘薯地方种质具有丰富的遗传多样性,且种质之间的遗传变异主要集中在亚群内部。这对于中国甘薯地方种资源的保护和新品种的培育提供了重要的信息。

湖北恩施富硒地区车前遗传多样性与群体结构分析

【目的】对湖北恩施富硒地区5个自然居群的142份车前样本进行遗传多样性和遗传结构评估。【方法】通过ISSR分子标记对样品进行PCR,条带统计结果通过POPGENE 1.32、Structure 2.3.4等软件进行遗传多样性与群体结构分析。【结果】共筛选出37条ISSR引物,多态性位点比例范围为86%~100%。其中,居群水平多态位点比例(PPL)、Nei’s遗传多样性指数(H)、香农多样性指数(I)分别为88.87%、0.2898±0.1757、0.4361±0.2375;物种水平(PPL=99.46%,H=0.3282±0.1484,I=0.4915±0.1983)。居群间之间分化系数为0.1157,基因流为1.9108。居群内遗传变异为84%。STRUCTURE分析推测,5个车前居群可能来源于3个祖先亚群体。而聚类分析显示其亲缘关系与地理距离不一致,个体聚类分析和主坐标分析(PCoA)无法较好地区分5个居群中的个体。【结论】该地区车前遗传多样性丰富,居群间基因流动频繁,利于野外生存。上述结果为恩施富硒地区车前的保护和利用提供了参考。

基于SSR分子标记的紫苏种质资源遗传多样性及群体结构分析

为了明确不同紫苏种质的遗传基础和群体的亲缘关系,本研究利用19对SSR分子标记对不同地理来源的141份紫苏资源进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明,19对SSR分子标记扩增出80条多态性条带,平均每对引物4.26条,多态性指数(PIC)变幅在0.3311~0.8457之间,平均为0.6206,多态性条带占比85.10%。利用UPGMA法对141份紫苏进行分子聚类,遗传相似系数(GS)介于0.4787~0.9489之间,平均为0.7099,在GS=0.696处将供试材料分为三类。通过Structure群体结构分析,将供试材料分为三大类,其中68.8%的紫苏种质资源遗传背景比较单一,31.2%的资源拥有混合血统,其遗传背景较为复杂。

不同缓释肥对杂交水稻产量及群体结构的影响

为提高肥料利用率,追求水稻增产效益,本试验以籼粳杂交水稻品种‘甬优12’为材料,探究不同类型缓释肥对‘甬优12’产量以及群体结构的影响。结果表明:汉枫缓释肥对‘甬优12’有明显增产效应,较配方肥增产2.7%~3.5%;六国网缓释肥和丰筑缓释肥无明显增产效应。汉枫缓释肥处理下的水稻成穗率和每穗粒数均高于其他处理,弥补了有效穗数较低的不足。各生育期内的叶面积指数和干物质量均以汉枫缓释肥处理最高。综合产量以及群体特征的表现,汉枫缓释肥的经济效益优于六国网缓释肥和丰筑缓释肥,可为‘甬优12’的因种施肥提供依据。

栽培方式对水稻群体结构和产量的影响

为探究不同栽培方式对水稻群体结构和产量的影响,以湖南省常德市汉寿县为试验地点,设置人工直播、机械插秧、人工抛秧和飞机直播4种栽培方式进行试验,比较不同栽培方式下水稻的生长状况、产量和经济指标。结果显示,人工直播方式、播种量选择50 kg/hm^(2)的栽培方式,水稻的生长状况相对较好。