马尾松PmMADS13基因的克隆与表达分析

SOC1/TM3是MADS-box家族一员,它能介导多条开花途径的信号整合,从而调控开花的时间和花器官的发育。为了解SOC1类基因在马尾松生殖生长中的作用,从转录组测序结果中筛选到一条SOC1类同源基因,设计特异性引物,采用c DNA末端快速克隆(RACE)技术,获得该基因的全长cDNA序列为1147 bp,包括666 bp的开放阅读框(ORF),共编码220个氨基酸,命名为PmMADS13。氨基酸序列比对分析表明,此蛋白包含典型的MADS-box和K-box结构域,C末端具有高度保守的SOC1 motif基序;进化树分析表明马尾松PmMADS13与油松的DAL9基因、辐射松的MADS9基因、火炬松的MADS13基因的亲缘关系最近,属于SOC1/TM3亚家族;RT-PCR分析显示,PmMADS13在马尾松生殖器官雌花、雄花中均有高表达,其次是茎端和针叶,在根部组织中的表达量最低。推测PmMADS13是参与马尾松成花的重要基因。

“新林科”背景下林木遗传育种学课程教学改革研究

为培养新型、高素质种质创新型人才,拓展林木种质创新方向,在“新林科”背景下,探讨非育种方向林学专业林木遗传育种学课程学生专业基础、教材选择、教学内容和考核评价方式等方面的教学现状。结合森林保护学专业特点,对该课程教学改革进行实践,包括巩固学生专业基础知识,选用多样化教材,针对性地调整教学内容,以及转变考核评价方式。以提升教学效果,为非育种方向林学专业林木遗传育种学课程教学改革提供参考。

中国马尾松遗传改良研究历程与成就

围绕中国马尾松遗传改良从20世纪50年代末的起步,70年代末80年代初开始的全面发展,到21世纪后现代生物技术的快速融入提升,较全面回顾了60多年3代人坚持不懈的科研历程及取得的主要成就,并着重总结南京林业大学马尾松课题组牵头或参与的优良种源筛选、优树选择、母树林与种子园营建、无性系选育、材性遗传改良、现代生物技术辅助育种等相关研究工作,及其创新与引领性作用、对社会的贡献和遗传改良经验。面对新的机遇与挑战,针对马尾松树种特点、现有研究基础及社会需求、结合生物学领域的发展趋势,进行了该树种的相关研究展望,认为未来该树种的遗传改良应围绕种质资源、多目标选育、家系与无性系林业需求、常规与现代生物技术融合等方面展开,同时需侧重抗松材线虫病、纸浆材、高产脂良种选育,将基础性和前沿性研究融入常规育种等领域,从而使该树种的遗传改良推向一个新高度。

马尾松基因组SSR标记在松属其他树种中的通用性分析

SSR标记是林木种内遗传多样性及种质鉴别的重要分子工具,而通用性SSR标记可有效解决近缘物种标记不足、开发成本高等问题。本研究检测并分析了基于马尾松基因组测序结果开发的22个SSR多态性标记,在湿地松、白皮松及黄山松等7个松属树种中的通用性(可扩增性及多态性)。结果显示:参试标记在湿地松、白皮松、华山松、加勒比松、油松、黄山松及细叶云南松中的有效扩增率分别为68.18%、31.82%、36.63%、63.64%、100%、100%及100%;对以上7个树种各随机抽样6个植株(实生苗)进行扩增多态性初步检测,多态性标记占有效扩增标记的比例分别为86.67%、71.43%、25.00%、78.57%、90.91%、95.45%及100%。研究结果表明该22个标记绝大部分可应用于参试树种(尤其是油松,黄山松及细叶云南松)的遗传多样性及分子标记辅助育种研究中。

桉树SSR-PCR体系优化及引物筛选应用

以尾叶桉、细叶桉、粗皮桉为材料,采用L16(45)正交设计对SSR-PCR反应体系中的引物浓度、DNA浓度、Mg2+浓度、d NTP浓度和Taq酶含量5种因素的4个水平进行优化实验,确立了适合细叶桉、粗皮桉、尾叶桉SSR-PCR最佳反应体系,最终优化的SSR-PCR反应体系为:0.25μmol/L引物、5 ng模板DNA、3.75 mmol/L Mg2+、0.4 mmol/L d NTP、1.5 U Taq酶、1 m L 10×PCR Buffer,双蒸水补齐10μL;并利用优化的体系从74对SSR引物中筛选出12对多态性较高的引物,12对引物在3种桉树中均能扩增出条带,在尾叶桉、细叶桉、粗皮桉中的多态率分别为100%、92.86%、64.29%,为尾叶桉、细叶桉、粗皮桉的遗传多样性分析、品种鉴定、亲缘关系分析等提供了分子技术基础。

马尾松叶绿体基因组密码子偏好性分析

密码子偏好性（codon usage bais, CUB）是指生物体中编码同一种氨基酸的同义密码子的非均衡使用现象。本研究以35对引物获得的马尾松叶绿体全基因组为研究对象,利用CodonW、CAT1.3、EMBOSS等软件对马尾松叶绿体基因组中45条编码序列（coding sequences, CDS）进行了CUB分析,并将之与火炬松、北美鹅掌楸、杉木、雪松以及拟南芥等的叶绿体基因组CUB进行比较分析。分析显示,参试物种的叶绿体基因组都偏好以AT碱基结尾的密码子,且不同物种的CUB的偏性程度不同;中性绘图分析、ENC-plot以及PR2-plot偏倚分析等均表明：马尾松叶绿体基因组CUB在密码子第三位点上A/G的使用频率较高,且受到了选择等因素的影响;利用叶绿体基因密码子RSCU值对参试物种进行聚类分析发现,亲缘关系较近的马尾松与火炬松、雪松聚为一类,三者具有类似的密码子使用模式,也说明叶绿体密码子偏好性与亲缘关系存在一定的相关性。因此,叶绿体基因组CUB研究可以为系统进化的相关研究提供相关依据。

基于SSR技术的古银杏群体遗传结构分析

银杏(Ginkgo biloba L.)作为裸子植物银杏纲中现存的唯一树种,素有'活化石'之称,同时又集叶、果、材、观赏用于一身,具有较高的经济和科研价值。为探究分布在我国5个省市7个地区的银杏古树的遗传多样性水平和群体遗传结构,本研究利用21个多态性SSR标记对7个古树群体共计214个古树样本进行了研究,共扩增出137个等位基因。结果表明,银杏表现出较高的遗传多样性水平(He=0.764),其中,湖北省境内的安陆(AL)、京山(JS)和随州(SZ)银杏古树群体的遗传多样性水平高于其他地区。银杏的变异主要存在于群体内,群体间的分化系数为9.4%(Fst=0.094),这可能与群体间较多的基因流有关(Nm=2.405)。通过对7个银杏古树群体的STRUCTURE、PCA和系统进化分析,结果均显示7个群体可明显区分为3类,其中,诸暨(ZJ)群体与其他群体表现出了明显的遗传分化。21个SSR位点在群体中均显著偏离Hardy-Weinberg平衡,人为干扰导致雌雄比例失衡可能是其重要原因。古银杏资源丰富的遗传多样性为今后利用提供了物质基础,应充分给予保护,尤其应重视雄银杏古树的保护。

观赏海棠SSR-PCR体系优化及引物筛选应用

【目的】为探究适用于观赏海棠SSR反应分子标记研究的最佳PCR反应条件,采用正交设计法对观赏海棠SSR-PCR体系进行优化,并利用优化体系筛选适于观赏海棠的多态性SSR引物。【方法】以6个二倍体观赏海棠DNA模板为材料,采用L16(45)正交试验对DNA模板浓度、Taq酶浓度、引物浓度、Mg2+浓度和d NTP浓度进行优化实验,确立了观赏海棠SSR-PCR最佳反应体系。【结果】得出15μL优化体系各成分为:DNA模板5 mg/L、Taq酶1.25 U、引物0.3μmol/L、Mg2+2 mmol/L、d NTP 0.25 mmol/L、1×Buffer1.5μL。利用优化体系在73对苹果属SSR引物中筛选出15对条带清晰、多态性丰富、重复性好的SSR引物并确定各引物的退火温度,其多态信息含量均大于0.25。【结论】正交试验结果达到优化目的,利用优化体系筛选的15对多态性引物可直接应用于观赏海棠SSR分子标记实验中,为观赏海棠品种鉴定、分类以及遗传育种等研究提供了有效工具。