甘蓝型油菜polCMS育性恢复位点的全基因组关联分析

【目的】甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育(pol CMS)在中国已被广泛应用于杂交种育种,其育性恢复程度表现出受1对主效基因的控制,并受微效修饰基因的影响。通过全基因组关联分析方法挖掘育性恢复位点,并对候选基因进行比较分析。【方法】通过芸薹属60K SNP芯片对308份甘蓝型油菜自然群体进行基因型分型,并用pol CMS系301A作母本,与上述材料分别进行杂交得到308份F1,每份F-_1分别于2013年和2014年进行种植,每年2次重复,于始花期根据花粉育性和花蕊发育情况调查F1植株的育性等级,同时对测交父本自然群体进行群体结构分析和亲缘关系评估,并结合测交父本的基因型分型结果和F_1的育性等级进行全基因组关联分析(GWAS)。从GWAS分析中显著的SNP左右100 kb区间或与显著SNP处于同一单体型块(R^2>0.5)的区间内预测候选基因,并对候选基因进行QTL比较分析和单体型或等位基因的效应分析。【结果】方差分析结果显示,两年F_1的育性等级存在显著差异(P<0.01),但相关分析发现,两年的育性等级存在显著的正相关(r=0.52,P<0.001)。群体结构分析显示,所有测交父本被分为3个亚群(冬性、春性和半冬性),亲缘关系分析发现,任何2个材料之间平均亲缘关系值为0.072,73%的任意材料间亲缘关系值小于0.1,其中,约53%的材料亲缘关系值为0。GWAS分析共检测到13个与育性恢复程度显著关联的SNP,构成了6个候选区间,分别位于A01、A09、C03、C06和C08 5条染色体上,单个SNP解释的表型变异介于2.53%—9.96%。从中共预测到6个与育性恢复位点相关的候选基因,其中4个编码的蛋白含有恢复基因特有的PPR保守基序。共线性分析发现,4个候选基因中的2个(Bna A09g46700D和Bna C08g40710D)位于A09和C08染色体部分同源区间,且与已克隆的pol CMS育性恢复位点ORF2同源。另外2个新鉴定到的候选基因(Bna C03g45840D和Bna C06g13000D)连锁的SNP等位基因或单体型变化都与育性等级显著相关(P<0.001)。【结论】通过GWAS分析鉴定到多个与油菜育性恢复有关的候选基因,开发基于与这些基因连锁位点或SNP的功能标记将有助于对该不育系统进行恢复系和保持系的筛选。

武汉中心城区生态系统服务额外需求量化评估--缘起绿色基础设施供需错配

生态系统服务从产生到使用是一个动态流动过程,分别对应着生态系统服务的供给与需求,然而在城市化过程中,人口的聚集及绿色基础设施的破碎导致城市生态系统服务供需失衡极为严重。当生态系统服务供给无法满足需求时,则存在生态系统服务额外需求。通过量化评估生态系统服务的额外需求,将为绿色基础设施的精确供给提供决策依据。以武汉中心城区为例,以街区作为基本单元,选择合适的环境质量标准作为额外需求阈值,对以下4项生态系统服务额外需求进行量化评估与空间制图:空气净化、雨洪调节、温度调节和游憩服务,并采用熵值法求得各项服务的权重,叠加得到综合的生态系统服务额外需求。最终评估结果可作为武汉中心城区绿色基础设施优先实施区域与类型的规划依据。

协同生态系统服务与公平性的城市绿色空间配置优化----以武汉市中心城区为例

能提供多种生态系统服务的城市绿色空间对于改善城市环境、增进居民健康及福祉具有重要作用。在高密度城市建成环境中合理配置绿色空间,同时满足生态效益、社会公平及用地限制等多种目标,是实现城市可持续发展的重要途径之一。文章以武汉市中心城区为例,选择空气净化、热岛效应缓解和雨洪调节3项生态系统服务作为生态效益优化目标,使用绿色空间配置基尼系数表征公平性,基于多目标线性规划方法构建以生态系统服务最大化和公平性最大化为目标的城市绿色空间配置优化模型。研究结果表明:基于多目标线性规划的城市绿色空间配置优化模型能够综合考虑多种社会和环境制约因素,同时集成多种生态系统服务,以及权衡生态效益与公平性之间的矛盾。该模型具有足够的灵活性与扩展性,可为武汉以及其他城市区域的绿色空间配置优化提供新的方法与思路。