乌拉尔甘草TIFY基因家族鉴定及调控分析

目的 为了探索乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)TIFY基因家族的特征并预测其功能,本研究在全基因组层面,应用生物信息学方法对乌拉尔甘草TIFY基因家族进行鉴定和分析。方法 在乌拉尔甘草全基因组数据基础上,利用NCBI、MEME及TBtools等工具,结合基因保守结构域,对乌拉尔甘草TIFY基因家族的序列特征、分类、系统发育和基因表达模式进行分析。结果 在乌拉尔甘草中鉴定到TIFY家族基因成员18个(GurTIFY1-GurTIFY18),分别属于TIFY、JAZ、PPD、ZML四个亚家族,编码的核苷酸长度为444-1266 bp,氨基酸长度在147-421 aa之间,等电点为4.57-9.68,分子质量为16741.11-44426.5 Da,含有10个保守基序和4个保守结构域。基因表达结果表明GurTIFY基因中GurTIFY15、GurTIFY4、GurTIFY1、GurTIFY11等在乌拉尔甘草叶和根中的表达水平具有显著差异性。结论 本研究为深入理解TIFY基因响应非生物胁迫的调控机制和参与次生代谢物质累积的功能奠定基础,并为乌拉尔甘草优质品种选育提供科学参考。

刺果甘草全基因组Survey及叶绿体基因组特征分析

目的 基于基因组Survey分析对刺果甘草Glycyrrhiza pallidiflora Maxim.基因组大小和杂合率进行估计,并通过叶绿体基因组序列特征对其在甘草属Glycyrrhiza L.中的系统发育位置进行研究。方法使用二代测序技术对刺果甘草进行测序,采用K-mer方法对测序reads进行分析,估算刺果甘草基因组大小和杂合率,使用生物信息学方法进行叶绿体基因组组装、注释和系统发育分析。结果 Survey分析结果显示其基因组大小约为577.82 Mb,杂合度约为0.31%,重复序列比例约为53.72%。叶绿体基因组长度为127,267 bp,不具有典型的四分体结构,总GC含量为34.32%,包含110个基因,其中76个蛋白质编码基因,30个tRNA基因和4个rRNA基因。系统发育分析表明,刺果甘草与圆果甘草G. squamulosa Franch.亲缘较接近。结论 刺果甘草存在低杂合和重复序列较多的特点,为了更好地对全基因组进行序列拼接和组装,可尝试采用三代测序结合二代测序的分析策略进行基因组组装;刺果甘草叶绿体全基因组比对和系统发育分析,为后续开展甘草属遗传多样性研究和分子鉴定标记筛选提供了重要依据。

胀果甘草花粉生活力测定及甘草的杂交育种

杂交育种是最为传统的选育新品种的方式之一,花粉生活力能够影响其中遗传物质的传递。胀果甘草是3种药典收录的甘草之一,具有许多特殊活性成分。通过TTC法和离体萌发法对2个胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)种质资源GJJ-7和GJJ-9花朵开放5个时期(a~e)的花粉生活力进行测定。结果表明,GJJ-7花粉生活力趋势在5个时期呈现波浪型,在a、d时期达到最高;GJJ-9花粉生活力会随着花瓣展开度的变大而升高,在e时期达到最高。离体萌发结果表明GJJ-7和GJJ-9花粉生活力随花朵开放程度增大呈先升高后降低的趋势,萌发力均在c时期最高。杂交结荚率则与离体萌发结果一致,说明离体萌发法测定花粉生活力比TTC法更可靠。以光果甘草(G.glabra)S-7和S-12为母本的杂交组合结荚率低,但能够获得发芽率高的种子;以乌拉尔甘草(G.uralensis)GDN-16为母本的杂交组合结荚率高,但种子发芽率低,说明在甘草杂交中父母本的选择对结荚率有重要影响。