甘蔗属种及其近缘属种蔗茅的全基因组密码子偏好性分析

【目的】为解析甘蔗基因组的密码子使用特征,提高异源基因在甘蔗中的表达效率。【方法】以已发布的甘蔗属种(热带种LA-purple、割手密NP-X和AP85-441)及其近缘属种蔗茅(Yunnan2009-3)基因组为数据,利用Python、CodonW1.4.2进行密码子偏好性分析,同时通过中性绘图、ENC-plot、PR2-plot等分析探讨密码子偏好性形成的影响因素,并结合转录组测序数据分析密码子偏好性参数与基因表达水平的相关性。最后,基于RSCU均值与7个主要模式生物种(玉米、高粱、水稻、拟南芥、烟草、大肠杆菌、酿酒酵母)的密码子使用模式进行比较分析。【结果】显示热带种、割手密和蔗茅的基因组都富含GC,平均GC含量为56.3%,且GC3>GC1>GC2,倾向于使用以G/C结尾的密码子,平均ENC值为48.45,偏好性较低。中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析表明它们的密码子偏好性受到自然选择、突变压力等多种因素的共同影响,其中自然选择占主导作用。相关性分析表明密码子偏好性参数与基因实际的转录表达水平存在显著相关性,但相关性不强。根据RSCU和?RSCU值,确定了13个最优密码子,均以C或G结尾,密码子使用特性在全基因组和染色体组水平上无差异。通过比较发现,甘蔗的核苷酸组成及密码子偏好性与玉米、高粱和水稻较为相似,而与拟南芥、烟草、大肠杆菌和酵母具有显著差异。【结论】甘蔗热带种、割手密和蔗茅的密码子偏好性高度相似,其形成受自然选择和突变因素的影响。此外,对甘蔗优异基因功能异源验证时可优先选择玉米、水稻和高粱作为异源表达系统。

甘蔗属及其近缘植物的染色体分析

对国家甘蔗种质资源圃保存的 3 0 1份甘蔗属及其近缘植物的染色体进行分析研究 ,结果表明 ,2 47份割手密 (S spontaneumL )中具有 11种染色体类型 ,其中 2n =10 4、2n =10 8两种类型为国内首次报道 ;46份斑茅 (S arundinaceumRetz)中具有 3种染色体类型 ,其中 2n =2 0类型为国内首次报道 ;2份芒 (M sinensisAnderss)、4份河八王 (N porphyrocomaBor)、2份蔗茅 (E fulvusNees)分别具有 2n为 60、3 0、2 0等染色体类型。同时 ,通过对种质原生境条件和农艺性状 (茎径、株高 )的数据统计分析 。

从核糖体DNA ITS区序列研究甘蔗属及其近缘属种的系统发育关系

测定了甘蔗属及其近缘属的 13个种共 4 3个个体和 1个橡草 (Pennisetum schumach)外群的核糖体 DNA中的内转录间隔区 (ITS)及 5 .8S r DNA基因的序列。结果表明 :甘蔗属及其近缘属种的 ITS区 (含 ITS1,5 .8S r DNA和ITS2 )序列的长度范围为 5 89～ 5 91bp,变异位点为 14 0个 ,信息位点为 6 0个 ;其中 ,ITS1和 ITS2的长度范围分别为 2 0 5～ 2 0 8bp和 2 16～ 2 2 0 bp,变异位点分别为 6 4和 6 8个 ,信息位点分别为 33和 2 4个 ;5 .8S r DNA长度范围为 16 4 bp,变异位点为 8个 ,信息位点为 3个。以狼尾草属的橡草 (P.schumach)作为外群 ,运用 PAUP4 .0 b软件构建的系统发育 NJ树表明 :浙江果蔗 (R4 5 )应属于热带种 (S. officinarum ) ;河王八属与蔗茅属的亲缘关系较近 ,各自的金猫尾种与蔗茅种、河王八种与滇蔗茅种分别交叉聚在 2个不同的小分支中 ;斑茅 (S.arundinaceum或 E.arundinaceum)具有其他属不同的特异位点 ,是距甘蔗属较远的一个独立分支 ,从分子水平上提出了斑茅并不属于甘蔗属的观点 ,但其是否属于蔗茅属 ,还是应当立为单种属则需进一步的研究论证。

甘蔗属及其近缘属种的rbcL基因序列变异和系统发育初步研究(英文)

甘蔗属及其近缘属种在分类关系上非常复杂 ,存在不少混乱。目前关于它们的分类学研究主要是基于形态学和同工酶水平 ,而基因水平上的报道很少。我们对甘蔗属及其近缘属种的部分rbcL基因片段 (1137bp)进行了测序比较 ,以期探讨rbcL基因能否用于研究甘蔗属及其近缘种之间的亲缘关系。序列比较显示rbcL基因在甘蔗属和近缘属种间的变异极低 ,一些来自不同属的个体序列完全一致 ,而某些同属内不同种个体却略有差异。这些结果表明rbcL基因在甘蔗属及其近缘属种之间的进化速率缓慢而不稳定 ,难以用于系统发育研究。不过 ,不同聚类方法都将斑茅与其它属种分开 ,放在玉米与甘蔗属和其它近缘属种分枝的外部 ,提示斑茅不应列入甘蔗属或蔗茅属 ,而应独立为一属。

甘蔗属不同种及优良甘蔗栽培品种的SSR标记遗传多样性分析

应用21对SSR引物与毛细管电泳技术,分析了52个甘蔗属品种的遗传多样性。共检测出327个SSR标记,平均每对引物检测15.6个。选择141个共显性标记构建SSR标记指纹图谱数据库,利用DNAMAN软件与UPGMA统计方法分析参试材料遗传多样性。DNAMAN软件同源分析显示,新台糖16号与台优1号之间的同源性最高(87%),品种之间最小的同源性为55%;利用UPGMA统计方法可把参试材料分成4个遗传相似性较高的类群。结果表明,SSR标记与毛细管技术的结合,可构建甘蔗种质资源SSR标记指纹图谱、分析甘蔗种质资源遗传多样性。聚类分析显示参试甘蔗材料的遗传基础相近,为了提高甘蔗选育种效率,应拓宽甘蔗选育种亲本的遗传基础,提高杂交栽培品种的抗虫、抗病等特性。

甘蔗属及近缘属8种植物叶片下表皮的解剖研究

观察了云南省 8种甘蔗属及近缘属植物叶片下表皮的解剖结构 ,结果表明 ,肋区中刺细胞的有无、行数及形状 ,硅细胞及栓细胞的排列方式 ,表皮上附属物的类型 ,气孔的行数及副卫细胞的形状等在不同种之间是不同的 ,这些解剖特征可作为外部器官形态分类的补充 。

甘蔗属起源及其与近缘属进化关系研究进展

阐述了甘蔗起源、进化、分子遗传学在甘蔗与其近缘属的进化关系研究上的应用,回答了甘蔗的起源中心、甘蔗属及其近缘属之间的进化关系,以及当前如何利用细胞学手段和分子标记技术,从微观分子的角度来研究和分析其遗传多样性、生活史进化等生态和进化问题,最后对其发展前景进行了简要的探讨。

利用AFLP进行“甘蔗属复合体”系统演化和亲缘关系研究

采用AFLP分子标记技术,对“甘蔗属复合体”中4个属16个种的6 9份来自中国和澳大利亚的甘蔗种质资源材料进行系统演化和亲缘关系分析。2对AFLP引物共检测到173个标记,其中172个为多态标记,多态率达99 4 % ;通过计算Jaccard相似性系数,用UPGMA和PCA法构建了分子系统树和效应图。结果表明:(1)属间亲缘关系中,甘蔗属与芒属较近,与河八王属和蔗茅属较远,而河八王属与蔗茅属较近;(2 )甘蔗属内,细茎野生种与其他种关系较远,其中,栽培品种与热带种关系较近,中国种和印度种关系较近,而大茎野生种自聚为一族,与上述4种分离;(3)蔗茅属内,除蔗茅种和滇蔗茅种外,无论是中国斑茅(云南、海南)还是印度尼西亚斑茅,都与蔗茅属其他种聚在一起,其中与E procerus的关系最近,与E bengalense和E sarpet种次之;由斑茅与这3个种构成的群体与由E elephantinus和E ravennae构成的群体相对分离,形成了明显的2个组群。再次表明斑茅应列入蔗茅属,建议我国甘蔗学者采纳国外分类命名(E arundinaceus) ,以能更好地开展斑茅的研究和杂交育种利用并与国际接轨;(4)蔗茅和滇蔗茅均没有聚类到蔗茅属类群中,而分别独立位于系统树2大枝系上。蔗茅与甘蔗属亲缘关系较近,与芒属亲缘关系次之,与蔗茅属和河八王属关系较远;滇蔗茅与河八王属亲缘关系?

甘蔗属及其近缘植物的分类

1、甘蔗属在禾本科中的位置甘蔗属是禾本科黍亚科蜀黍族甘蔗亚族群甘蔗亚族中10属之一。它与蔗茅属、芒属、硬穗属、河八王属组成亲缘较近的与甘蔗育种关系较大的“甘蔗属复合体”。

用栽有甘蔗属方榄小型湿地处理酸性矿山外排废水

《Minerals Processing and Extractive Metallurgy》（Trans．Inst．Min．Metall．C）2007年116卷第1期上发表A．S．Sheoran关于用小型湿地处理酸性矿山外排废水的研究论文。

甘蔗属及近缘植物茎的比较解剖研究

对采自云南的８种甘蔗属及近缘属植物的茎进行的解剖学制片观察和研究结果表明：下皮层的细胞层数、紧接下皮层有无厚壁组织、维管束鞘细胞的排列方式在不同种之间是不同的．这些特征可作为外部器官形态分类的补充，也可为甘蔗育种中种质资源的选择提供解剖学鉴别依据．

甘蔗的分类──Ⅱ．Saccharum L．属

Ｓａｃｃｈａｒｕｍ Ｌ．属的分类，经历了较大的变化。现在受到普遍接受的是Ｂｒａｎｄｅｓ（１９５８）的分类方法。他把ＳａｃｃｈａｒｕｍＬ．属分为６个种。本文讨论该属分类的历史衍变过程，各个种的形态特征、遗传特点、及对甘蔗育种的重要性。

^(15)N自然丰度法分析甘蔗及近缘属野生种固氮效率

利用^(15)N同位素自然丰度法,在连续两年不施氮肥条件下,对甘蔗及近缘属野生种(材料)的固氮效率进行对比分析,同时筛选出适宜本试验研究的参比植物。试验结果表明,河八王及其后代材料表现出明显的高固氮能力,最高固氮率达到36.13%,最低的为甘蔗栽培种ROC22,固氮率仅为5.72%。银胶菊、胜红蓟和狗尾草与河八王1-1号的δ^(15)N值之差为3.13~3.50,是分析甘蔗及近缘属野生种固氮效率较理想的参比植物。

甘蔗近缘属种23S-4.5S-5S rDNA内转录间隔区序列分析

【目的】探讨叶绿体23S-4.5S-5S rDNA内转录间隔区序列在甘蔗近缘属种系统进化中的应用,为深入研究甘蔗近缘属种系统进化提供参考。【方法】以14个甘蔗近缘属种材料为研究对象,测序分析其23S-4.5S-5S rDNA内转录间隔区序列,并应用BLAST分析其在禾本科中的变异情况。【结果】23S-4.5S-5S rDNA内转录间隔区序列在14个甘蔗近缘属种材料间的同源性为100%,属于高度保守区域,但在禾本科各亚科间表现出一定的变异,且在各亚科中都存在其特异的变异位点。【结论】23S-4.5S-5S rDNA内转录间隔区序列在甘蔗近缘属种间属于高度保守的区域,不适合用于甘蔗近缘属种间系统进化的分析,但可为禾本科亚科系统进化的分析提供有用的信息。

甘蔗属间杂交种植株地上部氮磷钾的吸收隋况

为了评价4个Co系甘蔗品种和9个属间杂交种的养分利用率，进行了多重复的田间试验，在收获时测定各品系枯叶，绿叶和茎秆的N、P、K含量，然后计算这些品系枯叶，绿叶，茎秆以及整个地上部的N、P、K吸收量，计算这些品系每吨植株的养分吸收公斤数。同时进行品系间差异的显著性湖4验。结果表明，各品系的每吨植株吸N公斤数以Co系蔗〈甘蔗属×蔗茅属〈甘蔗属×蜀黍属〈甘蔗属×硬穗茅属，其中Co6304、Co8338、杂交种39／7、Co8341、CoC671和杂交种11／1的每吨植株吸N公斤数比较少；各品系的每吨植株吸P公斤数以甘蔗属×蜀黍属〉甘蔗属×硬穗茅属〉甘蔗属×蔗茅属〉Co系甘蔗，其中Co6304、Co8388、CoC671、Co8341以及杂交种39／7、11／1的每吨植株吸P公斤数比较少；各品系的每吨植株吸K公斤数以Co系甘蔗〈甘蔗属×蜀黍属〈甘蔗属×蔗茅属〈甘蔗属×硬穗茅属，其中Co8338、Co8341、Co6304、杂交种39／7、42／3以及CoC671的每吨植株吸K公斤数比较少。本研究认为，Co6304、Co8338、甘蔗属×蜀黍属杂交种39／7、Co8341、CoC671、甘蔗属×蔗茅属杂交种11／1以及甘蔗属×蜀黍属杂交种42／3的N、P、K养分利用率比较高。