简化基因测序技术在植物检材个体认定中应用初探

目的在涉及中草药真假辨识及个体识别的案件中很大比例的植物类物证都无法用形态学检验方法来鉴别,而植物DNA测序分析技术为我们提供了一种强有力的手段。方法通过对18个桂花植物样品进行DNA建库和高通量测序、序列多态性分析,评估其遗传多样性,并用基于单核苷酸多态性分析方法探讨了简化基因测序技术用于个体识别的案例。结果未知植物物证样品A与桂花1的匹配度最高,未知植物物证样品B与桂花4匹配度最高,未知植物物证样品B与桂花11的匹配度最高,该方法能成功识别3个盲测样品。

基于简化基因组技术的啤酒花栽培种和野生种SNP位点开发及遗传结构分析

目的为揭示新疆啤酒花Humulus lupulus野生与栽培个体间的遗传关系、遗传结构及野生资源的遗传潜力。方法利用SLAF-seq简化基因组测序技术,对新疆20个野生个体和18个栽培个体的SNP位点进行了开发与鉴定。利用系统发育分析、群体遗传结构分析和主成分分析(principal component analysis,PCA)等方法,从基因组水平揭示了野生种与栽培种之间的遗传结构。结果结果表明,通过SLAF-seq测序共获得863 228个SLAF标签,其中多态性SLAF标签有443 922个,共获得2 867 140个SNP位点。系统发育分析表明,野生个体和栽培个体整体上可各自分为2个聚类簇。总的Shanon-Wiener指数平均为0.397,其中野生个体为0.455,栽培个体为0.398;总的Nei多样性指数平均为0.249,其中野生个体为0.293,栽培个体为0.250。AMOVA分析表明,啤酒花的主要遗传变异主要来源于群体间,野生个体与栽培个体之间具有较大的遗传分化。结论新疆分布的野生啤酒花个体与栽培个体之间存在较大的遗传分化,但是野生啤酒花个体具有较高的遗传多样性,说明新疆啤酒花的野生资源具有较高的遗传育种潜力。

澜沧裂腹鱼4个地理群体遗传多样性分析

利用简化基因组测序(SLAF-seq)的方法对澜沧江中上游4个地理群体的40尾澜沧裂腹鱼野生样本进行遗传多样性分析,旨在为澜沧裂腹鱼种质资源的保护提供参考。结果显示,平均测序深度29.36×,得到467.67 Mb读长,测序Q30碱基含量平均为94.88%,GC含量平均为40.32%,获得498 199个特异位点扩增片段(SLAF)标签,其中多态性SLAF标签共213 644个,得到736 515个群体单核苷酸多态性(SNP)。遗传分析结果显示:在黄登—大华桥、里底、乌弄龙和苗尾—功果桥4个地理群体中,观测等位基因数和期望等位基因数分别为1.90~1.97和1.36~1.57;观测杂合度和期望杂合度的分布分别为0.16~0.50和0.21~0.33;根井正利基因多样性指数和香农—维纳指数分别为0.25~0.34和0.32~0.50;多态信息含量依次为0.2655、0.2499、0.2463、0.1709,处于中低等多态水平;最小等位基因频率依次为0.2653、0.2579、0.2561、0.2724;所有遗传多样性指数中,以黄登—大华桥群体最大且群体间差异显著(P<0.05);群体间变异占2.91%,群体内变异占97.09%,说明变异多发生在群体内;群体间遗传距离为0.0323~0.2588,遗传分化指数为-0.019~0.0817(P>0.05);系统进化树显示,4个地理群体出现交叉聚类的现象。综上,4个地理群体的遗传多样性水平中等,遗传距离与聚类结果和实际情况相符,濒危的原因可能是过度人为干扰,建议澜沧江中上游流域应当加大云南土著鱼类资源监控,加强人工增殖放流的质量和力度。

极小种群馨香玉兰特异性单核苷酸多态性位点开发

在馨香玉兰全基因组范围内进行特异性单核苷酸多态性(SNP)位点开发,为馨香玉兰濒危保护以及资源利用提供理论依据。利用以云南省5个野生居群和2个栽培居群共70个个体为材料,进行简化基因组测序技术(SLAF-seq),成功开发了843082个用于馨香玉兰SLAF建库的标签,其中多态性SLAF标记有287843个,通过数据质控,共获得了180650个高度一致性的群体SNP位点,利用SNP位点对馨香玉兰居群进行遗传多样性分析,结果显示:馨香玉兰的观测杂合度H_(o)为0.2697,期望杂合度H_(e)为0.3355,Shannon指数为0.5069,Nei多样性指数为0.3553。结果表明,利用SLAF-seq技术能够实现全基因组范围内的大量SNP标记位点开发,利用大量的SNP位点解析物种的遗传多样性更具准确性和先进性。

药用植物DNA标记辅助育种(一):三七抗病品种选育研究

药用植物DNA标记辅助育种以DNA多态性为基础,依据分子杂交、聚合酶链式反应、高通量测序等技术,筛选与高产、优质、抗逆等表型关联的DNA片段作为标记,辅助新品种的选育。该研究采用DNA标记辅助育种结合系统选育的技术,选育首个三七抗病新品种"苗乡抗七1号"。结果表明,基于RAD-Seq技术检测出抗病品种包含12个特异SNP位点,经验证record_519688位点与三七抗根腐病相关,包含此位点的基因片段可作为抗病品种的遗传标记辅助三七系统选育;与常规栽培种相比,抗病品种种苗根腐病及锈腐病的发病率分别下降83.6%,71.8%;二年生及三年生三七根腐病的发病率分别下降43.6%,62.9%。此外,依据与抗病关联的SNP筛选三七潜在的抗病群体,该模式扩大目标群体并提高选育效率。药用植物DNA标记辅助育种将加快药用植物新品种选育及推广的进程,保障中药材产业健康发展。