白杨派杂种无性系植株早期性状变异与选择研究

以30个白杨杂种无性系为材料,测定树高、胸径、树形、叶片、树皮特性等17个指标。方差分析与遗传参数计算结果表明,白杨杂种无性系各指标差异极显著(P<0.001),各指标表型变异系数变化范围为15.63%～57.50%,遗传变异系数变化范围为8.99%～52.57%,重复力高(0.7734～0.9848)。说明白杨杂种无性系各性状存在广泛变异,且这种变异受较强的遗传因素控制。表型相关结果表明,白杨杂种无性系树高、地径、胸径、单株材积和冠幅之间均达显著相关水平,遗传相关系数接近表型相关系数。主成分分析结果显示,白杨杂种无性系14个性状前3个主成分的累积贡献率为84.93%,其中第1主成分为生长量等性状,第2主成分为干形等性状,第3主成分为叶片性状。利用综合评定法对无性系进行评价,当入选率为10%时,无性系BL204、BL206和BL207入选,入选无性系树高、地径、胸径和单株材积的遗传增益分别为27.41%、31.73%、32.90%和102.37%。这些分析结果为下一步选育优良无性系提供了重要的信息和依据。

燕山山脉西伯利亚杏的遗传多样性和遗传结构

以西伯利亚杏分布的核心区域燕山山脉地区的17个群体为材料,利用9对微卫星标记进行遗传多样性和遗传结构的分析。在533个个体扩增得到203个等位基因,每位点平均等位基因数为22.556个。分析表明燕山山脉西伯利亚杏群体具有较高的遗传多样性,每位点平均有效等位基因数(Ne)为5.714,多态位点百分率(P)为100%,期望杂合度(He)为0.788。根据有效等位基因数(Ne)、期望杂合度(He)和Shannon信息指数(I)3个遗传多样性参数,遗传多样性最高的群体为北京八达岭,其次为平泉榆树林子,而最低的群体为崇礼驿马图。群体间总的遗传分化系数FST为0.065,总的基因流Nm为3.836。分子方差分析(AMOVA)结果显示燕山山脉地区西伯利亚杏群体的遗传变异主要存在于群体内(95.62%)。Mantel检验发现遗传距离与地理距离呈显著相关性(r=0.5894,P<0.0001)。UPGMA聚类结果显示,地理距离接近的群体聚在一起,进一步验证了Mantel检验结果。基于上述分析结果,提出西伯利亚杏的种质收集策略。研究结果为西伯利亚杏可持续利用与保护提供一定的理论依据。

胡杨无性系幼苗响应盐胁迫的miRNA表达差异研究

植物mi RNA在调控基因表达、细胞周期、生物体发育、抗逆等方面起重要作用。为研究胡杨(Populus euphratica Oliv.)的耐盐机制,以1年生胡杨无性系幼苗为材料,构建具有空间代表性的盐胁迫胡杨c DNA文库,利用二代测序技术测定Na Cl胁迫下和正常培养条件下胡杨叶和根mi RNA表达情况。结果表明,不同的mi RNA之间表达量存在明显差异,表达丰度最高的mi RNA有mi R156、mi R157、mi R165、mi R166和mi R167等,合计占总表达量的90%以上。胡杨根部存在特异表达的mi RNA,在整个耐盐调控机制中发挥着生理调节、分子调控和信号传导等极为重要的作用。盐处理样品中发现大量响应盐胁迫的mi RNA,对这些转录因子进行靶基因预测和注释后,发现很多盐胁迫响应的mi RNA与NAC和SPL等重要转录因子家族相关,与前人的结论一致,另外还发现许多mi RNA的调控对象是ATP酶和激素响应因子。

同源四倍体自然群体的连锁不平衡分析模型

半数以上的被子植物是多倍体或在其进化史上出现过多倍体现象,连锁不平衡分析是研究自然群体遗传结构、分化及多样性的重要工具,但这一方法目前仅适用于二倍体自然群体。笔者根据同源四倍体减数分裂的特点推导出计算分子标记间连锁不平衡的统计模型,利用基因频率和基因型频率的关系,以计算机模拟试验验证了模型的有效性,并给出了模型的适用条件,即样本数量为200时,采用该模型估算的平均值可以满足分析要求。

36份枣品种SSR指纹图谱的构建

利用12对SSR引物对36个枣品种进行分析,采用荧光M13毛细管电泳技术进行多态检测,共检测到99个多态位点,每对引物的多态位点数达到8.25,PIC值变幅为0.62~0.85,平均为0.75。依据12对SSR引物在36个品种中扩增的特异带型组合,采用引物—带型组合法构建了36个枣品种的指纹图谱,并对这36份枣品种做聚类分析,遗传相似系数在0.6667~0.9444之间。研究结果为枣树分类、种质鉴定和分子育种提供了重要的工具。

GWAS研究大肠杆菌和金黄色葡萄球菌种间互作进化机制

【目的】通过实验室培养模拟自然环境微生物相互作用,进而找到影响细菌基因型和表型的基因。【方法】将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在实验室条件下进行单独培养和两两混合培养并连续转接,通过得到的数量表型与最大生长速率表型做全基因组关联分析(GWAS),对得到的与表型相关的SNP进行注释与分析。【结果】162个SNP位点影响到大肠杆菌原始菌株与共培养菌株的生长,36个SNP位点影响大肠杆菌菌株在单独培养和共同培养的生长。总共有85个SNP位点影响金黄色葡萄球菌的原始菌株与单独培养。其中5个基因在之前文献中已有报道。对影响不同时间点细菌数量变化形状的SNP位点进行功能注释,大肠杆菌中有706个与生长性能相关。金黄色葡萄球菌中,129个和不同的生长性能相关。大肠杆菌SNP位点的13个基因在之前的研究中已有报道。【结论】混合培养和单独培养都检测到与生长相关的显著基因,本研究表明了GWAS在研究细菌互作进化机制方面的潜力。

基因流介导的种间渐渗与物种界定(英文)

物种界定是生物学中最基本的问题之一。近年来随着分子生物学技术的进步如分子条形码的发展,物种界定也越来越引起人们的兴趣。界定一个物种或相似的一组物种时最重要的一个原则就是选择适合的分子标记。然而,植物中广泛存在的不完全谱系筛选与种间渐渗却常常会阻碍准确鉴定物种。最近,有关基因流介导的种间渗入和物种界定在理论和实验研究中都取得了重大进展。本文综述了基因流介导的物种形成;评价了种间渐渗与不完全谱系筛选的区别;最后总结出应该利用基因流速度较快的分子标记去鉴定物种。

一种优化的胡杨高效多重(12重)SSR体系(英文)

微卫星多重PCR方法是一种非常经济并且高通量的基因分型技术。本研究在耐干旱、盐碱的胡杨(Populus euphratica)中开发出一套荧光标记的12重微卫星工作体系。该体系包含12条表达序列标签微卫星(EST-SSR)引物,其中3条设计于NCBI,另外9条设计于二代的转录组序列。利用该多重微卫星体系可在单一的PCR反应体系中成功扩增出12条表达序列标签的微卫星短序列片段,并在胡杨的3个自然居群96个个体中对该体系进行了验证,结果显示该体系具有很高的稳定性及多样性。同时,在杨属的5个派7个种中对其通用性进行了检验,显示这些引物具有很高的通用性,成功扩增率为79%。本研究中提供的12重多重PCR结合本实验已经公开发表的2个8重体系对揭示胡杨及其他杨树的进化历史具有重要的作用。最后,本研究认为引物的选择,扩增效率,哑等位基因的检测是多重体系开发过程中最为关键的步骤。

柿树的EST-SSR标记开发

柿树是中国重要经济树种。为了开发柿树SSR标记,从NCBI的EST数据库中共下载14198条柿树EST序列,经过去冗余处理和SSR位点搜索,共筛选到1 320条EST-SSR序列可以用于引物设计。实验中随机选取了314对引物进行合成和筛选,共有127对引物成功扩增出多态性扩增条带,加上从已发表的柿子SSR引物中筛选出的14对多态性较高的引物,共利用141对引物,通过SSR分型检测数据分析,获得了可用于模型分析的异源六倍体柿树全同胞家系共141套分子标记的数据。柿树是一种六倍体树种,多态性标记的开发在柿树的遗传学研究和分子育种上将会有众多的应用,能够促进正对六倍体物种的遗传分析模型的开发,也将对一系列重要的六倍体农作物(小麦,甘蔗,棉花等)的研究有推动作用。

LBD基因家族研究进展

LBD(lateral organ boundaries domain)基因家族因包含保守的LOB(lateral organ boundaries)结构域区段而得名,是一类植物所特有的转录因子。近期研究表明,该家族基因最早起源于早期陆生藻类植物,在进化过程中产生分化,从而具有多种生物学功能。早期关于LBD基因家族的生物学功能验证多集中于植物的侧生器官,近年研究发现,该家族基因还与植物再生、次生生长、环境胁迫信号响应等植物细胞生长调节过程密切相关。随着研究的深入,一个依赖于LBD基因家族参与调控的分子代谢调控网络逐渐清晰。该文主要对LBD基因家族的结构、分类、进化、生物学功能及参与的分子代谢调控网络进行综述性介绍,并对近年来关于该基因家族的最新研究进展进行系统阐述,为深入理解LBD基因家族在植物生长和发育过程中的重要作用提供帮助。

一种基于E-index方法区分复杂性状的分析工具

目前,生物遗传学领域在区分复杂性状的研究上正面临着巨大挑战,许多方法都被用来应对这项挑战,其中分子标记法,QTL作图法和序列分析法等就是用来区分控制复杂性状基因的主要应对策略。测定生物复杂性状对于研究生物多样性具有重要意义,也是进一步研究基因控制性状作用机理的重要途径,但是,现有的方法并不成熟也不完善,因此给有效区分复杂性状带来了一定难度。近年来,由于生长曲线能够有效地描述复杂性状,基于生长曲线来区分复杂性状的方法是目前常用的方式,Functional Mapping(FM)就是其中具有代表性的一种方法。在过去的十年间,FM方法是复杂性状区分效果最好的,但不能有效处理非单调类型的生长曲线。Earliness index(E-index)方法的问世,解决了非单调类型的曲线不能有效识别的难题,它能够将任意生物类型的复杂性状发展过程描述为生长曲线并加以区分。基于E-index方法的原理,开发了一套Eindex Application(EIA)分析工具,该工具中集成了E-index方法,利用生物数据可视化技术动态绘制生长曲线,包含数据获取、数据处理和结果输出等功能,为遗传工作者的研究提供了良好平台。仿真实验的结果证明了EIA分析工具具有高效、实时和准确的性能,是区分复杂性状的有力工具。