11个猕猴桃品种间的遗传多样性分析

利用随机扩增多态性DNA标记(RAPD)技术对采自四川省猕猴桃科研基地的11个猕猴桃品种进行了遗传多样性分析.通过引物筛选,从15个RAPD引物中扩增出135条带,其中100条为多态带,占74.07%.UPGMA聚类分析结果揭示了各品种间的亲缘关系.RAPD标记说明猕猴桃品种间遗传距离与地理分布有一定关系,地理位置较近的材料能聚在一起.分子标记可用于猕猴桃种质资源的分类、鉴定及良种选育.图2表2参15     

中国大麦育成品种(系)的遗传多样性

为了解我国大麦育成品种(系)的遗传基础现状,利用位于大麦7个连锁群上不同位置的25对SSR引物对来自国内不同区域的大麦推广和新育成品种(系)的遗传多样性及其亲缘关系进行分析.结果表明,25对SSR引物在73个大麦品种间均有多态性扩增,每一对引物检测到的等位基因数目在2-6之间,平均为3.92个.SSR引物的多态性信息含量(PIC)变幅为0.252-0.780,平均为0.569.遗传多样性分析发现,我国不同大麦产区的皮大麦品种(系)间遗传相似性系数(GS)变化范围为0.661-0.767(平均值0.714),青藏高原地区青稞品种(系)间遗传相似性系数变化范围为0.533-0.925(平均值0.699),表明目前国内皮大麦和青稞的遗传多样性均较差、品种遗传背景单一.通过聚类分析,在遗传相似系数0.671水平处,42份皮大麦材料聚为2大类;在遗传相似系数0.618水平处,31份青稞材料聚为5大类,来源地相同的材料通常聚在同一大类或亚类,材料聚类结果与其地理来源有一定相关性.本研究表明SSR标记具有较好的遗传变异检测能力,对大麦品种(系)间的遗传多样性评价可为我国大麦育种过程中亲本材料的选择和利用提供重要依据.     

柚类资源及其近缘种SSR标记的分子评价

采用31对SSR引物对122份柚类种质资源及其近缘种的遗传多样性进行了研究.31对SSR引物可以检测到335个等位基因变异,平均每个位点可检测到9.85个等位基因.每个位点多态性信息指数(PIC)平均值为0.7085.从这些引物中有效地筛选出21对高信息量SSR引物,与31对引物在122份柚类资源间遗传关系达到极显著相关(r=0.99104).柚类资源及其近缘种等位基因平均数(A)、平均杂合位点百分比(P)、SSR表型杂合度(H0)分别为2.8、83.54%、0.524.用UPGMA方法将122份研究材料分成7个组群,110个柚类品种在相似系数0.712时可细分成18个亚组,分类结果有利于今后有目的地利用这些丰富育种材料的遗传背景.图3表2参21     

用SSR标记检测杂交籼稻三系亲本的遗传差异

随机选用分布于水稻(Oryza sativa L.)12条染色体上的110对引物,共筛选出26对具有多态性的SSR引物,对24份杂交籼稻三系亲本材料进行遗传多样性和亲缘关系分析.全部24份亲本中共检测出116对等位基因,每个SSR引物可检测到的等位基因数目为2～7个不等,平均每对引物可以检测到4.4个等位基因.多态信息量(PIC)的变动范围为0.068 9～0.803 6,平均PIC值为0.603 4;期望杂合度(He)的变动范围为0.081 6～0.829 8,平均值为0.616 9;多样性指数(1)变幅为0.173 2～1.791 3,平均为1.160 0.对供试亲本材料根据遗传距离进行UPGMA聚类分析,结果表明,SSR微卫星标记可以将24份亲本材料分为3个大群,各组亲本间的遗传差异较大.通过分子标记辅助育种,可以有效地鉴定供试亲本材料之间的亲缘关系,分析预测新种质材料的遗传差异,可作为选育强优势组合杂交水稻的重要参考指标之一.图2表3参24     

大麦EST-SSR分子标记开发及特征分析

大麦是一种古老的栽培作物,也是分子遗传学研究中常用的模式植物,为满足大麦基因作图、遗传多样性、种质资源鉴定和分子辅助育种等研究的需求,拟在NCBI公共数据库基础上,开发基于表达序列标签(EST)的简单序列重复(SSR)分子标记.从NCBI数据库中获得了525 781条大麦EST序列,将这些序列进行聚类和去冗余后共获得61 902个Unigene,随后通过MISA软件搜索Unigene中的SSR位点,并设计引物9 659对,最后通过电子PCR(E–PCR)和普通PCR对引物进行验证.结果显示:(1)61 902个Unigene中含有SSR位点24 648个,其中复合SSR位点5 843个,约占3.42%,单纯SSR位点23 805个,约占96.58%;(2)经E-PCR验证后发现9 659对SSR引物中有1 060对(11%)能够成功扩增出产物;(3)随机选取的11对引物经普通PCR验证发现,这些引物都能在2份野生大麦品种、2份栽培大麦品种及1份小麦、硬粒小麦、荆州黑麦和节节麦中成功扩增.本研究表明日益丰富的EST公共数据库是大麦SSR分子标记的重要来源;利用EST公共数据库、SSR搜索软件,结合E–PCR验证是开发SSR分子标记省时高效的手段.     

黄连木居群遗传多样性的SSR标记分析

为系统揭示黄连木天然居群在遗传多样性水平上的差异及遗传分化状况,采用SSR(Simple sequence repeats)分子标记对其8个居群进行遗传多样性分析.在建立良好的反应体系基础上,从已有的阿月浑子SSR引物中筛选出9对适合进行黄连木遗传分析的引物,在8个黄连木居群中共检测到43条等位基因,位点平均等位基因数为4.78,平均多态位点百分率达90.28%.各居群内平均有效等位基因数为2.08,平均期望杂合度(He)为0.472,说明各居群的遗传多样性处于中等水平.按检测到的有效等位基因数(Ne)和期望杂合度(He),各居群的遗传多样性由高至低依次为安康唐县顺平辉县略阳栾川林州涉县.居群间的遗传分化系数(FST)平均为0.319,说明居群内变异是黄连木变异的主要来源,并根据遗传距离将8个居群分为三大类.     

长江上游地区杂交水稻亲本遗传多样性

利用表型鉴定以及47对均匀分布于水稻12条染色体的SSR标记,对长江上游138个杂交水稻亲本进行检测,并采用遗传相似系数及数学模型分析其群体结构,以了解其遗传多样性信息.结果显示,长江上游杂交水稻亲本的保持系、恢复系以及总体的表型性状遗传变异程度较大,适用于进行遗传多样性分析.利用47对SSR标记共检测到94个等位基因位点,平均每个位点2个;其中有效等位基因数67.05个,占71.33%,Nei氏遗传多样性指数变幅为0-0.51,平均值为0.26.供试材料可分为恢复系类群和保持系类群,与生产上利用的保持系和恢复系高度一致.本研究表明利用SSR标记能详细了解长江上游杂交水稻亲本遗传多样性信息并有效区分恢复系与保持系.     

基于山桐子转录组序列的SSR分子标记开发

为研究山桐子遗传多样性,对山桐子转录组数据进行分析,开发SSR分子标记技术.将山桐子高通量转录组测序获得的84 213条Unigene进行简单重复序列(SSR)位点挖掘和分析,并结合引物验证,初步证明其可行性.通过软件分析,共获得含SSR位点的序列数23 077,出现频率为27.40%,涉及序列数量为29 953条,发生频率为35%.SSR序列中包括1 620种重复基元类型,其中单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸为优势重复类型,SSR位点数分别为9 782(32.67%)、6 921(23.11%)和5 420(18.10%).单核苷酸中A/T类型比例最高,为9 630(32.15%),二核苷酸和三核苷酸中以类型AG/CT(4 679;15.62%)和AAG/CCT(1 220;1.53%)为主.SSR位点重复次数差别较大,主要是3次(4 748;15.70%),其次为6次(3 707;12.25%)和5次(3 475;11.60%).运用多态性分析的方式初步验证SSR位点在不同地区山桐子标记中的可行性.同时,利用Primer 5.0进行引物设计,随机筛选100对引物进行验证,31对引物可以扩增出条带,19对引物扩增出预期大小的条带,8对引物能特异性区分宜宾、资阳、宁强、成都4个不同地区的山桐子.本研究通过分析山桐子高通量转录组序列的SSR信息,筛选出8对引物验证不同地区山桐子的遗传多样性,将有助于山桐子基因挖掘、分子标记育种和资源保护等后续工作的开展.     

用SSR标记检测同源四倍体与二倍体水稻的遗传差异

随机选用分布于水稻(Oryza stativa L.)12条染色体上的15对SSR(simplej sequence repeats)引物，对18种中科院成都生物所培育的四倍体水稻和9种大面积种植的二倍体水稻进行了SSR多态性分析．11对具多态性的引物共检测到33条多态性条带，平均每对引物检测到3个等位基因．研究结果发现，所用同源四倍体水稻的基因组与二倍体水稻基因组大部分相同，只是在某些位点上具有差异，并筛选出部分SSR标记来区分二倍体与其同源四倍体．本研究还对二倍体与同源四倍体之间遗传差异的原因进行了初步的探讨．图2表2参12     

利用RAPD技术分析兰属（Cymbidium）品种间的亲缘关系

本文利用RAPD技术来检测兰属13个品种间的亲缘关系。通过对55种10个碱基随机引物的筛选,其中4种引物能得到重复性、稳定性较高扩增产物,四种引物共扩增出93条多态性带,多态率为100％,根据RAPD标记进行邻体聚类分析,表明兰属各种间的亲缘关系与形态学分类结果不完全一致。实验结果认为RAPD技术可用于兰属植物的系统学研究。图2表3参13     

杏鲍菇转录组数据SSR位点的生物信息学分析

为了开发杏鲍菇分子标记,利用前期高通量测序技术获得的杏鲍菇转录组数据,采用生物信息学软件Trinity拼接,然后通过MISA软件检索并分析杏鲍菇转录组简单重复序列(Simple sequence repeats,SSR)位点.共获得45 833条unigene,在其中的3 256条unigene中检测到3 811条符合软件参数的SSR序列,发生频率为8.31%.SSR位点平均长度为15 bp,平均分布频率是1/15.91 kb.在杏鲍菇转录组的SSRs中,单核苷酸与三核苷酸重复基元为主要重复类型,分别占总SSRs的45.24%和35.53%.SSR基元的重复次数为5-24次,其中5次或10次重复是发生频率最高的,SSR重复基元共有85个类型,其中A/T是最常见的重复基元,比例为38.97%,其次为AG/CT,比例为8.24%.对3 811个SSR位点设计出3 644对SSR引物,随机选择20对引物进行PCR扩增,其中9对在3个杏鲍菇品种中表现出多态性.本研究表明杏鲍菇转录组SSR位点多态性丰富,具有较高的应用潜力.     

焦化废水生物膜样品和苯酚降解菌分离株基因盒的分析

使用59-碱基(59be)保守序列和整合酶基因的引物进行PCR扩增,研究了焦化废水处理装置中微生物菌群的基因盒结构,并对两株分离的苯酚降解荫IS-17和IS-46的基因盒进行了扩增测序分析.从5个焦化废水生物膜总DNA样品中均获得了基因盒扩增产物.对IS-17和IS-46的基因盒PCR产物克隆建库并测序,通过序列比对等方法来研究和分析序列的功能.发现本研究获得的基因盒与已报道的基因盒存读码框序列、两端引物结合序列、间隔区大小等方面存在一些不同.本研究结果表明,在焦化废水生物膜菌群中普遍存在基因盒结构,采用基因盒PCR能够从环境或菌株中获取新基因.     

濒危植物厚朴SSR引物筛选及反应体系优化

探索适宜厚朴(Magnolia officinalis)简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)-聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)的最佳条件.在SSR引物筛选基础上,利用正交试验设计对影响PCR反应的5个因素(模板DNA、引物、Mg2+、dNTPs和Taq酶催化活性浓度)进行4个水平的优化,并通过温度梯度试验优化引物退火温度.在厚朴及其近缘物种的70对引物中,筛选出13对扩增条带清晰、多态性丰富的SSR引物.PCR各因素在不同水平下对反应体系的影响由大到小依次为引物浓度、Taq酶催化活性浓度、Mg2+浓度、dNTPs浓度和模板DNA浓度.PCR最佳优化体系:25 μL体系中,模板DNA质量浓度为2 ng·μL-1,引物浓度为0.6μmol·L-1,Mg2+浓度为2.0 mmol·L-1,dNTPs浓度为0.5 mmol·L-1,Taq酶催化活性浓度为0.03 U·μL-1(1U=16.67 nkat).最佳扩增程序:94℃预变性4 min,94℃变性30 s,48.0～59.0℃(退火温度随引物不同而定)退火30 s,72℃延伸1 min,35个循环后72℃延伸10 min.上述结果可为利用SSR-PCR技术研究濒危厚朴群体遗传学和分子生态学提供技术参数.     

非纯培养物细菌蛋白酶DNA片段的克隆与表达

为了构建更多的蛋白酶基因工程菌,以及进行蛋白酶基因的直接进化研究,从非纯培养细菌总DNA中扩增各种编码蛋白酶的DNA片段.根据MEROPS和GenBank数据库中的枯草杆菌类蛋白酶的编码区和成熟肽编码序列设计并合成了10条引物.富集培养胞外蛋白酶产生菌并提取了12个总DNA样品,分别用每对引物在降落PCR (TouchdownPCR, TD-PCR)条件下进行蛋白酶编码序列的扩增.选择了19个长800 ~1 200 bp的扩增片段测序,其结果为: 8个是蛋白酶DNA片段,它们应属于4种不同的蛋白酶基因序列;同一对引物扩增到的基因序列差异性可达到32%,说明只使用基于已知序列的PCR方法从混合菌中获得新蛋白酶基因是可行的.将克隆到的1个与碱性蛋白酶E (GenBank No.AJ539133)的编码区99%相似的蛋白酶DNA片段插入pTWIN1载体,在大肠杆菌ER2566中进行表达.结果表明,表达的成熟蛋白酶可分泌到培养基中,能在牛奶平板上产生水解圈,对大肠杆菌有致死作用.图5表3参14     

基于分子标记的油松种群遗传保护分析

利用分子标记技术分析了山西5个天然油松种群140个个体的遗传特征,比较了不同种群的多态位点显性频率、遗传多样性指数、基因流和分化系数.筛选的5个ISSR引物和5个RAPD引物共扩增到位点68个,其中多态位点50个遗传参数的统计分析显示,多态位点的显性频率、遗传多样性指数、分化系数分别介于0.000 0～1.000 0、0.0200～0.500 0和0.003 7～0.615 62:间,表明油松种群遗传多样性的主要来源是等位基因频率的不同和部分位点较大程度的遗传分化.根据油松的种群遗传学特征,认为只有加强天然油松林的生境保护,使其不产生片断化,才能使油松的遗传资源得到有效保护.图2表4参16     

朱鹮的随机扩增多态DNA分析与种内亲缘关系研究

利用随机扩增多态DNA技术对朱鹮 ( Nipponia nippon ) 8个个体进行了随机扩增多态DNA分析. 用20个10bp的随机引物对每只朱鹮的基因组DNA进行扩增,共得到168个扩增片段,其中共有片段为102个. 根据聚类分析所得到的树状图确定了8只朱鹮的亲缘关系,这为进一步构建全部朱鹮个体的谱系关系图打下了基础,有利于制定更有效的朱鹮保护计划.     

家蚕丝心蛋白轻链cDNA和基因调控片段的克隆及序列分析

从家蚕品种菁松×皓月后部丝腺中提取总RNA ,用RT -PCR扩增技术克隆到家蚕丝心蛋白轻链cDNA .序列分析表明 ,该片段全长为 798个碱基 .比较 4种不同品种来源的家蚕丝心蛋白轻链基因外显子区域序列 ,同源性在98.0 %～ 99.4 %之间 ,推测的氨基酸同源性在 98.0 %～ 99.6 %之间 ,4个品种间发生的变异比较一致地集中在不同位置的 8个碱基上 .提取家蚕品种菁松×皓月后部丝腺总DNA ,进行PCR反应 ,获得家蚕丝心蛋白轻链基因调控片段 ,长度约为 1.2kb,测定了其邻近起始密码子一端包括 5 76个碱基的DNA序列 .结果表明 ,该片段包括一些典型的调控元件和多个可能参与丝蛋白基因特异性表达调控的元件 ,该部分序列与J - 139L链基因相应区域同源性高达 98.8% .图 3参 8     

RAPD分子标记在鉴定香樟优选株和普通株中的应用

从85个随机引物中选10个随机引物对8个香樟样品的DNA进行了扩增，应用RAPD技术区别6个优选株和2个普通株，共获得78个DNA片断，把这些DNA片断作为遗传位点用UPCMA法计算出各材料间的遗传相似性系数，并作了聚类分析．在D＝0．738处8个样品分为两大类，而且普通株同优选株的亲缘关系很近．图2表2参9     

中药材哈蟆油PCR鉴定的初步研究

从中国林蛙 (Ranachensinensis)、中华大蟾蜍 (Bufogargarizans)以及鳕鱼 (Gadusmacrocephalus)等组织材料中提取DNA ,扩增出约 340bp的 12SrRNA基因片段 ,测定其序列 ,并参考有关序列 ,设计一对哈蟆油的鉴别引物HsmL1、HsmH1,用该鉴别引物扩增蛙类原动物的模板DNA时 ,只有中国林蛙和黑龙江林蛙的模板能得到阳性扩增 ,其余样品为阴性 .因此该对引物能用于哈蟆油药材来源的鉴别 .对购自 5个不同药材商店的哈蟆油PCR鉴定结果表明 ,现市售商品哈蟆油有不同的材料来源 .图 3表 1参 9     

池塘浮游生物优势种组成与DNA指纹的关系

研究中国地质大学(武汉)校区3个池塘7个样点浮游生物群落的优势种组成和DNA指纹多态性.利用15种随机引物分别扩增,其中7种引物获得多态性片段.电泳共得到47条带,谱带平均多态率为96.4%.根据Nei's遗传距离矩阵构建3个池塘7个样点的遗传关系聚类树.通过优势种群组成聚类分析比较探讨浮游生物优势物种组成和DNA指纹遗传关系聚类树结构的关系.结果表明,同一池塘样点的优势种组成和DNA指纹遗传多样性相似性较高;西区池塘样点的优势种组成和遗传关系最近,其次是东区池塘的3个样点,差别最大的是北区池塘的两个样点.其原因可能是生境的隔离和差异.提示尽管池塘浮游生物优势种组成与DNA指纹结构表示的遗传关系会存在较小差异,但是分析结果基本一致.因此,利用DNA指纹技术研究池塘浮游生物生态学是可行的.