摘要：分蘖角度是青稞株型的主要构成因素,在提高青稞产量与抗倒伏性中发挥着极为重要的作用。为解析青稞分蘖角度的遗传机制,本研究以青稞品种‘达章紫’(株型松散)和‘昆仑10号’(株型紧凑)为亲本构建的RIL群体为材料,基于高密度遗传图谱,在多环境中进行青稞分蘖角度的QTL定位,并利用RIL群体衍生的剩余杂合系,对鉴定到的主效QTLqTA7H-1进行精细定位。在青稞7条染色体上共检测到9个控制分蘖角度的QTL,解释表型变异为6.41%~33.57%,其中,qTA3H-1和qTA7H-1为多环境共检测的主效QTL,平均加性效应分别为5.42°(增效)和-3.87°(减效);在减效QTL qTA7H-1初定位区间筛选到4个剩余杂合体,自交衍生F8:9近等基因系,在置信区间内加密设计14对分子标记对RHL群体极端单株进行检测,利用获得的5种交换类型单株,将qTA7H-1进一步界定在PC08(32,252,397)与PA10(41,790,765)约9.54Mb的物理区间内。本研究初步揭示调控青稞分蘖角度的遗传因子,为开展分蘖角度性状的遗传改良与分子设计育种奠定了基础。

摘要：乙烯应答因子(ethylene responsive factor,ERF)广泛存在于植物中,在植物生长、发育和逆境胁迫响应的调节中具有重要作用。本研究根据扁蓿豆(Medicago ruthenica)低温胁迫转录组测序信息,设计特异性引物,利用反转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术克隆了一个受低温胁迫诱导表达的ERF转录因子基因MrERF1。序列分析表明,MrERF1基因包含了一个948 bp的开放阅读框,编码由316个氨基酸组成的序列中含有一个高度保守的AP2结构域,具有典型的ERF转录因子特征。遗传进化分析表明其与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)MtABR1蛋白的同源性最高。构建表达MrERF1融合增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)的载体,本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片下表皮细胞瞬时表达结果证明Mr ERF1蛋白定位于细胞核。结果表明,构建pGBKT7-MrERF1载体转化AH109酵母感受态细胞具有转录激活活性。对MrERF1在不同组织中的表达分析发现,该基因在扁蓿豆的茎、叶、芽和花序中均有表达,但在根中不表达。进一步分析发现,MrERF1基因的转录与光周期和生物节律无关。此外,MrERF1的表达受高盐、干旱、水淹、低温和脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导。本研究表明,MrERF1能够响应多种非生物胁迫,为进一步分析MrERF1的功能奠定了基础。

摘要：目的:探索4种消化系统癌症(DSCs)分子特征的异同及分子特征同临床基本特征的关系。方法:基于生物信息学方法从TCGA数据库中获取食管癌(ESCA)、胃癌(STAD)、直肠癌(READ)、结肠癌(COAD)4种DSCs的分子特征,包括基因突变、拷贝数变异、基因表达以及甲基化,结合MIF算法、差异分析筛选出癌症驱动基因、差异甲基化基因(DMGs)以及差异表达基因(DEGs),并利用富集分析、生存分析、相关性分析比较4种癌症类型中分子特征的异同,进一步探索分子特征同临床基本特征的关系。结果:4种癌症类型具有相似的分子特征,包括:突变频率与基因表达、甲基化水平相关性很低,线性关系均不明显;MaxMIF软件获得的30个癌症驱动基因中均仅有少数几个基因具有预后效果,包括ESCA 2个、STAD 2个、READ 1个、COAD 1个;拷贝数变化数据在癌症组织样本和正常组织样本中的分布并不均匀;DEGs中仅有少部分基因具有预后效果,包括食管癌(29/829)、胃癌(0/394)、直肠癌(71/606)、结肠癌(50/591),并且KEGG通路均富集于“神经活性的配体-受体相互作用”。另外,4种癌症类型之间具有不同的癌症驱动基因、具有预后效果的DEGs,以及DMGs。结论:经分析得到4种DSCs分子特征的异同点有助于了解整个DSCs,并有望为深入理解DSCs的分子特征及相应的分子靶向治疗方案的设计提供有效的依据。

摘要：藏羚羊Pantholops hodgsonii是我国珍稀的动物资源,开发其微卫星标记具有重要的科研与应用价值。本研究采用FIASCO法(Fast Isolation by AFLP Sequences Containing repeats)构建了藏羚羊的(AC)n和(AG)n微卫星富集文库。各文库随机挑取150个白色菌落,分别筛选到76个(AC)n和61个(AG)n阳性克隆;经测序得到含AC重复的微卫星序列37条和含AG重复的序列29条。研究共设计、合成微卫星引物47对,以扩增、电泳等方法进行筛选,最终获得15个可稳定扩增且具有多态的微卫星标记。筛选出的引物可用于评估藏羚羊的核DNA遗传多样性、遗传结构、种群动态以及构建藏羚羊遗传图谱等。

摘要：荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)是一种使用非放射性探针直接在染色体、细胞或组织水平上检测和定位靶核苷酸序列的分子细胞遗传学技术。本研究以紫花苜蓿的重复序列E180、Ms CR-3和Ms TR-1为模板设计了Oligo-Ms CR3、Oligo-Ms TR1和Oligo-E180三个新寡核苷酸序列;并使用荧光原位杂交方法对这三个寡核苷酸序列在紫花苜蓿染色体上的分布进行了定位。结果表明:本研究所开发的3种新的寡核苷酸探针Oligo-Ms CR3、Oligo-Ms TR1和Oligo-E180可以直接用于紫花苜蓿的荧光原位杂交分析。并且,结合染色体相对长度及臂比值信息,这3个探针可以对紫花苜蓿的16对染色体进行有效识别。因此,本研究为世界性优良牧草"紫花苜蓿"建立了一个更加简单、方便的细胞遗传学分析方法。

摘要：为评价人工合成小麦在青海小麦育种中的价值,以528份人工合成小麦改良品系为研究对象,对种子长、宽、长宽比、面积、密度指数和千粒重等6个种子表型性状进行了比较分析。这些性状的变异系数在4.61%~18.40%之间,表明供试材料种子表型变异较大;千粒重与长宽比的相关性呈极显著负相关,而与其他4个性状间的相关性均达到了极显著正相关水平;主成分分析将6个种子表型性状分为3个主成分,其累计贡献率超过99%;排列在前十的各个人工合成小麦改良品系在相同耕作和栽培条件下,其千粒重、种子面积、种子宽度和种子长度方面,均显著高于对照品种高原338,说明它们在高产育种中具备很大的应用潜力。

摘要：利用叶绿体非编码区片段研究分布于青藏高原地区的山生柳居群遗传多样性,对未来山生柳生态环境和青藏高原地区物种丰富度的保护具有指导意义。该研究设计并筛选出cpDNA引物5′trnG2G-3′trnG(UUC)和5′rpS12-rpL20,用扩增出的片段和对应的联合片段进行后续的遗传多样性分析。结果表明:通过山生柳的联合片段检测到35种单倍型,单倍型多态性0.626,核苷酸多态性0.00085。中性检验Tajima’sD(-2.28670,P<0.01)和Fu’sFs(-5.29805,P<0.02)都是显著负值,推测山生柳个体数近期经历过扩张。AMOVA分析显示,居群内和居群间遗传变异分别为93.70%和6.30%,表明居群内的变异是山生柳遗传变异的主要来源。居群间遗传分化程度中等偏低(FST=0.063),基因流(Nm)为7.439,说明山生柳各居群的基因交流非常频繁,不同地理居群间存在一定的基因流动。遗传分化系数NST(0.075)大于GST(0.068)和基于遗传距离和单倍型的UPGMA聚类分析,表明山生柳12个居群分为4组且与居群的地理分布没有明显相关性。山生柳是进行有性繁殖还是无性繁殖主要受环境因素的影响,居群内变异是山生柳遗传变异性的主要来源,居群间基因交流频繁。

摘要：燕麦(Avenasativa)是粮饲兼用的一年生禾本科燕麦属植物。燕麦的营养价值和优良牧草品质使其市场需求量逐年增加,这对燕麦新品种的创新培育提出了新要求。分子育种精准且高效,是燕麦育种技术革新的必由之路。而基因组学研究是燕麦重要农艺性状解析、优异种质资源精准利用和分子设计育种的重要基础。该文重点从国内外燕麦种质资源搜集整理情况、燕麦属基因组构成和染色体倍性,以及燕麦遗传连锁图谱构建、基因组测序和分子育种方面对燕麦基因组学与分子育种研究进行综述,并对后基因组时代相关研究的发展趋势进行了展望。

摘要：为研究半胱氨酸转移酶(CYS)基因对烟草生长发育及花青素合成的影响,在烟草中建立CRISPR/Cas9基因编辑体系,构建双靶点CRISPR/Cas9基因编辑载体p35S-H-CYS,利用农杆菌介导的遗传转化体系获得CYS烟草突变体,通过碱基测序和RT-qPCR检验CYS基因敲除效果,分析靶位点序列突变类型。结果表明,3个突变体株系在靶位点发生了基因突变,突变类型包括碱基插入、碱基替换,其中,靶位点1可以更有效地与靶位点结合,靶位点2处产生2个碱基替换,均为氨基酸同义突变。RT-qPCR结果表明,突变体株系中CYS基因的相对表达量均显著低于野生型烟草(P<0.01)。与野生型对比,CYS-1、CYS-2和CYS-3突变体株系中CYS基因转录水平倍数分别为0.31、0.45和0.34。敲除CYS基因后对烟草株高、叶形等表型未见明显影响,而突变体烟草中花青素含量均有不同程度的提高,其中,CYS-1突变体株系中花青素含量为野生型的1.3倍,显著高于野生型烟草(P<0.05),说明CYS基因会抑制花青素的合成,该结果与先前转录组结果相符。本研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对CYS基因设计2个靶位点进行定点编辑,以烟草为转化受体,为进一步研究CYS基因功能提供了重要的材料基础。

摘要：硒是人类不可缺少的重要微量元素之一,人类必须补充足够的硒才能保证身体健康。同型半胱氨酸甲基转移酶(homocysteine-S-methyltransferase,HMT)基因与植物富硒关键酶硒代半胱氨酸甲基转移酶(selenocysteine methyltransferase,SMT)基因同源。为了发掘并利用麦类作物中的富硒关键酶基因,基于NCBI已公布的节节麦(Aegilops tauschii Coss.)同型半胱氨酸甲基转移酶1基因(AetHMT1)的序列设计HMT1基因的特异性引物H1-F/H1-R,克隆四倍体小麦Langdon HMT1的开放阅读框(open reading frame,ORF)后进行序列分析,并通过原核表达验证该基因。结果表明,利用H1-F/H1-R从四倍体小麦Langdon(LDN)克隆出两条长度均为975bp的序列,分别命名为LDNHMT1-1和LDNHMT1-2。LDNHMT1-1、LDNHMT1-2与AetHMT1基因一样,均编码342个氨基酸,分子量大小分别为35.19kDa和35.18kDa。通过氨基酸序列比对和进化树分析发现,LDNHMT1-1、LDNHMT1-2与其他HMT、SMT有较高的相似性。构建原核表达载体,并通过SDS-PAGE鉴定,成功获得LDNHMT1-1、LDNHMT1-2的原核表达菌株,且原核表达的蛋白质与预测分子量大小一致。