科研产出
基于RNA-seq番石榴果实软化候选基因的挖掘及表达分析
《植物遗传资源学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：番石榴变种丰富，不同品种的果实质地差异较大。果实的软化程度决定了其食用口感、运输贮藏及货架期等商品价值。为探究影响番石榴果实质地软化的调控基因，本研究比较了酥脆品种粉红蜜与软肉品种西瓜2号果实在坚熟期与软熟期的转录组。结果表明，软熟期品种间差异表达基因数目最多，GO注释显示差异基因主要富集在结合活性和催化活性等分子功能中，KEGG代谢通路分析显示差异基因主要富集在光合作用、光合作用天线蛋白、半乳糖代谢和植物激素信号转导途径。两个品种在软熟期果实质地的差异与细胞壁代谢途径、木质素生物合成途径、植物激素代谢基因和转录因子的调控密切相关。J3R85008159＿PG和J3R85010291＿XTH的上调表达是促进番石榴软化的重要因素。J3R85010291＿TCH4可能通过降低细胞壁的机械强度调控果实软化。木质素合成途径基因（J3R8506005＿CAD、J3R8502863＿POD、J3R8507303＿POD、J3R8500836＿LAC和J3R8507803＿LAC）的下调表达延缓木质素的积累，促进果实软化。ABA途径调控基因（PYL和SnRK2）、乙烯途径调控基因（ETR/ERS、EBF1/2、EIN3）和相关转录因子家族基因（J3R85017767＿MYB、J3R85004770＿MYB、J3R85004060＿NAC、J3R85006932＿NAC、J3R85012461＿ERF、J3R85010726＿bHLH、J3R85003109＿bHLH、J3R85014989＿bHLH、J3R85015176＿WRKY、J3R85014001＿WRKY、J3R85014684＿WRKY、J3R85010736＿WRKY）可能协同调控细胞壁代谢基因的表达从而影响番石榴软化过程。
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西番莲HSF基因家族的全基因组鉴定及成花期对高温胁迫的响应
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：热激转录因子（heat shock transcription factor, HSF）是重要的调节因子，在植物响应高温胁迫中发挥重要作用。高温胁迫对西番莲成花造成了严重的负面影响，因此研究HSF调控西番莲耐热性的意义重大。本研究利用生物信息学技术在西番莲基因组上鉴定了26个热激转录因子基因，分别命名为PeHSF1～PeHSF26。西番莲HSF基因编码蛋白长度为100～1589个氨基酸，分子量为11 544.9～177 157.8 g/mol，理论等电点为4.25～10.80。西番莲26个HSF基因分布在第1、4、5、6、7、8和9染色体上，分为10个亚群。西番莲全基因组复制事件分析结果表明，ZX01G0033270、ZX01G0052790和ZX01G0052980等5个HSF基因位于重复片段内。西番莲HSF基因有1～12个内含子和2～13个外显子，都包含HSF-DNA结合结构域。利用RNA-seq分析黄果原生种与金陵紫果HSF基因对高温环境的响应，发现ZX01G0002530、ZX01G0052790和ZX01G0121040等基因在花蕾中表达量差异显著，并通过RT-qPCR验证候选HSF基因表达水平。综合分析，推测西番莲响应高温胁迫的最理想的候选HSF基因为ZX01G0121040。这些结果有助于了解HSF在西番莲成花期响应高温胁迫过程中的功能，为西番莲耐高温的遗传改良提供重要基因资源和理论依据。
关键词： 西番莲 高温胁迫 热激转录因子 同源基因 成花 转录组测序 候选基因
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基于混池测序及遗传图谱定位玉米雄穗分枝数基因
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】构建玉米雄穗分枝数极端混池和分子遗传图谱，对雄穗分枝数进行QTL定位，为探究玉米雄穗分枝数的发育机制及选育雄穗分枝数少的品种提供理论参考。【方法】将雄穗分枝少的自交系SNM131与雄穗分枝多的自交系HY813组配F2代群体，统计群体各单株的雄穗分枝数，分析其遗传模式。从F2代群体中分别挑选33个雄穗分株少的单株和38个雄穗分枝多的单株构建混池，对2个亲本和2个子代混池分别展开30×、17×和28×覆盖度的全基因组重测序，对测序数据进行关联分析，获得雄穗分枝数性状的定位区间。利用10K芯片对F2代群体276个单株进行单核苷酸多态性（SNP）标记分型，所得数据用于构建遗传连锁图谱，并结合雄穗分枝数表型数据，利用全基因组复合区间作图法（GCIM）进行QTL定位。最后根据定位区间对应的B73参考基因组的物理区段上的基因注释信息，预测调控雄穗分枝数的候选基因。【结果】F2代群体雄穗分枝数平均7.6个，F2代群体在雄穗分枝数性状上偏向母本SNM131，以少雄穗分枝为主。全基因组重测序共获得1812886个SNP标记和24714个插入缺失标记（In Del），并基于混合分组分析法（BSA）进行雄穗分枝数性状分析，最终共获得6个显著关联区间，分布于玉米5、8和10号染色体。其中，10号染色体上一个峰值最高的关联区间（物理位置127.61～129.46 Mb），推测为控制雄穗分枝数性状的主效位点。构建的遗传连锁图谱包含2944个SNP标记，总图距3684.3 c M。基于遗传连锁图谱，利用GCIM法共定位到5个QTL，分别分布于1、4、6和10号染色体，单个QTL可解释1.9%～9.9%的表型变异。主效QTL被定位在10号染色体约0.56 Mb的物理区间（127.81～128.37 Mb），关联区间包含有15个有中、高功能变异位点的候选基因，其中TBN-S基因编码磷脂酰乙醇胺结合蛋白（PEBP），属于TFL1类基因，与花序分生和雄穗分枝数发育密切相关。【结论】通过田间表型鉴定、遗传连锁图谱构建和SNP标记定位，将控制玉米雄穗分枝数的主效QTL定位在10号染色体长臂约0.56 Mb物理区间内，包含15个中、高变异度的基因，预测TBN-S为候选基因。
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水稻籽粒镉积累QTL定位及候选基因分析
《植物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：水稻（Oryzasativa）是全世界重要的经济作物之一,稻田镉（Cd）污染和镉积累问题严重威胁世界水稻的产量和品质以及人类健康,如何降低水稻中镉积累已成为热点问题。以籼稻品种华占（HZ）为父本、粳稻品种热研2号（Nekken2）为母本,连续自交多代后得到120个重组自交系群体,对其镉积累进行检测和分析,同时利用遗传图谱进行QTL作图。结果共检测到7个QTLs,分别位于水稻第2、3、9和12号染色体上,其中1个LOD值高达4.97。对这些QTL区间内与耐金属离子胁迫相关的候选基因进行定量分析,发现LOCOs02g50240、LOCOs02g52780、LOCOs09g31200、LOCOs09g35030和LOCOs09g37949这5个基因在双亲间的表达量差异显著,结合亲本对不同金属离子的浓度积累数据,推测LOCOs02g50240、LOCOs09g31200及LOCOs09g35030的高表达可能极大地提高了水稻对镉离子的吸收和胁迫耐受能力。通过QTL挖掘和分析,发现这些基因与水稻籽粒的镉积累有关,可能影响水稻耐镉胁迫的能力。研究结果为进一步筛选和培育耐镉胁迫的水稻品种创造了条件,为阐明水稻镉积累的分子调控机制奠定了基础。
关键词： 水稻 镉积累 QTL定位 候选基因 离子胁迫 遗传图谱
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基于BSA-Seq技术鉴定大豆耐荫性状相关候选基因
《中国油料作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：间套种是我国南方大豆种植的重要模式,而高秆作物的遮荫胁迫导致大豆产量和品质难以提升,是制约大豆间套种发挥潜力的限制因素,因此对大豆耐荫性的解析尤为重要。本研究以强耐荫材料矮脚早和极不耐荫材料齐佩华为亲本构建RILs群体,根据耐荫指数表型鉴定RIL群体的耐荫性,从RIL群体中挑选出强耐荫和极不耐荫家系各30个,分别构建成两个极端性状DNA子代混合池,对子代混合池和亲本池分别开展平均60×和30×覆盖深度的全基因组重测序,通过计算两个子代池的SNP-index,比较SNP-index在耐荫池与不耐荫池染色体各区段的差异,定位耐荫性状的关联区域;根据基因注释信息,预测候选基因。结果表明4个样本共得到11 963 077个单核苷酸多态性（SNPs）标记,发现控制耐荫相关性状的基因主要集中在1号染色体51 942～505 708 bp区段、4号染色体50 972768～51 854 631 bp区段、9号染色体48 778 767～50 178 743 bp区段和18号染色体40 858 027～43 909 456 bp区段内,共包含408个基因,通过基因注释和功能分析发现ACC氧化酶5、生长素诱导蛋白5NG4、光敏色素相关丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶、转录因子MYBJ6和MYB128等5个基因可能在大豆耐荫过程中起着重要作用,确定为大豆耐荫性的候选基因。本研究结果将为解析大豆耐荫的分子机理奠定重要的基础,同时为大豆耐荫基因的图位克隆奠定坚实的理论基础。
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广西水稻地方品种核心种质稻瘟病抗性位点全基因组关联分析
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：稻瘟病是水稻重要病害之一,严重影响水稻的产量与品质。培育抗性品种是防治稻瘟病最经济、环保的方式。稻瘟病抗性基因的鉴定与挖掘是开展抗病育种的基础与前提。本课题组前期对419份广西水稻地方品种核心种质进行简化基因组测序,获得208,993个高质量SNP标记。本研究采用苗期喷雾接种方法,研究了该419份核心种质对7个稻瘟病生理小种的抗性,并根据表型和基因型数据,利用一般线性模型（general linear model, GLM）和混合线性模型（mixed linear model, MLM）进行全基因组关联分析。2种模型下共检测到20个位点,其中GLM检测到20个位点, MLM检测到1个位点, Chr1210803913位点在2种模型下都检测到。17个位点与前人定位的基因/QTLs重叠,其余3个是新位点,分别为Chr318302718、Chr318302744及Chr510379127位点。在20个显著关联位点上下游各150 kb的基因组区域中共筛选出候选基因323个,初步确定8个候选基因与抗病相关,其中LOCOs12g18360 （Pita）、LOCOs12g18729（Ptr）为已知克隆的基因,LOCOs03g32100、LOCOs03g32180和LOCOs05g18090为新位点附近筛选到的候选基因。本研究结果为稻瘟病抗性位点挖掘与稻瘟病相关基因克隆提供了科学依据。
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水稻糯性相关基因的全基因组关联分析
《植物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：利用1 090 071个SNP标记,对419份广西地方稻种资源核心种质的糯性进行全基因组关联分析。结果表明,运用混合线性模型,在P<4.72×10~(–8)(4.72E–8)水平下,检测到45个与糯性显著关联的SNP位点,均位于第6号染色体上。通过筛选显著关联位点上、下游各150 kb区域内的基因,共找到305个候选基因,其中包含2个与淀粉合成酶相关的Wx和SSIIa基因;同时在第6号染色体5.69–5.89 Mb区域发现4个与糯性显著关联的SNP位点,该区域可能是影响水稻(Oryza sativa)糯性的重要候选区域。
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马铃薯晚疫病抗性相关基因定位及QTL位点分析
《南方农业学报 》 2011 CSCD
摘要：【目的】寻找与马铃薯晚疫病水平抗性紧密相关的候选基因,以期作为分子标记辅助选择的重要标记。【方法】以BCT和PCC1两个马铃薯群体为材料,对38个晚疫病菌诱导表达的ESTs和基因进行定位,再将定位结果与已定位的QTL位点进行比对。【结果】11个候选基因的引物在两个群体中扩增出13个多态性位点,其中12个多态性位点定位到遗传连锁图谱上。定位结果与QTL进行比较显示,07-F08-P1-564位于晚疫病QTL区域。【结论】07-F08-P1-564与马铃薯晚疫病水平抗性紧密相关。定位的候选基因丰富了马铃薯的连锁群,可作为遗传连锁图谱构建的桥梁,同时也为筛选重要抗性候选基因奠定了基础。
关键词： 马铃薯 晚疫病 候选基因 基因定位 QTL位点分析
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