科研产出
基于全基因组关联分析的香蕉枯萎病菌致病基因挖掘与功能研究
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】深入挖掘香蕉枯萎病菌致病相关基因，并解析其基因特性，为香蕉抗枯萎病品种选育及新药物靶标的开发打下基础。【方法】基于遗传背景将供试299株香蕉枯萎病菌的致病力分别依据数量性状和质量性状进行分组，使用混合线性模型的Gemma软件，运用全基因组关联分析（GWAS）技术对香蕉枯萎病菌致病力表型与全基因组重测序数据进行关联分析；进一步采用ProtParam、SingleIP和SAMRT等生物信息学软件解析候选基因的理化性质及初级结构。【结果】运用GWAS共关联到151个与致病力相关的单核苷酸多态性（SNP）位点。初步确定3个不同类型基因FocScp、FocChp和FocGhf12与枯萎病菌致病力密切相关，进一步对FocScp、FocChp和FocGhf12基因的编码蛋白进行生物信息学分析并预测其功能，结果显示，FocScp基因的cDNA编码区全长948 bp，编码314个氨基酸残基，大小约33.27 kD，含有N-端信号肽，预测为胞外分泌蛋白；FocChp基因的cDNA编码区全长1302 bp，编码433个氨基酸残基，大小约49.17 k D，亚细胞定位在细胞核，预测为含有3个锌指结构域的转录因子；FocGf12基因的cDNA编码区全长1533 bp，编码480个氨基酸残基，大小约53.54 kD，该蛋白存在跨膜结构域，具有GPI修饰位点，亚细胞定位在胞外，预测为糖苷水解酶家族12蛋白。【结论】通过GWAS获得香蕉枯萎病菌3个致病相关基因FocScp、FocChp和FocGhf12，其编码蛋白分别为分泌蛋白、转录因子和结构蛋白。
关键词： 香蕉枯萎病菌 致病相关基因 全基因组关联分析 生物信息学分析
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广西水稻地方品种核心种质芽期耐盐性全基因组关联分析
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：水稻属盐敏感的作物,盐胁迫会导致产量显著减少.我国盐渍地总面积大,并且呈迅速增长趋势,因此,筛选水稻耐盐种质,培育耐盐水稻品种十分必要.本研究在1.5%NaCl盐胁迫条件下评价419份广西水稻地方品种核心种质种子芽期的相对盐害率,并利用全基因组关联分析鉴定耐盐位点.研究结果表明:盐胁迫下,种子芽期平均发芽率为57.67%,显著低于对照92.55%,且夏皮罗-威尔克检验(0.9301)不符合正态分布.基于208,993个SNP标记,将419份核心种质资源分为6个亚群,利用一般线性模型(general linear model,GLM)和混合线性模型(mixed linear model,MLM)分析分别获得129个和1个显著关联SNP,分布在1号、2号、3号、4号、5号、6号、8号、9号和12号染色体上.在14个与水稻耐盐性显著关联区域,有13个区域与前人定位或克隆的耐盐基因重叠.显著关联区域Chr.8:10,564,948~10,733,175为首次报道,命名为qGR8.qGR8区域内含有53个基因,其中34个经转录组数据比对获得表达谱,比对结果推测LOC_Os08g17370为候选基因,该基因为跨膜9超家族成员,在耐盐亲本的根部和叶部上调表达,可能为qGR8区域内水稻芽期耐盐的新基因.这些研究结果为耐盐新基因的克隆奠定基础,为培育耐盐水稻品种提供新的基因资源.
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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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南方水稻黑条矮缩病苗期抗性的全基因组关联分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：由白背飞虱传播的南方水稻黑条矮缩病(Southern Rice Black-streaked Dwarf Virus, SRBSDV)给水稻的生产造成巨大的产量损失,开展SRBSDV抗性鉴定及全基因组关联分析,可为有效防治水稻SRBSDV提供科学依据。本研究利用人工接种方法,对419份广西地方稻种资源核心种质进行SRBSDV苗期抗性鉴定。结果表明,其SRBSDV苗期发病率变异范围为6.11%～100%,平均值为84.80%,抗性变异系数为23.29%。利用211 818个高质量SNPs对水稻SRBSDV苗期抗性进行全基因组关联分析(GWAS),共检测到10个与水稻SRBSDV苗期抗性显著相关的SNP位点,可解释7.84%～18.30%的表型变异。在所有的显著性关联SNP位点中,共检测到8个抗病基因(R基因),分别位于第1、第5及第11染色体上,可能参与SRBS-DV苗期抗性的调控。本研究结果将为水稻抗SRBSDV分子育种和抗SRBSDV基因克隆提供基础信息。
关键词： 南方水稻黑条矮缩病 核心种质 抗性 全基因组关联分析 SNP
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广西地方稻种资源核心种质红色种皮全基因组关联分析及鉴定两个新的Rc等位基因
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：稻米种皮颜色可以分为白、红、黑等。在红色稻米种皮中富含原花青素,其具有抗氧化活性,有利于人体健康。本研究以419份广西地方稻种资源核心种质为实验材料,利用全基因组关联分析验证了控制水稻红色种皮的基因Rc。利用In Del标记HM1对97份红色种皮材料的DNA进行PCR,发现C323和C139属于第7外显子有14 bp缺失的红色种皮品种。然后,我们利用Sanger测序技术对这两个自然突变品种的Rc基因进行外显子测序,分析结果表明Rc ~(C139)和Rc ~(C323)属于2种不同的Rc等位基因类型。
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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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