科研产出
侵染洋桔梗的烟草曲茎病毒分子鉴定及遗传进化分析
2025
摘要：目的明确引起广西南宁市洋桔梗呈现叶脉突起、叶片皱缩的病毒病原，并对病毒分离物的遗传进化关系进行分析，为花卉作物病毒病的综合防控提供理论依据。方法以1株具有叶脉突起、叶片皱缩等典型双生病毒症状的洋桔梗为研究对象，采用双生病毒通用简并引物（PA/PB）对洋桔梗叶片总DNA进行PCR检测，通过设计背靠背引物（TbCSV-F/TbCSV-R）、基因克隆获得相关病毒病原的全基因组序列，使用BLASTn对拼接序列进行比对分析，应用生物学软件SnapGene、SDT和MEGA 7.0对相关病毒病原的全基因组序列及遗传进化进行分析。结果利用PA/PB引物能从样品中扩增出1条约500 bp的特异目的条带，BLASTn分析发现，所得序列与GenBank上已登录的烟草曲茎病毒（Tobacco curly shoot virus，TbCSV）各分离物的核苷酸序列相似性均在91%以上，证实所采集的洋桔梗植株受到菜豆金色黄花叶病毒属病毒侵染。利用β卫星通用引物（β01/β02）未能扩增出条带，证实染病的洋桔梗叶片中不存在β卫星分子。利用TbCSV-F/TbCSV-R对感病样品总DNA进行PCR扩增，所得产物经纯化、克隆测序及序列拼接后获得1条长度为2743 bp的病毒全基因组序列，所得序列经核苷酸序列相似性分析表明病毒分离物为TbCSV的1个分离物，命名为TbCSV-GX-YJG。氨基酸同源性分析发现，病毒正链编码的AV1和AV2基因与TbCSV-SHJ01（GenBank登录号：MW779539.1）的核苷酸序列和氨基酸序列相似性均最高，为100%。进化树分析发现，TbCSV-GX-YJG与来自于广西（TbCSV-SHJ01）和四川（TbCSV-SC740，GenBank登录号：MH165181.1）的分离物聚在同一个小分支，说明亲缘关系较近；而与来自于云南（TbCSV-CN，GenBank登录号：KM383752.1）、孟加拉国（TbCSV-YT8，GenBank登录号：HG003650.1）、印度（TbCSV-WSF1和TbCSV-TC240，GenBank登录号分别为HQ407395.1和KF551584.1）的分离物处于不同的分支，说明TbCSV分离物具有一定的进化多样性。结论侵染广西洋桔梗表现叶脉突起、叶片皱缩的病毒病原为菜豆金色黄花叶病毒属的TbCSV。
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普通野生稻早抽穗基因OsEHD8的鉴定与进化分析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】抽穗期是影响水稻（Oryza sativa L.）区域适应性和产量的关键性状。鉴定早抽穗期基因对于丰富和完善水稻抽穗期调控网络，为品种适应性改良提供重要信息。【方法】以早抽穗的染色体片段代换系CL33和晚抽穗的受体亲本93-11为研究材料，对其主要农艺性状进行调查分析；构建2个极早抽穗和极晚抽穗的DNA混合池；对其进行全基因组重测序和BSA-Seq分析定位抽穗期关联的区域，开发该区域内InDel标记进行精细定位，对定位区间进行基因预测和候选基因分析，确定LOC＿Os08g07740为目标候选基因；随后对该基因进行克隆和等位基因分析。此外，还利用生物信息学软件对LOC＿Os08g07740上下游约40 kb范围内的基因组数据进行分析，确定该基因在Indica、Japonica和O. rufipogon 3个水稻亚群间的遗传和系统进化关系。【结果】在南宁自然长日照和自然短日照条件下，CL33的抽穗期均比受体亲本93-11短20—25 d；此外，在自然长日照条件下，CL33植株除了穗长变短和每穗粒数减少之外，其他农艺性状与93-11无显著差异。遗传分析表明，CL33早抽穗性状受1对隐性基因控制。该基因被精细定位于水稻第8染色体短臂PSM8-6与PSM8-8标记间约100 kb区间内，该区域内有15个预测的候选基因。其中，ORF13(LOC＿Os08g07740)与已知抽穗期基因DTH8/Ghd8等位；通过对ORF13基因的测序及序列比对，该基因全长888 bp，无内含子，编码295个氨基酸；与受体亲本93-11相比，CL33中的LOC＿Os08g07740在第535—536位碱基和第820—821位碱基之间分别有6 bp的插入和9 bp的缺失，导致编码的氨基酸序列改变。因此，确定其为目标候选基因，暂命名为Os EHD8。进化分析表明，LOC＿Os08g07740内，相较于O. rufipogon,Indica和Japonica的遗传多样性显著下降，其中，Indica减少了62.53%,Japonica减少了53.76%，而Indica和Japonica之间的差异不显著。该基因共有13个单倍型，其中Hap＿2单倍型可能是3个亚群共同的祖先，不同的单倍型可能由于地理隔离或环境差异被分别固定在Indica和Japonica亚群内，以上结果表明，LOC＿Os08g07740在3个亚群中经历了定向选择。【结论】Os EHD8是DTH8/Ghd8的功能性等位基因，在自然长日照和短日照条件下均促进水稻提前抽穗。此外，携带Os EHD8的染色体片段代换系CL33在自然长日照条件下，除了穗长变短和每穗粒数减少之外，其他农艺性状与受体亲本93-11均无显著差异。
关键词： 水稻 抽穗期 DTH8/Ghd8 BSA-seq 进化
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百香果(Passiflora edulis)R2R3-MYB基因家族的结构和功能分析
《果树学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究R2R3-MYB转录因子在代谢、发育等多种生物学过程中发挥的调控作用.对百香果R2R3-MYB基因家族进行表达分析并探究其在花果发育过程中的调控机制,对深入研究R2R3-MYB转录因子在百香果中的生物学作用中具有重要意义.[方法]基于百香果全基因组数据,通过HMM搜索对R2R3-MYB家族成员进行筛选鉴定,并利用实时荧光定量PCR分析其在百香果花不同组织中的表达模式.[结果]从百香果基因组中鉴定出99个R2R3-MYB基因,根据系统进化分析将其分为36个亚组.99个R2R3-PeMYB基因随机分布在9条百香果染色体上.基序和基因结构分析表明,R2R3-PeMYB在同一亚组中具有相对保守的结构特征.共线性分析表明,片段复制事件促进了百香果R2R3-MYB家族的扩张.基于转录组数据和qRT-PCR分析,发现R2R3-PeMYB基因在百香果花的不同组织的不同发育阶段中表现出差异的表达模式,说明R2R3-PeMYB基因在花不同组织和果实的发育过程中发挥重要作用,尤其是PeMYB62和PeMYB63在百香果果皮转色期的高表达,说明其可能参与百香果花青素的合成.同时8个R2R3-PeMYB基因在非生物胁迫(冷、热、盐和渗透压)下也表现出不同的反应,说明R2R3-PeMYB基因还受到非生物胁迫的诱导.[结论]鉴定了99个R2R3-PeMYB基因家族成员,发现其在百香果花果发育和胁迫诱导方面发挥重要作用,为今后研究百香果R2R3-MYB基因在花果发育中的功能和进化提供了有价值的线索.
关键词： 百香果 R2R3-MYB转录因子 系统发育分析 花果发育
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濒危植物秀丽兜兰叶绿体基因组特征与系统发育分析
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：秀丽兜兰(Paphiopedilum venustum)具有较高的观赏价值和保护生物学价值,野外资源濒临灭绝,叶绿体基因组(cpDNA)具有基因组小、结构稳定、高度的保守性等优点被广泛用于植物系统发育和物种鉴定,了解秀丽兜兰的叶绿体基因组结构,对揭示兜兰属植物的系统进化关系具有重要意义.本研究通过二代高通量测序技术获得秀丽兜兰叶绿体全基因组序列,利用 GeSeq、blast 和 hmmer 软件对叶绿体基因组进行注释,采用 MISA、CodonW、fasttree等生物信息学软件对其基因组结构、基因数目、序列重复、密码子偏好性和系统发育进行分析.结果表明:秀丽兜兰叶绿体基因组结构保守,具有典型的环状四分体结构,一对反向重复区(IRs)将大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)分开,全长 158 298 bp,GC含量为 35.4%,共注释得到 129 个基因,包括 79 个蛋白编码基因,38 个tRNA基因、8 个rRNA基因和 4 个假基因;检测到 78 个SSR位点,以单核苷酸重复和二核苷酸重复为主,分别占 84.62%和 10.26%,无五核苷酸重复,并且大多由A或T构成;确定了高频密码子 32 个,90.6%都以A或U结尾,编码亮氨酸(Leu)的密码子使用频率最高,而编码半胱氨酸(Cys)的密码子使用频率最低.通过比较 18 个兰科植物叶绿体基因组,构建系统进化树发现,紫花杓兰和西藏杓兰 2 个杓兰属植物被单独聚成一支,兜兰属被分成两大类,其中秀丽兜兰(P.venustum)与同属的紫纹兜兰(P.purpuratum)亲缘关系密切.本研究筛选出的 SSR 和核苷酸多态性能够作为兜兰属植物种质鉴定和遗传多样性的分子标记,可为珍稀濒危植物秀丽兜兰及其近缘种的种质鉴定、系统发育等提供理论依据,为兜兰属植物种群恢复、生物多样性保护、创新利用及新品种选育奠定基础.
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橄榄叶绿体基因组密码子偏好性特征
《福建农林大学学报(自然科学版) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：利用CodonW程序和EMBOSS在线软件对橄榄叶绿体基因组进行密码子偏好性分析,并研究其密码子偏好性形成的影响因素.结果表明,橄榄叶绿体基因组有效密码子数(ENc)、密码子GC含量(GC)和密码子第3位上的GC含量(GC3s)分别为50.36、0.385和0.305,CGT、CCT和GGT等可作为橄榄叶绿体基因的最优密码子.中性绘图分析、ENc对应分析、偏倚分析和同义密码子相对使用度对应性分析发现,橄榄叶绿体基因组密码子偏好性不是单一因素影响的结果.橄榄叶绿体基因组密码子偏好性较弱,整体上偏好使用A和T,这种偏好性可能受突变压力、自然选择和其他因素的共同作用.
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剑麻苯丙氨酸裂解酶基因的鉴定及表达分析
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：剑麻是热带地区重要的纤维作物,但其分子生物学研究基础薄弱,纤维发育机制尚未明确。苯丙氨酸裂解酶（phenylalanineammonia-lyase,PAL）是纤维重要组分木质素生物合成的起始酶,近年来转录组测序技术快速发展,使开展剑麻PAL基因相关研究更为便利。本文根据已报道转录组数据成功鉴定出2个含完整编码序列的剑麻PAL基因,其在剑麻叶片发育过程中的表达模式与前人报道的PAL在纤维发育过程中的活性变化规律一致,表明其与木质素生物合成密切相关。遗传进化分析结果显示,剑麻和番麻PAL基因进化关系更近,选择压力分析结果显示,剑麻和番麻PAL基因序列选择压力一致且高于太匮龙舌兰PAL基因,这一现象可能由剑麻和番麻纤维性状的趋同进化引起。此外,剑麻PAL基因在铜铅胁迫后差异表达不显著,其可能在重金属胁迫后受到转录后调控。值得一提的是,在烟草疫霉侵染后,剑麻PAL基因表达水平上调倍数较高,其可能同时参与苯丙烷类代谢途径中抗病相关次生代谢产物的合成和细胞壁介导的免疫机制。因此开展剑麻PAL基因功能解析可加深对剑麻纤维发育机制和抗病机制的理解,对培育高产、优质、多抗剑麻新品种具有重要意义。
关键词： 剑麻 苯丙氨酸裂解酶基因 遗传进化 选择压力 表达模式 逆境胁迫
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甘蔗组培苗2种污染细菌的分离与鉴定
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：细菌污染是甘蔗组培苗生产上的一个主要问题。为明确甘蔗组培中常出现的污染细菌的种类,本研究通过梯度稀释的方法分离污染细菌,结合生化特性、16S rRNA和phaC基因序列比对及系统发育分析鉴定其分类地位。结果表明,共分离获得2种不同类型污染细菌,除了甘露醇,其余9个生化指标完全一致。基因序列比对发现,2种类型分离物的种内2个基因序列完全一致,而种间16SrRNA序列只有2个碱基差异,种间phaC序列有23个碱基差异。2个基因序列构建的系统发育树显示,2种细菌遗传距离较近,并均能形成独立的2个分支。结合生化特征、序列比对及系统发育树,将2种污染细菌分别鉴定为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）和阿氏芽孢杆菌（B. aryabhattai）,且首次报道阿氏芽孢杆菌为甘蔗组织培养中的污染细菌。本研究揭示了巨大芽孢杆菌可能来源于甘蔗的内生菌,而阿氏芽孢杆菌来源于环境。
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侵染广西红宝石青柚的柑橘褪绿矮化相关病毒遗传进化分析
《南方农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确引起广西多地泰国红宝石青柚产生叶片变形、扭曲、皱缩、褪绿花叶和矮化症状的病原,为有效防治该病害提供理论依据。【方法】从广西多地采集疑似发病的红宝石青柚叶片样品,利用柑橘褪绿矮化相关病毒（Citrus chlorotic dwarf-associated virus,CCDaV）特异引物进行PCR检测,通过分段扩增、克隆等方法对样品进行鉴定并获取全长基因序列,运用RDP5和MEGA 7.0对所获得的全长基因序列进行重组及遗传多样性分析。【结果】PCR检测结果显示采集的红宝石青柚叶片样品可扩增出642 bp的目的条带,证实红宝石青柚受到CCDaV感染;采用分段克隆的方法获得LA-1、LA-2、WM-1、GG-1、GG-2、WZ-1和WZ-2等7个各地代表分离物的全长序列,序列长度分别为3641、3642、3642、3640、3642、3644和3644 bp;核苷酸相似性比对发现,7个分离物间的核苷酸相似性在98%以上,与GenBank已登录的CCDaV各分离物间的核苷酸相似性在99%以上,说明研究获得的病毒分离物为CCDaV的分离物;重组分析发现,7个分离物未发生重组。系统发育进化树分析结果显示,研究获得的WZ-1和WZ-2分离物分别与Tha1-19、Tha30处于同一个小分支,说明这2个分离物与Tha1-19和Tha30具有较近的亲缘关系;其余几个分离物则分处不同的小分支,说明CCDaV广西分离物间仍有一定的进化多样性。【结论】引起广西红宝石青柚叶片呈V字型、皱缩、卷曲、褪绿花叶和植株严重矮化等症状的病原为CCDaV,部分地区分离物存在地域多样性。
关键词： 柑橘褪绿矮化相关病毒 红宝石青柚 遗传进化 广西
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论网络化农业信息管理系统的建设
《农业与技术 》 2020
摘要：随着我国科学技术的不断发展,农业生产的水平也在不断提高,在农业生产模式的不断发展中,将计算机技术与农业信息管理系统进行融合,大大促进了我国网络化农业信息管理系统的发展,也大大提高了农业的生产水平.本文对农业信息管理系统进行了概述和分析,以期为网络化农业信息系统的构建与实现做参考.
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