科研产出
基于转录组测序的辅助鉴定南方大豆皱叶症分子标记开发
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】基于转录组测序（RNA-Seq）开发辅助鉴定南方大豆皱叶症（SSCLD）的分子标记，为快速鉴定生产上遇到的大豆皱叶是否为SSCLD提供技术支撑。【方法】利用转录组测序技术分析遗传背景相近的皱叶大豆和正常叶大豆材料在皱叶症诱导环境下的差异表达基因（DEGs），从中去除核苷酸序列高度相似的同源序列，筛选出表达差异较大的DEGs进行分子标记开发，利用皱叶大豆材料和逆境处理试验评价分子标记的表达专一性，并利用不同类型的皱叶表型样本对分子标记进行表达专一性及可靠性验证。【结果】7株皱叶植株样本和5株正常叶植株样本的测序碱基错误率为0.0226～0.0238,Q20和Q30分别在99.00%和99.90%以上的碱基数量占总碱基数量均大于95.00%,GC含量为45.60%～46.24%，表明转录组测序数据质量较好。皱叶大豆材料较正常叶大豆材料有1063个DEGs上调表达，85个DEGs下调表达。根据基因的表达量和同源性，共筛选8个DEGs用作开发分子标记的候选基因，均表现为明显上调表达。8个候选基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组数据基本相符。此外，所筛选基因中有6个基因表达在不同程度上受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐胁迫等逆境胁迫诱导，其中，种植于皱叶症土壤中的皱叶型株系叶片GLYMA＿18G033400基因的相对表达量均高于其在正常土壤中受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐等逆境胁迫后的相对表达量。根据GLYMA＿18G033400基因序列设计分子标记qCL-18G033400，并用该分子标记对19份不同皱叶类型的叶片样品进行实时荧光定量PCR检测，结果发现，以ΔCt值小于10.00作为SSCLD的判定标准，分子标记鉴定结果同田间鉴定结果一致。【结论】利用转录组测序技术开发的分子标记qCL-18G033400可辅助鉴定SSCLD。
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木薯重要性状基因的研究进展
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：木薯是全球热区的重要粮食作物、经济作物和能源作物,但其生物学研究和育种进展落后于主要粮食作物,分子育种是木薯遗传改良的重要驱动力,挖掘木薯重要性状相关基因是实现其传统育种向分子育种转变的基础和前提.本文系统地总结了木薯株型、产量、品质、抗逆等性状基因以及相关基因功能表征的最新进展,并指出构建自交分离群体和多组学整合是未来挖掘木薯关键基因的重要手段.本文拟为推进功能基因组研究成果应用于木薯育种技术体系建设提供参考,为木薯遗传改良提供理论指导.
关键词： 木薯 重要性状 基因挖掘 分子标记 功能基因 分子育种
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水稻OsNRAMP5基因低镉积累突变位点功能标记的开发与验证
《江苏农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了对水稻低镉积累基因进行精准检测和世代跟踪，提高低镉积累水稻品种的分子标记辅助育种（MAS）选育效率，基于籼稻品种9311及其低镉积累突变体lcd1材料7号染色体上OsNRAMP5基因第7外显子单核苷酸的突变，参照四引物扩增受阻突变PCR（Tetra-primer amplification refractory mutation system-PCR,Tetra-primer ARMS-PCR）原理设计了共显性功能标记nra5fun,且采用PCR方法分别对18份籼稻、18份粳稻及金23B/lcd1杂交F1代材料进行分子标记特异性验证。电泳结果表明，含OsNRAMP5基因SNP突变材料lcd1可扩增出大小为723 bp、210 bp的条带，含野生型OsNRAMP5基因的材料9311可扩增出大小为723 bp、557 bp的条带，金23B/lcd1 F1代杂合型材料可扩增出大小为723 bp、557 bp、210 bp的条带，共显性标记nra5fun得到的电泳条带与引物设计时预测的目标片段完全吻合；Sanger测序结果表明，电泳扩增条带片段的序列与目的基因的DNA序列和SNP突变位点的序列一致；18份籼稻和18份粳稻种质资源均能扩出大小为723 bp、557 bp 2个目的条带，说明这些材料均不含有OsNRAMP5基因的单个SNP突变，表明该标记特异性较高。因此，开发的功能标记nra5fun能够准确、高效地识别水稻低镉积累基因的纯合突变型、纯合野生型和杂合型，可在水稻低镉积累分子育种中推广应用。
关键词： 水稻 低镉 分子标记 分子育种 OsNRAMP5基因
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基于RAD-seq的荸荠SSR标记开发
《分子植物育种 》 2022 北大核心
摘要：荸荠(Eleocharis dulcis)是一种重要的特色水生蔬菜,为开发用于荸荠遗传学研究的简单重复序列(SSR)分子标记,本研究基于RAD-seq技术对荸荠进行简化基因组测序,并进行SSR标记开发与引物设计。结果显示,共检测到5 039个SSR位点,其中4 127个SSR位点可利用并成功设计引物。在可利用的SSR位点中,三碱基重复基序类型所占比例最高,数量为1 894个,占位点总数的45.89%;其次是二碱基重复基序类型,数量为1 406个,占位点总数的34.07%。随机选取了100对引物进行有效性验证,扩增成功率为93%,从扩增成功的引物中选取83对引物对两个品种进行多态性检测,83对引物共得到232条条带,其中多态性条带为128条,具有多态性的引物为60对,多态性比率为72.28%。通过RAD-seq开发的荸荠SSR标记有效性和多态性较高,为后期荸荠种质资源的高效利用、品种的遗传改良及分子育种提供了基础。
关键词： 荸荠(Eleocharis dulcis) RAD-seq SSR 分子标记
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性状相关的分子标记在甘蔗分子育种中的应用研究
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：分子设计育种在农作物品种改良中发挥了重要作用，但由于甘蔗基因组庞大且高度杂合，染色体呈非整倍性，导致其性状相关的分子标记辅助育种进展十分缓慢。为加快甘蔗育种进程，提高其育种效率和准确性，简述了甘蔗分子标记辅助育种现状及其瓶颈，并总结了应用于甘蔗的分子标记种类及其问题，阐明分子标记在甘蔗遗传连锁图谱构建中的作用，进而从甘蔗产量和糖分性状相关QTL的定位、主要抗病基因（抗褐锈病基因、抗黑穗病和抗黄斑病基因）的定位及其在抗病分子育种上的应用，以及关联分析方法在甘蔗重要性状研究中的应用等方面对性状相关的分子标记进行综述。最后对甘蔗重要性状相关分子标记辅助育种的机遇和挑战进行了展望，为甘蔗分子育种的深入研究提供理论依据。
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基于生物信息学的睡莲SSR位点特征分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组测序产生的Unigene序列及蓝星睡莲全基因组序列的简单重复序列（SSR）位点特征,为开展睡莲属植物种质资源鉴定、遗传多样性分析及遗传连锁图谱构建等提供基础数据。【方法】利用前期研究获得的蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组数据及已公开发表的蓝星睡莲基因组,以MISA进行SSR位点搜索,并统计分析其全基因组序列的SSR位点出现频率、基元序列长度和基元类型等。【结果】在蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组的114 762个Unigenes序列中搜索到38 998个SSR位点,SSR位点出现频率为33.98%,其中完整型SSR位点30 124个;SSR基元序列总长度为465 550 bp,总平均为21.65 bp。在蓝星睡莲基因组中搜索到249 029个SSR位点,平均分布频率为609.0个/Mb,其中完整型SSR位点163 265个;SSR基元序列总长度为2 775 181 bp,总平均为27.25 bp,占基因组大小的0.68%。在转录组和基因组中,SSR位点均以二核苷酸和单核苷酸重复类型为主,分别占SSR总数的48.87%和41.03%、51.70%和43.37%;在二核苷酸重复基元中,AG/TC和AT/TA型的占比较高,且远高于其他类型重复基元;SSR基元中各类型重复以5～11次为主,其中重复10次的最多;基于荧光毛细血管电泳法从合成的144对SSR引物中筛选出12对扩增性好且多态性高的SSR引物。【结论】蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组及蓝星睡莲基因组SSR中的低级基元类型较丰富,具有开发为高多态性SSR引物的潜力;筛选出12对扩增性好且多态性高的SSR引物可用于开展睡莲属植物种质资源鉴定、遗传多样性分析及遗传连锁图谱构建等研究。
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基于引物扩增受阻突变技术开发水稻耐冷基因CTB4a特异性分子标记
《基因组学与应用生物学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：水稻（Oryza sativa）作为热带与亚热带起源的作物对低温敏感。对水稻种质进行耐冷性鉴定,能筛选出耐冷性强的种质,发展耐冷基因分子标记,能够有效鉴别种质中耐冷基因的基因型。本研究使用芽期4℃低温处理10 d对41份水稻材料进行芽期耐冷鉴定,对品种的芽期耐冷能力进行评价,获得了参试材料中除了‘昆明小白谷’之外的芽期耐冷性最强的品种‘南特号’。对已克隆的耐冷基因CTB4a开发分子标记,能够辅助选择水稻的耐冷育种。水稻孕穗期耐冷基因CTB4a来源于‘昆明小白谷’,能够影响水稻抵抗低温的能力。参照公布的CTB4a序列信息,从中挑选出序列中的作用位点SNP （单核苷酸多态性, single nucleotide polymorphism）,结合引物扩增受阻突变技术（Penta-primer amplification refractory mutation system,PARMS）,用Primer 6.0设计引物,建立CTB4a基因荧光分子标记GM-CTB4a,使用荧光分子标记GM-CTB4a对41份水稻品种进行鉴定,使用酶标仪在‘昆明小白谷’中检测到利用标记扩增产物中包含‘昆明小白谷’特异SNP、T碱基引物携带的FAM荧光信号,在另外40份品种的扩增产物中检测到包含作用位点的C碱基引物携带的HEX荧光信号。本研究利用设计的分子标记,鉴定了41份水稻品种的耐冷性和基因型。比对分析耐冷性和基因型鉴定结果,说明我们开发的分子标记GM-CTB4a特异性较强,具有实际应用价值。研究结果为利用水稻孕穗期耐冷基因CTB4a培育强耐冷水稻品种奠定坚实基础。
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