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    发布时间: 2019 - 03 - 13
    合作单位:江苏大学食品与生物工程学院发表期刊:Food Chemistry影响因子:4.946(SCI二区)研究背景:桔霉素(citrinin,CIT)是一种次生代谢物,最初由桔青霉Penicillium citrinum生产。后来发现它是由曲霉属、红曲属、青霉属等产生的。一些农业食品中报告了CIT的污染情况,包括大米、奶酪、小麦、苹果和其他商业食品。食品中的CIT污染不仅造成重大经济损失,而且对人们构成肾毒性威胁。实验目的:比较10μg/mL CIT处理和不处理Cryptococcus podzolicus Y3的转录和蛋白质组,以揭示酵母对CIT的防御反应及CIT降解的分子机制。实验取材:CIT处理和不处理Cryptococcus podzolicus Y3酵母菌株组学:转录组学和蛋白组学主要研究成果01蛋白的差异表达分析在每个凝胶中总共检测到102个差异表达的蛋白质(平均fold change>1.2)。其中42个差异显著表达蛋白(平均fold change2,p2,p02差异表达蛋白的WEGO分类对所有已鉴定的蛋白质进行了GO功能注释分析,其中被鉴定为细胞和代谢过程的蛋白质为第1位,其次是生物调节和对刺激的反应。所涉及的许多细胞成分是细胞器、细胞成分和生物大分子。结合和催化功能是分子功能中识别最多的蛋白质,其次是抗氧化蛋白、电子携带蛋白、转运蛋白等。03基因的差异表达分析共获得了43928个转录物和17088个unigenes,其N50值分别为2844和2219(补充表S2)。所有基因均用BLAST软件进行注释,其中包括NR、Swissprot、GO、COG、KOG、Pfam和KEGG数据库。共有14550个基因被注释到数据库中。检测所有基因的表达水平,共获得1409个差异表达基因(DEGS,fold change2,p04基因的GO分类根据细胞...
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    发布时间: 2019 - 03 - 11
    摘要草莓属配子体不亲和系统的研究已经广为人知了,但是其遗传机制目前仍是未知的。通过人工自花授粉获得了11个不同亲和性的第二世代绿色草莓,用来代表不同的坐果率水平。本研究对两个较大差异坐果率的自交系进行全基因组重测序,Ls-S2-53(自交不亲和)和Ls-S2-76(强自交亲和)。利用完全自交亲和的野草莓作为参考样品,进行两个绿色草莓全基因组变异检测和注释分析。两测序样品间每条染色体上的多态分布都很相似,但是纯合变异的数量和分布区域是不一致的。基因表达分析表明6个和自交不亲和显著相关的候选基因,用野草莓基因组作为参考,将一个FIP2-like(肌动蛋白骨架合成相关)作为两个自交不亲和自交系的候选基因,该基因编码的肽链在两个材料中均存在不同长短的数量的氨基酸数量的丢失。通过抑制FIP2-like的表达减少了花粉管顶端F-actin的合成,在一定程度上抑制了花粉粒的生成和花粉管的发育。研究结果表明差异的纯合变异分布影响了绿色草莓的果实坐果率,完整编码的FIP2-like能够正常促进F-actin的合成,而较短氨基酸序列的FIP2-like对两个自花授粉草莓的亲和性有影响。材料方法植物材料:F.viridis 42,Ls-S1-2,11个Ls-S1-2自交系;测序材料:Ls-S2-53,Ls-S2-76(幼嫩叶片);Ls-S2-53人工自花授粉后(0h)叶、花梗、花萼、花瓣、雌蕊、花药用来做组织特异表达分析,雌蕊自花授粉后(6,12,24,48,72h)做时空表达分析。测序策略:Illumina Hiseq 2500,Ls-S2-53(80X),Ls-S2-76(75X)。参考基因组:F. vesca reference genome v2.0.a1;比对参考基因组:BWA v0.6.1,过滤冗余序列:SAMtools,变异检测:GATK,变异位点注释:SnpEff,基因功能注释:...
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    发布时间: 2019 - 01 - 29
    小基因组测序,等待您的加入!客户发表文章:”The Complete Plastid Genome of Magnolia zenii and Genetic Comparison to Magnoliaceae species“        壹俺们很优秀,无奈太低调,悄悄告诉您,俺们公司客户叶绿体文章又有一篇发表啦!集思慧远带着自主研发的叶绿体组装软件为您科研道路上添砖加瓦!下面小编就带您看看,一篇叶绿体文章如何造就!贰                      宝华玉兰的完整质体基因组及其与木兰科植物的遗传比较                           IF=3.098宝华玉兰是一种极度濒危物种,仅存于中国江苏省宝华山有18棵。关于它的分子生物学的信息很少,直到现在还没有对宝华玉兰进行质体基因组研究。本文通过对宝华玉兰(Magnolia Zenii)的完整叶绿体基因组进行测序组装,鉴定SSR,并通过对近缘物种基因组结构和序列数据的比较分析,揭示了5个突变热点,对今后木兰科的系统发育和进化研究具有重要意义。这篇文章的研究内容如下:1、叶绿体基因组组装宝华玉兰基因组长160,048 bp,GC含量为39.2%,包括一对26,596 bp的反向重复区(IRA和IRB),一个大单拷贝区(LRC)88,098 bp,一个小单拷贝区(SSC)18,757 bp.2、木兰科物种叶绿体基因组比较分析用28种木兰科物种和2种鹅掌楸的叶绿体基因组进行序列比对。宝华玉兰的叶绿体基因组放...
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    发布时间: 2019 - 01 - 28
    摘要油菜是一种重要的油料作物,为了适应不同的气候带和纬度,形成了三种主要的生态型(冬性,半冬性,春性)。这些生态型多样性背后的遗传机制目前还是未知的。本研究这对收集的世界各地的991份资源品种进行全基因组重测序并分析了这些资源的遗传多样性。测序结果分别和油菜“Darmor-bzh”,“Tapidor”基因组比对鉴定到5.56M/5.53M SNPs,1.86M/1.92M Indels。文章通过构建等位基因漂变图揭示主要群落的,利用遗传多样性和连锁不平衡参数研究了甘蓝型油菜两个亚基因组的非对称进化。选择性清除分析表明了调控各种植物发育和胁迫的直系同源基因间的遗传多样性。全基因组关联分析发现在FT和FLC同源基因的启动子区域的SNP,符合不同生态型的油菜。材料方法实验材料:来自39个国家,658种冬性、145种半冬性、188种春性油菜。测序策略:Illumina HiSeq Xten PE150,共7.9T(平均测序深度6.6X)。油菜参考基因组:‘‘Darmor-bzh’’ genome (B. napus v4.1 genome),‘‘Tapidor’’genome。系统发育分析:MEGA5.2(NJ树,Kimura 2-parameter model);LD分析:PLINK,群体结构:ADMIXTURE;PCA:EIGENSOFT(smartPCA)。SNP重组率计算:R package FastEPRR;等位基因漂移分析:TREEMIX,基因流画图:R package ggplot2。选择性清除:PopGenome(Fst),XP-CLR;关联分析:TASSEL(MLM)。研究结果1、991份油菜资源群体结构和遗传变异A/B.991份油菜资源全球分布情况及对应三种生态型;C.991份材料的系统进化分析(与油菜生态型大致相同);D.群体主成分分析,PC1能够区分冬性和半...
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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    发表期刊:Postharvest Biology and Technology影响因子:IF=3.112(SCI二区)研究背景草莓(Fragaria×ananassa Duch.)由于其独特的风味和多汁的质地,是一种在世界范围内广受欢迎的园艺作物。它是维生素C和抗氧化剂的良好来源,但由于软化快、机械损坏、真菌腐烂和采后代谢迅速,很容易腐烂。在6℃贮藏1d后,草莓果实中的蔗糖水平由于快速的采后代谢而达到无法检测的水平。虽然草莓品种的贮藏期不同,但平均贮藏期通常只有3-5d。先前研究报道了CO2诱导的生理和机械变化,收获后,草莓果实中含有较高水平的二氧化碳(CO2)以提高可储存性。暴露于20%CO2中12或48h的草莓果实比在环境空气中贮藏3d的水果更结实。高浓度的二氧化碳会影响细胞壁钙的结合,提高果实的硬度。为了深入了解高浓度CO2在分子和生化水平上的影响,多学科方法是必要的。整合基因组学、蛋白质组学和代谢组学将有助于更好地理解植物对外界刺激的全面定性和定量反应。尽管对草莓果实采后对高CO2的响应进行了研究,但对细胞反应的全面了解仍不甚清楚。本研究联合转录组学和代谢组学方法来研究分子和细胞反应,将收获的草莓果实短期暴露于30%CO2,以全面了解改善的果实耐贮性。材料与方法01植物材料与CO2处理草莓于80%红色收获,收获后,果实立即运往实验室。选择大小和颜色一致的果实作为试验材料。分组:0D:环境空气0h(收获后立即)1D:3h环境空气处理后1d1DT:3h 30%CO2处理后1d 02硬度测定随机抽取3个重复容器中的10个草莓果实进行硬度测定(n=30),经硬度测定后丢弃。采用CT-3纹理分析仪进行硬度测量。用直径为100mm、速度为2mm、应变为5mm、直径为100 mm的平板探针,在果实赤道面测量果实硬度(N)。草莓果实表面微生物...
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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    集思慧远客户发表——《王枣子根、茎和叶的比较转录组分析揭示了王枣子素生物合成的候选基因》英文标题:Comparative transcriptome analysis of roots, stems and leaves Isodon amethystoides reveals candidate genes involved in Wangzaozins biosynthesis杂志:BMC PLANT BIOLOGY影响因子:IF=3.930摘要    王枣子是一种重要的中药植物,具有治疗多种疾病的药理作用,包括肺结核。四环二萜类化合物王枣子素(王枣子甲素Wang zaozin A,王枣子乙素GlucocalyxB)是王枣子的主要生物活性化合物。然而,关于这些化合物生物合成的分子信息仍然不清楚。通过对王枣子中王枣子素积累水平的研究,发现该植物的根、茎和叶组织有很大的变化,表明不同组织间代谢产物生物合成和积累的可能存在差异。为了更好地阐明四环二萜生物合成途径,我们对根、茎和叶组织进行转录组测序,并进行了de novo序列组装和分析。分析了与二萜类生物合成有关的候选基因,如CPS、KSL等。用qRT-PCR方法对8种涉及四环二萜类生物合成的转录本在王枣子不同组织中的表达谱进行了验证,解构该通路的基因表达谱。ISPD、ISPF和ISPH(MEP途径)以及IaCPS和IaKSL(二萜类途径)候选基因在叶片和根中的差异表达,可能是造成王枣子叶片中王枣子素积累较高的原因之一。本文报道的基因组数据和分析为进一步研究这一重要药用植物奠定了基础。材料与方法植物材料:一年生健康王枣子个体的根、茎、叶(3个重复)王枣子素的提取与鉴定(靶标代谢):种类:王枣子甲素、王枣子乙素和王枣子丙素        &...
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与小麦抗白粉病基因 Pm48 紧密连锁分子标记的开发

日期: 2016-03-24
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 Pm48 为本实验室鉴定的一个抗白粉病新基因。为精细定位该基因,利用混池 ddRAD 测序鉴定了 81 个与该基因关联的序列,开发了 STS 标记 Xmp931,转化了 CAPS 标记 Xmp928Xmp930 和 Xmp936;同时,利用粗山羊草基因组序列开发了 71 个基因组 SSR 标记, 定位了其中的 Xmp1089 和 Xmp1112。 在 115 个宁糯麦 ´Tabasco 衍生的 F2:3 家系中, Xmp928
与目的基因共分离,Xmp1112 位于近着丝粒方向处距抗病基因 3.1 cM。在 671 个纯合感病家系中,标记 Xmp928 仍与目的基因共分离。利用 个中国春 5DS 缺失系,最终将 Pm48 定位在小麦 5DS 上 0.63–0.67 的臂区段中。
关键词:小麦;抗白粉病基因;分子标记;混池 ddRAD 测序 

 

1 材料与方法

1.1 试验材料

利用抗小麦白粉病的德国品种 Tabasco 与本实验室培育的糯性感病品种糯麦 1 号,经杂交和自交获得 4129 个宁糯麦 1号×Tabasco F2 单株,用于抗性遗传分析;从 436 个 F2:3 家系[19]中随机选择 115 个家系组成分离群体用于新开发分子标记的多态性分析和定位。

利用“中国春”及其缺失系 del5DS-1、 del5DS-2 和 del5DS-5 进行目标分子标记的染色体臂定位, 其中 del5DS-1 保留有 5DS末端 63%长度,缺失了 37%的染色体长度,del5DS-5 保留有染色体 5DS 末端 67%长度,缺失了 33%的染色体长度, del5DS-2保留有 5DS 末端 78%长度,缺失了 22%的染色体长度[21]。

 

1.2 抗病性评价方法

参考高海东等[19]报道的方法评价白粉病抗性。将小麦种子播在 72 孔的穴盘,亲本品种及家系各播种 15~20 粒,每穴盘随机种植 9 粒感病对照苏麦 3 号。于幼苗一叶期人工接菌孢子,菌种为南京地区流行的 Bgt18。在人工智能气候室(14 h 光照/10 h 黑暗, 18~22℃, 相对湿度 80%~90%)中培养接种后的麦苗。接种后 7 d 天当感病对照表现出明显病症时调查病情,按盛宝钦[22]的 0~4 级分类方法记录,即 0 级为免疫,植株无病斑,0;级为坏死反应,叶片有枯死斑,1 级为高抗,病斑直径小于 l mm,菌丝层稀薄可见绿色叶面,偶见较大病斑,但仍透绿,产孢量极少,2 级为中抗,叶片病斑直径小于 l mm,但菌丝层较厚,不透绿,能产生一定量孢子,3 级为中感,叶片病斑多,且直径大于 l mm,菌丝层厚,产孢量大,但病斑不连片,4 级为高感,叶片病斑直径大于 l mm,菌丝层厚,产孢量多,病斑连片。

 

1.3 分子标记开发

1.3.1 基于 ddRAD 测序获得的序列

根据前期 F2:3 家系的分子鉴定结果[19],从中随机选取 50 个纯合抗病家系和 50 个纯合感病家系,每家系选取 8 株, 将其 DNA 等量混合构建抗池(BR)和感池(BS),由南京集思慧远生物科技有限公司进行 ddRAD测序。根据抗感池序列 SNP 是否产生酶切位点差异,决定转化成 CAPS 或 dCAPS 标记。如果抗、感池间的 SNP 存在酶切位点的差异,则直接将该 SNP 标记转化成 CAPS 标记,即在 SNP 位点两侧设计引物,并利用相应的限制性内切酶进行酶切;如果抗、 感池间的 SNP 不存在酶切位点的差异, 则利用软件 dCAPS Finder 2.0 (http://helix.wustl.edu/dcaps/dcaps.html)和 Primer5.0 将 SNP 转化成 dCAPS 标记,即在引物中引入错配与 SNP 位点形成新的酶切位点。新开发的多态标记信息见表1。

 

1.3.2 基于粗山羊草基因组序列

高海东等[19]鉴定出 Pm48 的紧密连锁标记 Xmp510。本研究利用 Xmp510 序列及 ddRAD测序获得的多态标记序列,在线搜索比对粗山羊草标记序列(http://probes.pw.usda.gov/WheatDMarker/phpblast/blast.php)。先对相应的粗山羊草基因组序列进行 SSR 筛查,然后用 MACVECTOR V8.0(Accelrys, UK)设计引物,并进行亲本及抗感池间多态性筛选。新开发的多态标记信息见表 1。

与小麦抗白粉病基因 Pm48 紧密连锁分子标记的开发 

 

1.4 分子标记分析

参照 Ma 等[23]报道的 SDS 法,从小麦嫩叶中提取总 DNA,–4℃保存。在 SENSOQUEST LABCYCLER PCR 仪(德国)上扩增,反应体系为 10 µL,包括 1× buffer 10µL (含 MgCl2 15 nmol),DNA 模板 1 ng,左、右引物各 2 pmol,2 nmol 的 dNTPs,1 U Taq 酶。PCR 程序为 94℃预变性 5 min,然后按 94℃变性 30 s、50~60℃退火 45 s、72℃延伸 50 s 进行 36 个循环扩增,最后 72℃延伸 7 min。扩增产物经 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,银染法显色。

CAPS 标记选择特定的限制性内切酶(TaKaRa),如 Alu I、Acc I、Mae II、Hpy 188I 和 Taq I,按生产商说明书进行酶切反应,反应体系 8 µL,含 PCR 产物约 50 ng,于 37°C 或 65°C (依酶特性而定)过夜,用 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离检测酶切产物。

 

1.5 遗传图谱构建

采用 Mapmaker 3.0b/EXP[24]和 MapDrawV2.1[25]构建连锁图谱,选用 Kosambi 函数[26]计算遗传距离,连锁判断 LOD 阈值设为 3.0。

 

2 结果与分析

2.1 与 Pm48 连锁分子标记的开发及定位

对抗池、感池进行 ddRAD 测序,获得 81 个可能与 Pm48 关联的 SNP 序列,将其中 14 个关联性强的 SNP 标记转化为STS 或者 CAPS 标记。其中,Xmp931 在抗、感亲本间有多态性,且与抗、感池表现一致;Xmp928 (图 1-A)、Xmp930 (图 1-B)和 Xmp936 经相应的限制性内切酶酶切后,在抗、感亲本以及池间表现一致多态性。利用这 4 个新开发的标记检测 115 个F2:3 家系,结果 4 个标记均被定位于 Pm48 的遗传图谱上,其中 Xmp928 与目标基因共分离,Xmp931、Xmp936 和 Xmp930位于远着丝粒的一侧,与目标基因分别相距 7.8、9.7 和 15.7 cM (图 2-A)。

与小麦抗白粉病基因 Pm48 紧密连锁分子标记的开发 

利用已定位 Pm48 连锁标记序列信息,比对粗山羊草基因组序列,开发了 71 个 gSSR 标记,其中 Xmp1089 (图 1-C)和Xmp1112 (图 3)在抗、感基因型间存在多态性,并且被整合到 Pm48 连锁图谱中,距 Pm48 分别为 3.1 cM 和 10.8 cM (图 2-A)。

与小麦抗白粉病基因 Pm48 紧密连锁分子标记的开发 

 

2.2 Pm48 的染色体臂定位

利用 3 个中国春 5DS 缺失系对 Pm48 进行染色体臂定位,结果显示 Xmp1112 位于小麦 5DS 0.63~0.67 的染色体区段(图3),在该染色体区段中已定位标记 Xcfd81 [19],同时连锁图谱显示 Pm48 位于这两个标记之间(图 2-A),因此认为 Pm48 位于小麦 5DS 0.63~0.67 的染色体区段(图 2-B)。

与小麦抗白粉病基因 Pm48 紧密连锁分子标记的开发 

 

2.3 重组体的筛选

利用 4129 个 F2 单株,通过接种 Bgt18 鉴定抗病性,结果有 3103 个抗病单株和 1026 个感病单株,符合单个显性基因的3:1 分离(c2=0.04;c20.05,1=3.84)。这些感病单株移栽后完成整个生育期并收获种子的有 671 个家系,对每个家系衍生的 15~20个植株进行表型鉴定后, 推测均为纯合感病家系。 利用位于 Pm48 两侧的分子标记对这 671 个纯合感病家系进行基因型检测,其中共显性标记 Xmp1112 和 Xcfd81 分别筛选到 12 个和 8 个重组家系;标记 Xmp928 和 Xmp510 对这 19 个重组体进行基因型的分析结果表明,Xmp510 检测到 5 个重组体,Xmp928 没有检测到重组体,与目标基因共分离(表 2)。

与小麦抗白粉病基因 Pm48 紧密连锁分子标记的开发 

 

3 讨论

为进一步精细定位小麦抗白粉病基因 Pm48,本研究利用简化测序和粗山羊草基因组序列信息开发了 6 个新标记。与实验室之前发表的遗传图谱[19]相比,本研究在 Xgwm205 与基因之间新增了两个 gSSR 标记(Xmp1089 和 Xmp1112),将 Pm48界定在 Xmp510 和 Xmp1112 之间的 4.6 cM 之间,为基因的进一步分离奠定了基础。此外,还开发了一个与基因共分离的标记 Xmp928,该标记无论在小群体中还是在扩大的纯合感病家系中均与抗病基因共分离,将作为抗病基因 Pm48 的重要选择标记。Xmp928 是重复序列连接(repeat junction)类型的标记,这类标记在重复序列超过 80%的小麦基因组中非常丰富[27],将是小麦基因定位的重要标记类型,然而该类型标记无法与基因序列关联,很难为基因分离提供帮助。

简化测序可以降低测序成本,根据性状混池后测序更进一步降低成本。本研究利用 ddRAD 测序成功开发了 3 个 CAPS标记和 1 个 STS 标记,转化了与基因关联性强的 14 个 SNP 标记,其中 4 个(28.6%)为多态性标记,而其余标记没有多态性。对于没有转化成功的 10 个 SNP 标记,推测是由于 ddRAD 测序后获得的重复序列导致非特异性以及扩增引入的错配。本研究还利用粗山羊草基因组序列开发了 71 个 gSSR 标记,但只有 2 个被定位,多态率为 2.8%,远低于其他研究报道的 gSSR的多态率[28-30]。推测可能的原因,一是 D 基因组的多态性偏低[28-30],二是 Tabasco、宁糯麦 1 号两亲本的分子标记多态率低。对比上述两种方法,利用混池的 ddRAD 测序效率较高。

本研究利用 5DS 缺失系成功将抗病基因 Pm48 定位在小麦 5DS 0.63–0.67 的染色体区段中,这一区段的物理距离大约为55 Mb [31]。标记 Xcfd81 和 Xmp1112 相距 8.0 cM,假定两标记位于边界,该区域的重组率估算为 0.145 cM/Mb,低于 Erayman等[32]在该区域估算的重组率(0.341 cM/Mb),并非重组热点区域。尽管如此,该区段较小的物理距离仍然将有助于抗病基因的分离。本实验室将在以下两方面进一步研究,一是解决标记多态性低的问题,准备利用不同的感病亲本与 Tabasco 构建多个分离群体,构建 Pm48 的饱和遗传图谱;二是利用混池进行转录组测序,发掘 Pm48 候选基因。


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