基于基因组学与转录组学的胡桃科植物系统进化及群体遗传学研究
基于转录组学和机器学习算法的肺结核铁死亡相关关键基因的研究
基于转录组学和机器学习算法的肺结核铁死亡相关关键基因的研究叶江娥;方雪晖;熊延军;刘盛盛【期刊名称】《中国防痨杂志》【年(卷),期】2024(46)1【摘要】目的:运用转录组学和机器学习方法探索铁死亡关键基因与肺结核发病机制的相关性。
方法:以“pulmonary tuberculosis”为关键词,以测序类型(转录组学)和物种(HOMO sapiens)等为条件从公共存储库NCBIGEO(/geo)中进行搜索和筛选,得到GSE153326和GSE67589两套转录组数据集。
将GSE153326作为训练组数据[包含健康人群血液样本8份,结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)阳性血液样本52份]、GSE67589作为验证组数据(包含健康人群血液样本30份,MTB阳性27份);使用R脚本对数据进行矫正和注释,对两转录组的差异表达基因鉴定后,筛选出GSE153326训练组差异基因中与铁死亡相关基因(TBFerDEG)的表达情况,并对TBFerDEG的基因本体(GO)及京都基因和基因组百科全书(KEGG)进行富集分析;利用LASSO回归分析和SVM算法,从TBFerDEG中获得与铁死亡有明显差异的关键基因,并对其进行ROC分析,探索与关键基因相关的药物调控网络;最后将关键基因导入GSE67589验证组中,以验证训练组筛选出的铁死亡关键基因的诊断意义。
结果:通过生物信息学分析,共筛选得到416个TBFerDEG,剔除不符合入选要求的基因,最终得到56个TBFerDEG差异基因。
GO富集分析发现,肺结核中与铁死亡相关的生物学进程有细胞对化学应激的反应自噬调节、线粒体自噬、线粒体解体等;参与的通路有AMPK信号通路和铁死亡等。
通过LASSO回归分析和SVM算法,最终得到5个与铁死亡相关的关键基因,分别为BID、AR、STK11、ALOX12和SRC,AUC分别为0.807、0.858、0.734、0.840和0.880;验证关键基因结果表明,AR和SRC基因在验证组(GSE67589)中MTB阳性与健康人群中的表达差异均有统计学意义(P值分别为0.004和0.017)。
基于转录组和代谢组探究植物应答干旱和植食性昆虫的研究进展
基于转录组和代谢组探究植物应答干旱和植食性昆虫的研究进展冯振;郑春燕;薄玉琨;李烨华;朱峰【期刊名称】《中国生态农业学报（中英文）》【年(卷),期】2024(32)3【摘要】胁迫是制约植物生长发育的重要环境因素,植物应对不同胁迫的反应是复杂多样的。
在面临生物胁迫和非生物胁迫时,植物主要通过重新分配调整一系列的转录调控网络以及代谢网络来维持平衡,以致在转录及代谢水平上都会发生变化。
随着组学技术的发展,转录组学和代谢组学作为新兴学科被广泛应用于植物抗逆相关研究中,进而从转录和代谢水平上揭示植物响应逆境胁迫的机制。
植物生长过程中面临的多种胁迫,其中干旱和虫害尤为严重,给我国农业生产造成巨大损失。
本文针对植物在干旱、植食性昆虫以及双重胁迫下的转录和代谢调控机制相关研究进行了综述,发现在干旱胁迫下植物通过调控合成脱落酸、脯氨酸以及光合作用中间体相关基因表达及其代谢物合成来抵御胁迫,在植食性昆虫胁迫下植物通过调控茉莉酸、水杨酸以及黄酮类等物质相关基因的表达及其代谢物合成进行响应,在双重胁迫下植物通过调控激素相互作用以及一些次生代谢物的产生来影响干旱胁迫下植物的抗虫性。
通过探讨植物在逆境胁迫下转录和代谢差异及其关键调控因子的变化,可以为培育耐受逆境胁迫的品种,提高农作物产量提供理论依据和参考。
【总页数】11页(P369-379)【作者】冯振;郑春燕;薄玉琨;李烨华;朱峰【作者单位】河北省土壤生态学重点实验室/中国科学院农业水资源重点实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心;中国科学院大学;江苏省农业科学院【正文语种】中文【中图分类】Q943;Q945【相关文献】1.基于代谢组学和转录组学分析工业面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)ABY3冷冻胁迫应答机制2.植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展3.基于转录组测序筛选新疆野苹果组培苗应答冻害谷胱甘肽代谢相关的基因4.转录组学和代谢组学在植物非生物胁迫中的研究进展5.基于代谢组学和转录组学探究草珊瑚叶和根中黄酮类成分差异积累的转录调控机制因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
“有害生物基因组学”课程思政与OBE教学设计
“有害生物基因组学”课程思政与OBE教学设计作者：王华玲曾健勇李会平牟洪香来源：《教育教学论坛》2024年第14期［摘要］“有害生物基因组学”是森林保护专业的专业拓展课程。
在课程设计中坚持以OBE教育理念为导向，以课程思政教学效果为目标，采用线上线下混合教学模式，从教学内容、教学目标、教学方法、教学设计思路、教学评价等维度进行课程思政教学设计，致力于解决森林保护专业在教学实践中存在的课程思政碎片化、课程思政供给端和输出端不匹配等问题。
基于OBE教育理念，在进行学情分析基础上对“有害生物基因组学”课程进行思政教学设计，将立德树人落在实处。
［关键词］ OBE理念；课程思政；基因组学［基金项目］ 2023年度河北省教育厅研究生教育教学改革研究项目“林业硕士专業学位研究生素质和能力机构塑造与实践”（YJG2023039）；2022年度全国林业专业学位研究生教育指导委员会教学改革项目“‘双向沉浸式’林业专业学位研究生产教融合人才培养模式研究”（LYJZW-YJ202204）；2021年度河北农业大学“森林保护”国家一流本科专业建设项目［作者简介］王华玲（1984—），女，山东威海人，博士，河北农业大学林学院副教授，主要从事生物信息学研究；曾健勇（1991—），男，江西吉安人，博士，河北农业大学林学院副教授，主要从事昆虫肠道微生物功能研究；李会平（1975—），女，河北新乐人，博士，河北农业大学林学院教授，主要从事林木病虫害生物防治研究。
［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）14-0077-04 ［收稿日期］ 2023-02-10引言教育是立国之本。
习近平总书记要求要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程［1］。
在“大思政”教育背景下，各大高校围绕何谓课程思政、如何开展课程思政、课程思政教学评价等问题进行了探讨和实践。
“有害生物基因组学”是森林保护专业的专业拓展课程。
核桃CDPK基因家族鉴定与转录表达分析
落叶果树 2023,55(6):32-35Deciduous Fruits ·试验研究· DOI : 10.13855/ki.lygs.2023.06.007 核桃CDPK 基因家族鉴定与转录表达分析庄丽丽1,宋林眉1,王芳2,李玉群1,张柱岐1,刘凯1∗(1.滨州职业学院,山东滨州256603;2.滨州高新区青田街道办事处,山东滨州256603) 摘 要:钙依赖型蛋白激酶(CDPK )在植物响应逆境胁迫过程中起着重要作用,本研究在核桃全基因组数据库中利用隐马尔可夫模型鉴定CDPK 家族成员基因,对该家族成员进行了结构分析,并对冷胁迫和不同组织的转录水平进行分析。
结果显示,核桃CDPK 基因家族包含38个成员,开放阅读框为399~2181bp ,蛋白大小为132~645个氨基酸,等电点为5.34~9.14,亚细胞定位预测该38个基因均定位于细胞核。
在清香核桃冷胁迫不同时间后进行转录表达分析,发现JrCDPK 4呈现显著上升趋势,并在根和嫩叶中表达较高,推测该基因可能参与响应冷胁迫以及根、嫩叶的生长发育,本研究结果为进一步研究该基因响应冷胁迫的机理奠定了基础。
关键词:核桃;冷胁迫;CDPK 家族;表达分析 中图分类号: S664.1 文献标识码: A 文章编号: 1002-2910(2023)06-0032-04收稿日期:2022-12-08基金项目:滨州职业学院博士基金(2022bzbs01);“十四五”国家重点研发计划课题(2022YFD2200402);河北省重点研发计划项目(21326352D)。
∗通讯作者:刘凯(1992-),男,山东阳信人,副教授,从事果树栽培与遗传育种研究工作。
E -mail:liukai@作者简介:庄丽丽(1977-),女,山东新泰人,副教授,从事植物栽培与遗传育种研究工作。
E -mail:1007732081@Identification and transcriptional expression analysis of CDPK gene familyin Juglans regia L.ZHUANG Lili 1,SONG Linmei 1,WANG Fang 2,LI Yuqun 1,ZHANG Zhuqi 1,LIU Kai 1∗(1.Binzhou Polytechnic ,Binzhou ,Shandong 256603,China ;2.Qingtian Sub District Office of Binzhou High Tech Zone ,Binzhou ,Shandong 256603,China ) 粤遭泽贼则葬糟贼:Calcium -dependent protein kinase (CDPK)plays an important role in plant re⁃sponse to stress.In this study,CDPK family members were identified using Hidden Markov Model (HMM)in the whole genome database of walnut.The structure of CDPK family members was ana⁃lyzed,and the transcription levels of CDPK family members were analyzed under cold stress and in different tissues.The results showed that the CDPK gene family contained 38members,which were located on 14chromosomes,with open reading frames ranging from 399to 2181bp,protein sizes ranging from 132to 645amino acids,and isoelectric points ranging from 5.34to 9.14.Subcellular localization predicted that all 38members were located in the nucleus.Transcriptional expression a⁃nalysis of fresh walnut after different time of cold stress revealed that JrCDPK 4showed a significant increasing trend and was highly expressed in roots and young leaves,suggesting that this gene might be involved in the response to cold stress and in the growth and development of roots and young leav⁃es.The results of this study laid a foundation for further research on the mechanism of this gene’sresponse to cold stress.—23—第6期庄丽丽等:核桃CDPK基因家族鉴定与转录表达分析 Key words:walnut;chilling stress;CDPK family;expression analysis 核桃(Juglans regia L.)是中国广泛栽培的经济林树种,具有较高的生态、社会和经济效益,深受消费者喜爱,被列为“四大坚果”之一。
核桃SSR反应体系的优化及群体遗传多样性分析的开题报告
核桃SSR反应体系的优化及群体遗传多样性分析的开题报告一、研究背景核桃是我国重要的果树之一，在市场上有着广泛的应用和需求。
随着人们对健康生活方式和营养均衡的重视，核桃因其具有的脂肪酸、蛋白质、维生素、矿物质等对人体有益的营养素，受到越来越多消费者的青睐。
但是，核桃的生长周期长、花期集中、花荚密生等因素限制了其生产效率和质量的提高。
因此，建立高通量分子标记检测技术体系可以有效提高核桃繁殖的效率和品质。
SSR（Simple Sequence Repeat）是已知最常见的DNA分子标记，也是基因组学研究和分子育种中最常用的标记。
SSR标记具有多态性高、重复性强、遗传显性较好等优点，可用于分析物种内和物种间的遗传多样性、基因定位、种质资源鉴定等研究。
因此，在核桃分子标记检测技术体系中使用SSR标记对核桃群体遗传多样性进行分析，可以为核桃研究和育种提供重要的理论基础和实践指导。
二、研究目的1. 对核桃的SSR反应体系进行优化，建立高通量分子标记检测技术。
2. 通过SSR标记对核桃群体遗传多样性进行分析，揭示核桃的遗传多样性和亲缘关系，为核桃研究和育种提供理论基础和实践指导。
三、研究方法1. 优化核桃的SSR反应体系，包括PCR反应中引物浓度、模板浓度、PCR程序等参数的优化，并对PCR产物的质量进行评估。
2. 收集10个核桃大地种质资源样品，用优化的SSR反应体系进行PCR扩增，并进行聚合物酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）产物的检测。
3. 通过测序技术对PCR扩增产物进行基因型分析，并进行遗传多样性分析，包括等位基因频率、遗传多样性参数等。
4. 利用聚类分析和主成分分析等方法分析核桃样品之间的遗传关系和亲缘关系，包括遗传距离和相似系数等。
四、研究意义本研究将建立高通量分子标记检测技术，对核桃群体遗传多样性进行分析，揭示核桃的遗传多样性和亲缘关系，有助于掌握核桃的遗传背景和种质资源分布规律，为核桃的保护、利用和育种提供科学依据。
胡桃科Juglandacea
一些胡桃科植物的种子可以提取出食用油，如枫木油，具有独特的 香味和营养价值。
果蔬
部分胡桃科植物的果实和叶子可作为蔬菜或水果食用，如澳洲坚果。
药用价值
传统药材
有毒成分
在传统中药中，胡桃科植物常被用于 治疗多种疾病，如核桃仁可润肺止咳、 补肾固精；枫木炭则可用于止血。
需要注意的是，部分胡桃科植物含有 有毒成分，如苦核桃，使用不当可能 导致中毒。
胡桃科 Juglandacea
目录
• 胡桃科简介 • 胡桃科植物的种类 • 胡桃科植物的经济价值 • 胡桃科植物的生态作用 • 胡桃科植物的种植与保护
01
胡桃科简介
胡桃科的基本特征
01
02
03
乔木或灌木
胡桃科植物多为乔木或灌 木，树干高大，树皮厚实。
奇数羽状复叶
胡桃科植物的叶子多为奇 数羽状复叶，叶片形状多 样，有椭圆形、卵形、披 针形等。
长山核桃
长山核桃与山核桃相似，但果实更长 ，呈线形或披针形。主要分布在北美 洲的中部和南部地区。
胡桃属
普通胡桃
普通胡桃树为落叶乔木，叶子为羽状复叶，核果呈球形或卵形。主要分布在亚 洲和非洲的热带和亚热带地区。
红胡桃
红胡桃的果实呈圆形或扁圆形，外壳为红褐色，主要分布在南美洲的热带地区。
03
胡桃科植物的经济价值
水源涵养
保持水土
胡桃科植物的根系发达，能够有效地固 持土壤，防止水土流失，从而保护水源 。
VS
水质净化
胡桃科植物能够吸收水中的营养盐和污染 物，起到水质净化的作用，保证水源的清 洁。
05
胡桃科植物的种植与保 护
种植技术
繁殖方法
土壤选择
胡桃楸果实表型性状及遗传多样性分析
㊀山东农业科学㊀２０２３ꎬ５５(５):２８~３４ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ㊀ＤＯＩ:１０.１４０８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－４９４２.２０２３.０５.００５收稿日期:２０２２－０８－１０基金项目:山东省自然科学基金项目(ＺＲ２０１９ＭＣ０５５)ꎻ山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(２０２１ＬＺＧＣ０２３)ꎻ山东省农业良种工程项目子课题(２０１９ＬＺＧＣ０１８０５)ꎻ山东省草本植物种质资源普查项目(鲁财预指 ２０２１ １号)作者简介:王子豪(１９９８ )ꎬ男ꎬ山东临沂人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事植物生态学方面研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:２９４９３３９９４＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:胡德昌(１９７８ )ꎬ男ꎬ山东潍坊人ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎬ主要从事植物生态学方面研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｈｕｄｃｈ７８＠１６３.ｃｏｍ胡桃楸果实表型性状及遗传多样性分析王子豪１ꎬ苏迅１ꎬ解孝满２ꎬ仝伯强２ꎬ丁平２ꎬ韩彪２ꎬ刘丹２ꎬ张萍１ꎬ孔冬瑞１ꎬ胡德昌１(１.鲁东大学生命科学学院ꎬ山东烟台㊀２６４０２５ꎻ２.山东省林草种质资源中心ꎬ山东济南㊀２５００１４)㊀㊀摘要:基于山东地区３个不同地理居群(泰山居群㊁仰天山居群㊁昆嵛山居群)以及胡桃楸原生地吉林地区长白山居群的胡桃楸果实６个数量指标ꎬ开展方差分析㊁相关性分析以及聚类分析ꎬ并进行部分材料的ＩＴＳ序列比对ꎬ旨在探究其表型性状及遗传背景差异程度ꎮ结果表明:①供试材料的果实多为８个纵脊ꎬ具长尖ꎻ山东地区胡桃楸果实表面纹饰均较浅ꎬ变化相对丰富ꎬ而吉林地区材料表面纹饰均较深ꎬ差异较小ꎻ不同居群间果实表型性状存在极显著差异ꎬ而居群内则以泰山居群单株间的果实表型性状变异最为丰富ꎮ②表型性状的遗传力均在０.９３及以上ꎬ说明表型性状受较强的遗传特性控制ꎬ居群间差异相对稳定ꎻ不同地区间胡桃楸材料的欧式距离相对较小ꎬ推测居群间存在着基因交流ꎮ③不同材料的ＩＴＳ区域序列碱基位点变异无明显规律ꎬ呈现随机变化ꎬ且居群间遗传距离较小ꎻ供试群体总遗传变异中有４１.９９％发生在居群内ꎬ５８.０１％发生在居群间ꎻ４个居群间的遗传分化系数ＦＳＴ为０.６６５ꎬ基因流Ｎｍ为１.９３ꎬ存在着基因交流ꎮ遗传分析结果与果实表型性状分析结果基本一致ꎬ个体的表型性状与遗传背景存在明显相关性ꎬ但遗传距离与地理分布距离间的相关性并不明显ꎮ关键词:胡桃楸ꎻ果实ꎻ表型性状ꎻＩＴＳ序列ꎻ遗传多样性中图分类号:Ｓ７９２.１３２.０１㊀㊀文献标识号:Ａ㊀㊀文章编号:１００１－４９４２(２０２３)０５－００２８－０７ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｒｕｉｔＰｈｅｎｏｔｙｐｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｓａｎｄＧｅｎｅｔｉｃＤｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｕｇｌａｎｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａＷａｎｇＺｉｈａｏ１ꎬＳｕＸｕｎ１ꎬＸｉｅＸｉａｏｍａｎ２ꎬＴｏｎｇＢｏｑｉａｎｇ２ꎬＤｉｎｇＰｉｎｇ２ꎬＨａｎＢｉａｏ２ꎬＬｉｕＤａｎ２ꎬＺｈａｎｇＰｉｎｇ１ꎬＫｏｎｇＤｏｎｇｒｕｉ１ꎬＨｕＤｅｃｈａｎｇ１(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＬｕｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＹａｎｔａｉ２６４０２５ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｈａｎｄｏｎｇＦｏｒｅｓｔａｎｄＧｒａｓｓＧｅｒｍｐｌａｓｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｅｎｔｅｒꎬＪｉｎａｎ２５００１４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀ＢａｓｅｄｏｎｓｉｘｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆＪｕｇｌａｎｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａｆｒｕｉｔｓｆｒｏｍｔｈｒｅｅＳｈａｎｄｏｎｇｐｏｐｕｌａ￣ｔｉｏｎｓ(ＴａｉｓｈａｎꎬＹａｎｇｔｉａｎｓｈａｎａｎｄＫｕｎｙｕｓｈａｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ)ａｎｄｏｎｅＣｈａｎｇｂａｉｓｈａｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎＪｉｌｉｎＰｒｏｖ￣ｉｎｃｅꎬｔｈｅａｎａｌｙｓｅｓｏｆｖａｒｉａｎｃｅꎬｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎｄｃｌｕｓｔｅｒｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄꎬａｎｄａｌｓｏｔｈｅＩＴＳｓｅｑｕｅｎｃｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｏｍｅｍａｔｅｒｉａｌｓꎬｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃｔｒａｉｔｓａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ.①Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｆｒｕｉｔｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｄ８ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｒｉｄｇｅｓａｎｄｌｏｎｇｔｉｐｓ.ＴｈｅｓｕｒｆａｃｅｄｅｃｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｒｕｉｔｓｆｒｏｍＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅｗａｓｓｈａｌｌｏｗｅｒｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｒｉｃｈｅｒｃｈａｎｇｅｓꎬｗｈｉｌｅｔｈａｔｏｆｆｒｕｉｔｓｆｒｏｍＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅｗａｓｄｅｅｐｅｒｗｉｔｈｓｍａｌｌｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ.Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｆｒｕｉｔｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｓｗａｓｖｅｒｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓꎬａｎｄｔｈａｔａｍｏｎｇｓｉｎｇｌｅｐｌａｎｔｓｉｎＴａｉｓｈａｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｈａｄｔｈｅｒｉｃｈｅｓｔｖａｒｉａｔｉｏｎ.②Ｔｈｅｈｅｒｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃｔｒａｉｔｓｗａｓｍｏｒｅｔｈａｎ０.９３ꎬｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｈｅ￣ｎｏｔｙｐｉｃｔｒａｉｔｓｗｅｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｓｔｒｏｎｇｅｒｇｅｎｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｔａｂｌｅ.ＴｈｅＥｕｃｌｉｄｅａｎｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎＪ.ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａｍａｔｅｒｉａｌｓｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｇｉｏｎｓｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｍａｌｌꎬｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｂｅｉｎｆｅｒｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗａｓｇｅｎｅｆｌｏｗａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ.③ＴｈｅｂａｓｅｓｉｔｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＩＴＳｓｅｑｕｅｎｃｅａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｓｈｏｗｅｄｒａｎｄｏｍｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｏｕｔｏｂｖｉｏｕｓｒｕｌｅꎬａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｓ￣ｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｗａｓｓｍａｌｌ.Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅ４１.９９％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｇｅｎｅｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｏｃｃｕｒｒｅｄｗｉｔｈｉｎｐｏｐｕｌａ￣ｔｉｏｎｓａｎｄ５８.０１％ａｍｏｎｇｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ.ＴｈｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔＦＳＴａｍｏｎｇｔｈｅｆｏｕｒｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｗａｓ０.６６５ａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｆｌｏｗＮｍｗａｓ１.９３ꎬｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｇｅｎｅｅｘｃｈａｎｇｅ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｆｒｕｉｔｐｈｅｎｏｔｙｐ￣ｉｃｔｒａｉｔｓａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｇｅｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｂａｓｉｃａｌｌｙｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ.Ｔｈｅｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃｔｒａｉｔｓｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｗｅｒｅｏｂｖｉ￣ｏｕｓｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｂａｃｋｇｒｏｕｎｄꎬｂｕｔｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｇｅｎｅｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕ￣ｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｗａｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＪｕｇｌａｎｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａꎻＦｒｕｉｔꎻＰｈｅｎｏｔｙｐｉｃｔｒａｉｔｓꎻＩＴＳｓｅｑｕｅｎｃｅꎻＧｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙ㊀㊀胡桃楸(ＪｕｇｌａｎｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａＭａｘｉｍ.)为胡桃科(Ｊｕｇｌａｎｄａｃｅａｅ)胡桃属(ＪｕｇｌａｎｓＬ.)植物ꎬ又称核桃楸㊁野核桃ꎬ是一种高大温带落叶乔木ꎬ常作材用ꎬ与水曲柳和黄波罗并称东北地区三大阔叶树种ꎬ且种仁可食[１ꎬ２]ꎮ作为核桃的近缘种ꎬ与栽培核桃杂交育种㊁用作核桃砧木等成为近年胡桃楸研究的热点[３－５]ꎮ另外ꎬＸｕ等[６]揭示了核桃青皮酚类物质能够有效抵御胶孢炭疽菌ꎬ对下一步开发植物源核桃炭疽病绿色防控农药具有重要意义ꎮ因此ꎬ对胡桃楸进行相关研究具有巨大实际应用潜力ꎮ果实作为繁殖器官ꎬ与叶片等营养器官相比特征相对稳定ꎬ能在不同地理位置㊁复杂多变的环境下表现出较强的适应性ꎬ能较好地体现进化上的变异规律ꎮ陈思羽等[７]发现分布在长白山不同区域的核桃楸ꎬ种子质量㊁种子长度和种子宽度等性状变异明显ꎮ宋佳兴等[８]将辽东山区胡桃楸种质资源的果实根据表型性状划分为球形㊁卵形等十余种果实形态ꎬ变异类型丰富ꎮ高张莹等[９]认为不同种群间核桃楸果核性状存在极显著差异ꎬ主要受生境因子影响ꎬ但也受到很强的遗传控制ꎬ基于表型性状数据的聚类结果与地理分布并不完全一致ꎬ呈现随机变异特征ꎮ李红莉等[１０]研究得知黑龙江野生毛榛果实表型性状多样性丰富ꎮ张深梅等[１１]调查发现大别山１９个核桃野生居群的果实表型性状在居群间和居群内均存在极显著差异ꎬ具有丰富的表型变异ꎮ董胜君等[１２]发现东北杏的果实性状变异较为丰富ꎬ且变异主要来源于居群间ꎮ王尧等[１３]研究得知山东省盐肤木果实表型性状多样性较为丰富ꎬ变异以居群间变异为主ꎬ而且受地理位置影响明显ꎬ可作为盐肤木优质种源筛选的重要指标ꎮ可见ꎬ以果实作为试验材料能更直观地反映胡桃楸各个居群间的表型差异ꎮ胡桃楸主要分布于我国东北及华北地区ꎬ然而近几年的资源普查发现山东省的泰山㊁仰天山㊁昆嵛山等地也有部分自然种群分布ꎬ呈现狭域分布格局ꎮ目前ꎬ该物种已被列为山东省珍稀濒危植物ꎬ相关的物种保护工作也已开展[１４－１６]ꎮ由于个体数量少且结实率低㊁啮齿类动物取食以及人为采集等因素影响ꎬ获取一定数量的群体样本和果实材料相对困难ꎬ这导致胡桃楸种质资源相关研究甚少ꎮ前期研究结果表明ꎬ各居群胡桃楸存在一定程度的表型性状分化ꎬ遗传背景不明确ꎮ因此ꎬ为探究不同种源地胡桃楸果实变异规律及造成其形态学特征差异的原因ꎬ本研究采集山东地区３个生境的地理居群以及胡桃楸原生地吉林地区的长白山居群共１３个单株的２８９枚胡桃楸果实ꎬ测定其表型性状ꎬ并通过差异性㊁相关性及聚类分析研究其变异程度ꎬ同时ꎬ基于ＩＴＳ区域测序获得的生物学信息检测其遗传多样性水平ꎬ挖掘各居群的遗传背景ꎬ以期为胡桃楸种质资源的分类鉴定㊁物种保护㊁资源圃建立以及核桃新品种选育等提供参考ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀果实材料采集本试验对山东地区胡桃楸主要居群泰山居群(ＴＳꎬ１１７.１０ʎＥ㊁３６.２５ʎＮꎬ山东泰安)㊁仰天山居群(ＹＴＳꎬ１１８.４５ʎＥ㊁３６.７１ʎＮꎬ山东潍坊)㊁昆嵛山居群(ＫＹＳꎬ１２１.７４ʎＥ㊁３７.３０ʎＮꎬ山东烟台)以及吉林地区长白山居群(ＣＢＳꎬ１２１.０８ʎＥ㊁３８.４６ʎＮꎬ吉林延边)分别进行单株取样ꎻ居群内各供试植株相距１００ｍ以上ꎬ以避免克隆单株ꎮ于２０２１年９月９２㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王子豪ꎬ等:胡桃楸果实表型性状及遗传多样性分析底到１０月初果实成熟期采集成熟果实ꎬ分别编号并带回实验室ꎬ人工剥离青皮获得内果实ꎬ蒸馏水清洗干净后ꎬ置于通风良好处室温条件下风干ꎬ然后装入自封袋保存备用ꎮ共收集到４个胡桃楸居群１３个单株的２８９枚果实(表１)ꎮ由于结实数量存在差异ꎬ从各单株采集的果实数量不同ꎬ部分单株已达取样极大值ꎮ其中ꎬ泰山居群６个单株１４０枚果实ꎬ仰天山居群２个单株６０枚果实ꎬ昆嵛山居群２个单株４６枚果实ꎬ长白山居群３个单株４３枚果实ꎮ㊀㊀表１㊀试验材料编号居群名称单株数量(株)单株编号单株果实数量(枚)合计果实数量(枚)ＴＳ泰山居群６ＴＳ０１３０ＴＳ０２３０ＴＳ０３２０ＴＳ０４２０ＴＳ０５２０ＴＳ０６２０１４０ＹＴＳ仰天山居群２ＹＴＳ０１３０ＹＴＳ０２３０６０ＫＹＳ昆嵛山居群２ＫＹＳ０１１６ＫＹＳ０２３０４６ＣＢＳ长白山居群３ＣＢＳ０１１０ＣＢＳ０２１４ＣＢＳ０３１９４３总数１３２８９１.２㊀ＤＮＡ提取于各供试单株上分别采集成熟叶片３~５枚ꎬ迅速置入盛有变色硅胶的封口塑料袋内带回实验室ꎮ随机抽取泰山居群的４个单株㊁仰天山居群的２个单株㊁昆嵛山居群的２个单株㊁长白山居群的３个单株共计１１份材料进行ＩＴＳ区域测序分析ꎮ应用ＣＴＡＢ法进行ＤＮＡ提取ꎬ并通过紫外分光光度计和琼脂糖凝胶电泳检测其浓度及质量ꎬ－２０ħ保存备用ꎮ１.３㊀果实表型性状数据获取与统计分析使用游标卡尺(精准度ʃ０.２ｍｍ)测量胡桃楸果实的横径(垂直于纵轴无棱处最大横截面的长度)㊁侧径(垂直于纵轴的２条纵棱之间的长度)与纵径(果实纵轴的长度)ꎬ精确到０.００１ｍｍꎬ并计算果型指数(果型指数＝纵径/横径)ꎬ果型指数０.９~１.１为圆形ꎬ>１.１~ɤ１.５为椭圆形ꎬ>１.５为长椭圆形ꎮ人工观察判断果核尖端类型㊁表面纹饰㊁纵脊数目等特征ꎬ果核尖端类型分为长尖㊁渐尖㊁无尖三种ꎬ表面沟纹分为深㊁浅两种ꎮ运用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２０１６软件进行数据处理ꎬ采用ＳＰＳＳ２５.０软件进行统计分析ꎮ不同居群果实表型性状差异采用单因素方差分析(ＡＮＯ￣ＶＡ)ꎬ用Ｄｕｎｃａｎ ｓ最小显著差异法进行多重比较ꎬ显著㊁极显著水平分别设置为０.０５㊁０.０１ꎻ将数据进行标准化转换ꎬ采用组间联结－系统聚类法ꎬ以欧式平方距离进行聚类分析ꎻ采用Ｐｅａｒｓｏｎ法进行相关性分析ꎮ变异系数ＣＶ＝Ｓ/Ｘˑ１００％ꎬ其中Ｓ为性状标准差ꎬＸ为性状平均值ꎻ相对极差ＲＲ＝(Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ)/Ｘˑ１００％ꎬ其中Ｘｍａｘ㊁Ｘｍｉｎ分别为性状最大㊁最小值ꎻ居群遗传力Ｈ２＝１－１/Ｆꎬ其中Ｆ为方差分析中的Ｆ检验值ꎻ三径均值Ｄ＝(Ｄ纵径＋Ｄ横径＋Ｄ侧径)/３ꎻ果实体积Ｖ＝４/３π(１/２Ｄ)３ꎮ１.４㊀ＩＴＳ片段ＰＣＲ扩增与数据分析应用ＰＣＲ技术特异扩增１１份胡桃楸材料相关ＩＴＳ片段ꎬ并进行序列分析ꎬ获得遗传信息ꎬ检测变异程度ꎮ引物序列(ＩＴＳ４:５ᶄ－ＴＣＣＴＣＣＧＣＴ￣ＴＡＴＴＧＡＴＡＴＧＣ－３ᶄꎻＩＴＳ５:５ᶄ－ＧＧＡＡＧＴＡＡＡＡＧＴＣＧＴＡＡＣＡＡＧＧ－３ᶄ)㊁扩增体系及扩增程序参考张浩[１７]的方案ꎮ引物合成及所获得的ＰＣＲ产物单向测序委托生工生物工程(上海)股份有限公司进行ꎮ利用ＭＥＧＡ－Ｘ软件对序列信息进行比对ꎬ分别计算各片段的碱基含量㊁变异位点数目㊁简约性信息位点等信息ꎮ运用ＤＮＡｓｐ５软件计算ＩＴＳ序列单倍型多样性指数(Ｈｄ)㊁核苷酸多样性指数(Ｐｉ)以及平均核苷酸多样性差异(Ｋ)等相关遗传多样性指数ꎻ应用Ａｒｌｅｑｕｉｎ３.５软件对ＩＴＳ区域遗传信息进行分子方差(ＡＭＯＶＡ)分析ꎬ计算其遗传分化系数(ＦＳＴ)及基因流(Ｎｍ)ꎬ检测胡桃楸居群内和居群间的遗传变异关系ꎮ２㊀结果与分析２.１㊀不同居群胡桃楸果实表型性状差异性分析如图１所示ꎬ山东地区不同居群胡桃楸果实表面纹饰均较浅ꎬ多为８个纵脊㊁具长尖(仅泰山居群１７枚果实具渐尖和无尖)ꎬ而吉林地区长白山居群多为表面纹饰较深㊁８个纵脊㊁具长尖ꎮ经０３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５５卷㊀比较ꎬ所收集的泰山居群果实体积中等ꎬ果型变化丰富ꎬ１４０枚果实中ꎬ５７.９％(８１枚)为椭圆形ꎬ３０.０％(４２枚)为长椭圆形ꎬ１２.１％(１７枚)为圆形ꎻ仰天山居群胡桃楸果实体积偏大ꎬ５１.７％(３１枚)为椭圆形ꎬ４８.３％(２９枚)为长椭圆形ꎻ昆嵛山居群果实体积整体较小ꎬ８４.８％(３９枚)为椭圆形ꎬ１５.２％(７枚)为长椭圆形ꎻ长白山居群胡桃楸果实体积最大ꎬ３２.６％(１４枚)为椭圆形ꎬ６７.４％(２９枚)为长椭圆形ꎮ４个居群胡桃楸果实的横径㊁侧径㊁纵径㊁果型指数㊁三径均值㊁体积变幅分别为１.８５~３.１５ｃｍ㊁１.８９~３.２５ｃｍ㊁２.１７~５.１７ｃｍ㊁１.００~２.１３㊁２.０３~３.９６ｃｍ㊁４.３８~３２.５０ｃｍ３ꎬ平均值分别为２.３９ｃｍ㊁２.５１ｃｍ㊁３.３４ｃｍ㊁１.４０㊁２.７７ｃｍ㊁１１.５６ｃｍ３ꎬ变异系数在７.５６％~３６.０７％之间ꎬ经Ｆ检验居群间差异均达极显著水平(Ｐ<０.０１)ꎬ遗传力分别为０.９３㊁０.９７㊁０.９８㊁０.９７㊁０.９８㊁０.９８(表２)ꎬ推断这些果实表型性状受较强的遗传特性控制ꎬ居群间差异相对稳定ꎮ不同居群中ꎬ各单株果实表型性状的变化程度存在差异ꎮ对比果型指数ꎬＣＢＳ与ＹＴＳ居群内个体间无显著差异ꎬ果实性状相似度较高ꎻ极值(最大２.１４ꎬ最小０.９３)均出现在ＴＳ居群材料内ꎬ说明该居群个体间差异明显ꎬ果实类型最为丰富ꎬ其中ＴＳ０１与ＴＳ０２㊁ＴＳ０５单株之间差异显著ꎬＴＳ０３㊁ＴＳ０４㊁ＴＳ０６之间差异不显著ꎮＡꎬ泰山居群ꎻＢꎬ仰天山居群ꎻＣꎬ昆嵛山居群ꎻＤꎬ长白山居群ꎮ图１㊀不同地理居群的胡桃楸果实㊀㊀表２㊀不同居群胡桃楸果实表型性状统计分析结果项目材料横径(ｃｍ)侧径(ｃｍ)纵径(ｃｍ)果型指数三径均值(ｃｍ)体积(ｃｍ３)ＴＳ０１２.３８ʃ０.３７ａｂｃｄ２.５３ʃ０.２２ｂ３.８８ʃ０.８９ｅｆ１.６３ʃ０.５０ｅ２.９３ʃ０.２３ｅｆ１３.２３ʃ３.２８ｄｅＴＳ０２２.２５ʃ０.４０ａ２.２７ʃ０.５３ａ３.２２ʃ１.０５ｂｃ１.４３ʃ０.６１ｃ２.５８ʃ０.６１ａｂ９.３８ʃ７.６０ａｂＴＳ０３２.４４ʃ０.７２ｂｃｄ２.６５ʃ０.５３ｂｃ２.７２ʃ０.８６ａ１.１２ʃ０.１９ａ２.６０ʃ０.７０ａｂｃ９.４１ʃ９.３９ａｂＴＳ０４２.６７ʃ０.２７ｆ２.８１ʃ０.４４ｄ３.１６ʃ０.５０ｂｃ１.１９ʃ０.１９ａｂ２.８８ʃ０.２１ｄｅ１２.５４ʃ２.５８ｃｄＴＳ０５２.３６ʃ０.１３ａｂｃ２.５７ʃ０.４２ｂ３.３５ʃ０.６４ｃｄ１.４２ʃ０.２９ｃ２.７６ʃ０.２５ｃｄ１１.０９ʃ３.０１ｂｃＴＳ０６２.５０ʃ０.３６ｄｅ２.５６ʃ０.６４ｂ３.０６ʃ０.５６ｂｃ１.２２ʃ０.１９ａｂ２.７１ʃ０.４６ｂｃ１０.５５ʃ６.１２ａｂｃＹＴＳ０１２.４７ʃ０.３９ｃｄｅ２.７６ʃ０.２６ｃｄ３.７１ʃ０.２７ｅ１.５０ʃ０.２９ｃｄ２.９８ʃ０.２５ｅｆ１３.８５ʃ３.２０ｄｅｆＹＴＳ０２２.４７ʃ０.１４ｃｄｅ２.７３ʃ０.１６ｃｄ３.６６ʃ０.２７ｄｅ１.４８ʃ０.０８ｃ２.９５ʃ０.１６ｅｆ１３.４８ʃ２.１２ｄｅｆＫＹＳ０１２.３１ʃ０.３２ａｂ２.３８ʃ０.３４ａ３.３９ʃ０.６５ｃｄ１.４７ʃ０.２７ｃ２.６９ʃ０.４２ｂｃ１０.２８ʃ３.９９ａｂＫＹＳ０２２.２６ʃ０.３６ａ２.３６ʃ０.２７ａ２.９３ʃ０.４８ａｂ１.３０ʃ０.１６ｂ２.５２ʃ０.３０ａ８.４２ʃ３.３１ａＣＢＳ０１２.５８ʃ０.３８ｅｆ２.５８ʃ０.２９ｂ４.１５ʃ１.３７ｆ１.６０ʃ０.３４ｄｅ３.１０ʃ０.６８ｆ１６.１１ʃ８.６７ｆＣＢＳ０２２.５１ʃ０.３０ｄｅ２.６４ʃ０.２５ｂｃ４.１４ʃ０.５０ｆ１.６６ʃ０.１９ｅ３.１０ʃ０.３４ｆ１５.６２ʃ５.６７ｆｇＣＢＳ０３２.４８ʃ０.５２ｃｄｅ２.５５ʃ０.５２ｂ４.１１ʃ１.０６ｆ１.６５ʃ０.３０ｅ３.０５ʃ０.６３ｅｆ１５.２７ʃ１０.７３ｅｆｇ各居群材料均值ＴＳ２.４１ʃ０.７４ｂ２.５４ʃ０.７１ｂ３.２８ʃ１.４８ａ１.３６ʃ０.７７ａ２.７４ʃ０.７１ｂ１１.０７ʃ７.６４ｂＹＴＳ２.４７ʃ０.３９ｂｃ２.７４ʃ０.２４ｃ３.６８ʃ０.２８ｂ１.４９ʃ０.３０ｂ２.９６ʃ０.２３ｃ１３.６７ʃ３.０２ｃＫＹＳ２.２８ʃ０.４２ａ２.３５ʃ０.３７ａ３.３０ʃ１.０５ａ１.３１ʃ０.４３ａ２.５４ʃ０.４６ａ８.６５ʃ５.６２ａＣＢＳ２.５１ʃ０.５１ｃ２.５８ʃ０.５２ｂ４.１３ʃ１.３５ｃ１.６４ʃ０.３８ｃ３.０８ʃ０.６６ｄ１５.７７ʃ１０.３１ｄ所有材料均值２.３９２.５１３.３４１.４０２.７７１１.５６Ｆ值１４.９９３∗∗３２.７４８∗∗５４.５１９∗∗３０.６７４∗∗５３.５５７∗∗５７.３８０∗∗居群遗传力０.９３０.９７０.９８０.９７０.９８０.９８变异系数(％)７.５６９.０１１６.３８１４.０４１１.２４３６.０７相对极差(％)５４.８１５４.５８８９.５２８０.７１６９.６８２４３.２５㊀㊀注:∗∗表示差异极显著(Ｐ<０.０１)ꎮ同列数据后不同小写字母表示差异显著(Ｐ<０.０５)ꎮ１３㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王子豪ꎬ等:胡桃楸果实表型性状及遗传多样性分析２.２㊀胡桃楸果实表型性状间的相关性分析由表３可知ꎬ胡桃楸果实的横径㊁侧径㊁纵径㊁体积㊁三径均值间均呈极显著正相关关系ꎬ果型指数与果实纵径㊁三径均值㊁体积均极显著正相关ꎬ表明果实横径㊁侧径㊁纵径的变异具有互相适应的协同变化特征ꎮ㊀㊀表３㊀胡桃楸果实表型性状间的相关性系数相关横径侧径纵径果型指数三径均值体积横径１.００００.７５９∗∗０.４４０∗∗－０.０３００.７５４∗∗０.７４６∗∗侧径１.００００.３７５∗∗０.００８０.７０７∗∗０.６７９∗∗纵径１.００００.８８０∗∗０.８９８∗∗０.８９８∗∗果型指数１.００００.６０６∗∗０.６０２∗∗三径均值１.００００.９９０∗∗体积１.０００㊀㊀注:∗∗表示相关性达极显著水平(Ｐ<０.０１)ꎮ２.３㊀基于果实表型性状的不同居群胡桃楸材料聚类分析根据胡桃楸果实表型性状数据ꎬ运用欧氏距离类平均法进行聚类分析ꎬ结果(图２)显示ꎬ在欧氏距离２５.０处ꎬ可将胡桃楸居群分为２组ꎬ第１组包括ＣＢＳ０１㊁ＣＢＳ０２㊁ＣＢＳ０３㊁ＴＳ０１㊁ＴＳ０４㊁ＹＴＳ０１㊁ＹＴＳ０２ꎬ第２组包括ＴＳ０２㊁ＴＳ０３㊁ＴＳ０５㊁ＴＳ０６㊁ＫＹＳ０１㊁ＫＹＳ０２ꎮ可见泰山居群内多样性更丰富ꎬ呈现一定程度的分化ꎬ分别与长白山居群㊁昆嵛山居群有一定程度的相似ꎮ供试材料间欧氏距离相对较小ꎬ相互混杂ꎬ推断山东地区胡桃楸不同居群间以及与长白山居群间存在着基因交流ꎮ图２㊀基于欧氏距离构建的不同居群㊀㊀胡桃楸果实表型特征聚类图２.４㊀基于ＩＴＳ序列的不同居群胡桃楸遗传分析由表４可见ꎬＹＴＳ居群的Ｈｄ㊁Ｐｉ㊁Ｋ值均为零ꎬ其余３个居群的Ｈｄ均为１.０００㊁Ｐｉ和Ｋ均表现为ＣＢＳ>ＫＹＳ>ＴＳꎬ表明ＹＴＳ居群遗传多样性水平最低ꎬＴＳ和ＫＹＳ居群遗传多样性相对偏高ꎬＣＢＳ居群遗传多样性最高ꎮ测序信息经比对后ꎬ不同材料的碱基变异位点无明显规律ꎬ呈现随机变化ꎮ综合上述结论ꎬ果实表型性状分析结果与遗传分析结果基本一致ꎮ因此ꎬ推断山东地区３个胡桃楸居群以及东北地区ＣＢＳ居群各个体的表型性状与遗传背景存在一定程度的相关性ꎮ由遗传距离分析结果(表５)可知ꎬ４个胡桃楸居群间遗传距离普遍较小(０.００１~０.０４８)ꎬ平均值为０.０２７ꎬ其中ＴＳ与ＫＹＳ居群遗传距离相对较远ꎬ呈现最大遗传距离(０.０４８)ꎻ而ＴＳ与ＹＴＳ居群遗传距离相对较近ꎬ遗传距离最小(０.００１)ꎮＣＢＳ居群与ＴＳ㊁ＹＴＳ㊁ＫＹＳ居群地理距离较远ꎬ但居群间遗传距离较小ꎬ表明各胡桃楸居群间的遗传距离与地理距离间未表现明显的相关性ꎮ㊀㊀表４㊀基于ＩＴＳ序列的胡桃楸居群遗传多样性居群编号单倍型多样性指数Ｈｄ核苷酸多样性指数Ｐｉ平均核苷酸多样性差异ＫＴＳ１.００００.００２１.６６７ＹＴＳ０.００００.００００.０００ＫＹＳ１.００００.００３２.０００ＣＢＳ１.００００.０３９２７.０００平均值０.７５００.０１５７.６６７㊀㊀表５㊀基于ＩＴＳ序列的胡桃楸居群间遗传距离居群编号ＴＳＹＴＳＫＹＳＹＴＳ０.００１ＫＹＳ０.０４８０.０４８ＣＢＳ０.０１８０.０１７０.０３２㊀㊀应用Ａｒｌｅｑｕｉｎ３.５软件对ＩＴＳ区域遗传信息进行分子方差(ＡＭＯＶＡ)分析ꎬ结果(表６)显示该物种群体总遗传变异中有４１.９９％发生在居群内ꎬ５８.０１％的变异发生在居群间ꎮ３个胡桃楸居群间的遗传分化系数ＦＳＴ为０.６６５ꎬ居群间基因流Ｎｍ较大ꎬ为１.９３ꎬ表明胡桃楸居群间存在基因交流ꎮ㊀㊀表６㊀胡桃楸居群ＩＴＳ序列ＡＭＯＶＡ分析变异来源自由度总方差变异成分变异比例(％)居群间３６１.２２７６.０１９Ｖａ５８.０１居群内７３０.５００４.３５７Ｖｂ４１.９９３㊀讨论与结论植物个体的表型性状是基因型与环境共同作２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５５卷㊀用的结果ꎮ变异系数越大说明对环境适应性越强ꎬ变异系数小则说明性状相对稳定ꎬ遗传稳定性较好ꎬ不易受到环境等因素的影响ꎮ胡桃楸果实体积㊁形状等相关指标均属于数量性状ꎬ与个体生长的立地生境和树木生理年龄等因素存在一定相关性ꎮ于国斌[１８]发现东北地区胡桃楸果实存在丰富的变异类型ꎬ不同种源地的胡桃楸果实横径㊁纵径㊁侧径之间有显著性差异ꎬ推断变异类型受多种环境因素影响ꎮＣｏｓｍｕｌｅｓｃｕ等[１９]对核桃属Ｊ.ｒｅｇｉａ的坚果形态学特征进行比较后认为所观察的性状变异可能是由农业气候条件和果实自身繁殖特性引起ꎮ本研究结果表明ꎬ胡桃楸果实６个表型性状的变异系数在７.５６％~３６.０７％之间ꎬ在居群间存在极显著差异ꎬ４个居群的地理位置㊁气候条件和种群大小存在较大差异可能是导致其果实性状变异的主要原因ꎻ另外ꎬ泰山居群的果实类型最为丰富ꎬ表明居群内的单株间也存在一定程度的遗传变异ꎻ与逄宏扬等[２０]的研究结果一致ꎬ本研究也发现胡桃楸果实横径㊁侧径㊁纵径之间存在极显著正相关关系ꎬ表明这三个性状间具有互相适应的协同变化特征ꎮ丰富的形态多样性可为后期进行胡桃楸资源收集和种质保存提供研究基础ꎮ聚类分析结果显示ꎬ泰山居群胡桃楸果实表型性状呈现一定程度的分化ꎬ分别与长白山和仰天山居群㊁昆嵛山居群的果实表型较为相似ꎬ而且居群间遗传距离较小ꎬ判断可能存在着基因交流ꎻ而仰天山居群与昆嵛山居群间表型性状差异较大ꎬ未聚在一起ꎮ表明这４个居群的胡桃楸果实形态特征呈现片断化分布ꎬ这与高张莹等[９]的核桃楸果核形态特征在部分地区呈现区域板块化特征的结论一致ꎮ当遗传基础较窄时ꎬ为适应复杂的生态环境ꎬ物种的表型性状有可能会随着外界环境条件的变化而产生与之相适应的遗传变异ꎮ宋佳兴等[８]调查发现立地条件相对一致的胡桃楸果实表现出丰富的变异类型ꎬ推断胡桃楸种群具有丰富的遗传多样性ꎮ高张莹等[９]研究发现东北到华北天然分布的９个核桃楸种群间果核性状存在极显著差异ꎬ且各性状的遗传力均大于０.９ꎬ受到很强的遗传控制ꎬ各表型性状并未完全按地理距离而聚类ꎮ本研究基于ＩＴＳ序列分析结果显示ꎬ山东地区的仰天山居群遗传多样性水平最低ꎬ泰山居群㊁昆嵛山居群和长白山居群遗传多样性相对偏高ꎻ基于形态学特征分析的结果也表明仰天山居群果实表型性状较为单一ꎬ泰山居群的性状变异相对丰富ꎮ两方面分析所得结论基本一致ꎬ推断胡桃楸果实表型性状的差异是其适应不同生境条件的方式之一ꎬ且这种变异是不连续的ꎬ可能受遗传多样性影响ꎮ因此ꎬ若要完全阐明胡桃楸果实表型变异规律ꎬ还需进一步扩大种质资源的收集范围ꎬ并结合分子手段对其遗传多样性和亲缘关系等进行深入研究ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀ＨｕＺꎬＺｈａｎｇＴꎬＧａｏＸＸꎬｅｔａｌ.Ｄｅｎｏｖｏａｓｓｅｍｂｌｙａｎｄｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｅａｆꎬｂｕｄꎬａｎｄｆｒｕｉｔｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅｆｒｏｍｔｈｅｖｕｌ￣ｎｅｒａｂｌｅｔｒｅｅＪｕｇｌａｎｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ２０ｎｅｗｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅｍａｒｋｅｒｓｕｓｉｎｇＩｌｌｕｍｉｎａｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ[Ｊ].Ｍｏ￣ｌｅｃｕｌａｒＧｅｎｅｔｉｃｓ＆Ｇｅｎｏｍｉｃｓꎬ２０１６ꎬ２９１(２):８４９－８６２. [２]㊀张晓林ꎬ刘超ꎬ刘剑ꎬ等.核桃楸研究现状及育种策略[Ｊ].吉林林业科技ꎬ２０１９ꎬ４８(１):１４－１７.[３]㊀李佳娜ꎬ高瑞馨.我国胡桃楸的遗传育种研究进展[Ｊ].安徽农业科学ꎬ２０２０ꎬ４８(１７):４－７.[４]㊀袁显磊ꎬ祁永会ꎬ逄宏扬ꎬ等.珍贵树种胡桃楸杂交育种研究概述[Ｊ].中国林副特产ꎬ２０２２(３):６９－７１ꎬ７４. [５]㊀金虎ꎬ魏彪ꎬ刘影ꎬ等.胡桃楸嫁接核桃技术研究[Ｊ].安徽农业科学ꎬ２０１５ꎬ４３(２１):１７０－１７１.[６]㊀ＸｕＨＦꎬＷａｎｇＧＦꎬＺｈａｎｇＪꎬｅｔａｌ.Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｈｅｎｏｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｎｄａｃｔｉｖｅａｎｔｉｆｕｎｇａｌｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｏｆｗａｌｎｕｔｉｎｒｅ￣ｓｐｏｎｓｅｔｏａｎｔｈｒａｃｎｏｓｅ(Ｃｏｌｌｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍｇｌｏｅｏｓｐｏｒｉｏｉｄｅｓ)[Ｊ].ＰｏｓｔｈａｒｖｅｓｔＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２２ꎬ１９２:１１２０１９. [７]㊀陈思羽ꎬ杨辉ꎬ韩姣ꎬ等.长白山区核桃楸结实性状种源变异分析[Ｊ].东北林业大学学报ꎬ２０１５ꎬ３７(１２):３２－４０. [８]㊀宋佳兴ꎬ李吉ꎬ果冲ꎬ等.辽东山区胡桃楸种质资源果实变异类型的筛选[Ｊ].分子植物育种ꎬ２０１７ꎬ１５(９):３７９８－３８０２.[９]㊀高张莹ꎬ张海峰ꎬ陈国平ꎬ等.核桃楸种群果核形态及地理变异[Ｊ].应用与环境生物学报ꎬ２０１７ꎬ２３(４):６０９－６１５. [１０]李红莉ꎬ李雪ꎬ逄宏扬.黑龙江野生毛榛果实表型性状的多样性研究[Ｊ].西部林业科学ꎬ２０２２ꎬ５１(２):２０－２６. [１１]张深梅ꎬ奚建伟ꎬ洪俊彦ꎬ等.大别山山核桃果实与叶片性状的表型多样性研究[Ｊ].林业科学研究ꎬ２０２０ꎬ３３(１):１５２－１６１.[１２]董胜君ꎬ王若溪ꎬ张皓凯ꎬ等.不同种源东北杏果实表型性状多样性分析[Ｊ].植物资源与环境学报ꎬ２０２０ꎬ２９(６):４２－５０.[１３]王尧ꎬ吴姝青ꎬ张俊康ꎬ等.山东省不同种源盐肤木果实表型性状多样性分析[Ｊ].植物资源与环境学报ꎬ２０２０ꎬ２９３３㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王子豪ꎬ等:胡桃楸果实表型性状及遗传多样性分析(１):１８－２５.[１４]李法曾.山东植物精要[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ２００４. 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胡桃楸种源遗传变异规律的研究
胡桃楸种源遗传变异规律的研究作者：夏德安许忠志侯丹周佳王会仁来源：《安徽农业科学》2014年第31期摘要采用方差分析、相关分析等统计方法研究了胡桃楸种源试验林的遗传变异和优良种源的选择。
结果表明，胡桃楸种源间的树高、胸径、材积等生长性状的差异都达到显著或极显著水平；胡桃楸的主要性状与经度、纬度、海拔的相关系数都未达到显著水平，呈现随机变异；胡桃楸生长性状与气候因子的相关系数均未达到显著水平，但从相关系数看，年均温、年积温、日照常数和年降水量对生长有一定影响，表现为随着年均温、年积温、日照常数和年降水量的增加，树高、胸径、材积等生长性状的取值增大；舒兰是优良种源，材积比其他种源高出64.03%。
关键词胡桃楸；地理变异；种源中图分类号 S792.132 文献标识码A 文章编号 0517-6611（2014）31-10956-03Study on Genetic Variation Law of Juglans mandshurica ProvenancesXIA Dean1， XU Zhongzhi2， HOU Dan1 et al （1. State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040； 2. Liaoning Province Forestry Seed Management Station， Shenyang， Liaoning 110006）Abstract The genetic variation and provenance selection were studied using analysis of variance， correlation analysis and other methods in Juglans mandshurica provenance experimental forest. The results showed that the height， DBH and volume among Juglans mandshurica provenance are significant or very significant level. The correlation coefficients between the main characters of Juglans mandshurica and the longitude， latitude，elevation aren’t significant and their variations are random. The correlation coefficients between growth trait of Juglans mandshurica and climate factors are not significant. According to the correlation coefficient， mean annual temperature， annual accumulated temperature， sunshine duration and annual precipitation have impact on growth. With the increasing in mean annual temperature， annual accumulated temperature， sunshine and annual precipitation， these traits of value increase. Shulan is the optimal provenance， its volume 64.03% higher than other provenance.Key words Juglans mandshurica； Geographical variation； Provenances胡桃楸（Juglans mandshurica Maxim）属于胡桃科（Juglandaceae）胡桃属（Juglans）。
核桃MATE基因家族成员挖掘与响应冷胁迫基因筛选
落叶果树 2023,55(2):17-23Deciduous Fruits ·试验研究· DOI : 10.13855/ki.lygs.2023.02.004 核桃MATE 基因家族成员挖掘与响应冷胁迫基因筛选孙夕1,李洋1,冯会1,陈春晴1,刘凯1,李庆军2∗(1.滨州职业学院,山东滨州256603;2.山东滨州国家农业科技园区管理服务中心,山东滨州256603) 摘 要:为阐明MATE 家族在核桃响应冷害过程中扮演的角色,利用生物信息学技术从核桃基因组数据库中挖掘MATE 家族成员,进一步分析其理化性质,结合转录数据分析MATE 成员的表达模式。
结果表明,核桃MATE 家族共40个成员,开放阅读框为837~1741bp ,编码的蛋白长度为278~589个氨基酸,等电点4.82~8.94,均为亲水性稳定蛋白;在冷害不同时间后经转录表达分析,JrMATE 25转录水平较高,在雌花、老叶、嫩叶里面转录水平较高,推测可能响应冷害胁迫和花、叶器官的生长发育。
关键词:核桃;多药与毒性化合物排出转运蛋白;冷害;时空 中图分类号: S664.1 文献标识码: A 文章编号: 1002-2910(2023)02-0017-07收稿日期:2022-11-30基金项目:滨州职业学院博士基金(2022bzbs01);“十四五”国家重点研发计划课题(2022YFD2200402);河北省重点研发计划项目(21326352D)。
∗通讯作者:李庆军(1980-),男,山东济南人,副研究员、高级信管师,从事果树栽培及果园生态改良技术研究工作。
E -mail:qingjunlee@ 作者简介:孙夕(2003-),女,山东滨州人,在读本科生,从事植物栽培与遗传育种方面的研究工作。
E -mail:1026892692@Excavation of MATE gene family members and screening of chillingstress response genes in walnutSUN Xi 1,LI Yang 1,FENG Hui 1,CHEN Chunqing 1,LIU Kai 1,LI Qingjun 2∗(1.BinZhou Polytechnic ,Binzhou ,Shandong 256603,China ;2.Shandong Binzhou National Agricultural Science and Technology Park Management Service Center ,Binzhou ,Shandong 256603,China ) Abstract :In order to elucidate the role of the MATE family in walnut response to cold damage,transcriptome and biotechnology were combined to mine the members of the MATE family from the walnut genome database and further analyze their physicochemical properties 3D structure,combined with transcription data results for spatiotemporal transcription expression analysis of walnut MATE members,40members,coding 40proteins,the open reading frame is 837~1741bp,and the length of the encoded protein is 278~589amino acids,isoelectric point 4.82~8.94,are hydro⁃philic stable proteins;After different times of cold damage,JrMATE 25transcription level was higher and more active,and it was in female flowers and old leaves.The transcription level in young leaveswas high,which was speculated to respond to cold stress and the growth and development of flower and leaf organs. Key words :Juglans regia L.;MATE;chilling damage;space -time—71—落 叶 果 树第55卷 核桃(Juglans regia L.)是世界范围内广泛种植且具有重要经济地位的果树之一,由于生物和非生物逆境等不良生长环境因素的作用,严重影响了其正常生长发育,造成较大的经济损失[1]。
2012年国家自然科学基金资助项目
201项目名称主持人细胞钙信号研究程和平稻类遗传育种学钱前染色质共价修饰在表观遗传调控中的机制研究（表观遗传学）周金秋学习的认知神经机制研究董奇荒漠鼠适应荒漠极端生境的分子机制研究沈永义细胞逐步适应新环境的多基因作用机制王盛典DNA病毒感染引发天然免疫应答的分子机制研究蒋争凡细胞周期检验点维持DNA复制叉和基因组稳定性的机理孔道春γδ T细胞在肝脏天然免疫应答中的作用尹芝南生物节律周期决定和调控机制徐璎单细胞尺度的嗜热细菌微进化研究徐健文昌鱼天然免疫信号通路的适应性微进化及其分子机制徐安龙NLRP3炎症小体激活和调控的新机制研究孙兵藏族人群对高原低氧极端环境遗传适应的多基因互作机制研究宿兵利用病原细菌效应蛋白研究植物胞内免疫信号转导机理周俭民人工选择在水稻驯化过程中的作用和机制葛颂孤儿受体TR3/Nur77在细胞自噬中的作用和信号转导通路吴乔细胞内质网应激信号通路在代谢适应性调节中的生理学功能与机制刘勇猪圆环病毒2与宿主细胞骨架蛋白相互作用的分子机制周继勇老年视觉认知功能衰退过程的神经机制周逸峰新型茉莉素生物活性分子的研究谢道昕名贵经济鱼类-鳜鱼肌肉分化生长调控分子机理研究张建社高山垫状植物群落形成机制与功能的研究安黎哲鱼类细胞毒性T细胞免疫应答的结构与功能基础及其调控机理夏春拟南芥IAA甲基化修饰对向光性反应的调控机理研究瞿礼嘉鳜伽玛-干扰素的剪接异构体及其受体的转录调控与功能研究聂品病理性情感记忆的唤起和消退的神经生物学机制陆林饮食胆固醇吸收的分子机制与功能调控宋保亮DNA双链断裂-融合介导的同源染色体重组分子机理研究程祝宽凋亡细胞清除的调控机制研究杨崇林溶酶体运输调节EGF信号通路的机制李巍食品碳水化合物结构修饰与功能调控金征宇酸敏感离子通道调节突触传递和可塑性的机制研究徐天乐抗肿瘤分子靶向性聚糖结构与功能机制研究丁侃水稻野败型细胞质雄性不育及其恢复性的分子遗传基础刘耀光丛毛单胞菌等对芳环类污染物的趋化、降解及其在生物修复中的作用刘双江水稻抗褐飞虱基因多样性持续控制褐飞虱的分子机理何光存玉米穗粒数杂种优势形成的分子遗传机理研究倪中福重大环境变化对大熊猫种群动态和遗传变异的影响及其机制魏辅文生长素调控植物细胞脱分化的分子机制研究胡玉欣番茄果实形成与生长发育关键基因发掘及调控的分子基础叶志彪农业景观多样性对小菜蛾的调控效应及机理尤民生玉米叶夹角形成的分子机理研究陈彦惠草食动物采食调节下的草地多营养级生物多样性关系及其生态功能王德利 Wnt/β-catenin信号通路中microRNA的表达调控及功能研究屈良鹄环境有害物尼古丁的假单胞菌分解代谢机制许平森林生态系统功能稳定性与物种多样性相互关系的研究余世孝基于冷冻电镜技术的生物大分子机器近原子分辨率结构解析朱平Beta-catenin入核及转录激活的表观遗传调控机制李林乙肝病毒感染与致病的分子机制研究吴建国飞蝗两型对聚集信息素行为反应差异的神经和分子机制康乐长江流域棉区红铃虫对Bt棉花的抗性等位基因鉴定及演化动态分析吴孔明昆虫蜕皮激素的细胞膜受体及膜信号转导途径研究赵小凡鸡蛋贮藏过程中肠炎沙门氏菌生存与增殖的抗逆分子机制史贤明亚洲温带针阔混交林生物多样性起源和维持机制研究葛建平端粒酶在诱导多能干细胞中的激活机制与功能康九红植物小非编码RNA的识别和调控的分子基础麻锦彪拟南芥AGO蛋白与miRNA和mRNA互作网络的解析及miRNA调控蛋白翻译抑制的分子机理研究曹晓风组蛋白伴侣的结构与功能研究许瑞明胰岛素信号调节棉铃虫滞育的分子机制徐卫华OsMADS34和OsMADS6在控制水稻花序和花器官发育中作用机制研究张大兵植物挥发物对棉铃虫嗅觉行为调控的神经和分子机理王桂荣弓形虫与宿主互作的转录组及蛋白组研究朱兴全猪繁殖与呼吸综合征病毒蛋白免疫调节作用与免疫逃逸机制姜平血流下肝系细胞间粘附动力学及其对肝血窦组织功能的影响龙勉III型钠磷转运蛋白2（PiT2）功能与IBGC发生分子机制刘静宇空间能力的认知神经机制刘嘉生长素调控盐胁迫下大豆根系可塑性发育的生理与分子机理李霞环境变化对扬子鳄种群性比影响的分子机制方盛国联合固氮施氏假单胞菌碳氮代谢基因网络调控的分子机制林敏高同型半胱氨酸血症引起脂肪组织内质网应激损伤与CGRP家族活性多肽的保护机制研究王宪亚热带森林生态系统植物与土壤生物多样性维持机制傅声雷单颗粒冷冻电子显微学研究重要蛋白质复合体的结构与功能隋森芳水稻抗铝关键基因的克隆与功能分析郑绍建异源四倍体鱼品系的建立及其发掘利用刘少军DNA复制修复过程中翻译后修饰对FEN1功能调控机制的研究华跃进鉴别影响猪肌内脂肪含量的关键基因及其因果突变位点黄路生热休克蛋白gp96作为新型疫苗佐剂在细胞免疫与体液免疫应答中的作用机制孟颂东鸡白痢沙门菌致病岛-2 T3SS效应蛋白致病与免疫的分子机制焦新安膜翅目昆虫的系统发育与寄生习性进化陈学新哺乳动物基因组DNA中甲基胞嘧啶氧化修饰调控机理的研究徐国良SENP3应答细胞氧化应激调控转录因子修饰的机制及其在胃炎相关胃癌中的作用易静缝隙连接重构的Cx43靶向性活体分子成像研究申宝忠拟南芥SCaBP/CBL-PKS/CIPK信号途径在应答逆境胁迫中的调控网络和应用基础研究郭岩菌根真菌在不同森林生态系统的多样性及其维持机制研究郭良栋间套作增产和提高资源利用效率的机理张福锁世界潜在入侵象虫研究张润志通城猪抗蓝耳病的分子遗传基础研究刘榜Wolbachia在榕果内的进化格局及其对榕小蜂的影响黄大卫人精原干细胞自我更新与分化为精子细胞的分子机理研究何祖平亚热带片段化生境中食物网结构及其对鸟类和植物群落的影响——以千岛湖陆桥岛屿研究为例丁平钙信号及活性氧调控棉花纤维伸长及品质形成机理研究张献龙梨果实糖酸性状形成的分子机制及重要功能基因的挖掘张绍铃天敌昆虫对松褐天牛的持续控制作用机制研究杨忠岐精子功能调控的膜蛋白机制研究曾旭辉中生代晚期传粉昆虫与虫媒植物的协同演化任东稻黄单胞菌多样性的tale基因调控水稻抗（感）病性的机理与利用基础陈功友西南麦区小麦加工品质形成机理研究郑有良人脑衰老过程中表观遗传组和转录组全景分析韩敬东短柄草抗大麦条纹花叶病毒(BSMV)基因Bsr1克隆及其与BSMV互作研究刘志勇牛肝菌科的系统发育与分子进化研究杨祝良无性丝孢真菌典型属、种有性进化生态遗传机制研究张修国知觉学习的认知与脑机制余聪人类视觉信息加工的可塑性研究方方基于exon capture的小麦全基因组关联分析贾继增参与细胞内吞体代谢调控的重要蛋白质复合物的结构和功能研究丁建平端粒异染色质形成的分子基础周金秋人卵泡体内及体外生长发育的基因表达谱及调控机制的研究乔杰木薯全基因组关联分析及分子设计育种模型王文泉我国香蕉野生近缘种种质资源的保护、评价及抗病基因挖掘葛学军大气CO2浓度与气温升高对水稻生长发育和产量形成过程的影响朱建国水稻种质资源高产、抗旱有利基因高效挖掘及其利用的基础研究徐建龙马铃薯晚疫病广谱抗性主效QTL精细定位、基因克隆、抗性机理及应用研究谢从华小麦品种对条锈菌持久抗病性遗传组分及机制研究徐世昌微小隐孢子虫与宿主适应性相关基因的定位和功能验证肖立华热带、亚热带水果采后真菌毒素的形成与调控机制陈峰气候和土地利用变化耦合影响下内蒙古草原区域生态恢复与人类适应研究：从实验观测到整合分析陈吉泉基于组学方法研究瘤胃中秸秆代谢相关微生物的生态结构和功能王加启斑马鱼造血缺陷突变体的基因克隆、细胞功能及调控机制研究温子龙气候变化情景下典型土地利用方式的土壤固碳潜力研究吴文良多AU元件介导的mRNA转录后调控的分子机制黄爽果蝇microRNA适应性进化及其影响配子发生的比较基因组研究唐恬JMJD5的组蛋白N端域水解活性在非小细胞肺癌形成和转移中的功能与机制研究秦樾嗜盐古菌CRISPR/Cas系统与基因组稳定性机制向华杂草稻响应环境温度变化控制种子萌发机制发生和快速进化的分子基础杨继人长非编码ACAT1C7基因组结构与表达调控及功能李伯良皮肤免疫学赖玉平人类起源与进化李辉中国人群支系扩张和群体扩张研究金力遗传学与生物信息学焦雨铃植物细胞骨架毛同林基于实验进化基因组学的嗜热四膜虫有性生殖和无性生殖对新环境适应分子机制的比较研究缪炜基于倍性变化的全基因组遗传重组率的变异与分子机制研究罗泽伟农业昆虫与害虫防治陆宴辉林学鲁敏线虫神经前体细胞发育欧光朔用转座子介导的体细胞突变小鼠模型研究肿瘤克隆进化黄粤环境微生物学蒋建东温带生态系统土壤呼吸及其对环境变化的响应王娓蛋白质的结构与功能武一酶工程王永华核酸结合蛋白的结构生物学研究王艳丽TRIM32调节MITA介导的抗病毒反应的分子机制王延轶真核生物基因保守性的系统分析与功能研究王秀杰抗逆转录病毒天然免疫王晓钧果蝇及人类种系的细胞溯祖理论，计算机模拟和统计分析方法符云新生长素介导的植物根干细胞的维持和分化丁兆军发育神经生物学丁梅植物病毒学李正和营养与代谢生理学刘浥纤毛虫原生动物的生物多样性林晓凤拟南芥近缘种在新环境下的基因组变异及其适应机制郭亚龙植物的适应性进化郭亚龙细胞生物学何苏丹水产动物蛋白质营养感知机理何艮以线虫摄食器官进化为模型研究新生结构和行为的遗传发育机制刘晓B细胞受体微簇体的形成和成熟过程的分子机制研究刘万里微生物遗传育种刘天罡生物力学娄继忠水产免疫生物学刘海鹏结合多能干细胞和基因组编辑技术研究人类衰老及其相关疾病的细胞分子机理刘光慧植物逆境生物学刘建祥植物营养逆境分子生理学杨建立线粒体相关基因遗传变异与麻风易感性关联分析姚永刚新生期天然调节性B细胞激活的分子机制及其免疫调节功能研究张晓明生物化学和细胞生物学蔡亮冷冻电镜（cryo-EM）蔡刚汉语加工与障碍的认知神经机制研究毕彦超群落与生态系统生态学张全国果树种质资源与基因组学徐强DTNBP1选择性剪接异常在精神分裂症发病中的作用机制研究许琪玉米基因组学与分子育种严建兵森林培育学闫巧玲细胞自噬谢志平动物系统学谢强膜受体的生物物理与化学生物学于烨杨树GST基因家族极端环境适应性进化机制研究曾庆银神经科学张晨草类植物逆境生理张金林褐家鼠的基因组变异及其对化学信号与配偶选择的影响张健旭纳米生物学钱志勇蕨类植物类种子性状产生及其演化的分子机制饶广远蔬菜学任仲海野生大豆适应不同病原环境的微进化过程与多基因作用机制陈建群食品安全科学陈芳极端微生物宏基因组微进化的计算生物学研究朱怀球中国人优势分布的人MHC-Ⅱ类分子HLA-DR09转基因小鼠模型建立及HIV病毒Th表位研究周育森学习记忆的神经生物学基础周宇分子生态学朱立峰新型T细胞亚群exFoxp3的功能研究周旭宇心脏发育与再生周斌基于冷冻电镜的蛋白质复合物的结构与功能研究丛尧表观遗传学中重要蛋白质的结构和功能研究陈忠周水稻种质资源谭禄宾模式动物斑马鱼孙永华DNA甲基化和去甲基化在神经干细胞向星形胶质细胞分化过程中的作用机制孙毅大豆分子遗传学田志喜肺癌组织内不同肿瘤细胞群体的遗传变异与演化规律陶勇植物病毒学陶小荣中介体复合物在神经发育中的功能作用研究王纲分子免疫/T细胞发育汪洌细胞迁移与信号传导王平微生物生理与生物化学王连荣植物小分子RNA的生物学功能王佳伟4 医学部今年资助经费总体情况如何？600万元的项目4个；300万元资助的项目11个；290万元资助项目28个；280万元项目62个；270万元项目20个；260万元项目1个；200万元项目3个；超过100万元的项目总计234个，这些234个项目合计资助4.8740亿元。
核桃谱系地理学和转录组学遗传标记开发研究
核桃谱系地理学和转录组学遗传标记开发研究核桃Uuglans regia)为胡桃属植物中的模式种,分布范围广泛,栽培历史悠久且具有很高的食用和药用价值。
长期以来核桃复杂的遗传背景与重要的价值是学者关注的焦点。
目前,对核桃植物进行研究的报道主要集中在形态学、解剖学、胚胎学、细胞学和孢粉学等方面。
应用分子标记技术对胡桃属植物进行研究的报道也仅限于个别种的少数群体或个体,采用的分子遗传标记也大多是通用引物,其多态性及所含的遗传信息都比较有限。
因而通过分子标记手段对核桃全国不同地理群体的遗传多样性进行研究以及开发出更多遗传信息丰富的标记的研究是有必要的。
本研究一方面通过DNA测序技术,利用单亲遗传细胞质分子标记及双亲遗传的核DNA片段进行核桃谱系地理学探讨；另一方面基于Illumina HiSeqTM高通量测序平台,对核桃的叶片、花芽、雌花及雄花四种器官进行转录组测序,获得4.98 G数据,随后利用生物信息学方法对数据进行了重头组装、拼接、注释及相关生物信息学分析,并利用核桃不同Unigene中微卫星序列开发易扩增、多态性好的EST-SSR引物。
通过上述两方面的研究分析,为核桃群体进化历史、遗传标记及其种质资源的开发利用和保护提供理论基础和依据。
主要研究结论如下：(1)利用3-9线粒体基因片段和TrnL-F叶绿体基因片段对核桃以及外类群野核桃(J.cathayensis)、核桃楸(J.mandshurica)和麻核桃(J.hopeiensis)进行遗传多样性与系统发育关系研究。
结果显示,胡桃属5个物种中,核桃的遗传多样性最高,其它几个种的遗传变异很少。
野核桃(J.cathayensis)、核桃楸(J.mandshurica)和麻核桃(J.hopeiensis)三个种的亲缘关系较近分为一组,称为胡桃楸组,该组与核桃、铁核桃之间存在显著差异。
同时,研究发现核桃与美国白核桃亲缘关系近,存在生物地理间断分布现象。
6种核桃基因组大小测定
DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).2018050046种核桃基因组大小测定*黄 星1， 李唯奇2， 贾艳霞2， 李成云1 **， 张旭东2 **(1. 云南农业大学 植物保护学院，云南 昆明 650201；2. 中国科学院 昆明植物研究所，云南 昆明 650201)摘要: 【目的】建立应用流式细胞术测定胡桃属植物基因组大小的方法，测定6种核桃种质资源的C 值(即DNA 含量)，分析比较基因组大小，为胡桃属植物的遗传学、基因组学和进化学等研究提供参考依据。
【方法】以深纹核桃野生种、漾濞泡核桃、三台核桃、云新云林核桃、普通核桃野生种和强特勒核桃的新鲜嫩叶为待检材料，以水稻日本晴新鲜嫩叶为标样，应用流式细胞术分别测定并计算6种核桃的基因组大小。
【结果】测得6种核桃基因组大小分别为深纹核桃野生种(543.2±35.7) Mb 、漾濞泡核桃(548.8±43.1) Mb 、三台核桃(554.4±14.5) Mb 、云新云林核桃(548.8±14.7) Mb 、普通核桃野生种(551.6±39.0) Mb 和强特勒核桃(520.8±38.5) Mb ，6种核桃基因组大小无显著差异(P >0.05)。
【结论】胡桃属核桃组植物无论物种分化、种内驯化和种间杂交都未引起基因组大小的变异。
深纹核桃野生种、漾濞泡核桃、三台核桃和云新云林核桃都是首次报道其基因组大小，为中国特有种深纹核桃的深入研究提供了参考数据。
同时丰富了胡桃属植物的C 值库，并为胡桃属其他物种基因组大小测定提供了可以借鉴的方法。
关键词: 核桃；基因组大小；流式细胞术中图分类号: S 664.1 文献标识码: A 文章编号: 1004–390X (2020) 04−0688−05Estimation of the Genome Sizes of Six WalnutVarieties by Flow CytometryHUANG Xing 1，LI Weiqi 2，JIA Yanxia 2，LI Chengyun 1，ZHANG Xudong 2(1. College of Plant Protection, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;2. Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China)Abstract: ［Purpose ］To estimate and compare the genome sizes of six walnut varieties by flow cytometry and provide a reference for the study on the genetics, genomics and chemistry of Juglans L. plants.［Method ］Fresh leaves of six walnut varieties including Juglans sigillata Dode, J. sigil-lata cv. Yangbi, J. sigillata cv. Santai, J. sigillata cv. Yunxinyunlin, J. regia Linn and J. regia cv.Chandler were taken as samples, and Oryza sativa ssp . japonica with known genome was set as the standard. The C values content of DNA of all the six walnut varieties were detected by flow cyto-metry (FCM) and the genome sizes were calculated according to the the genome size of O. sativa L.ssp . japonica .［Result ］The genome sizes of J. sigillata , J. sigillata cv. Yangbi, J. sigillata cv.Santai, J. sigillata cv. Yunxinyunlin, J. regia and J. regia cv. Chandler were (543.2±35.7) Mb,(548.8±43.1) Mb, (554.4±14.5) Mb, (548.8±14.7) Mb, (551.6±39.0) Mb and (520.8±38.5) Mb, re-云南农业大学学报（自然科学），2020，35（4）：688−692，707Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science)E-mail:********************收稿日期：2018-05-02 修回日期：2020-04-15 网络首发时间：2020-07-15 13:30:26*基金项目：国家自然科学基金青年项目（31300251）；云南省自然科学基金面上项目（2017FB057）。
基于线粒体ATP6基因序列的作物系统发育研究
基于线粒体ATP6基因序列的作物系统发育研究胡晓天;向妍;张柯;刘齐元;范彦君;周玮【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2015(000)010【摘要】ATP6编码ATP合酶a亚基,对酶正常功能的实现作用重要.为探讨线粒体ATP6基因在作物系统发育分析上的应用,采用NJ法的Kimura 2-parameter模型、E距离模型,以及最大似然法对30种作物进行分子系统树构建,并结合植物形态学分类结果进行比较分析.结果表明,基于NJ法和最大似然法的ATP系统发育树聚类结果一致,契合现有植物形态学分类,在分析作物物种分化起源上有巨大潜力.【总页数】4页(P1-4)【作者】胡晓天;向妍;张柯;刘齐元;范彦君;周玮【作者单位】湖南农业大学植物保护学院,植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室,湖南长沙410128;湖南农业大学,湖南省生物农药与制剂加工工程技术研究中心,湖南长沙410128;湖南农业大学植物保护学院,植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室,湖南长沙410128;湖南农业大学,湖南省生物农药与制剂加工工程技术研究中心,湖南长沙410128;湖南农业大学植物保护学院,植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室,湖南长沙410128;湖南农业大学,湖南省生物农药与制剂加工工程技术研究中心,湖南长沙410128;江西农业大学农学院,作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室,江西南昌330045;湖南农业大学植物保护学院,植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室,湖南长沙410128;湖南农业大学,湖南省生物农药与制剂加工工程技术研究中心,湖南长沙410128;湖南农业大学植物保护学院,植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室,湖南长沙410128;湖南农业大学,湖南省生物农药与制剂加工工程技术研究中心,湖南长沙410128【正文语种】中文【中图分类】Q949【相关文献】1.基于线粒体细胞色素b基因序列的骨舌鱼科鱼类分子系统发育的研究 [J], 牟希东;王培欣;胡隐昌;汪学杰;宋红梅;李小慧;罗建仁2.基于线粒体细胞色素b基因序列的阿尔金山野生双峰驼分子系统发育研究 [J], 张勇;张会斌;刘志虎;吴敏3.基于线粒体16S rDNA基因序列沼虾属的系统发育研究 [J], 张小敏;林勇;宾石玉;余艳玲;曾兰;钟丹丹;张永德4.基于线粒体16S rRNA与COI基因序列的刻肋海胆属系统发育研究 [J], 曾晓起;张文峰;高天翔5.基于线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因序列的帘蛤科贝类分子系统发育研究[J], 程汉良;彭永兴;董志国;易乐飞;孟学平;申欣;周旻纯;陈冬勤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
胡桃组植物遗传标记开发应用和中国核桃谱系进化历史研究
胡桃组植物遗传标记开发应用和中国核桃谱系进化历史研究胡桃属(Juglans)隶属胡桃科(Juglandaceae),约有21~23个种,为胡桃科内较为进化的属,该属植物在全球分布十分广泛,为欧亚大陆和美洲间断分布植物类群。
最早进行胡桃属植物系统分类研究的科学家为Dode,他根据叶和花的形态将胡桃属植物分为黑胡桃组(Sect.Rhysocaryon)、胡桃楸组(Sect.Cardiocaryon)、灰胡桃组(Sect.Trachycaryon)和胡桃组(Sect.Dioscaryon或Sect.Juglans)4个组(Dode L A.1909a;Dode L A.1909b)。
这一分组情况在Manning(1978)中也得到相同结果,作者的分类依据是果实和核仁的形态特征(Manning W E.1978)。
胡桃组中核桃的研究范相较广泛,对泡核桃的研究资料较少。
为了早日弄清楚这二者之间是否存在遗传联系,我们分别对泡核桃(Juglans sigillata Dode)进行了转录组SSRs位点的开发,这为后续基于同一遗传标记对于同域分布的核桃和泡核桃之间的基因流分析做铺垫。
另外基于核桃(Juglans regia)的研究现状对于中国整体范围的核桃群体进行谱系地理遗传研究,具体内容包括利用团队从其他几个种中开发得到的EST-SSRs通用引物及17个个体的叶绿体全基因组序列对全国范围内核桃的群体遗传结构和动态历史进行了研究。
我们的研究为后续胡桃组植物种质资源的鉴定和开发提供了有利的科学证据。
本文通过对泡核桃叶绿体全基因组和转录组的研究及核桃的谱系地理结构研究得出如下结论:(1)泡核桃叶绿体全基因组序列LSC(large single copy)区长度为89,872 bp,IR(inverted region)区长52,072 bp,SSC(short single copy)区长18,406 bp,整个基因组共包括137个注释基因,其中71个唯一的编码区和八个编码区均在反向序列区域重复出现。
植物群体遗传进化研究方法探析
植物群体遗传进化研究方法探析郎娜;刘之慧;宋艰难;董清华【期刊名称】《北京农学院学报》【年(卷),期】2016(031)002【摘要】[目的]评估植物群体遗传进化研究涉及的相关算法软件,为该研究领域提供方法选择参考.[方法]利用重测序数据,就群体遗传进化研究的各种算法做比较,对相关算法分析效果做对比评估.[结果]评估结果表明,进化树耗时和数据大小、模型选择均有较大关系,两者共同决定运算时间,另外运算效果还和多序列的比对效果有很大关系.群体结构分析fastStructure、Admixture软件运算速率、准确度较Structure软件有明显提高.主成分分析耗时相对较少,可用Cluster和R软件实现,两款软件的计算结果可相互验证;连锁不平衡分析推荐Plink2软件.[结论]算法及软件的选择对植物群体遗传进化研究的效率、结果影响较大.【总页数】5页(P5-9)【作者】郎娜;刘之慧;宋艰难;董清华【作者单位】北京农学院植物科学技术学院,北京102206;北京农学院植物科学技术学院,北京102206;北京农学院植物科学技术学院,北京102206;北京农学院植物科学技术学院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】Q347【相关文献】1.基于群体遗传进化机制的产品族设计 [J], 聂涌;殷国富;赵秀粉2.群体药代动力学/群体药效动力学原理及研究方法 [J], 芮建中;张震;李金恒3.基于SLAF-seq技术的甘薯种质资源群体遗传进化分析 [J], 李慧峰; 黄咏梅; 李彦青; 滑金锋; 吴翠荣; 范继征; 陈天渊4.醋杆菌中群体感应分布与遗传进化分析 [J], 夏凯; 钱成巩; 梁新乐5.植物低温胁迫响应及研究方法探析 [J], 张文洪;陈明壤;叶锦培;黄思涵;何源凯;廖广寿;彭俐方因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
胡桃科植物生物活性研究进展
胡桃科植物生物活性研究进展
朱东升
【期刊名称】《海峡药学》
【年(卷),期】2010(022)010
【摘要】胡桃科植物种类繁多,应用广泛,可作为药物、食品和保健品进行开发和利用,需求量大,极具市场价值.本文通过查阅国内外相关近期文献,着重对该科植物的药理作用研究进行综述,为进一步的开发利用提供科学依据.
【总页数】3页(P3-5)
【作者】朱东升
【作者单位】浙江省东阳市人民医院,东阳,322100
【正文语种】中文
【中图分类】R282.22
【相关文献】
1.胡桃科植物黄酮类化合物研究进展 [J], 王燕;常杰;许锋;程华;程水源
2.亚菊属植物挥发油的化学成分及其生物活性研究进展 [J], 崔小梅;德吉
3.植物源性生物活性肽在动物营养中的研究进展 [J], 龙雷
4.胡桃科植物研究进展 [J], 李一帆;江莎;陈旭辉
5.胡桃科植物化学及生物活性研究概况 [J], 易醒;谢明勇;肖小年
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胡桃科植物化学及生物活性研究概况
胡桃科植物化学及生物活性研究概况
易醒;谢明勇;肖小年
【期刊名称】《中草药》
【年(卷),期】2001(32)6
【摘要】胡桃科含有黄酮类、萜类、萘醌及其苷、多酚、有机酸等多种成分 ,具有抑制醛糖还原酶、抗肿瘤、镇痛消炎、抑菌及生物毒性等多种生物活性。
【总页数】3页(P559-561)
【关键词】胡桃科;化学成分;生物活性
【作者】易醒;谢明勇;肖小年
【作者单位】南昌大学生命科学与食品工程学院;江西中德联合研究院
【正文语种】中文
【中图分类】R282.71
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国产胡桃科次生木质部导管分子的比较解剖及其系统位置的讨论
国产胡桃科次生木质部导管分子的比较解剖及其系统位置的讨
论
韩丽娟;周春丽;吴树明
【期刊名称】《西北植物学报》
【年(卷),期】2002(022)006
【摘要】通过对国产胡桃科6属13种植物所做的次生木质部导管分子的长度、
弦径、端壁斜度、穿孔板类型、管孔形状及其排列、导管密度及其在分类中作用的解剖学研究,证实了从导管分子来看黄杞属和青钱柳属是相当原始的属,而化香树属、山核桃属是最进化的属,并根据导管分子的解剖学特征探讨了胡桃科各属间的进化
顺序.
【总页数】6页(P1426-1431)
【作者】韩丽娟;周春丽;吴树明
【作者单位】长春师范学院生物系,长春,130032;长春师范学院生物系,长
春,130032;长春师范学院生物系,长春,130032
【正文语种】中文
【中图分类】Q944.55
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基于基因组学与转录组学的胡桃科植物系统进化及群体遗传学
研究
胡桃科(Juglandaceae)隶属于壳斗目(Fagales),是世界重要的经济树种,具有重要的材用、食用、药用、生态和艺术价值。
本研究以胡桃科植物为研究对象,采用高通量测序技术结合生物信息学、进化生物学及群体遗传学等方法,对胡桃科物种进行如下分析:首先,利用群体基因组学数据对该科中最重要的经济树种胡桃属(Juglans)植物进行研究,从多角度揭示胡桃属系统发育关系、物种形成机制以及该属物种复杂的群体动态历史。
其次,本研究利用叶绿体基因组数据阐明胡桃科的系统发育关系、揭示其进化起源中心以及多样化历史,结合化石证据进一步确定胡桃科的在时间尺度上的进化历程。
主要结果如下:(1)中国胡桃属植物包括以下5个物种:核桃、铁核桃、野核桃、麻核桃和核桃楸。
首先,基于IlluminaMiseq测序平台首次对胡桃科中核桃的叶绿体DNA进行高通量测序。
利用生物信息学方法获得了完整的核桃叶绿体参考基因组序列(160,367 bp)。
对参考基因组序列进行注释,发现其共有137个基因,包括86个蛋白编码基因,3个假基因(2个ycf15和1个infA),40个tRNA基因,8个rRNA基因。
其次,由于缺乏丰富的分子标记,中国胡桃属植物5个物种间系统发育关系仍然没有彻底被解决。
本研究利用高通量测序平台Illumina Hiseq对中国5个胡桃属的叶绿体DNA 进行测序,通过上述部分构建的参考叶绿体基因组,进行5个胡桃属叶绿体基因组比较研究。
基于比较结果,共鉴定了胡桃属植物叶绿体序列中大量的SNPs和
Indels变异位点,以及简单重复序列和大片段重复序列。
同时,利用叶绿体基因组、蛋白编码基因和非编码区序列三组数据对5个胡桃属进行系统发育分析,结果与形态学的分组高度一致,分为核桃组和核桃楸组。
本研究中开展的胡桃属植物叶绿体基因组测序分析将为进一步研究胡桃属的种间杂交、系统进化和群体历史提供可用的遗传资源。
(2)胡桃属植物比较转录组学以及跨物种EST-SSRs分子标记开发可以为后续研究该属物种群体适应性分化研究提供有效的基因组资源。
利用Illumina Hiseq测序平台分别对中国5个胡桃属植物,即核桃、野核桃、核桃楸、麻核桃和铁核桃的不同组织(叶片、幼果、雌花、雄花)RNA等量混合后进行转录组测序。
本研究共产生16,811,432-49,929,297 个高质量的 reads,通过 de novo 组装得到 83,112-103,167 个unigenes序列,鉴定出9,216-9,389个核心单拷贝直系同源基因。
同时,随机选择96对EST-SSRs分子标记在5个胡桃属物种中进行通用性和多态性检测。
此外,基于467个单拷贝直系同源基因对7个胡桃属植物(核桃、铁核桃、野核桃、核桃楸、麻核桃、美国白核桃和黑核桃)和3个外类群(山核桃、板栗和夏栎)进行系统发育分析,结果表明基因树和物种树系统发育关系一致。
基于胡桃属的叶绿体基因组和单拷贝直系同源基因序列分别构建系统发育树的结果表明,美国白核桃和中国特有种麻核桃的系统位置存在分歧,近缘种种间杂交和叶绿体捕获可能是导致胡桃属物种核基因组与叶绿体基因组系统发育关系分歧的原因。
(3)由于胡桃属植物的天然分布是典型的北半球间断分布,而成为东亚-北美生物地理分布模式的研究热点。
有限的分子标记不能很好的解决胡桃属的系统发育关系和生物地理分布模式。
本研究通过胡桃属10个物种50个体进行重测序来探究胡桃属的系统发育关系和生物地理分布模式。
研究结果表明:叶绿体基因组为重建胡桃属系统发育提供足够的有效信息位点,解决该属物种种间尚未解决的系统发育关系,美国白核桃聚在黑核桃组组内,麻核桃聚在核桃楸组中。
此外,结合化石点校正确定胡桃属内的分化时间约为43.8 Mya。
同时,通过ADMIXTURE基于核基因组SNPs分析胡桃属群体遗传结构结果表明,麻核桃为杂交种,其母本为核桃组Cardiocaryon,父本为核桃楸组Dioscary,即
J.hopeiensis= Cardiocaryon ♀× Dioscaryon ♂。
然而,在白核桃中没有检测到近缘种的基因渐渗。
根据胡桃属核基因组SNPs 构建系统发育树结果表明,美国白核桃与核桃楸组聚为一支,并最先从核桃楸组分化出来;而麻核桃的个体既有和核桃楸组聚为一支,也有和核桃组聚为一支。
结合单亲遗传叶绿体基因组和双亲遗传核基因组的研究结果表明,美国白核桃系统发育关系分歧的原因是该物种与黑核桃组发生了叶绿体基因捕获事件,而麻核桃的系统发育关系分歧的原因是近缘种之间的杂交渐渗。
(4)由于胡桃科复杂的进化历史,导致其系统发育关系和多样化历史尚未阐明。
本研究通过对胡桃科的6个代表属的26个个体进行叶绿体基因组测序来揭示该科的多样化历史。
通过比较叶绿体基因组分析,鉴定出该科中的假基因和分化热点区域,为后续胡桃科开发条形码提供潜在的分子标记候选区。
胡桃科叶绿体基因组的系统发育分析结果表明,胡桃科属间系统发育关系明确,分为6大支,且每个属都为一个单系支。
结合化石校正点对胡桃科分化时间进行估算,结果表明,胡桃科的分化时间发生在白垩纪(78.58
Mya,95%HPD:76.58-80.50 Mya),且东亚分布的黄杞属植物最原始;而胡桃科内两
个亚科(黄杞亚科和胡桃亚科)的分化时间发生在中新世(61.98
Mya,95%HPD:59.98-63.98 Mya)。
结合胡桃科物种分化时间与气候动态历史的分析,结果表明主要的两个物种多样化时间与过去气候动态历史相对应,分别发生在始新世早期和中新世中期。
本研究中的胡桃科系统发育关系将为胡桃科的分类学、物种多样性、生物地理学、表型进化、基因功能以及比较基因组学提供重要框架。