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苏丹草叶绿体基因组特征及系统发育分析

草业科学 2024年

作者：尹明华李文婷欧阳茜王美暄徐子林张钦荣张牧彤黄添慧何凡凡乐芸张嘉欣柴桑雪上饶师范学院生命科学学院上饶农业技术创新研究院上饶市药食同源植物资源保护与利用重点实验室上饶市薯芋类作物种质保存与利用重点实验室

通过DNBSEQ-T7测序平台对苏丹草叶绿体基因组进行了测序，并对其结构特征、系统进化关系以及密码子偏好性进行了分析。结果表明，苏丹草叶绿体基因组为典型的四分体结构，长度为140754 bp，共注释了86个CDS（蛋白编码）基因、38个tRNA... 详细信息

通过DNBSEQ-T7测序平台对苏丹草叶绿体基因组进行了测序，并对其结构特征、系统进化关系以及密码子偏好性进行了分析。结果表明，苏丹草叶绿体基因组为典型的四分体结构，长度为140754 bp，共注释了86个CDS（蛋白编码）基因、38个tRNA（转运RNA）基因和8个rRNA（核糖体RNA）基因，缺失ccD和ycf1基因；苏丹草叶绿体基因组共检测到27个简单序列重复（simple sequence repeat，SSR）和47个长重复序列（long repeat sequence，Longrepeat）；LSC（大单拷贝）区和SSC（小单拷贝）区的核苷酸多态性显著高于IR（反向重复）区，LSC区的变异性大于SSC区和IR区，Pi（核苷酸多样性）变化范围为0-0.01852，通过Pi（≥0.01215）筛选出10个高变异区域，均位于LSC区；苏丹草及其11个近缘种叶绿体基因组密码子各位置GC含量不同，偏好以A/U结尾，平均ENC值为47.50，密码子偏性较弱；影响苏丹草及其11个近缘种密码子使用偏性的主要因素为自然选择，内部突变压力的影响较小；苏丹草叶绿体基因的最优密码子共15个（CAA、AAA、UUU、UAU、AUU、UAA、GCA、CCA、ACU、GUA、AGA、CGA、CUU、UCC、UCU），均以A、U结尾；苏丹草与高粱双色亚种Sorghum bicolor subsp. drummondii （MW999225）亲缘关系较近。本试验结果能为苏丹草分子标记的开发、遗传多样性以及进一步研究高粱属植物的保护生物学和种群遗传学提供参考。

关键词：苏丹草叶绿体基因组序列特征密码子偏好性最优密码子系统发育分析

马家柚叶绿体基因组特征及其密码子偏好性分析

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果树学报 2024年第5期41卷 824-846页

作者：尹明华余璐周佳慧刘李娜徐文萱孙美龄上饶师范学院生命科学学院上饶334001 上饶农业技术创新研究院上饶334001 上饶师范学院马家柚产业研究院上饶334001 上饶市药食同源植物资源保护与利用重点实验室上饶334001 上饶市薯芋类作物种质保存与利用重点实验室上饶334001

【目的】为了明确马家柚叶绿体基因组结构特征及其与同属类群的系统发育关系,阐明马家柚在柑橘属中的分类地位,对马家柚叶绿体基因组的特征及其密码子的偏好性进行分析。【方法】采用DNBSEQ-T7测序平台对马家柚进行测序,采用Noveplastys... 详细信息

【目的】为了明确马家柚叶绿体基因组结构特征及其与同属类群的系统发育关系,阐明马家柚在柑橘属中的分类地位,对马家柚叶绿体基因组的特征及其密码子的偏好性进行分析。【方法】采用DNBSEQ-T7测序平台对马家柚进行测序,采用Noveplastys、CAP3、GeSeq和tRNAscan-SE软件对马家柚叶绿体基因组进行组装、注释;采用CGViewServer、MISA、REPuter、CodonW、Gview、IRscope、NADnaSP6.0软件对马家柚叶绿体基因组特征进行分析;采用MAFFT 7.0和FastTree 2.1.10软件对马家柚及其85个同科种和山小橘属3个外群种叶绿体基因组进行序列比对和建树。【结果】马家柚叶绿体基因组全长160186 bp,包括1个大单拷贝(LSC)区、1个小单拷贝(SSC)区和2个反向重复(IR)区,为典型闭合环状双链结构。马家柚叶绿体基因组共注释到133个功能基因,包括88个编码蛋白(CDS)基因、8个核糖体RNA(rRNA)基因和37个转运RNA(tRNA)基因。马家柚叶绿体基因组共检测到79个简单序列重复(SSR)和34个长序列重复(Longrepeat)。马家柚叶绿体基因组非编码区的变异程度高于基因编码区,LSC区的变异性>SSC区>IR区,SC/IR边界较为保守。马家柚叶绿体基因组平均ENC值为48.02,密码子偏好性较弱。马家柚叶绿体基因组密码子使用偏好性主要受自然选择的影响,受内部突变的影响小。马家柚叶绿体基因有10个最优密码子(AAU、UGU、AAA、UUU、GCU、GGA、CCA、ACU、CGU、AGU),均以A、U结尾。马家柚与西双版纳东试早柚(KY055833,来源地:云南)、日本夏橙(ON193075,来源地:韩国)、福建六月早蜜柚(MT527726,来源地:福建)、福建琯溪蜜柚(MN782007,来源地:福建)有亲缘关系。【结论】马家柚是一个柑橘属中较为独特的品种,该研究结果为进一步研究马家柚的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供了理论依据。

关键词：马家柚叶绿体基因组序列特征密码子偏好性最优密码子系统发育分析

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金花菜叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

草业科学 2024年第4期41卷 884-898页

作者：尹明华胡佳欣李瑶瑶刘曼情欧阳克蕙上饶师范学院生命科学学院江西上饶334001 上饶农业技术创新研究院江西上饶334001 上饶市药食同源植物资源保护与利用重点实验室江西上饶334001 上饶市薯芋类作物种质保存与利用重点实验室江西上饶334001 江西农业大学动物科学技术学院江西南昌330045

本研究对金花菜(Medicago polymorpha,JHC,江苏)叶绿体基因组进行BGISEQ-500平台测序,对其基因进行Noveplastys组装和GeSeq注释,最后通过MISA、REPuter、Gview、VISTA tools、IRscope和DNADnaSP6.0等软件对其序列特征、基因种类、密码子偏好性以及系统发育进行分析。结果表明,JHC叶绿体基因组大小为124163 bp,无四分体结构,基因组总GC含量为34.09%,共注释出111个基因(76个CDS基因、30个tRNA基因、4个rRNA基因、1个假基因)、91个SSR位点和148个长重复序列;JHC叶绿体基因组的第三位密码子偏好以A和U作为末尾碱基,UUA、GCU、UAA、ACU、CCU、GAA、GUA、AUU、UGU、GGU、UUU、CUU为JHC叶绿体基因组的最优密码子;JHC与MZ772862(云南)亲缘关系较近,与MW971560(美国)、NC_042848(美国)关系较远,表明中国金花菜与美国金花菜的起源存在差异。

关键词：金花菜叶绿体基因组中性绘图分析 ENC-plot分析 PR2-plot分析最优密码子系统发育分析

‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性分析

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浙江农林大学学报 2024年第1期41卷 92-103页

作者：洪森荣张牧彤徐子林张钦荣罗雨欣田文慧王心雨上饶师范学院生命科学学院江西上饶334001 上饶农业技术创新研究院江西上饶334001 上饶师范学院上饶市药食同源植物资源保护与利用重点实验室江西上饶334001 上饶师范学院上饶市薯芋类作物种质保存与利用重点实验室江西上饶334001

【目的】分析‘怀玉山’高山马铃薯Solanum tuberosum ***‘Huaiyushan’叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性,为开展‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子优化、叶绿体基因组改造,探索物种进化和增加外源基因表达等研究提供参考依... 详细信息

【目的】分析‘怀玉山’高山马铃薯Solanum tuberosum ***‘Huaiyushan’叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性,为开展‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子优化、叶绿体基因组改造,探索物种进化和增加外源基因表达等研究提供参考依据和理论基础。【方法】采用高通量测序技术对‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组进行测序,并利用生物信息学分析软件对组装和注释后的叶绿体基因组进行结构、基因组成及密码子偏好性分析。【结果】‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组大小为155296 bp,为经典的4段式结构。大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复区(IR)长度分别为85737、18373、25593 bp,总鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比例(GC比例)为37.88%,共注释出133个基因,包含87个编码区(CDS)基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因和1个假基因。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组中共检测到38个简单重复序列位点(SSR位点,36个单碱基重复和2个双碱基重复)和32个长重复序列(16个正向重复和16个回文重复)。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组核苷酸多样性为0-0.13927,高变区主要分布在大单拷贝区和小单拷贝区,大单拷贝区trnL-UAA-trnF-GAA、cemA、rps12-exon1-clpP1、clpP1基因变异率最高,小单拷贝区rpl32-trnL-UAG、ycf1基因变异率最高。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组87个CDS基因的平均有效密码子数(ENC)为47.29,ENC>45的基因有60个,密码子偏性较弱。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子偏好以A、U结尾,使用偏性很大程度上受自然选择的影响,而受突变压力的影响小。CGU、AAA、CUU、GUU、GGA、GUA、GGU、UCA、GCU、CCU为‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组的10个最优密码子。【结论】‘怀玉山’高山马铃薯与马铃薯栽培种***‘Desiree’亲缘关系较近。

关键词： ‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组序列特征密码子偏好性最优密码子系统发育分析

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棉花现代品种资源产量与纤维品质性状鉴定及分子标记评价

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作物学报 2024年第2期50卷 280-293页

作者：柯会锋苏红梅孙正文谷淇深杨君王国宁徐东永王洪这吴立强张艳张桂寅马峙英王省芬华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省作物种质资源实验室/华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室/河北农业大学河北保定071001 河间市国欣农村技术服务总会河北河间062450

棉花是重要经济作物和天然纺织工业原料。品种是棉花生产的限制性源头,取决于优异种质资源的鉴定、评价和有效利用。鉴于此,本研究以我国三大棉区(黄河流域棉区、长江流域棉区和西北内陆棉区) 141份陆地棉现代品种资源为材料,在不同环... 详细信息

棉花是重要经济作物和天然纺织工业原料。品种是棉花生产的限制性源头,取决于优异种质资源的鉴定、评价和有效利用。鉴于此,本研究以我国三大棉区(黄河流域棉区、长江流域棉区和西北内陆棉区) 141份陆地棉现代品种资源为材料,在不同环境条件鉴定其9个产量与纤维品质性状,并结合KASP和SSR标记对其进行遗传多样性评价。结果发现,长江流域棉区品种的衣分和衣指最高,黄河流域棉区品种的单铃重和子指最大,西北内陆棉区品种的纤维品质最优;同时发现,4个产量性状与5个纤维品质性状在供试品种间存在极显著差异,产量性状以衣指的变异系数最大(10.09%),品质性状以断裂比强度的变异系数最大(8.81%),说明存在较大选择潜力。依据9个性状进行聚类分析,可将141份品种资源分为2类,且类别间的产量与品质性状存在差异。分子标记检测发现, 30对SSR引物在141份品种资源中扩增出74个多态性条带,32个KASP标记在供试品种中分型清晰,依据标记计算品种的遗传相似系数均值为0.62,说明存在较丰富遗传变异;分子标记聚类分析将供试品种分为2类,且分类结果与表型性状分类结果有一定相似性。本研究共筛选出3份大铃(>7 g)优异种质、24份高衣分(>42%)种质、6份纤维长度和断裂比强度>30的种质以及2份综合性状优异种质,为棉花新品种培育提供了优异亲本资源,为深入利用棉花品种资源提供了依据。

关键词：棉花种质资源产量和纤维品质分子标记遗传多样性

基于纳米抗体-荧光素酶的黄曲霉毒素B1检测方法构建

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中国食品学报 2024年第4期24卷 349-360页

作者：陈文星王凤华谭晓亮晏石娟张军吴绍文甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 猪禽种业全国重点实验室广东省农作物种质资源保存和利用重点实验室广东省农业科学院农业生物基因研究中心广州510640

黄曲霉毒素B1(AFB1)是一种剧毒、致癌的食源性污染物,严重威胁食品安全和公共健康。为开发快速检测AFB1的生物发光酶联免疫分析(BLEIA)方法,系统测试了3种抗AFB1特异性纳米抗体(NB)与纳米荧光素酶(Nluc)融合蛋白(G8-Nluc、Nluc-NB26和Nl... 详细信息

黄曲霉毒素B1(AFB1)是一种剧毒、致癌的食源性污染物,严重威胁食品安全和公共健康。为开发快速检测AFB1的生物发光酶联免疫分析(BLEIA)方法,系统测试了3种抗AFB1特异性纳米抗体(NB)与纳米荧光素酶(Nluc)融合蛋白(G8-Nluc、Nluc-NB26和Nluc-NB28)的可溶性表达、纯化情况及酶催化活性。基于3种融合蛋白分别建立BLEIA检测体系,选择Nluc-NB26用于谷物样品的分析和验证。结果表明,Nluc-NB26的可溶性表达量最高,稳定性更好,Nluc-NB28的可溶性表达量次之,而G8-Nluc基本不可溶。不同表面活性剂对G8-Nluc的促溶解性研究表明,添加N-月桂酰肌氨酸钠可显著提高其溶解度,纯化得到的3种融合蛋白均具有良好的酶活性及抗原结合活性。基于融合蛋白的BLEIA检测结果显示,Nluc-NB28-BLEIA、G8-Nluc-BLEIA和Nluc-NB26-BLEIA体系检测AFB1的IC_(50)值分别为4.213,1.697,2.169 ng/mL,表明G8-Nluc-BLEIA体系的灵敏度最高,Nluc-NB26-BLEIA与前者接近,Nluc-NB28-BLEIA最低。综合考虑融合蛋白的可溶性表达量、稳定性及检测性能,对Nluc-NB26-BLEIA开展实际样品的分析和验证,结果表明:这一方法检测谷物中AFB1的平均回收率在91.1%~104.1%之间,与商业化酶联免疫吸附测定试剂盒结果相似,而检测的时间和试剂成本明显降低。研究结果为开发快速、高灵敏的AFB1检测技术提供参考。

关键词：黄曲霉毒素B1 纳米抗体纳米荧光素酶快速检测生物发光酶联免疫分析

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信前胡烟草花叶病毒lncRNA测序鉴定、原核蛋白表达及其序列分析

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中国农学通报 2024年第21期40卷 106-113页

作者：尹明华郭依瑶李启诺罗泽全林文龙熊姿雯上饶师范学院生命科学学院江西上饶334001 上饶农业技术创新研究院江西上饶334001 上饶市药食同源植物资源保护与利用重点实验室江西上饶334001 上饶市薯芋类作物种质保存与利用重点实验室江西上饶334001

本研究对信前胡烟草花叶病毒进行鉴定、原核蛋白表达和序列分析,为信前胡脱毒苗的培育和鉴定提供理论依据。通过lncRNA测序和RT-PCR鉴定信前胡烟草花叶病毒蛋白基因,利用大肠杆菌重组技术表达信前胡烟草花叶病毒蛋白,并采用生物信息学... 详细信息

本研究对信前胡烟草花叶病毒进行鉴定、原核蛋白表达和序列分析,为信前胡脱毒苗的培育和鉴定提供理论依据。通过lncRNA测序和RT-PCR鉴定信前胡烟草花叶病毒蛋白基因,利用大肠杆菌重组技术表达信前胡烟草花叶病毒蛋白,并采用生物信息学方法进行序列分析。信前胡烟草花叶病毒蛋白基因包括复制酶(ORF1)、运动蛋白(ORF2)和外壳蛋白(ORF3);信前胡烟草花叶病毒复制酶、运动蛋白和外壳蛋白均可通过RT-PCR检测到,并可实现大肠杆菌重组表达,表明信前胡烟草花叶病毒的lncRNA测序结果准确;信前胡烟草花叶病毒复制酶、运动蛋白和外壳蛋白基因cDNA总长度分别为3351 bp、807 bp和480 bp;信前胡烟草花叶病毒复制酶、运动蛋白和外壳蛋白与烟草花叶病毒的亲缘关系较近,同源性分别为99.64%、98.88%、98.74%。信前胡烟草花叶病毒(Peucedanum praeruptorm tobacco mosaic virus,PpTMV)在江西省上饶市信前胡主产区信州、广信、玉山、广丰、婺源、德兴、弋阳的7个区或县均有发生。这是首次报道在信前胡上检测到PpTMV。

关键词：信前胡烟草花叶病毒 lncRNA测序鉴定 RT-PCR 原核蛋白表达序列分析

番茄自然群体磷利用效率分析及耐低磷种质筛选

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园艺学报 2024年第5期51卷 993-1004页

作者：李品甘宁陈家伟项思翔沈静漪欧阳波卢永恩华中农业大学园艺林学学院果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室武汉430070

以蛭石为基质,通过营养液控制,在幼苗期对包括196份材料的番茄自然群体进行了正常磷浓度及其10%和1%(830、83和8.3μmol·L^(-1)HPO_(4)^(2-))磷水平处理,并以幼苗地上部干、鲜质量、株高和叶绿素含量等指标为依据,对该自然群体进行了... 详细信息

以蛭石为基质,通过营养液控制,在幼苗期对包括196份材料的番茄自然群体进行了正常磷浓度及其10%和1%(830、83和8.3μmol·L^(-1)HPO_(4)^(2-))磷水平处理,并以幼苗地上部干、鲜质量、株高和叶绿素含量等指标为依据,对该自然群体进行了磷效率评估和耐低磷材料筛选。研究结果表明,地上部鲜质量和干质量在所检测指标中变异较大,材料间存在丰富的遗传变异。以低磷处理地上部鲜质量、干质量与正常磷处理的比值作为耐低磷评价指标,通过聚类分析,分别获得了1%磷水平下3个耐低磷番茄材料TS-653、yf4和pl1,和10%磷水平下3个耐低磷番茄材料TS-26、TS-643和TS-653,并分析了它们的相对磷含量以及地上部和地下部的磷含量比值。利用模糊隶属函数法计算各材料的磷效率综合值,基于散点图,筛选出在3个磷水平下均表现为高效的番茄种质TS-614。

关键词：番茄种质资源耐低磷磷高效磷效率综合值

番茄苗期耐盐相关遗传位点鉴定及分子标记开发

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园艺学报 2024年第2期51卷 239-252页

作者：徐琴王嘉颖张曼楠萧志浩郑涵楷卢永恩王涛涛张余洋张俊红叶志彪叶杰华中农业大学园艺林学学院果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室武汉430070 湖北洪山实验室武汉430070

以501份番茄重测序自然群体为研究材料,于苗期测定Na+和K+含量并计算Na+/K+比值,通过全基因组关联分析及单倍型分析,筛选耐盐相关显著关联位点,鉴定基于显著关联位点不同基因型材料的耐盐表型,利用该位点开发分子标记及验证。结果表明:... 详细信息

以501份番茄重测序自然群体为研究材料,于苗期测定Na+和K+含量并计算Na+/K+比值,通过全基因组关联分析及单倍型分析,筛选耐盐相关显著关联位点,鉴定基于显著关联位点不同基因型材料的耐盐表型,利用该位点开发分子标记及验证。结果表明:大果番茄的驯化和改良过程导致了植株地上部Na+含量和Na+/K+比值的降低。通过全基因组关联分析在7号染色体上鉴定到与番茄地上部Na+含量和Na+/K+比值显著关联位点NTC7(Na+tolerance loci on chromosome 7),该位点包含两个功能已知的耐盐基因,HKT1;1和HKT1;2。序列分析和单倍型分析鉴定到HKT1;2启动子上存在1个6bp插入缺失与地上部中Na+含量和Na+/K+比值高度关联,通过盐处理验证该位点与番茄耐盐性相关,说明InDel_6是番茄苗期耐盐的功能突变位点。利用ARMS-PCR技术基于该位点开发番茄耐盐性相关的分子标记,并对不同基因型的材料进行耐盐表型鉴定,完成了分子标记的验证。

关键词：番茄耐盐钠元素钾元素全基因组关联分析分子标记