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基于SLAF-seq技术的抗杨树叶锈病SNP位点开发

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南京林业大学学报（自然科学版） 2019年第2期43卷 73-78页

作者：戴美丽方乐成尹佟明李小平南京林业大学江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】探索美洲黑杨抗叶锈病的分子机制,为杨树抗病分子育种提供理论参考。【方法】选取抗锈病差异显著的美洲黑杨‘2-2’与‘2-38’为亲本,通过控制授粉杂交获得80个F1代个体。用特异性位点扩增(specific-locus amplified fragmenl s... 详细信息

【目的】探索美洲黑杨抗叶锈病的分子机制,为杨树抗病分子育种提供理论参考。【方法】选取抗锈病差异显著的美洲黑杨‘2-2’与‘2-38’为亲本,通过控制授粉杂交获得80个F1代个体。用特异性位点扩增(specific-locus amplified fragmenl sequencinq, SLAF-seq)简化基因组技术对所获F1代进行深度测序,以美洲黑杨第3代组装基因组为参照。通过序列比对筛选特异长度的DNA片段,构建SLAF-seq文库,获得特异性SNP位点。经美洲黑杨叶锈病的病原菌经形态学与分子工具鉴定,确定为落叶松-杨栅锈菌(Melampsora larici-populina Kleb.)。通过叶盘法控制条件接种并对被锈菌侵染后的杨树抗性进行评估;应用Kruskal-Wallis方法对接种结果进行检验。【结果】通过接种,获得了孢子堆数量和大小等表型数据;基于SNP标记的连锁分析,一共有8 723个SNP连锁至遗传图谱上;共识别出19个连锁群,总遗传距离为3 610.67 cM;通过Kruskal-Wallis检验可得到37个紧密连锁位点(P杨树叶锈病抗病性状紧密关联的SNP分子标记,其中Marker42056位点连锁程度最高。

关键词：美洲黑杨落叶松-杨栅锈菌连锁遗传图谱 SLAF标签 Kruskal-Wallis检验

基于物种特异性InDel标记鉴别美洲黑杨与小叶杨的杂交子代

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林业科学 2021年第11期57卷 79-84页

作者：戴晓港陈晨薛良交吴怀通尹佟明江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南京林业大学南京210037

【目的】针对杨树种间杂交子代苗期形态不易区分的问题,利用美洲黑杨和小叶杨物种特异性InDel位点开发标记对种间杂交子代进行快速鉴别,为黑杨派和青杨派种间杂交子代鉴定、分子标记辅助育种等研究提供重要的参考技术。【方法】以美洲... 详细信息

【目的】针对杨树种间杂交子代苗期形态不易区分的问题,利用美洲黑杨和小叶杨物种特异性InDel位点开发标记对种间杂交子代进行快速鉴别,为黑杨派和青杨派种间杂交子代鉴定、分子标记辅助育种等研究提供重要的参考技术。【方法】以美洲黑杨、小叶杨及其杂交子代为试验材料,根据美洲黑杨和小叶杨重测序结果分析物种特异性InDel位点并设计引物,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳对引物进行通用性和物种特异性检测,用筛选出的物种特异的引物,对种间杂交子代的真实性进行鉴别。【结果】分别将10个个体的美洲黑杨和小叶杨重测序序列比对到美洲黑杨基因组,共获得长度差异大于5 bp的InDel位点359733个,其中种内特异、种间存在差异的InDel位点18418个。采用Primer3在美洲黑杨基因组中的17956个位点成功设计引物。在不同染色体共选取10对引物,采用SeqHunter2将引物序列比对到小叶杨基因组,共有6对引物在小叶杨中是通用的。采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,发现引物Psi2-1和Psi13-14在美洲黑杨和小叶杨中存在差异。利用美洲黑杨和小叶杨自然群体各50个个体对上述2个引物进行检测,发现引物Psi2-1在美洲黑杨中扩增出128 bp的特异性产物,在小叶杨中扩增出139 bp的特异性产物,在真实的种间杂交子代中扩增出128 bp和139 bp 2条产物;引物Psi13-14在美洲黑杨中扩增出132 bp的特异性产物,在小叶杨中扩增出144 bp的特异性产物,在真实的种间杂交子代中扩增出132 bp和144 bp 2条产物。2对引物对美洲黑杨与小叶杨种间杂交子代鉴别准确率达100%。【结论】获得了美洲黑杨和小叶杨物种特异性InDel标记2对,上述标记可以有效地用于美洲黑杨与小叶杨种间杂交子代的真实性鉴别。

关键词：美洲黑杨小叶杨种间杂交物种特异性引物分子鉴别

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杨树泛基因组构建与基因组变异分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第6期46卷 251-260页

作者：储陈辰孙明升吴雨涵言震宇李婷冯洋帆国颖尹佟明薛良交江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】杨树是重要的速生用材、生态防护和碳汇造林树种,也是林木遗传研究的模式树种。开展杨树泛基因组构建与基因组变异分析,可为杨树精准育种和林木泛基因组研究提供理论先导。【方法】以公开发表的高质量杨树基因组序列为基础,分... 详细信息

【目的】杨树是重要的速生用材、生态防护和碳汇造林树种,也是林木遗传研究的模式树种。开展杨树泛基因组构建与基因组变异分析,可为杨树精准育种和林木泛基因组研究提供理论先导。【方法】以公开发表的高质量杨树基因组序列为基础,分析不同类型的序列变异,总结变异特征,并构建基于基因和图形结构的杨树泛基因组。【结果】本研究收集到8个杨属树种和3个二倍体或三倍体杨树杂交品种的基因组序列,3个杂交品种包含7个单倍型亚基因组序列,较好地代表了杨树4个组派的基因组特征。分析结果表明,杨树基因组间存在较多大的结构变异。在基于基因的泛基因组中,共线核心基因、非共线核心基因、次核心基因、非必需基因、特异基因占比分别为12.5%、34.9%、31.4%、16.5%、4.7%。其中,非必需基因在功能上具有较高的多样性。以基因组序列变异为基础构建杨树图形结构泛基因组,大幅提升2代测序数据的变异检测效果。通过泛基因组变异热点分析,鉴定出2个与物候关联的基因位点。【结论】杨属基因组中存在大量染色体重排,进而增加了基因调控的多样性。杨树组/派间的基因组结构变异可能与物候适应存在关联。基于林木基因组序列的复杂性,在林木泛基因组研究中应注意基因组整合范围与研究目标相匹配,结合基因泛基因组和图形结构泛基因组结果,综合解析林木的遗传变异规律和物种演化特征。

关键词：杨属泛基因组结构变异物候关联基因

DNA甲基化调控植物组织培养过程的分子机制研究进展

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南京林业大学学报（自然科学版） 2023年第6期47卷 1-8页

作者：国颖杨港归吴雨涵何杰何玉洁廖浩然薛良交林木遗传育种全国重点实验室南方现代林业协同创新中心江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南京林业大学林草学院江苏南京210037

植物细胞具有全能性,创伤和外源激素能够诱导已分化细胞的重编程来再生新的植株,发展的植物组织培养技术已广泛应用于植物快速繁殖、种质保存和性状改良等多个方面。然而,对植物组织培养过程中细胞如何保持分化状态和发育可塑性的分子... 详细信息

植物细胞具有全能性,创伤和外源激素能够诱导已分化细胞的重编程来再生新的植株,发展的植物组织培养技术已广泛应用于植物快速繁殖、种质保存和性状改良等多个方面。然而,对植物组织培养过程中细胞如何保持分化状态和发育可塑性的分子调控机制仍知之甚少,尤其是在表观遗传学水平上。DNA甲基化是一种进化上保守的表观遗传修饰,能够复杂地协调植物细胞全能性建立和影响其命运转变。在此,以组织培养过程中的愈伤组织形成、体细胞胚发生为切入点,总结了DNA甲基化参与植物再生过程的最新进展。首先,分析了不同植物再生过程中全基因组DNA甲基化变化模式,认为外植体类型和再生阶段均会对DNA甲基化水平产生影响;其次,重点研究了甲基化转移酶(MET1)等在植物再生过程中的作用,以及DNA甲基化调控再生基因表达的分子机制,包括BBM(baby boom),WOX(wuschel-related homeobox),WIN(wound induced dedifferentiation)等基因,最后,讨论了DNA甲基化在植物再生领域的未来研究方向,指出组织培养与基因工程的结合将为农作物和经济、用材林木的高效繁殖和精准培育提供机遇。

关键词：植物组织培养 DNA甲基化愈伤组织体细胞胚胎发生

中国南方美洲黑杨叶锈病病原菌分离及初步鉴定

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分子植物育种 2020年第24期18卷 8240-8246页

作者：周妍戴美丽戴晓港李淑娴尹佟明李小平南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南京210037

为探究中国南方美洲黑杨(Populus deltoides)叶锈病病原菌的种类,本研究对江苏省南京市(NJ)、泗洪县(SH)、泗阳县(SY)和安徽省合肥市(HF)、湖北省石首市(SS)的美洲黑杨进行锈菌分离,并对分离系进行形态学观察和分子鉴定。通过叶片单孢... 详细信息

为探究中国南方美洲黑杨(Populus deltoides)叶锈病病原菌的种类,本研究对江苏省南京市(NJ)、泗洪县(SH)、泗阳县(SY)和安徽省合肥市(HF)、湖北省石首市(SS)的美洲黑杨进行锈菌分离,并对分离系进行形态学观察和分子鉴定。通过叶片单孢子分离法,一共获得11个分离系(南京3个,泗阳4个,合肥2个,石首和泗洪各1个)。扫描电镜观察发现各分离系的夏孢子长度、宽度、刺距和秃面直径均有显著差异(p南京市、泗阳县、合肥市为落叶松-杨栅锈菌,泗洪县和石首市为欧洲山杨锈菌,其中欧洲山杨锈菌在中国南方美洲黑杨树上为首次报道,这为进一步研究中国南方美洲黑杨锈病发病机制提供重要参考。

关键词：美洲黑杨杨树叶锈菌欧洲山杨锈菌落叶松-杨珊锈菌

油用牡丹良种‘凤丹NL10’组织培养与快繁初步研究

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分子植物育种 2021年第16期19卷 5447-5457页

作者：刘佳锦王抒怡李淑娴尹佟明文书生李小平南京林业大学林学院江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南方现代林业协同创新中心南京210000

牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)属于毛莨科(Ranunculaceae)、芍药属(Paeoniaceae)多年生落叶灌木,为中国特有的木本花卉。除了药用和观赏价值,近年来人们又发现牡丹具有油用作用,并有凤丹牡丹(***)和紫斑牡丹(P. rockii)两大类栽培... 详细信息

牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)属于毛莨科(Ranunculaceae)、芍药属(Paeoniaceae)多年生落叶灌木,为中国特有的木本花卉。除了药用和观赏价值,近年来人们又发现牡丹具有油用作用,并有凤丹牡丹(***)和紫斑牡丹(P. rockii)两大类栽培品种群。目前油用牡丹的繁殖主要以种子繁殖为主,后代个体之间差异较大,性状不稳定,不能保持母本的优良性状。植物组织培养和快繁技术具有能保证原有品种的优良性状、繁殖系数高以达到产业化等特点。本研究利用‘凤丹NL10’为试验材料,选取凤丹的鳞芽和种胚等材料进行试验,主要研究不同消毒剂对外植体消毒、不同基本培养基及植物生长调节剂对鳞芽和愈伤组织的诱导、种胚生根等的影响。研究结果如下:(1)以鳞芽为外植体,先用75%的无水乙醇消毒30 s,再用2%的NaClO消毒20 min,杀菌效果最好。以种胚为外植体,采用75%的无水乙醇消毒30 s、5%的NaClO消毒20 min,杀菌效果最好。(2)鳞芽初代培养的培养基为WPM+6-BA 0.5 mg/L+GA30.4 mg/L。(3)鳞芽增殖培养的培养基为WPM+6-BA 0.5 mg/L+GA30.4 mg/L+PIC 0.6 mg/L+PVP 4 mg/L。(4)种胚在MS培养基中萌发率最高,6-BA 1.0 mg/L有利于种胚成苗,TDZ 0.5 mg/L有利于种胚膨大。适宜种胚子叶诱导愈伤组织的培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+2,4-D 2.0 mg/L。(5)种胚生根的培养基为1/2MS+IBA 1.0 mg/L+GA30.2 mg/L。

关键词： ‘凤丹NL10’ 组织培养快繁鳞芽种胚

毛果杨copine/BONZAI基因家族全基因组鉴定与组织表达特异性分析

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分子植物育种 2021年第15期19卷 4968-4976页

作者：徐强戴晓港尹佟明李小平南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室南京210000

利用copine蛋白保守序列进行blastx同源比对,鉴定毛果杨copine/BONZAI基因家族,构建系统进化树;通过在线网站进一步分析毛果杨copine蛋白的理化性质、结构和功能。利用数据库数据对copine/BONZAI基因在根、茎和叶等组织器官中的表达模... 详细信息

利用copine蛋白保守序列进行blastx同源比对,鉴定毛果杨copine/BONZAI基因家族,构建系统进化树;通过在线网站进一步分析毛果杨copine蛋白的理化性质、结构和功能。利用数据库数据对copine/BONZAI基因在根、茎和叶等组织器官中的表达模式进行分析。结果显示,毛果杨含有3个copine/BONZAI基因,分别为PtBON1、PtBON2和PtBON3,氨基酸残基数分别为573 aa、576 aa、579 aa;相对分子质量分别为62865.57、63191.81、63980.64 kD;平均理论等电点分别为5.38、5.33、5.99。PtBONs具有明显的疏水区和亲水区,没有Coil区,N端不存在信号肽,不具有跨膜结构域,均为非分泌蛋白。PtBONs二级结构中最主要的结构元件是α-螺旋和无规则卷曲。通过STRING和KEGG预测copine蛋白参与了植物与病原体相互作用过程。本研究结果为今后研究杨树copine蛋白的细胞信号转导通路机制及温度介导的抗病调控机制等提供理论依据。

关键词：毛果杨 copine蛋白生物信息学蛋白序列结构预测分析蛋白功能预测分析

‘南林895’杨PdNAC1基因克隆及蛋白的亚细胞定位

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南京林业大学学报（自然科学版） 2015年第3期39卷 50-54页

作者：王浩然邵志龙朱燕宇匡华琳黄敏仁陈英南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学杨树种质创新与品种改良重点实验室江苏南京210037

以‘南林895’杨（Populus deltoides×*** cv ‘Nanlin895’）为材料，通过RACE－PCR技术，获得了NAC1基因的全长cDNA，命名为PdNAC1。该序列含有1个长906 bp的开放阅读框，编码302个氨基酸。该蛋白的分子质量为34．23 ku，等电点为7... 详细信息

以‘南林895’杨（Populus deltoides×*** cv ‘Nanlin895’）为材料，通过RACE－PCR技术，获得了NAC1基因的全长cDNA，命名为PdNAC1。该序列含有1个长906 bp的开放阅读框，编码302个氨基酸。该蛋白的分子质量为34．23 ku，等电点为7．44。分析其氨基酸序列发现，该蛋白具有典型NAC转录因子特征，NAM结构域位于11-135个氨基酸之间，含有A、B、C、D、E 5个亚结构域，该区域可以结合DNA；而C端含有一个高度变异的转录激活区。利用杨树原生质体对PdNAC1蛋白进行细胞亚定位，结果发现PdNAC1不仅明显定位于细胞核中，而且在细胞膜上也有表达。但PdNAC1是否具有相应的跨膜结构域尚不明确。

关键词： '南林895’杨 NAC转录因子 PdNAC1 亚细胞定位

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林木基因组及功能基因克隆研究概述

遗传 2010年第7期32卷 677-684页

作者：尹佟明南京林业大学江苏省杨树品种改良与种质创新重点实验室南京210037

在美国能源部资助下,首个多年生木本植物——杨树的全基因组测序已经完成且序列信息已对公众开放。杨树全基因组测序的完成标志着林木基因组进入后基因组研究时代。克隆控制重要性状的主效基因是林木后基因组时代的主要研究内容。近年来... 详细信息

在美国能源部资助下,首个多年生木本植物——杨树的全基因组测序已经完成且序列信息已对公众开放。杨树全基因组测序的完成标志着林木基因组进入后基因组研究时代。克隆控制重要性状的主效基因是林木后基因组时代的主要研究内容。近年来,在一些重要作物,如水稻、蕃茄及玉米中,先后成功克隆了多个控制重要农艺性状的主效基因,分子育种在作物中已进入实用阶段。林木相对于这些重要作物而言,分子遗传学的研究起步较晚,同时,由于林木自身的一些生物学特性,在林木中精确定位与克隆未知基因一度被视为遗传学研究领域的难点。随着技术和研究手段的不断进步,以及林木基因组资源的快速积累,有望在这一领域取得突破,为在林木中开展分子育种创造条件。文章综述了国际上林木基因组与功能基因克隆研究的现状与新发展,并对后基因组时代的林木功能基因克隆研究的预期成果进行了展望,以期为从事该领域研究的科研人员提供参考。

关键词：基因克隆林木基因组反向遗传学正向遗传学连锁分析相关分析分子育种