利用Perl语言开发了用于探寻基因组SSR的程序SSRFinder,并利用其从法国国家基因测序中心(Genoscope)公布的欧亚种葡萄(Vitis viniferaL.)黑比诺品系PN40024的基因组序列中检索到114 520个SSR。其中含单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复单元的SSR数目分别为37 648(32.9%)、30 123(26.3%)、18 705(16.3%)、14 566(12.7%)、3 492(3.0%)和9 986(8.7%)个。在各类SSR中,不同核苷酸组成的重复单元频率间存在较大的差异,其中富含A/T重复单元的SSR频率最高,而富含...

【目的】果粒大小是葡萄外观和产量的重要构成因子之一，为受多基因调控的复杂数量性状，挖掘葡萄果粒大小相关性状的关键遗传调控位点和基因，将有助于葡萄产量的提高。【方法】本研究以150份葡萄品种资源为材料，分别于2019年和2020年对葡萄果实单粒重、种子数目和种子质量等进行测定，并结合重测序获得的高密度基因型数据进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS），挖掘调控各性状的遗传位点和基因。【结果】各性状在关联群体中呈现广泛的连续变异，变异系数为39.55%—68.89%；在不同年份均服从正态分布，符合数量性状遗传特征；相关性分析表明葡萄果实单粒重、种子数目和种子质量呈显著正相关。全基因组关联分析共检测到150个与果实单粒重显著关联的SNP，在2019年检测到99个SNP，解释表型变异的14.48%—25.59%；在2020年检测到73个SNP，解释表型变异的16.08%—26.83%；其中24个SNP位点在两个年份均检测到，主要位于1号、5号、11号和16号染色体。相较于果实单粒重，检测到的与种子数目显著关联的SNP较少，2019年检测到1个显著性SNP，表型解释率为24.29%;2020年检测到17个显著性SNP，均位于18号染色体。两个年份检测到与种子质量显著关联的SNP分别有1个和2个，位于18号染色体，解释表型变异的23.59%—48.29%。在两年重复检测到SNP位点基因组区域内，根据基因功能注释筛选出11个可能与果实单粒重相关的候选基因，其中包括乙烯信号通路基因（基因ID:VIT＿05s0049g00490、VIT＿05s0049g00500、VIT＿05s0049g00510和VIT＿16s0100g00400）、赤霉素信号途径基因（基因ID:VIT＿11s0016g04630和VIT＿16s0022g02310）、生长素响应蛋白基因（基因ID:VIT＿11s0016g05640）和一些重要的转录因子基因（基因ID:VIT＿05s0049g00460、VIT＿11s0016g05660和VIT＿16s0022g02330）。在18号染色体鉴定到与种子含量相关的候选基因（基因ID:VIT＿18s0041g01880，编码MADS-box蛋白Vvi AGL11），位于该基因上的SNP基因型变化显著影响葡萄果实种子数目和质量。【结论】结合两个年份的表型数据，共检测到150个与果实单粒重显著关联的SNP，主要定位于1号、5号、11号和16号等染色体；检测到19个与种子含量关联的SNP，主要定位于18号染色体。基于基因注释和基因型分析结果，确定了包含VIT＿11s0016g04630和VIT＿16s0022g02310等在内的11个候选基因可能参与调控葡萄果实单粒重，确定候选基因（基因ID:VIT＿18s0041g01880）与种子含量显著相关。

【目的】通过宏基因组技术获取土壤微生物总DNA,运用基因克隆、功能筛选、基因表达等手段挖掘新型β-葡萄糖苷酶,为新型微生物资源的开发利用提供科学依据。【方法】提取高糖土壤宏基因组DNA,构建宏基因组文库;筛选文库并对阳性克隆子亚克隆,获得β-葡萄糖苷酶基因;PCR扩增目的基因,以pSE380为表达载体构建重组质粒,转化至大肠杆菌进行表达;采用镍亲和层析对重组酶纯化,研究其酶学性质。【结果】成功构建约含9.2万个克隆的高糖土壤宏基因组文库,获得一个新型β-葡萄糖苷酶基因unbgl3A。该基因大小为2241 bp,在氨基酸水平上,与Gen Bank数据库中已知β-葡萄糖苷酶的一致性为73%;该酶最适pH为6.0,最适温度为50℃,对对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(p-NPG)的K_m值为6.45 m M,V_(max)为50μmol/(mg·min)。在15～50℃热处理1 h后仍保留90%以上的酶活力,热稳定性较好,且被多种糖激活。【结论】宏基因组技术是获取新酶有效手段,获得的Unbgl3A具有良好酶学性质,可为进一步挖掘其应用潜力及研究耐热机理奠定基础。

[目的]本文旨在研究葡萄(Vitis vinifera)无内含子基因的结构特征、功能以及表达特点。[方法]对葡萄19条染色体上4 906个(占整个基因组的13.8%)无内含子基因情况进行分析,并研究了无内含子基因的亚细胞结构、GO功能类型以及基因在不同组织的表达情况。[结果]葡萄无内含子基因数与每条染色体长度和染色体的基因总数存在正相关关系,每条染色体上无内含子基因占染色体上基因总数的1.2%~1.5%,同时无内含子基因在同一条染色体上的分布是不均匀的,更偏向富集于染色体的两端。葡萄无内含子基因的平均长度为997 bp,比总基因的平均长度短,是总基因长度的1/5。葡萄无内含子基因的亚细胞定位表明,基因产物分布在叶绿体上的数最多,线粒体上几乎没有。基因功能预测结果表明,葡萄无内含子基因主要为生长因子、转录调控、电压门控离子通道以及结构蛋白4种,其中更多参与生长调节。葡萄无内含子基因在不同组织中的表达水平低于有内含子的基因。[结论]葡萄无内含子基因与有内含子基因相比长度较短,表达水平较低。

【目的】明确DELLA蛋白基因在葡萄基因组数据库中的数量、结构和组织表达差异,探究DELLA蛋白在葡萄赤霉素(GA)信号传导及葡萄无核果实发育机理中的作用机制。【方法】基于拟南芥、水稻等植物中的DELLA蛋白基因,利用HMMER程序和NCBI的CDD程序鉴定葡萄基因组中的DELLA蛋白基因;以‘白罗莎里奥’葡萄品种为试材,采用PCR技术克隆3个DELLA蛋白基因的c DNA全长序列;通过启动子作用元件分析预测其潜在功能;利用生物信息学软件对其染色体定位、基因结构、系统进化、理化特性、亚细胞定位及蛋白互作等进行分析;利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术分析DELLA蛋白的亚细胞定位情况;采用q RT-PCR方法检测葡萄DELLA蛋白基因应答GA在果皮、果肉、种子(或种子区)的时空表达特征。【结果】鉴定得到3个葡萄DELLA蛋白基因,克隆并验证其精确序列,分别命名为Vv GAI1(VIT_201s0011g05260)、Vv RGA(VIT_214s0006g00640)及Vv SLR1(VIT_211s0016g04630),其染色体定位、开放阅读框(ORF)大小、编码氨基酸数量分别为:Chr1、1 773 bp、590个;Chr14、1 710 bp、569个;Chr11、1 599 bp、532个。基因结构分析表明其DNA序列均无内含子,只有1个外显子,基因结构高度保守。进化分析显示Vv GAI1与Vv RGA亲缘关系较近,被聚类为一组,而Vv SLR1为另一组。3个基因的启动子均含有响应赤霉素和胚乳发育相关的作用元件,表明它们可能参与响应GA信号传导和胚乳发育过程。亚细胞定位结果显示3个DELLA蛋白均定位于细胞核。q RT-PCR结果显示除果皮中Vv SLR1在近成熟期具有表达高峰外,其余均在幼果期高表达,且外源GA处理均不同程度降低了3个DELLA蛋白基因在葡萄果皮、果肉和种子区的表达,尤以种子区下调水平最为显著。蛋白互作分析表明3个DELLA蛋白均为葡萄GA信号传导的核心作用元件,均可能与GIDI1和SLY1互作参与葡萄GA信号传导。【结论】葡萄基因组中含有3个DELLA蛋白基因家族成员;不同物种间DELLA蛋白结构高度保守;GA可能通过负调控这3个成员参与葡萄果皮、果肉和种子区的发育,且3个成员均可能通过应答GA信号调控葡萄无核果实的发育。

【目的】通过对‘金冠’苹果基因组SSR位点的统计分析,为蔷薇科果树应用SSR分子标记进行高通量的遗传分析提供理论与实践基础。【方法】运用NCBI数据库中‘金冠’苹果基因组数据,分析其SSR位点分布情况,并根据SSR位点的搜索结果,设计68对引物(每条染色体设计4对),利用苹果品种对所设计引物进行应用性验证并利用梨杂交群体进行通用性检测。【结果】苹果基因组中SSR序列主要是完全重复型,17条染色体共存在163 426个SSR位点,平均每隔3.22 kb存在1个。单核苷酸至三核苷酸重复基序在染色体水平上分布较均匀,而四核苷酸至六核苷酸重复基序的分布差异较大。单核苷酸与二核苷酸重复基序所占比例最大,...

【目的】传统的油茶育种工作效率低、周期长，分子标记辅助育种已成为推动油茶遗传改良的必要方法，对油茶基因组SSR位点进行整体统计分析，为提高油茶的选育效果、缩短选育周期提供了一条有效途径。通过对四倍体油茶基因组SSR位点进行搜索，统计分析其基因组SSR序列的分布模式及特征，获得优质、有价值的SSR分子标记位点，为进一步开展油茶品种的遗传分析、分子标记辅助育种、指纹鉴定等研究工作提供便利条件。【方法】本研究基于已获得的四倍体油茶全基因组数据，使用MISA软件全面搜索基因组中1～6核苷酸各重复类型的SSR位点，统计分析其分布模式及特征，通过Primer3.0软件进行批量SSR引物设计。【结果】在全长为11 069 152 038 bp的四倍体油茶全基因组中共搜索到不同类型SSR位点6 254 681个，一共鉴定出463个不同重复基元，平均1.77 kb出现一个SSR位点；出现频率最高的是单核苷酸重复类型SSR位点，占比62.08%，六核苷酸重复类型SSR位点数量最少，仅占比0.46%；在四倍体油茶基因组SSR序列中A、T碱基占据绝对优势，而G、C含量较少，具有碱基偏好性。四倍体油茶基因组各类型SSR序列的整体长度区间为10～187 bp，平均长度15.57 bp；除单核苷酸重复类型，长度≥20 bp的SSR序列占全部SSR序列的15.75%，其中二、三、四核苷酸三种重复类型SSR长度变异程度显著高于五、六核苷酸重复类型，因此，二、三、四核苷酸重复类型为设计SSR引物的主要标记来源；基于四倍体油茶基因组SSR位点数据，共开发引物1 358 248对。【结论】本研究首次对四倍体油茶全基因组中SSR位点的分布模式与特征进行整体统计分析，并批量开发SSR引物，为油茶分子标记辅助育种提供参考。

为开发虾肝肠胞虫(Enterocytozoon hepatopenaei, EHP)及其近缘种的分子标记,本研究采用生物信息学方法,对虾肝肠胞虫全基因组中SSR (simple sequence repeat,简单重复序列)位点的数量、分布及频率等信息进行统计分析,并与其他5种微孢子虫真菌物种基因组进行了比较。在虾肝肠胞虫基因组中共搜索到794个SSR,总长度为21773 bp,占基因组的0.72%, SSR的平均长度为27.43 bp,相对丰度为262 loci/Mb,相对密度为7184.43 bp/Mb。6种SSR类型中,四核苷酸SSR数量最多,有570个,总长度为12152 bp,占SSR总数的71.79%,平均长度为21.32 bp,相对丰度为188.08loci/Mb,相对密度为4009.79bp/Mb;二核苷酸SSR数量最少,仅有20个,总长度为280bp,占SSR总数的2.52%,平均长度为14bp,相对丰度为6.6loci/Mb,相对密度为92.39bp/Mb。基因组高频率(≥10)出现的SSR重复类型为:AACT, TTAG, TAGT, ACTA, AGTT, CTAA, AACTA, GTTA, TTAGT, TAAC, AT。选择序列长度不小于20 bp的多核苷酸SSR共计30个,进行引物设计用于物种鉴定。利用GO数据库对含SSR基因进行功能注释,共有28个基因(3.53%)注释到分子功能、生物进程及细胞组分3类中。将虾肝肠胞虫与其他微孢子虫真菌相比,虾肝肠胞虫中SSR的数量及相对丰度适中,由此可知基因组大小与SSR数量无关。本研究为虾肝肠胞虫的种群遗传及进化相关研究奠定了基础。

【目的】研究三江黄牛群体遗传多样性,从基因组层面讨论其群体遗传变异情况。【方法】提取50个体基因组总DNA,等浓度等体积混合,构建混合样本DNA池,利用CovarisS2进行随机打断基因组DNA,电泳回收长度500 bp的DNA片段,构建DNA文库。应用Illumina HiSeq 2000测序,最终得到测序数据。利用BWA软件将短序列比对到牛参考基因组(UMD 3.1),来检测三江黄牛基因组突变情况。SAMtools、Picard-tools、GATK、Reseqtools对重测序数据进行分析,Ense

从项目管理角度研究政产学研协作数据库的知识产权保护机制,基于数据库项目管理五阶段论提出适用于政产学研数据库的知识产权管理模型,并以上海材料基因组数据库项目为例,详细阐述项目启动阶段的数据库知识产权战略部署、项目计划阶段的数据库知识产权计划设置、项目实施阶段的数据库知识产权保护措施、项目监测阶段的知识产权管理、项目完成阶段的知识产权运用,形成一套系统化、全方位的政产学研数据库项目的知识产权保护体制。

【目的】为"红阳"猕猴桃种质资源鉴定与分子标记进行辅助育种提供理论基础。【方法】基于红阳猕猴桃全基因组数据,对其进行SSR标记分析以及基因密码子偏性分析。通过生物信息学方法,分别以全基因组及碱基数不小于300 bp的蛋白质编码序列为研究对象,利用GMATA、Codon W和SPSS对红阳猕猴桃进行SSR标记与基因密码子使用偏性分析。【结果】扫描红阳猕猴桃全基因组得到的247 012个SSR单元中,二核苷酸重复单元最多,占87.7%;长度为10 bp的SSR占比最高,为33.4%。红阳猕猴桃基因的GC平均含量、GC12含量和GC3含量分别为47.10%、47.6%和45.87%;红阳猕猴桃的密码子使用模式与大肠杆菌和酿酒酵母密码子使用模式差异较大,与毕赤酵母较接近;中性作图表明,GC3s与GC12无明显相关性;ENC作图表明,大部分基因位于曲线周围;红阳猕猴桃28个最优密码子中,除CGA以A结尾外,其他密码子均以C或G结尾,说明红阳猕猴桃最优密码子偏好使用以C/G结尾的密码子。【结论】红阳猕猴桃全基因组具有丰富的SSR位点,可用于高效、快速地进行SSR引物的开发。红阳猕猴桃基因密码子使用模式受压力突变和自然选择等多重因素的影响;选取毕赤酵母作为红阳猕猴桃基因的异源表达宿主较合适。

野生葡萄类群有一半以上分布在中国.学者们基于形态特征和核基因组对其系统发育关系进行了研究，但结果存在比较大的冲突，类群间的亲缘关系仍未明确.为探究基于叶绿体基因组重建的中国野生葡萄的系统发育关系与前人基于形态特征或核基因组的研究结果是否一致，本研究从已公布的重测序数据中组装出26个中国野生葡萄的叶绿体基因组，并使用联合分析和溯祖理论重建了这26个类群的系统发育关系.联合分析的结果将中国野生葡萄分成了3个分支，这与前人的研究结果也存在较大冲突；而基于溯祖理论的分析没有得到较高分辨率的系统发育关系，这可能是由于单个基因的系统发育信息比较低，限制了该理论的应用.另外，相对于编码区和非编码区数据，叶绿体全基因组数据对中国野生葡萄系统发育关系的解析能力较好.

基于SSR标记研究凡纳滨对虾养殖群体的遗传多样性和群体遗传结构，为凡纳滨对虾种质资源的遗传改良提供基础信息。本研究利用MISA软件对凡纳滨对虾全基因组SSR位点进行搜索，通过聚丙烯酰胺凝胶电泳获得多态性高的SSR标记，基于POPGENE 1.32、PIC-CALC和Mega 6.0软件分析6个不同来源的凡纳滨对虾养殖群体的遗传多样性和群体结构特征。在凡纳滨对虾全基因组数据中共鉴定出10 453 975个微卫星，约占基因组序列总长度的18.56%，其中，二碱基微卫星最丰富，占总数的82.15%。利用具有多态性的14个SSR标记分析3个国内群体桂海1号（CG）、海兴农2号（CH）和山东养殖群体（CT），及3个国外群体厄瓜多尔1号（FO）、厄瓜多尔2号（FT）和墨西哥群体（FM）的遗传特征，结果表明，14个SSR标记在6个群体中共检测到208个等位基因变异，等位基因数、观测杂合度、期望杂合度和多态信息含量的范围分别为6～25、0.112～0.994、0.234～0.925和0.226～0.918；遗传多样性丰富程度从高到低分别为CH > FO > FM > CT > FT > CG。桂海1号与山东养殖群体、3个国外群体间属于中等程度的遗传分化；聚类分析显示，国内群体桂海1号和海兴农2号聚为一大类，山东养殖群体与国外群体厄瓜多尔1号、厄瓜多尔2号和墨西哥群体聚为一大类。本研究结果表明，筛选的14个SSR标记可用于凡纳滨对虾群体遗传多样性的评估；3个国外群体的遗传多样性相对较高，且与国内群体桂海1号和海兴农2号的亲缘关系较远。本研究对凡纳滨对虾种质资源的开发利用与新品种选育具有十分重要的意义。

利用GenBank数据库中秀珍菇(Pleurotus pulmonarius)的全基因组序列进行简单重复序列(SSR)位点挖掘。在秀珍菇PM＿ss5基因组中共检测出2348个SSR位点，相对丰度为平均1 Mb中含有59个SSR位点；所有SSR位点中，以二核苷酸SSR为主(51.8%)，三核苷酸SSR次之(27.7%)；经鉴定的秀珍菇SSR位点包含141种碱基基序，优势碱基基序为GA/TC、CT/AG;SSR长度变化范围为10～156 bp，其中，10～15 bp的SSR位点占比为77.2%；在秀珍菇和其他4种侧耳属真菌基因组中，都是以短核苷酸SSR为主，秀珍菇二核苷酸SSR占比高于其他侧耳属菌株；利用筛选的53对多态性引物对18个秀珍菇菌株进行遗传多样性分析，结果发现参试菌株表现出中度遗传多样性，平均Shannon信息指数为0.38，平均Nei’s基因多样性为0.23，平均有效等位基因数为1.35。

【目的】通过对四倍体野生种花生Arachis monticola(AABB,2n=4x=40)全基因组SSR位点搜索,研究其全基因组SSR分布特征及规律,开发并验证其全基因组SSR引物,为花生属植物遗传进化分析及重要性状分子标记开发提供依据。【方法】在华大基因GigaScience数据库下载A.monticola全基因组序列,并利用生物信息学软件MISA进行SSR位点搜索,Primer 3进行引物设计,通过电子PCR进行单位点SSR分析,并随机合成100对SSR引物验证通用性。【结果】SSR在四倍体野生种花生A.monticola基因组上共搜索到SSR位点676 878个,平均每3.8 kb就会出现一个SSR,分布于5 127条scaffold中,单核苷酸至六核苷酸均有分布,且数量上差异较大,以单碱基、二碱基、三碱基为主,三者占SSR总数的94.28%,其中单碱基重复数量最多,占46.71%,密度最高;六核苷酸重复数目最少,分布最稀疏。大多数SSR分布在基因间区,基因区SSR多分布于内含子区域;全基因组共鉴定出395个不同的重复基元,其中A亚基因组342种,B亚基因组356种;A/T是最丰富的重复基元;在1—6个核苷酸的重复基元中,数量最多的依次是A/T、AT/AT、AAT/ATT,AAAT/ATTT、AAAAT/ATTTT、AAAAAT/ATTTTT;整体来看,重复基元的重复次数多集中在50次以内,不同类型的motif的重复次数差异很大;同一种类型重复基元的SSR位点,随着motif重复次数增加,SSR的数量逐渐降低;B03染色体上SSR数量最多,A08染色体中SSR密度最高。A.monticola全基因组SSR比A.duranensis、A.ipaensis基因组SSR数量多,密度也更高,A.monticola单核苷酸重复最丰富,2个野生种二核苷酸数量最多。共设计出SSR引物192 303对,单位点SSR标记检出率50.35%,单点SSR标记在基因组上的分布呈现两端密集,中间稀疏的特点;随机合成的100对引物中,90对能在A. monticola中扩增出稳定清晰的条带,且在4份不同的花生基因组DNA中扩增目的条带表现出不同的特点。【结论】A.monticola基因组内SSR种类和数量丰富,单核苷酸至六核苷酸均有分布,单核苷酸重复基元数量最多,且最密,六核苷酸重复基元数量最少,出现频率最低,不同重复基元频数高低与核苷酸数量没有严格相关性,SSR多分布在基因间区,基因区内含子区域SSR数量最多;A.monticola A、B亚基因组具有其各自特异的重复基元类型;单个类型重复基元数量最多的均为AT富集的重复基元,而GC富集的重复基元相对较少;同一种类型重复基元的SSR位点,随着motif重复次数增加,SSR的数量逐渐降低;A.monticola全基因组SSR较2个二倍体野生种数量更多,密度也更高且重复基元分布规律不同;经过初步验证,开发的SSR引物在4份花生材料中表现出部分通用性。