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减数分裂中的二倍体化是异源多倍体物种形成与进化的细胞学基础。本文综述了芸薹属异源多倍体中细胞学行为及遗传机制的研究进展。虽然芸薹属三个栽培二倍体种间的成对杂交进化形成了三个栽培异源四倍体种,但自然界没有发现包含三个基因组的芸薹属异源六倍体种。通过芸薹属六个栽培种间的几种杂交途径人工合成的芸薹属三基因组异源六倍体（2n=54,AABBCC）均同时表现二倍化与非二倍化的减数分裂行为、产生整倍体与非整倍体后代,显示不同的基因组稳定性（B>A>C）。芸薹属异源四倍体、六倍体所具有的细胞质背景、染色体组的组合及亲缘关系均可影响它们的减数分裂行为、后代的染色体数目及组成,进而为遗传育种产生新材料。 相似文献
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本文综合分析了细胞遗传学及比较基因组学在芸薹属栽培种基因组结构及进化方面的研究进展。测序物种的DNA序列比较分析显示，芸薹族特有的六倍体祖先基因组的进化途径为，先由芸薹科x=8的祖先核型衍生出染色体数减少的x=7的核型，然后该核型经过三倍化事件产生古老的六倍体基因组，最后才分化产生3个芸薹属栽培二倍体种。根据3个二倍体种测序基因组的比较分析，构建了具有9条染色体的芸薹属祖先基因组及所形成的二倍体的染色体组成。传统及分子细胞遗传学研究为二倍体种基因组的多倍体性质及部分同源性关系提供了直观的证据，特别是二倍体间的异源染色体附加系的减数分裂配对行为揭示了单条染色体间的同源性程度。最后，对依据近缘物种的基因组结构进行芸薹属作物种质资源的创建与利用提出建议。 相似文献
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由于异源多倍体物种的进化时间久远,难以知晓确切的二倍体亲本,现在推测的自然界现存二倍体种又经历过独立的演化,因此,通过特定的实验方法从天然的异源多倍体物种中剥离出特定染色体组并重建异源多倍体的基本种,将为研究异源多倍化过程中祖先基因组的遗传与互作提供独特的材料。现已通过不同的杂交策略,从异源六倍体普通小麦和异源四倍体种甘蓝型油菜中成功重建它们的一个基本种。例如以人工合成的芸薹属异源六倍体（如埃塞俄比亚芥与白菜杂交的AA.BBCC)为桥梁,其中的C染色体组被选择性的丢失后产生的芥菜型油菜（AA.BB）与埃塞俄比亚芥杂交形成的杂种（BBAC）自交后便可重建黑芥(BB)祖先种;将四倍体与二倍体种之一杂交后形成的同源异源六倍体（如AAAACC）连续自交,使处于同源四倍体状态的染色体组（A）快速丢失而重建另一个二倍体基本种（CC）。 相似文献
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《中国油料作物学报》2017,(3)
为研究芸薹属AC基因组重金属转运ATP酶(HMA,heavy metal transporting ATPase)参与的金属转运机制,利用白菜、甘蓝和甘蓝型油菜全基因组数据对HMA基因进行全基因组水平鉴定,并分析其在芸薹属AC基因组中的进化。结果显示,在芸薹属AC基因组中共鉴定到50个HMA基因,其中白菜14个、甘蓝13个、甘蓝型油菜23个(A亚基因组11个,C亚基因组12个),并且HMA基因在三个物种中均存在不均匀加倍的现象。这50个基因分属于P_1B-1、P_1B-2、P_1B-4三个亚族,在蛋白保守序列分布、蛋白理化性质、基因结构和启动区顺式作用元件等方面不同亚族之间各有差异,但同一亚族的基因在组织表达特异性方面也存在较大的差异。还发现Bra003110、Bol030251、BnaA10g06240D、BnaC09g28870D,BnaC09g11230D、BnaC04g20290D、BnaA09g10950D和Bra027641几个与At HMA5同源的基因,在多个方面较At HMA5发生了较大的变异,可能会导致这些基因在芸薹属作物中延伸出不同于At HMA5的功能。在芸薹属AC基因组HMA基因中发现的GICCSME和GICCPSE新变异类型,不同于拟南芥中的GICC(T/S)SE功能位点,也可能导致相应的基因出现新的功能变异。本研究为从芸薹属AC基因组中选择特异性金属离子转运的HMA基因提供生物信息学参考,对进一步解析芸薹属植物中HMA基因参与的金属离子转运机制具有重要的指导意义。 相似文献
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《中国油料作物学报》2014,(5)
为了解液泡铁离子转运蛋白(vacuolar iron transporter,VIT)编码基因在芸薹属作物中的进化关系,在已完成的拟南芥、白菜、甘蓝以及甘蓝型油菜全基因组测序基础上,利用HMMER软件根据VIT保守的结构域对拟南芥、白菜、甘蓝和甘蓝型油菜全基因组的蛋白质序列进行同源检索,在四个物种中分别鉴定得到了9个、13个、12个和14个VIT候选基因;并且系统发育分析显示,VIT基因家族在四个物种可分为3类。VIT基因的启动子区域富含LTRE、ABRE、MYC、MYB和W-box等逆境应答相关顺式作用元件。蛋白质特性分析结果表明VIT结构域中具有多个保守的疏水氨基酸位点。表达谱分析显示所有VIT基因在所选取的组织中都有不同程度的表达。同时,线性对应的同源基因表达模式既有相似之处,又存在分化,而串联重复基因簇表达模式基本一致。 相似文献
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用于芸薹属作物原生质体融合的主要方法有PEG诱导融合法和电场诱导融合法，融合方式有对称融合与非对称融合。已在芸薹属种内、种间、属间及族间通过体细胞杂交实现了胞质基因组的转移，改良或创造了细胞质雄性不育系。从远缘物种中转移了一些有用的外源基因到芸薹属作物中，如抗性基因、品质性状基因及控制其它一些重要农艺性状的基因。讨论了体细胞杂种鉴定技术及原生质体融合技术应用于芸薹属作物改良的前景和局限性。 相似文献
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体细胞胚胎发生类受体激酶（somatic embryogenesis receptor-like kinase，SERK）与植物体细胞胚发生，尤其是与植物非生物逆境胁迫响应有关。为鉴定甘蓝型油菜中BnaSERK基因家族成员、揭示其进化关系及其与油菜盐/旱胁迫的响应，利用生物信息学方法对甘蓝型油菜品种中双11的SERK家族成员、基因结构、进化关系、选择压力等进行系统分析，并初步分析了部分BnaSERK基因在盐/旱胁迫下的表达响应模式。结果表明：在甘蓝型油菜基因组共鉴定到24个BnaSERK基因，它们不均等地分布在15条染色体上，可分为3个亚族，具有相对保守的基因结构和保守基序，且含多种与激素和非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。共线性分析表明，甘蓝型油菜和拟南芥、白菜、甘蓝分别有14对、44对和32对基因表现出共线性。基于比较基因组学研究，甘蓝型油菜BnaSERK基因在经历多倍体化之后，出现了不同程度的丢失现象。分析表明，BnaSERK基因家族在芸薹属物种间的进化相对保守。盐/旱胁迫下的5个BnaSERK基因在叶片中的表达模式分析结果显示，BnaA07g29610D、BnaC01g43240D、BnaCnng07810D基因在盐胁迫下表达量上调，而BnaA01g23070D、BnaA07g23390D基因则表现为下调；BnaA07g23390D、BnaA07g29610D基因在干旱胁迫下表现为上调表达，而BnaC01g43240D、BnaCnng07810D、BnaA01g23070D基因呈下调趋势。表明BnaSERK基因可能在油菜响应盐/旱胁迫的调控机制中发挥着重要作用。 相似文献
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《中国油料作物学报》2014,(3)
为分析芸薹属AC基因组中SUC基因(负责蔗糖和质子同向转运的蛋白基因)家族的扩张与丢失,基于已公布的白菜和尚未公布的甘蓝及甘蓝型油菜基因组数据对SUC基因进行全基因组鉴定,并分析基因结构域特征、生化特征、进化关系和表达特性。依据HMMER程序构建的SUC基因家族的HMM(隐马尔科夫)模型,在白菜、甘蓝、甘蓝型油菜中,各检索出12、11和24个SUC候选基因;通过用SUC家族特征进行筛选,最终各保留了12、4和7个SUC基因;通过对SUC基因在拟南芥、白菜、甘蓝和甘蓝型油菜中的系统发育分析,SUC基因家族在芸薹属物种中分成了3个亚类。利用MCscan对这4个物种基因组的共线性分析,结果表明SUC基因家族成员在芸薹属物种基因组加倍后以及白菜和甘蓝杂交形成油菜以后发生了不同程度的丢失。同时,序列生化特性预测结果表明SUC蛋白是属于偏碱性的疏水性蛋白且结构稳定;表达谱分析显示,所有SUC基因基本上在所有的组织中都有不同程度的表达;启动子分析表明,SUC基因的启动子区富含LTRE、ABRE、MYC、MYB和W-box等逆境应答相关顺式作用元件,因而该基因可能也与抗逆性相关。 相似文献
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甘蓝型油菜-新疆野生油菜二体异附加系BAC文库的构建 总被引：4，自引：3，他引：1
甘蓝型油菜-新疆野生油菜二体异附加系包含了甘蓝型油菜全基因组和新疆野生油菜一对染色体,携带有恢复基因;以该二体异附加系为材料,以CopyControl&;#8482; pCC1BAC&;#8482; (Hind Ⅲ Cloning-Ready) Vector为载体,构建了其基因组的BAC文库（bacterial artificial chromosome library）。该文库含有69,120个克隆,平均插入片段达110kb,相当于甘蓝型油菜单倍体基因组大小的6.336倍。随机挑选3个大于100kb的克隆进行稳定性继代实验,经100代后插入的DNA片段仍然稳定存在。该材料BAC文库的建成,为我们下一步开展甘蓝型油菜基因组学研究及相关重要功能基因的克隆等提供了必要的技术平台。 相似文献
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应用DNA标记分析稻飞虱的抗性基因 总被引：3，自引：0，他引：3
简要地回顾了水稻抗飞虱的遗传位点定位和作图的新进展.来自具有不同基因组的野生稻渗入系的4个抗褐飞虱基因Bph
1、 bph 2、 bph 4和Bph 9,以及4个暂定名抗褐飞虱基因Bph 10(t)、bph 11(t)、bph
12(t)和Bph 13(t),目前已被定位于水稻12条染色体中的5条.其中,Bph 1、 bph
2、 Bph 9和Bph 10(t)在水稻第12染色体的长臂上形成1个连锁区段,位于bph
2位点附近约25 cM.检测出几个对田间抗性和杀卵作用有影响的QTL.抗白背飞虱基因Wbph
1、 Wbph 2和Wbph 6(t)已经或暂时定位了.粳稻中对白背飞虱具有杀卵抗性的QTL已进行了详细的分析,在第6染色体的短臂上检测到有效的QTL,在同一位点鉴定出1个显性的杀卵基因Ovc.在杀卵基因Ovc存在时,第1染色体上的1个QTL和第5染色体上的2个QTL增加白背飞虱的卵死亡率.用DNA标记进行QTL作图可以加深人们对作物抗虫性中复杂的生理和遗传机理的理解.标记辅助选择可以加速培育具多基因抗虫性的作物,还可以将野生种中的有利抗虫特性转入改良品种中,增加作物抗虫性的持久性和遗传多样性. 相似文献
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The genic colinearity of grass genetic maps, physical maps, and contiguous genomic sequences has been a major contributor to almost two decades of study into the structure and evolution of grass genomes. This research has led to the discovery of all of the major phenomena responsible for the rapid evolution of flowering plant genomes. These processes include polyploidy, transposable element (TE) amplification, TE-driven genome rearrangement, and DNA removal by unequal homologous recombination and illegitimate recombination. The great variety in angiosperm genome structure is largely an outcome of differences in the specificities, frequencies, and amplitudes of these common genome-altering processes. Future emphasis now needs to shift to harnessing an even broader range of studied species, and to use this phylogenomic perspective to uncover the nature and functions of the genes that are shared by particular lineages and those that set each individual species apart as a unique biological entity. 相似文献
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芸薹属植物作为十字花科经济价值最大的属种，不仅包含甘蓝型油菜、芥菜型油菜等油料作物，而且还包括白菜、甘蓝、芥菜等十字花科蔬菜。细胞质雄性不育作为杂种优势利用的重要途径之一，为芸薹属植物杂交育种提供了简单、高效的制种途径。近年来，在油菜中已经发现和报道的细胞质雄性不育胞质类型已有十余种，很多不育胞质的线粒体基因组测序工作已经完成。目前，对不同细胞质雄性不育系不育基因的研究工作、线粒体基因组测序和胞质类型的分类研究都有一定的进展。本文主要对油菜不同胞质类型的线粒体基因组的测序及应用和细胞质雄性不育机理的研究进行了总结与展望。随着分子生物学和测序技术的发展，对不同胞质类型的分类和不育机理的研究将帮助我们更好地认识和利用细胞质雄性不育。 相似文献
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Seaweed genetic engineering is a transgenic expression system with unique features compared with those of heterotrophic prokaryotes and higher plants. This study discusses several newly sequenced seaweed nuclear genomes and the necessity that research on vector design should consider endogenous promoters, codon optimization, and gene copy number. Seaweed viruses and artificial transposons can be applied as transformation methods after acquiring a comprehensive understanding of the mechanism of viral infections in seaweeds and transposon patterns in seaweed genomes. After cultivating transgenic algal cells and tissues in a photobioreactor, a biosafety assessment of genetically modified (GM) seaweeds must be conducted before open-sea application. We propose a set of programs for the evaluation of gene flow from GM seaweeds to local/geographical environments. The effective implementation of such programs requires fundamentally systematic and interdisciplinary studies on algal physiology and genetics, marine hydrology, reproductive biology, and ecology. 相似文献