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青藏高原蕨麻的分子谱系地理学研究 被引量：1
1
作者 白世俊 李军乔 +1 位作者 刘欣 吕博文 《草业学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期84-105,共22页
青藏高原的隆升以及第四纪冰期气候的循环波动,对于青藏高原及其周边地区动植物的分布和遗传结构具有很大的影响。蕨麻是青藏高原极富营养、药用和生态价值的特有植物资源,蕨麻和鹅绒委陵菜的分类关系及分布在学术界存在争议,分子谱系... 青藏高原的隆升以及第四纪冰期气候的循环波动,对于青藏高原及其周边地区动植物的分布和遗传结构具有很大的影响。蕨麻是青藏高原极富营养、药用和生态价值的特有植物资源,蕨麻和鹅绒委陵菜的分类关系及分布在学术界存在争议,分子谱系地理学研究将为蕨麻遗传多样性形成机制及推断该物种迁移演化历史提供依据。以蕨麻为研究对象,对采集的30个居群的810个个体进行了叶绿体trnL-trnF序列和核基因ITS测序,揭示遗传变异在居群内和居群间的分布格局,结合群体遗传学和系统发生学,分析该物种的遗传结构与历史事件之间的关联,揭示物种及物种内不同种群形成现有分布格局的历史原因和演化过程。主要结论有:1)蕨麻具有较高水平的遗传多样性。cpDNA trnL-trnF片段共检测到40种单倍型,16个为共享单倍型,占比40%,24个为居群特有单倍型,占比60%,遗传多样性h=0.7078,单倍型多样性Hd=0.8217,核苷酸多样性π=0.010641,总遗传多样性HT=0.849;nrDNA ITS片段共检测到128种单倍型,共享单倍型42种,占比32.8%,居群特有单倍型86种,占比67.2%,遗传多样性h=0.7633,单倍型多样性Hd=0.8168,核苷酸多样性π=0.003584,总遗传多样性HT=0.844。2)居群内的遗传多样性大于居群间的遗传多样性。序列分析结果为居群内和居群间的遗传多样性都很高(cpDNA trnL-trnF:HT=0.849,居群内平均遗传多样性HS=0.640;nrDNA ITS序列:HT=0.844,HS=0.763,HT均大于HS)。蕨麻居群分为3个组:青海高原组、横断山脉组和藏南谷地组。蕨麻的遗传变异主要来源于居群内部。3)蕨麻种群具有明显的谱系地理结构。cpDNA trnL-trnF序列和nrDNA ITS遗传多态性分析及地理分布模式检验,cpDNA trnL-trnF序列:遗传分化系数G_(ST)=0.246,N_(ST)=0.417,nrDNA ITS序列:G_(ST)=0.096,N_(ST)=0.522,N_(ST)均显著大于G_(ST)(P<0.001),表明蕨麻所有居群单倍型存在显著的谱系地理结构,两种方法的结果高度一致。分子变异分析(AMOVA)表明,大部分遗传变异(59.69%)存在于居群内部,居群间分化水平很高(F_(ST)=0.40313)。4)共享单倍型和特有单倍型均由古老单倍型衍生而来。cpDNA trnL-trnF和nrDNA序列中央连接网状图呈以共享单倍型M4和H9位于中心,M_(1)、M_(3)和H_(2)、H_(10)、H_(11)、H_(12)位于主干位置的星状结构,其余共享单倍型和特有单倍型均由这些古老单倍型衍生而来,两者结果一致。5)蕨麻种群大小和范围发生过大规模扩张。利用cpDNA trnL-trnF和nrDNA序列进行歧点分析,前者歧点分布呈单峰曲线,表明近期群体大小和范围有大规模扩张发生;后者的歧点分布呈双峰曲线,反映基因谱系的高度复杂性,但Tajima’s D,Fu and Li’s D和Fu and Li’s F均为负值,且结果显著,且离差平方和(SSD)和扩张评估指数(H_(Rag))的统计检验不显著,表明蕨麻居群近期有扩张的可能。6)蕨麻存在3个冰期避难所,即东喜马拉雅区域、青藏高原东南边缘及横断山脉区域。 展开更多
关键词 蕨麻 叶绿体trnL-trnF序列 核基因ITS 青藏高原 分子谱系地理学
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蕨麻响应根腐病致病真菌侵染的转录组分析
2
作者 吕博文 李军乔 李晨芹 《西南农业学报》 北大核心 2025年第6期1237-1255,共19页
【目的】明确蕨麻与病原菌互作机制、差异代谢通路和寄主植物病程相关的关键基因筛选等,为蕨麻根腐病防治提供理论依据。【方法】以前期分离筛选出的蕨麻致病真菌代表菌株对健康蕨麻进行侵染,利用转录组学对其侵染及互作进行分析。【结... 【目的】明确蕨麻与病原菌互作机制、差异代谢通路和寄主植物病程相关的关键基因筛选等,为蕨麻根腐病防治提供理论依据。【方法】以前期分离筛选出的蕨麻致病真菌代表菌株对健康蕨麻进行侵染,利用转录组学对其侵染及互作进行分析。【结果】从燕麦镰刀菌侵染蕨麻根系中筛选获得14737个蕨麻响应镰刀菌根腐病致病性侵染的差异基因,其中12547个上调表达,2190个下调表达。差异基因功能富集分析表明,蕨麻感病株与健康株间存在明显差异,GO富集结果显示上调基因主要富集在DNA模板转录、水解酶活性和DASH综合体,下调基因主要富集在基于维管运动、水解O-糖基化合物的水解酶活性和外质体;KEGG富集结果显示所有差异基因主要集中于代谢和遗传信息处理这两类分支。对差异表达关键基因进行筛选可知,与诸如细胞壁加固与降解、抗氧化胁迫、抗病信号转导、毒素产生、植物激素信号转导等重要功能相关的关键基因均出现差异表达,且表达模式不一。利用qRT-PCR技术对筛选出的10个关键差异表达基因进行验证,其基因表达量及趋势与转录组测序结果一致。【结论】蕨麻响应根腐病致病真菌侵染的主要途径可能为:受到燕麦镰刀菌侵染的蕨麻块根内萜类次生代谢加强;诱导水杨酸等防御激素的表达如植保素、过氧化物酶类、萜类化合物等次生代谢产物被诱导;可能存在真菌被植物模式识别受体(PRR)感知而触发植物免疫应答。 展开更多
关键词 蕨麻 根腐病 侵染 转录组学 发病机理
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外源褪黑素对盐胁迫下蕨麻幼苗生长及生理特性的影响
3
作者 闫格 李军乔 +1 位作者 杨晓雨 祁明翾 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期81-88,共8页
为探究外源褪黑素对盐胁迫下蕨麻幼苗生长及生理特性的影响,以蕨麻幼苗为材料,分别根灌施加0、12.5、25、50、100μmol/L的外源褪黑素后测定其在200 mmol/L NaCl处理下的生长指标和生理指标。结果表明:盐胁迫下,经过外源褪黑素处理的蕨... 为探究外源褪黑素对盐胁迫下蕨麻幼苗生长及生理特性的影响,以蕨麻幼苗为材料,分别根灌施加0、12.5、25、50、100μmol/L的外源褪黑素后测定其在200 mmol/L NaCl处理下的生长指标和生理指标。结果表明:盐胁迫下,经过外源褪黑素处理的蕨麻幼苗的株高、复叶长、复叶宽、新鲜质量和脱水后质量等指标比未处理的幼苗均有提升,渗透调节物质含量和抗氧化酶活性显著提升,同时光合色素含量也有提升。12.5、25μmol/L的外源褪黑素处理对缓解盐胁迫蕨麻幼苗的生长影响较为明显,50、100μmol/L的外源褪黑素处理对缓解盐胁迫蕨麻幼苗的生长影响不大。说明200 mmol/L NaCl处理下向蕨麻幼苗施加不同浓度的外源褪黑素,其各项生长指标和生理指标整体呈现“低促高抑”现象。盐胁迫下,施加低浓度的外源褪黑素可有效缓解盐胁迫对蕨麻幼苗造成的伤害,其中25μmol/L效果最佳。 展开更多
关键词 蕨麻 盐胁迫 褪黑素 生长指标 生理指标
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基于SSR分子标记的不同蕨麻品种种子纯度与真实性鉴定
4
作者 王秀梅 李军乔 +1 位作者 罗永欣 吕博文 《种子》 北大核心 2025年第3期75-81,92,共8页
为提高蕨麻品种纯度,保持和恢复优良品种的种性,以提纯复壮后的青海蕨麻2号、青海蕨麻3号和蕨麻4号(品系)为材料,采用常规方法及SSR分子标记技术对蕨麻种子形态特征及种子纯度进行鉴定分析。结果表明,青海蕨麻2号提纯复壮后种子形态、... 为提高蕨麻品种纯度,保持和恢复优良品种的种性,以提纯复壮后的青海蕨麻2号、青海蕨麻3号和蕨麻4号(品系)为材料,采用常规方法及SSR分子标记技术对蕨麻种子形态特征及种子纯度进行鉴定分析。结果表明,青海蕨麻2号提纯复壮后种子形态、块根直径、百粒重、商品率、单产、生活力、发芽率、发芽势和纯度分别增加181.23%、84.33%、40.51%、50.00%、73.71%、2.99%、1.76%、1.00%和181.23%;青海蕨麻3号提纯复壮后种子形态、块根直径、百粒重、商品率、单产、生活力、发芽率、发芽势和纯度分别增加13.92%、46.90%、161.60%、5.00%、94.73%、1.00%、1.23%、3.00%和13.92%;蕨麻4号提纯复壮后种子形态、块根直径、百粒重、商品率、单产、生活力、发芽率、发芽势和纯度分别增加49.71%、191.33%、33.05%、8.00%、42.20%、2.93%、4.60%、2.00%和49.71%。从蕨麻已知的40对引物中筛选出多态性较丰富的8条核心引物进行SSR标记,结果表明,P12、P14、P25、P28可以用来鉴定种子纯度,P12引物中青海蕨麻2号、青海蕨麻3号和蕨麻4号的种子纯度分别为90.00%、94.00%、92.00%;SSR分子标记鉴定结果与田间鉴定结果一致,该鉴定方法操作简单,能够替代传统杂交种子纯度和真实性鉴定方法。 展开更多
关键词 蕨麻 种子形态 SSR分子标记 种子纯度 真实性
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蕨麻响应盐碱胁迫的形态及转录组分析 被引量：5
5
作者 吕博文 李军乔 +2 位作者 闫格 王秀梅 李涛 《种子》 北大核心 2024年第1期14-28,共15页
为研究不同盐碱胁迫对蕨麻生长情况的影响,结合转录组进行测序分析,采用土培法对蕨麻进行不同梯度的NaCl、NaHCO3胁迫处理,分析其株高、茎粗等形态指标对不同浓度盐碱胁迫的响应差异,结合Illumina高通量测序技术进行转录组测序,初步探... 为研究不同盐碱胁迫对蕨麻生长情况的影响,结合转录组进行测序分析,采用土培法对蕨麻进行不同梯度的NaCl、NaHCO3胁迫处理,分析其株高、茎粗等形态指标对不同浓度盐碱胁迫的响应差异,结合Illumina高通量测序技术进行转录组测序,初步探究盐碱胁迫对其转录水平的影响。结果表明,盐碱胁迫下,蕨麻对盐的耐受能力强于碱,随着胁迫浓度的增高,蕨麻相关农艺性状呈先增加后降低的趋势,整体呈现出“低促高抑”的现象;MDA含量随胁迫浓度的增大呈先升后降的趋势,说明膜脂过氧化明显,且当胁迫浓度超过一定阈值,抗氧化和渗透调节系统均不能缓解其膜系统损伤;转录组测序共产生82.95 Gb Data,各样品Clean Data均达到8.41 Gb及以上,Q 30碱基百分比在93.17%及以上,通过DEGs分析,3个比较组(ck-vs-NaCl、ck-vs-NaHCO3、NaCl-vs-NaHCO3)分别筛选出1 616个、1 590个和1 770个DEGs;GO富集分析结果表明,盐应答、类黄酮生物合成过程、硝酸还原酶(NADPH)等GO Term被显著富集;KEGG分析表明,苯丙烷生物合成、黄酮类化合物生物合成、MAPK信号途径和植物激素信号转导等通路被显著富集;并且在DEGs中鉴定的ERF、MYB、NAC、WRKY、MYB和bZIP转录因子家族成员最多。蕨麻主要通过提高茎粗和减小小叶面积等方式来适应胁迫环境,整体呈现“低促高抑”的规律,其存在一定阈值。蕨麻通过调节膜成分、氧化还原酶活性、类黄酮生物合成过程、苯丙烷生物合成、MAPK信号途径和植物激素信号转导等生物过程和代谢途径,结合有关转录因子对其所处盐碱环境进行响应。 展开更多
关键词 蕨麻 盐碱胁迫 转录组 转录因子 耐盐碱机制 差异表达基因
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基于SSR分子标记的自然状态下蕨麻采样策略研究 被引量：1
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作者 田甜 李军乔 +2 位作者 马斌 王鑫慈 曲俊儒 《草业学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期181-197,共17页
利用SSR分子标记法,对青海、甘肃、四川和西藏自治区自然状态下的蕨麻进行了采样策略研究,旨在为后期蕨麻采样、育种等研究提供理论依据。试验样品采集设置为距离原点1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、90、100、120... 利用SSR分子标记法,对青海、甘肃、四川和西藏自治区自然状态下的蕨麻进行了采样策略研究,旨在为后期蕨麻采样、育种等研究提供理论依据。试验样品采集设置为距离原点1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、90、100、120、150、160、200、250、300、400、500、1000、1500、2000、2500、5000、10000、15000、20000、30000、40000、50000 m处分别采样,后使用20对SSR引物对蕨麻6个居群210份样品DNA进行PCR扩增,通过毛细管电泳检测扩增片段大小,使用POPGENE、NTSYS、GenAIEx 6.5等软件进行分析,结果表明:1)遗传变异主要来源于居群内(变异方差分量和占比分比为12.745和84%),居群间变异较低(变异方差分量和占比分比为2.477和16%);2)6个居群间遗传多样性较高,其中祁连县遗传多样性最高(平均杂合度H=0.2797,香农指数I=0.4287),河南县的遗传多样性最低(H=0.2273,I=0.3542),6个居群整体遗传水平较高,表示在这6个居群间遗传变异低,采样时需要扩大范围;3)同一居群内采集蕨麻样品个体时,最短采样距离为5 km,有小型山脉时,跨越山脉即可采样。居群间采样分两种情况:1)具有离地面高度为1000~1500 m山脉时,翻越大型山脉后可直接采集蕨麻样本。2)在平原地区,由于花粉的长距离传播,居群间有基因交流,建议采样距离不小于100 km。 展开更多
关键词 蕨麻 SSR分子标记 毛细管电泳 采样策略
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蕨麻cpSSR序列特征分析 被引量：2
7
作者 田甜 李军乔 +1 位作者 王鑫慈 曲俊儒 《安徽农业科学》 CAS 2023年第12期94-97,共4页
基于NCBI数据库中收录的蕨麻叶绿体基因组序列,利用REPuter软件和MISA软件分析其微卫星分布规律。结果显示,在叶绿体基因组中共检测到34个散在重复序列,22个分布在LSC区,10个分布在IR区,2个分布在SSC区。使用MISA共注释到92个SSR位点,... 基于NCBI数据库中收录的蕨麻叶绿体基因组序列,利用REPuter软件和MISA软件分析其微卫星分布规律。结果显示,在叶绿体基因组中共检测到34个散在重复序列,22个分布在LSC区,10个分布在IR区,2个分布在SSC区。使用MISA共注释到92个SSR位点,平均每1820 bp出现1个SSR位点。SSR主要分布在LSC区(79.07%),重复序列主要以单碱基为主,占总数量的86.05%。微卫星长度平均为12 bp,大多数长度为10 bp,说明蕨麻中重复基元较短的微卫星变异速率较快。 展开更多
关键词 蕨麻 叶绿体基因组 微卫星
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基于小RNA高通量测序检测蕨麻病毒 被引量：1
8
作者 田甜 李军乔 +1 位作者 王鑫慈 曲俊儒 《安徽农学通报》 2023年第9期127-132,145,共7页
本研究旨在对危害蕨麻的病毒种类进行探究,明确引起蕨麻病毒病的主要病原。以青海蕨麻2号品种和青海蕨麻4号品系为研究对象,分别编号为“PA-2”和“PA-4”,利用小RNA测序技术对其进行高通量测序,对测序结果进行处理和拼接后进行生信分析... 本研究旨在对危害蕨麻的病毒种类进行探究,明确引起蕨麻病毒病的主要病原。以青海蕨麻2号品种和青海蕨麻4号品系为研究对象,分别编号为“PA-2”和“PA-4”,利用小RNA测序技术对其进行高通量测序,对测序结果进行处理和拼接后进行生信分析,鉴定出病毒种类。结果显示,PA-2中共鉴定出9种病毒,其中悬钩子黄网病毒和覆盆子叶斑驳病毒为主要病毒;PA-4中共鉴定出8种病毒,其中主要病毒为覆盆子叶斑驳病毒、玫瑰黄脉病毒和悬钩子黄网病毒。经过候选病毒有效性检测,PA-4BF和PA-4GR中均检测出RLMV,分别比对到2 375 655条reads和1 838 987条reads,占小RNA的81.66%和82.08%,说明RLMV是侵染蕨麻的主要病毒。 展开更多
关键词 蕨麻 深度测序 病毒检测
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