蔗糖磷酸合成酶(SPS)是蔗糖合成途径中的限速酶,与磷酸蔗糖磷酸酶(SPP)形成复合体共同催化合成蔗糖,在植物生长发育过程中提供能量并在果实品质提升方面发挥着重要作用。目前,关于苹果SPS基因家族的进化模式及系统性分析的研究较少。本研究从苹果基因组GDDH13 v1.1中鉴定了7个MdSPS基因和4个MdSPP基因,并分析了其基因结构、基因启动子顺式元件、蛋白保守基序、亚细胞定位和生理生化特性。染色体定位和基因组复制分析表明,全基因组复制(WGD)和片段复制是MdSPS基因家族进化的主要方式,MdSPS基因对的Ka/Ks比值分析指出该家族成员在驯化过程中经历了较强的纯化选择。根据系统发育关系将SPS基因划分为3个亚家族,并观察到基因亚家族间古老的基因复制事件和差异显著的进化速率。此外,根据‘金冠’、‘富士’、‘秦冠’和‘蜜脆’四个苹果品种果实发育过程中可溶性糖含量与SPS家族基因表达水平的相关性,鉴定了一个蔗糖积累相关的关键基因MdSPSA2.3。随后通过病毒诱导MdSPSA2.3基因沉默证实了该基因在苹果果实蔗糖积累中的重要功能。本研究为更好地阐明MdSPS基因在苹果果实发育过程中的生物学功能奠定了理论基础。
本研究在白菜和甘蓝中分别鉴定了78和77个DNA甲基化相关基因。分析发现,在白菜和甘蓝中不同DNA甲基化相关通路基因的数目存在差异。通过比较DNA甲基化相关基因的进化选择压力发现,它们在白菜与甘蓝中表现出不同的进化特征。基于核苷酸多样性和选择消除分析还发现了白菜和甘蓝群体中DNA甲基化相关基因的选择印记。通过转录组分析发现,绝大部分的DNA甲基化相关基因在白菜和甘蓝中具有相似的表达特征。本研究解析了白菜和甘蓝中DNA甲基化相关基因的进化及遗传变异,为研究白菜与甘蓝中DNA甲基化模式的趋异进化提供了重要的数据支撑。
马铃薯孢囊线虫Globodera rostochiensis是国际公认的重要检疫性有害线虫,严重危害马铃薯。2018-2020年,在全国农业技术推广服务中心组织的全国马铃薯检疫性线虫调查中,从云南省昭通市鲁甸县和四川省越西县和昭觉县马铃薯根系发现金色孢囊线虫,经形态学观察鉴定、分子生物学rDNA-ITS及28S的D2-D3区域特征分析比对及种特异性引物ITS5和PITSr3检测确定为马铃薯金线虫Globodera rostochiensis(Wollenweber)Skarbilovich, 1959. 在隔离温室内采用盆栽人工接种的致病性研究结果表明,该三个金线虫种群都能侵染马铃薯(品种青薯9号)并繁殖,接种12周后,马铃薯上形成成熟雌虫,完成生活史。这是马铃薯金线虫在我国云南和四川省首次记录。