杉木地理种源的EST-SSR分子标记变异研究

研究采用EST-SSR分子标记对全国不同杉木种源区的42个代表性种源进行了地理种源分子标记的遗传多样性研究。实验结果表明,杉木种源水平上存在较高的遗传多态性。实验使用15个EST-SSR引物扩增出17个位点,共有52个多态性等位基因,每个位点平均具3.058 8个等位基因,平均每个座位的PIC为0.296。相对其他研究,该研究利用SSR标记在每位点检测到更多的遗传变异信息。以遗传距离10作为阀值时,42个杉木种源聚类分析可知,除了福建永春碧卿(编号2)和广西浦北(编号16)种源自成一类外,其他40个种源按从南到北、从东到西的地理分布被聚为四大类群,与以往的杉木种子区划研究结果有较高的吻合度。同时,研究也检测到SSR分子标记的等位基因频率在四大类群间存在着较大的变异,而且这些标记大多位于与植物抗逆性相关的功能基因的编码区域内。因此,笔者推测杉木的地理变异可能与这些基因的等位变异有关。     

红花EST-SSR分子标记开发与初步验证

旨在开发红花EST-SSR标记,为红花分子辅助育种和种质资源评价提供有力工具.先对红花转录组进行测序,选用MISA软件筛选鉴定SSR位点.在云南红花(YH)转录组中,共获得46 016个SSR位点,分布频率为32.09%,平均每3.11 kb有一个SSR.云南红花SSR位点以二,三核苷酸重复基序为主,其优势重复基序分别为AG/CT(44%)和AAG/CTT(24%).SSR位点重复次数相差较大,其中重复为5次比率最高,SSR位点数为9 369(26.63%),其次为6次(8 148, 23.16%).同时,利用Primer3.0进行引物设计,随机筛选27对引物,在60份不同来源红花种质中进行多态性验证,获得12对具有多态性稳定的引物,多态性引物比率为44.4%.结果表明,基于红花转录组序列开发SSR标记是可行的,开发的标记具有稳定扩增性,丰富多态性等优点,开发的SSR标记将有助于红花功能基因挖掘,遗传连锁图谱构建和遗传多样性分析.     

适用于野生软枣猕猴桃遗传多样性分析的SSR引物筛选

为进一步研究野生软枣猕猴桃种质资源的遗传多样性,以软枣猕猴桃基因组DNA为模板,优化了SSR反应体系并确定了反应条件,筛选出了多态性较高的标记.从来自中华猕猴桃基因组的65对SSR引物初步筛选出15对有较好扩增带型、增稳定性好的引物,其中较好多态性的引物有12对.用筛选的引物进一步对四川天全二郎山的野生软枣猕猴桃群体进行了SSR分析,在15个个体中共检测出了141个等位基因,平均每个位点检测到9.4个等位基因,平均PIC值为0.745.     

基于RNA-seq的崇左金花茶EST-SSR标记开发

本研究分析了崇左金花茶(Camellia chuongtsoensis)转录组水平的EST-SSR特征.从崇左金花茶转录组数据组装获得的35 410个Unigene中,共鉴定出2~7不同核苷酸重复类型的SSR位点7 754个,分别分布于6 394条序列中,其中1 121个Unigene具有两个以上的位点.在转录组中SSR位点出现频率为21.90%,分布密度为1/3.6kb;在所有重复单元中,二碱基微卫星占主要优势,占SSR位点总数的61.3%.利用Primer 3.0设计引物,共计3 303条Unigene成功设计出引物.随机选择10对SSR引物,对一个崇左金花茶群体进行扩增多态性分析,8对引物能够扩增出符合预期大小的PCR片段,其中4对引物成功检测出多态.以上结果表明,转录组数据能够提供丰富的SSR位点,用于快速高效地开发SSR引物,所开发的引物可为崇左金花茶遗传多样性的研究以及种质资源的鉴定与保护等方面提供分子基础.     

湿地松转录组SSR分析及EST-SSR标记开发

【目的】湿地松是南方地区优先推广的优质产脂树种。但湿地松分子遗传基础薄弱,基因组序列信息匮乏,影响了湿地松基因组学的深入研究。目前,湿地松分子研究所用的SSR标记主要来自其他近缘种或利用公共数据库中有限的基因序列资源开发的SSR标记,其多态性和通用性较差。为解决这一问题, 笔者根据湿地松转录组测序数据开发EST-SSR位点,并揭示其在转录组序列中的分布类型及特征,为湿地松分子标记辅助育种奠定基础。【方法】利用MISA软件对转录组序列进行SSRs查找和分布特征分析。查找标准参数设置为: 单核苷酸重复>10次,二核苷酸重复>6次,三、四、五、六核苷酸重复>5次。根据SSR位点两端的保守区域,利用Primer3.0设计并随机挑选120对SSR引物,通过琼脂糖电泳和毛细管电泳对来自美国和吉安的113份家系个体进行遗传多样性分析,确定引物多态性。【结果】79 574条unigenes序列中搜索到3 818个SSR位点,出现频率为4.80%,平均18.27 kb出现1个SSR位点,3 373个unigenes含有SSR位点,SSR发生频率(含SSR位点的序列数/搜索序列总数)为4.24%,其中2 980条序列含1个SSR位点,含1个以上SSR位点的序列有393条。在检测到的3 818个SSR标记中,单核苷酸分布最多,其次是二核苷酸和三核苷酸,SSR数量分别占总数的63.54%、19.15%和16.27%,而四、五、六核苷酸重复类型所占比例较小,分别为0.52%、0.13%和0.31%。SSR重复单元的重复次数分布在5~22次之间,除单核苷酸重复外的1 391个SSR中,重复5次的数量最多,为498个(35.80%);重复6次和7次的次之,分别为417个(29.98%)和198个(14.23%);重复10次以上的仅有38个(2.73%)。在检测到的731个二核苷酸重复SSR中,最常出现的重复单元为AT/AT,数量为491个(12.86%),AG/CT和AC/GT两种类型的重复单元出现的次数次之,分别为156(4.09%)和81个(2.12%)。在检测到的621个三核苷酸重复中,AAT/ATT是出现频率最高的单元,共139个(3.64%),其次是AAG/CTT,共122个(3.20%)。3 818个SSR中有24.59%的位置未知,其余的SSR则分布在非编码区域(untranslated region,UTR)或者编码区(coding sequence,CDS)上,分布数量表现为3'UTR>5'UTR>CDS。参试的120对SSR引物,有92对扩增成功(76.78%),其中24对呈现多态(20%)。24对引物(13个二核苷酸重复、7个三核苷酸重复和4个四核苷酸重复)共检测出81个等位基因,每个位点的等位基因数为2~9,平均为3.38个。多态性信息含量(polymorphism information content,PIC)为0.103~0.726,平均为0.349。【结论】通过对湿地松转录组数据的挖掘,共获得 3 818个SSR位点,主要重复单元为AT/AT和AAT/ATT,可扩增出多态性位点的引物重复单元以二、三核苷酸重复为主。基于湿地松转录组序列的SSR标记开发是可行的。     

雌核发育棕点石斑鱼EST-SSR的开发验证

通过人工雌核发育棕点石斑鱼(Epinephelus fuscogutatus)的转录组序列,共获得了24 359个微卫星位点,棕点石斑鱼转录组的微卫星重复基序具有不同的分布特征,其中以单碱基(34.05%)、二碱基(37.58%)和三碱基(22.75%)为主要的EST-SSR基序重复类型.根据微卫星引物设计原则,随机筛选了93个EST-SSR位点来进行引物合成和多态性检测,最终开发了48个具有多态性的微卫星标记,并在不同棕点石斑鱼群体中进行了初步的验证.结果显示:每个位点等位基因数(Na)为2～22,平均等位基因数为9;观测杂合度(H_0)为0.111～1.000,期望杂合度(He)为0.636～0.940;多态信息含量(PIC)为0.538～0.922个,表明48个EST-SSR位点均表现出高多态性(PIC 0.5).结果表明:基于雌核发育棕点石斑鱼转录组数据,开发微卫星标记是可行的.本研究所开发的具有多态性的微卫星标记可应用于棕点石斑鱼及其近缘种的遗传多样性分析和分子标记辅助育种研究.     

基于Illumina测序技术的枸杞微卫星引物的开发

目的:分离和鉴定红、黑枸杞基因组中的简单重复序列(SSR)位点.方法:Illumina Hiseq 2000进行红、黑枸杞的高通量转录组测序后,生物信息分析SSR的分布频率和重复基元的类型特征,PCR扩增和聚丙烯酰胺电泳验证SSR位点及引物.结果表明:转录组测序共得到了192,869条reads,总长度205,220,696bp.拼接后序列的数量为35,572条,序列平均长度约为1064bp.从中共预测到44,828个SSR位点,其中单、二、三、四、五、六个碱基重复单元的微卫星位点数分别有25,800、9186、8479、363、464和536个.从中随机选择30个位点,设计引物进行验证.23对引物在红黑枸杞中能扩增出产物,其中5对仅一个材料中有扩增产物,另有5个位点扩增产物能明显区分红黑枸杞.结论:利用Illumina测序技术得到的枸杞转录组中SSR位点出现频率高,类型丰富,对今后枸杞遗传多样性的研究以及种质资源鉴定打下了良好的理论基础.     

基于松材线虫全基因组序列的SSR标记开发

为了研究松材线虫在我国的群体遗传关系及传播路径,获得更为稳定的松材线虫分子标记,使用MISA软件对松材线虫全基因组10 432条DNA片段进行搜索,共获得95个gSSR位点。其中,二核苷酸重复出现频率最高,占全部SSR位点的66.3%。依据所有gSSR位点共设计出36对引物,以1份松材线虫DNA pooling(包含我国46个不同地理来源的松材线虫虫株DNA)为模板进行PCR,产物由QIAxcel全自动凝胶电泳分析系统检测,获得17对可能具有多态性的gSSR引物。进一步对这17对引物的PCR产物进行单克隆试验并测序,BioEdit软件拼接比对结果表明,其中9对确实具有多态性。     

茄子种质资源SSR鉴定及遗传多样性分析

应用 SSR 技术对 83 份茄子种质资源进行了遗传多样性分析,从 23 对引物中筛选出15 对多态性高、稳定性好的引物进行扩增分析,共检测到 148 个位点,每个 SSR 位点的等位变异范围为 3～19 个,平均每对引物有9.8个扩增位点.83份种质的 Jaccard's 相似系数值最大为 0.989(2～7),最小...     

软枣猕猴桃栽培品种DNA指纹图谱的构建及遗传多样性分析

为了对软枣猕猴桃栽培品种进行分子鉴别及分析不同品种间的亲缘关系,采用对叶片直接进行PCR扩增的方法,利用EST-SSR分子标记技术构建了常见的42个软枣猕猴桃品种的数字指纹图谱和模式指纹图谱数据库(cluster project),并进行了遗传多样性分析.结果表明:利用21对软枣猕猴桃核心引物扩增所有品种的基因组,共检测到132个等位位点,包括122个多态性位点,多态性比率为92.4%.每对引物扩增出的等位位点数为3~8个,平均每对引物扩增6.28个基因型,扩增条带大小100~300bp,多态信息含量(polymorphism information content,CPIC)为0.721,基因流为1.454,平均杂合率为0.691.其中,7对引物,即ACAR2,ACAR13,ACAR53,ACAR75,ACAR92,ACAR112和ACAR120可作为指纹图谱构建的首选引物,利用其中的ACAR2,ACAR13,ACAR53和ACAR75以引物组合方式构建指纹图谱可区分42个品种.聚类分析表明在遗传距离0.64处42个品种被分为一类,在遗传距离0.81处分为4类.聚类结果与品种的特性及来源具有较高的一致性.     

Development, chromosome location and genetic mapping of EST-SSR markers in wheat

A number of 151695 wheat expression sequence tags （ESTs） that originated from GenBank/dbEST from July 14, 2003 to August 24, 2004 were used to search for simple sequence repeats （SSRs） with motif 2-5 bp, and 2038 simple sequence repeats （EST-SSRs）, which accounted for 1.34% of EST database, were identified. Based on these SSR sequences, 249 EST-SSR primer pairs and 166 amplified clear bands in various wheat cultivars were designed. These EST-SSR markers can be used as new molecular markers in wheat and related species. Using Chinese Spring nulli-tetrasomic lines, 93 EST-SSR primer pairs and 193 EST-SSR loci were located on 19 wheat chromosomes except for 4A and 4B. Forty-three loci were mapped on 11 chromosomes of the genetic framework map previously constructed using recombinant inbred lines.     

Mining,characterization, and exploitation of EST-derived microsatellites in <Emphasis Type="Italic">Gossypium barbadense</Emphasis>

Simple sequence repeats (SSRs) have been widely applied as molecular markers in genetic studies. However, the number of ex-pressed sequence tags (ESTs) and SSR markers from Gossypium barbadense is fewer than those from other cotton species. In this study, EST-SSR distribution from G. barbadense was characterized and new G. barbadense-derived EST-SSR markers were de-termined on the basis of the ESTs obtained by randomly sequencing 2 cDNA libraries associated with fiber development in G. barbadense. By mining 9697 non-redundant ESTs, a total of 638 SSR loci derived from 595 ESTs were observed. In G. barba-dense, the frequency of ESTs containing SSRs was 6.13%, with an average of 1 SSR in every 10.4 kb of EST sequence. Further-more, trinucleotide was found to be the most abundant repeat type among 2–6-nucleotide repeat types. It accounted for 26.6% of the total, followed by the hexanucleotide (26.0%) and pentanucleotide repeats (25.9%). Among all the repeat motifs, (AAG)n accounted for the highest proportion. EST-SSR primer pairs were developed using the Primer3 program, and the redundant primers were removed using the virtual PCR approach. As a result, 380 non-redundant EST-SSR primer pairs were developed and used to detect polymorphisms between the mapping parents G. hirsutum ‘TM-1’ and G. barbadense ‘Hai7124’ for constructing linkage groups in cultivated allotetraploid cotton. Out of these, 98 (25.8%) primer pairs detected polymorphisms. Finally, 95 polymorphic loci from 82 primer pairs were integrated into the backbone genetic map; of these, 42 were mapped into the A subgenome and 53 into the D subgenome. The present work provided the foundation for constructing saturated genetic maps and conducting comparative genomic studies on different cotton species.     

Analysis of simple sequence repeats markers derived from Phytophthora sojae expressed sequence tags

Five thousand and eight hundred publicly available expressed sequence tags (ESTs) of Phytophthora sojae were electronically searched and 415 simple sequence repeats (SSRs) were identified in 369 ESTs. The average density of SSRs was one SSR per 8.9 kb of EST sequence screened. The most frequent repeats were trinucleotide repeats (50.1%) and the least frequent were tetranucleotide repeats (8.2%). Forty primer pairs were designed and tested on 5 strains of P. sojae. Thirty-three primer pairs had successful PCR amplifications. Of the 33 functional primer pairs, 28 primer pairs produced characteristic SSR bands of the expected size, and 15 primer pairs (45.5%) detected polymorphism among 5 tested strains of P. sojae. Based on the polymorphisms detected with 20 EST-SSR markers, the 5 tested strains of P. sojae were clustered into 3 groups. In this study, the SSR markers of P. sojae were developed for the first time. These markers could be useful for identification, genetic variation study, and molecular mapping of P. sojae and its relative species.     

重庆市常用及新选玉米自交系SSR指纹图谱构建

选用32对玉米SSR引物检测重庆市部分常用及新选玉米自交系间的遗传差异,基于扩增带型清晰、稳定和易于统计原则,从中筛选10对引物作为构建66个玉米自交系指纹图谱的核心引物.结果表明,共扩增出31个条带,每对引物检测到条带3~4个,平均为3.10个.多态性信息量(PIC值)变幅为0.487~0.723,平均为0.651.相似系数在0.29~0.94之间,平均值为0.62.聚类分析表明,10对引物可将66份玉米自交系区分开来.初步构建了重庆市66个玉米自交系的指纹图谱.     

柳杉无性系指纹图谱的构建及遗传多样性分析

【目的】为了构建柳杉无性系的DNA指纹图谱,准确区分柳杉无性系。【方法】利用SSR标记分析了柳杉89个无性系的遗传多样性和指纹图谱。【结果】11对引物共检测出53个等位点,平均每个SSR位点有5个,变化范围为3～6个; 有效等位基因数(N_e)变化范围为1.887 0～4.295 6,平均为3.041 1; Shannon信息指数(I)变化范围为0.774 9～1.556 3,平均为1.208 1。表明SSR标记具有较高的多态性。根据SSR标记特点及引物的顺序,将SSR引物扩增统计的“0”、“1”转换成基因型,通过不同基因型组合,构建了柳杉89个无性系的 DNA 分子指纹图谱,使每个无性系都获得了 1 个 22 位数的指纹图谱号码,同时基于个体间的遗传距离将柳杉89个无性系分为 5 类。【结论】SSR标记适用于柳杉无性系遗传多样性分析及鉴定,柳杉的遗传多态性处于中等偏高水平。     

33个杨柳品种指纹图谱构建

【目的】构建杨树与柳树优良品种的指纹图谱,对不同品种进行准确鉴定。【方法】利用柳树EST-SSR标记对33个杨树与柳树优良品种进行通用性检测及基因分型,通过核心引物间的组合构建品种指纹图谱。同时采用非加权组平均法进行聚类,分析各品种间亲缘关系。【结果】12个EST-SSR标记共扩增出97条等位片段,每个位点等位基因数5~13个不等,平均为8.1个。12个位点的多态信息含量(PIC)变化范围为0.637 2~0.834 8,平均为0.781 7。优选的3对核心引物中,SALeSSR0340与SALeSSR0346组合可完全区分12个杨树品种,而SALeSSR0259、SALeSSR0340与SALeSSR0346的组合可完全区分所有的33个品种。聚类分析显示33个品种间的遗传相似系数为0.68~0.96,并分成杨属与柳属两大类,与传统的杨柳科系统分类学一致。各品种间亲缘关系聚类结果与遗传背景相吻合。【结论】对33个杨柳树优良品种进行指纹图谱构建与亲缘关系分析,表明EST-SSR标记可有效反映品种间的差异,建立的基因分型体系准确、高效,可为杨树与柳树品种鉴定、保护与推广工作提供科学依据。     

Development of SSR markers from ESTs of gramineous species and their chromosome location on wheat

A total of 407,663 expressed sequence tags （ESTs） of wheat, barley, maize, rice, and sorghum, obtained from GenBank/dbEST, were used to search for simple sequence repeats （SSRs）. A total of 10,253 EST-SSRs, which accounted for 2.52% of all the ESTs, were identified. Using Primer Premier 5.0, 1367 EST-SSR primer pairs were designed, of which 715 with high quality were synthesized. The 715 primer pairs were tested on wheat, rice, maize, cotton, and soybean under the same PCR conditions, and the effective primer pairs in the five crops were 500 （69.93%）, 383 （53.57%）, 452 （63.22%）, 357 （49.93%）, and 388 （56.27%）, respectively. This indicated a high transferability of EST-SSR markers between far-ranging species. In addition, 139 EST-SSR primer pairs with 240 loci were localized on all the 21 wheat chromosomes by using Chinese Spring nulli-tetrasomic lines of wheat.