海岛棉EST-SSRs分布特征及新标记的开发与利用

SSRs标记已成为目前应用最为广泛的一种分子标记. 相较之其他棉种, 海岛棉的ESTs及SSRs标记资源均相当匮乏. 本研究利用本实验室2个纤维cDNA文库随机测序获得的海岛棉ESTs序列, 进行海岛棉EST-SSRs分布特征分析及新SSRs标记开发与应用研究. 通过对9697条非冗余ESTs序列分析, 共发现SSRs位点638个, 分布于595条ESTs中, EST-SSRs序列的频率是6.13%, 平均相隔10.4 kb出现一个SSR. 在2~6 bp的重复基元中, 三核苷酸重复基元的SSRs出现频率最高(26.6%), 其次是六核苷酸重复(26.0%)和五核苷酸重复(25.9%). 在所有重复基元类型中所占比例最大的是(AAG)_n. 利用Primer3及virtual PCR程序开发SSRs引物, 并去除来源于海岛棉自身部分同源序列以及与CMD释放的不同棉种冗余SSRs引物后, 获得380对棉花新SSRs引物. 进一步对本实验室四倍体作图亲本陆地棉TM-1和海岛棉海7124进行多态性检测, 其多态率为25.8%. 利用BC1作图群体, 将来源于82对引物的95个多态位点定位在我室构建的海陆遗传图谱上, 其中42个定位在At亚组, 53个定位在Dt亚组. 研究结果为进一步饱和棉花遗传图谱以及开展基于图谱的比较基因组研究奠定了基础.     

陆地棉红株基因(R1)的精细定位

利用陆地棉遗传背景的海岛棉染色体16置换系材料Sub16和陆地棉多基因标记系T586创建了含1259个单株的F₂作图群体, 结合本实验室最新的栽培四倍体棉种种间分子遗传图谱上染色体16的标记信息, 利用分子标记技术, 对红株基因R₁进行精细定位. 在F₂分离群体中, 红株性状分离比符合孟德尔1:2:1的分离, 进一步证明该性状是由一不完全显性单基因控制. 利用JoinMap 3.0连锁分析软件, 使用含237个单株的F₂小群体完成红株基因R₁的初级定位, 进一步利用含1259个单株的F₂大群体将该基因精细定位在NAU4956和NAU6752之间, 与最近标记的遗传距离为0.49 cM. 研究结果为进一步克隆该基因及培育红色彩棉转基因品种提供了研究基础.     

雷蒙德氏棉EST-SSRs分布特征及开发与利用

微卫星或简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)存在于表达序列标签(expressed sequence tags, ESTs)中. 为了在棉花中开发EST-SSR功能性标记, 利用生物信息学方法对NCBI网上公开的63485条雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii Ulbrich) ESTs序列进行EST-SSRs特征分析. 剔除冗余序列, 得到非冗余序列58906条. 在非冗余序列中发现含不同重复基元SSRs的EST序列有2620条, 共2818个EST-SSRs, EST-SSRs序列的频率是4.45%, 平均相隔14.8 kb出现一个SSR. 在1~6 bp的重复基元中, 三核苷酸重复基元的SSRs出现频率最高(38.31%), 其次是二核苷酸(24.09%)、单核苷酸(23.35%). 对所有的重复基元类型进行统计分析发现, 所占比例最大的是A/T(18.67%), 其次是AT/TA(14.83%). 在复合型(compound)中发现三核苷酸串联三核苷酸的重复基元出现频率最高, 为48.65%. 利用Prime 3 软件, 设计了1554对EST-SSRs引物, 随机选用300对对本室四倍体作图亲本陆地棉TM-1和海岛棉海7124进行多态性检测, 其中129对有多态性, 多态性频率为43%. 这些EST-SSRs将有效用于不同棉种间的分布特征比较及染色体定位等方面研究.