长薄鳅基因组四碱基重复微卫星的分离及序列特征分析

采用生物素探针(GATA)8杂交和磁珠富集法直接从长薄鳅基因组中分离出了一批四碱基重复微卫星DNA,并对其序列特征进行了分析.随机挑取200个单克隆进行筛选,得到175个阳性单克隆(87.5%).测序发现共有117个阳性克隆含有微卫星重复单元.通过序列比对,排除重复测的序列后,得到91条重复类型和重复次数不同微卫星的序列,其中含四碱基重复的微卫星有62条.与探针相同或互补(GATA/CTAT)n的四碱基重复微卫星位点数最多,此外,还检测到其它的四碱基重复类型,如(AGAC/TCTG)n、(AAGA/TTCT)n、(GATG/CTAC)n,以及(CT)n＋(ATAG)n和(AT)n＋(ATAG)n二碱基和四碱基复合型微卫星位点.获得的长薄鳅基因组四碱基重复微卫星位点中,属于完美型的最多,有30条(48.4%),其次为复合型,有29条(46.8%),非完美型的有3条(4.8%).大多数的四碱基微卫星(31条)重复次数为10～19次,占50.0%,其次为20～29次和5～9次四碱基重复,均为22.6%,30次以上的四碱基重复较少,仅有3条(4.8%).     

藏羚羊(AAC)_n微卫星富集文库构建与引物筛选

基于磁珠富集法,利用生物素标记的寡核苷酸探针(AAC)8从藏羚羊(Tibetan antelope)基因组酶切的300~1000bp片段中筛选微卫星位点,纯化的富集片段连接到pCR@2.1载体和转化到Trans5α感受态细胞.随机挑取180个白斑克隆,PCR检测到条带数大于或等于2的阳性克隆为56个,阳性率为31.1%.对阳性克隆测序,获得43条含微卫星座位的序列,微卫星重复次数在5~20次之间.舍弃不适宜设计引物的微卫星座位,试验设计并合成了20对微卫星引物;以3个样点(青海、新疆、西藏)的24个藏羚羊基因组为模板进行PCR扩增,获得8对可得到稳定扩增产物的微卫星引物,其中4对引物的扩增产物具有多态性,座位分别为AAC050、AAC056、AAC165和AAC477.上述引物可用于藏羚羊及近缘物种的遗传多样性、种群遗传结构等研究.     

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。     

碧桃花瓣转录组微卫星特征分析

为开发碧桃转录组微卫星信息,利用454高通量测序技术,对其花瓣转录组序列进行SSR位点发掘,结果发现含SSR的序列4 705条,共得到5 668个SSR,平均每3.49 kb出现1个SSR。微卫星序列主要以三碱基重复为主,约占总数的42.66%。笔者共发现516种碱基重复基元,所占比例最高的为(AG/CT)n(18.34%),其次是(AAG/CTT)n(12.42%)。微卫星多为重复长度小于20 bp的短序列,长度大于20 bp的微卫星仅占总数的12.13%。研究还发现碧桃花瓣微卫星的频率和长度呈显著负相关(P0.05),相关系数为-0.246。     

萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)的ISSR引物筛选及其多态性检验

采用简单重复序列区间(ISSR:一种基于微卫星的分子标记,无需预知遗传背景即可研究基因组中微卫星序列的变异,适合大规模的种群遗传研究)的方法对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyci florus)进行PCR扩增,优化出适宜的ISSR-PCR反应体系,并从100条引物中筛选出16条具有良好多态性和重复性的ISSR引物.研究结果显示,萼花臂尾轮虫简单重复序列以(AC)和(AG)的两碱基重复为主,筛选出的ISSR引物扩增共得到114个位点,66个多态位点,多态性高达57.89%,高于常用于该物种分子生态学研究的线粒体COI基因的多态性.     

基于NCBI核酸数据库资源的产黄青霉微卫星序列的筛选

利用生物信息学方法在产黄青霉基因组中筛选微卫星序列,并对其基因组中微卫星数量和丰度进行了研究.利用SSRHunter1.3软件在长度为30 090 464 bp的产黄青霉基因组中共找到163个微卫星序列.其中以两碱基重复类型数目最多,为133个,占重复序列总数目的 81.60%;其次是三碱基重复为29个,占17.79%;最后是四碱基1个,占0.61%.在两碱基重复序列中,AT(44.79%)重复类别最多,其次是AG(23.92%).在三碱基重复序列中,共发现9种重复类别,其中以AAG和ACT重复类型最多,为6个(3.68%),其次是ACC(2.45%),最少的是AGC(0.61%).四碱基重复中,只有1种重复类别,为ATGT(0.61%).同时选取二碱基的重复次数在7以上和三碱基的重复次数在6以上的微卫星序列,利用Primer Premier 5.0软件设计了引物,共得到30对引物.本研究不仅为后续产黄青霉微卫星标记的筛选奠定了基础,也丰富了其基因组学资源,对产黄青霉的种群遗传结构分析、分子标记选育和遗传多样性有重要意义.     

基于转录组的曼氏无针乌贼SSR与SNP位点信息分析

利用IlluminaHiseq平台对曼氏无针乌贼进行了转录组测序,采用生物信息学方法分析了转录组序列中的SSR、SNP位点信息并设计了SSR引物。利用MISA工具筛选了转录组测序获得的127 575条Unigene序列,共得到分布于50 626条序列中的SSR位点108 685个,SSR发生率39.68%,出现频率为85.19%。平均每949 bp含有1个SSR位点。在50626条含有SSR位点的Unigene序列中,有25 548条Unigene包含SSR位点数目在2个及以上。其中单碱基重复是EST微卫星序列的主要形式(42.84%),其次是二碱基重复(28.73%),三碱基重复(14.93%)和四碱基重复(12.79%)。在所有微卫星序列所包含的重复单元中,优势重复基元类型为A/T(占总SSRs的42.23%),其次为AT/AT (13.33%),AC/GT (9.32%),AAAG/CTTT(10.00%)。运用Primer premier 5软件共设计了46 520对SSR引物。在12 323条Unigene中发掘出SNP位点64 732个,每条Unigene平均含5.25个SNP位点。其中转换(Transition) 45 975个(71.02%),颠换(Transversion) 18 757个(28.98%)。本研究通过第二代高通量测序技术,结合生物信息学方法对曼氏无针乌贼进行了SSR位点与SNP位点的开发,为其遗传多样性分析、分子辅助育种和增殖放流效果评估等提供了有力研究工具。     

水稻亚种间基因组水平微卫星多态性分析

从公布的水稻两个亚种（籼稻9311和粳稻Nipponbare）基因组草图序列中,搜寻了所有的完整微卫星位点,发现单碱基重复中A/T重复占大多数,二碱基重复中AT/TA、GA/TC、AG/CT重复居多,三碱基中GGC/GCC、GCG/CGC、CCG/CGG重复较多。通过相互比较,不同基序和基因区域的微卫星多态性有较大差异：内含子和基因间区中微卫星的多态性较高（分别约为45%和40%）,外显子中的微卫星多为三碱基重复,而且多态性较低（约为25%）;两个亚种具多态性的微卫星间距平均约为12.7 kb和16.4 kb。     

白鹭基因组微卫星分布规律研究

【目的】研究白鹭(Egretta garzetta)的全基因组微卫星分布规律。【方法】利用生物信息学方法对已报道的白鹭全基因组进行查询和分析。【结果】白鹭全基因组中1～6个碱基重复的微卫星有255 630个,序列总长度为4 282 844bp,占全基因序列长度的0.37%。不同重复类型的微卫星中,单碱基的数量最多,有207 108个,占全部类型的81.0%;然后依次是二碱基、三碱基、四碱基、五碱基、六碱基,分别占全部类型的6.4%,5.3%,4.9%,2.0%和0.4%。A,C,AC,AT和AG是白鹭基因组微卫星序列中重复数量较多的拷贝类型,占全部重复类型的87.4%。在白鹭基因组中,按降序排列,重复类型出现次数超过1 000次的有17个,分别是T,A,AT,G,C,AC,GT,ATT,AAT,ATTT,AGG,AAAC,CCT,AAAT,CT,GTTT和AG,占全部微卫星数量的92.7%。【结论】研究结果对白鹭微卫星的筛选及深入研究提供了数据支持。     

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.     

曼氏无针乌贼微卫星DNA富集文库构建与鉴定

曼氏无针乌贼是我国四大海产之一,开发其微卫星标记具有重要的科研与应用价值。本研究采用FIASCO法(Fast Isolation by AFLP Sequences Containing repeats)构建了曼氏无针乌贼的(CA)n微卫星富集文库,通过PCR检测出640个阳性克隆,占所有克隆的87%,从阳性克隆中随机选取118个进行测序,序列分析发现,103个克隆含有7次以上的重复序列,其中完全的为67(65%)个,不完全的23个(22.3%),复合的为13(12.7%)个,重复次数范围为7~59次,平均为38次。在103个序列中共42条可以设计引物,所筛选出的引物可以用于评估曼氏无针乌贼种质资源遗传多样性、遗传结构、亲子鉴定以及放流效果评估等。     

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.     

口虾蛄转录组微卫星标记开发

采用高通量测序技术获得的口虾蛄转录组测序数据,筛选具有多态性的SSR标记。结果共获得87 355条Unigene,67 657个微卫星位点,其中双碱基重复和三碱基重复的SSR较多,分别有30 235个和17 590个,占总数的44.69%和26%。获得230种重复类型,其中双碱基中的AC/GT重复和三碱基中的AGG/CCT重复是重复次数较多的重复类型。从中挑选碱基重复次数较多的微卫星引物共50对进行合成。用北海24个口虾蛄样品进行验证,获得条带清晰和多态性好的引物6对。6个微卫星位点在口虾蛄北海群体的遗传多样性分析中均表现出较高的多态性。平均有效等位基因数(k)为5.17,观测杂合度(Ho)为0.437 2,平均期望杂合度(He)为0.672 4,多态信息含量为(PIC)为0.602 3,这说明开发的6对SSR标记均适合群体遗传多样性研究。为口虾蛄进一步遗传多样性的研究奠定了基础。     

中药植物玉竹微卫星标记的筛选及遗传多样性分析

利用磁珠富集法构建玉竹的微卫星文库,用筛选出的微卫星引物对玉竹样品进行遗传多样性分析。根据链亲和素磁珠和生物素特异结合的特性,用3’端生物素标记的探针与两端连接已知序列人工接头的玉竹基因组DNA酶切片段杂交,杂交复合物结合到包被有链亲和素的磁珠上,洗脱并收集吸附在磁珠上的含有微卫星的片段。经过克隆和测序,再根据微卫星两侧的保守序列设计引物,最后利用从中筛选出的微卫星引物对玉竹种群进行遗传学分析。从基因组微卫星富集文库中分离出9个多态微卫星位点,来自3个玉竹种群的40个个体的多态性显示,每个位点的等位基因数从3到6个不等,观察杂合度范围为0000～0.875,预期杂合度范围为0.520～0.760,多态信息含量范围为0.066～0.687。9个多态位点经哈温平衡检测结果显示有5个位点符合哈迪-温伯格(Hardy-Weinberg)平衡,其余4个位点显著偏离哈温平衡(P0.05)。这可能是存在无效等位基因和或近亲繁殖效应的结果,鉴定出的微卫星遗传标记可以在玉竹的遗传多样性和种群遗传结构的评价中具有潜在的应用价值。     

鳜鱼基因组(AC)n微卫星富集文库的构建与鉴定

鳜鱼基因组DNA经MseI酶切后,与MseI接头连接,用链霉素和素磁珠亲和捕捉与生物素标记的微卫星寡核苷酸探针(CA)8杂交,杂交复合物通过变性洗脱获得单链目的片段,经PCR扩增形成双链,然后克隆到pGEM-T 载体上,转化至大肠杆菌DH5α中,首次成功构建鳜鱼(Siniperca chuatsi)基因组(AC)n重复类型的微卫星富集文库.测序结果表明,阳性克隆率为60%,说明构建的鳜鱼基因组微卫星富集文库是一个高质量的文库.鳜鱼富集微卫星文库的建立将为下一步进行鳜鱼微卫星标记的筛选提供了有效的工具.     

油茶基因组微卫星特征分析

对油茶基因组约10%覆盖度的DNA序列进行微卫星查找,共获得11 344个重复单元长度为1～6碱基的微卫星。在此基础上,通过对这些微卫星序列分析发现:在油茶基因组中长度为二核苷酸的微卫星重复单元最为丰富,占27.1%;在单碱基重复和二碱基重复这两种类型中,最主要的优势重复单元分别是A/T以及AT/TA、AG/TC。三碱基、四碱基、五碱基重复类型中,(AAN)n、(AAAN)n和(AAAAN)n为对应的优势重复单元,这些优势重复单元中富含碱基A和T。油茶基因组中变异程度高的微卫星(长度≥20 bp)约占11.7%。分析还发现,除单核苷酸重复微卫星外,油茶基因组微卫星长度的变异速率与重复单元长度呈负相关,即油茶基因组中长度较短的微卫星变异速率较快,而较长的重复单元变异速度较慢,相对较为稳定。     

松属编码区微卫星特征和相应基因功能分析（英文）

从GenBank下载453 892条松属EST序列,序列组装后得到20 886条contig。用Sputnik软件从这些contig中查找了2 678个微卫星,其中3碱基重复微卫星占的比例最高,为59.2%,而其他重复长度的微卫星都相对较低,比例分别为:2碱基重复微卫星占12.0%,4碱基重复微卫星占13.3%,5碱基重复微卫星占15.5%。3碱基重复微卫星变化引起的基因读码框改变最小,松属树种基因区3碱基重复微卫星的富集显示了强烈的密码子选择效应。此次研究还对查找到的微卫星进行了引物设计和扩增分析。实验结果显示,设计的微卫星引物在云南松中的扩增成功率是72.9%。从扩增成功的引物中进一步选取了155对引物,对14个松属树种和1个黄杉属树种进行了引物通用性实验分析,结果显示155对引物在14个松属树种间的通用性在71.0%以上,而在黄杉属树种中的通用性只有25.2%。对松属树种中含有微卫星的基因进行了功能分类研究,结果显示基因在是否保留微卫星序列方面有显著分化,微卫星参与了如细胞成分分类的共质体组成、病毒颗粒及病毒颗粒组成、生物节律调控,以及生长素转运蛋白等生物学过程。     

松属编码区微卫星特征和相应基因功能分析（英文）

从GenBank下载453 892条松属EST序列,序列组装后得到20 886条contig。用Sputnik软件从这些contig中查找了2 678个微卫星,其中3碱基重复微卫星占的比例最高,为59.2%,而其他重复长度的微卫星都相对较低,比例分别为:2碱基重复微卫星占12.0%,4碱基重复微卫星占13.3%,5碱基重复微卫星占15.5%。3碱基重复微卫星变化引起的基因读码框改变最小,松属树种基因区3碱基重复微卫星的富集显示了强烈的密码子选择效应。此次研究还对查找到的微卫星进行了引物设计和扩增分析。实验结果显示,设计的微卫星引物在云南松中的扩增成功率是72.9%。从扩增成功的引物中进一步选取了155对引物,对14个松属树种和1个黄杉属树种进行了引物通用性实验分析,结果显示155对引物在14个松属树种间的通用性在71.0%以上,而在黄杉属树种中的通用性只有25.2%。对松属树种中含有微卫星的基因进行了功能分类研究,结果显示基因在是否保留微卫星序列方面有显著分化,微卫星参与了如细胞成分分类的共质体组成、病毒颗粒及病毒颗粒组成、生物节律调控,以及生长素转运蛋白等生物学过程。     

松属编码区微卫星特征和相应基因功能分析

从GenBank下载453 892条松属EST序列,序列组装后得到20 886条contig。用Sputnik软件从这些contig中查找了2 678个微卫星,其中3碱基重复微卫星占的比例最高,为59.2%,而其他重复长度的微卫星都相对较低,比例分别为:2碱基重复微卫星占12.0%,4碱基重复微卫星占13.3%,5碱基重复微卫星占15.5%。3碱基重复微卫星变化引起的基因读码框改变最小,松属树种基因区3碱基重复微卫星的富集显示了强烈的密码子选择效应。此次研究还对查找到的微卫星进行了引物设计和扩增分析。实验结果显示,设计的微卫星引物在云南松中的扩增成功率是72.9%。从扩增成功的引物中进一步选取了155对引物,对14个松属树种和1个黄杉属树种进行了引物通用性实验分析,结果显示155对引物在14个松属树种间的通用性在71.0%以上,而在黄杉属树种中的通用性只有25.2%。对松属树种中含有微卫星的基因进行了功能分类研究,结果显示基因在是否保留微卫星序列方面有显著分化,微卫星参与了如细胞成分分类的共质体组成、病毒颗粒及病毒颗粒组成、生物节律调控, 以及生长素转运蛋白等生物学过程。     

日本囊对虾（Marsupenaeus japonicus）基因组微卫星特征分析

通过建立随机基因组文库和序列测序,对日本囊对虾基因组进行了较大规模的微卫星分布特征分析.在1606711bp的随机基因组序列中,共找到1206个微卫星序列,其序列总长度约占测序序列总长度的5.9%.微卫星序列中,以两核苷酸重复的序列数目最多,约占微卫星总数的69.82%,三核苷酸重复次之,约占12.35%.两核苷酸重复中以AT重复最为丰富,约占两核苷酸重复序列总数的29.44%.微卫星在低拷贝区间(≤42)数量相对较大,约占比例为72.31%.重复单位拷贝数的变异能力分析表明,变异系数最大的前3种重复类型,均为4—6核苷酸,较长重复单位类型有着较强的变异能力.微卫星重复单位长度与其拷贝数的相关分析表明,二者呈负相关(r=-0.428),即随着重复单位长度的增加,其拷贝数在减少.两核苷酸重复4种类型和三核苷酸重复10种类型基序AT含量与重复序列数目的相关分析表明,随着重复类型基序AT含量的增加,其相应的序列数目增多.同时,微卫星各重复类型基序GC含量在0—70%间时,两端侧翼序列GC含量与之存在着正相关关系.这可能意味着微卫星两端的侧翼序列的碱基组成对微卫星的产生和进化有一定的影响.以上结果为物种间微卫星分布频率和丰度的比较、微卫星标记开发以及微卫星进化和功能的研究等工作提供基础.