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。     

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.     

山羊和藏羚羊全基因组微卫星分布规律及其生物信息学分析

本文利用生物信息学方法搜索和统计了山羊和藏羚羊全基因组中完整型SSRs序列,并对其生物信息学特征进行比较分析.山羊和藏羚羊全基因组中SSRs总数量分别为920 300个和913 059个,占其全基因组长度的比例分别为5.56‰和5.39‰.山羊和藏羚羊全基因组SSRs六种重复类型的数量、比例、丰度和密度分布模式如下:单核苷酸SSRs二核苷酸SSRs三核苷酸SSRs五核苷酸SSRs四核苷酸SSRs六核苷酸SSRs,这六种重复类型SSRs特征相互比较有显著差异,而相同重复类型SSRs特征基本一致.山羊基因5′端非翻译区和外显子区均是三核苷酸SSR丰最丰富,其次依次是单核苷酸、二核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸;而其3′端非翻译区和内含子区均是单核苷酸SSR最丰富,其次依次是二核苷酸、四核苷酸、三核苷酸、五核苷酸和六核苷酸.山羊第1条染色体上SSRs数量最多,其次依次是第2条、X染色体、第6条、第4条和第8条染色体,而较少的是第25、28条染色体,所有染色体上SSRs丰度不存在显著差异.山羊和藏羚羊全基因组各重复类型优势SSRs序列基本一致,并与牛、绵羊全基因组中不同重复类型SSRs优势序列相一致.     

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。     

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.     

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。     

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.     

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%).     

扁玉螺转录组SSR信息分析

采用生物信息学方法分析扁玉螺转录组文库EST序列(SSR)位点,并且设计简单重复序列(SSR)引物,以期为扁玉螺分子标记辅助育种提供有力的工具。对扁玉螺进行转录组测序采用Illumina Hiseq~(TM)高通量测序平台,再利用Micro SAtellite(MISA)工具,分析扁玉螺转录组中SSR的重复基元及其分布频率。利用Primer 3软件设计引物,并且通过SSRFinder筛选出SSR引物。从233 853条Unigenes中找到202 337个符合条件的SSRs,发生频率为45.34%,SSR位点的出现频率为86.53%。SSR位点中单核苷酸重复是主要类型,占总SSRs的63.44%,其次为双核苷酸和三核苷酸,分别为24.12%和6.73%。SSR所包含的重复基元中,单核苷酸重复基元A/T最多,占总SSR的54.15%;其次为双核苷酸AC/GT多,为15.9%。扁玉螺转录组中SSR位点出现频率高,而且类型丰富;大量的SSR分子标记技术有助于扁玉螺分子育种与遗传多样性分析提供更多的依据。     

异源多倍化引起的小麦微卫星序列变异

利用80对小麦微卫星引物调查了小麦黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变异情况.结果显示: 8对引物能从杂交F1植株及亲本小麦植株的基因组中扩增出相同的带型,而在新合成的双二倍体中条带缺失;4对引物从杂交F1植株及亲本小麦植株的基因组中扩增出相同的带型,而在新合成的双二倍体中扩增的条带变短;其余引物从亲本小麦、F1植株及双二倍体中扩增的带型相同.将有长度变化的条带回收测序,发现双二倍体中的条带变短现象是由二核苷酸重复单位减少所致.这些结果表明:常发生在二倍体生物中的微卫星序列变异现象在植物异源多倍化过程中也会发生,异源多倍化可能是促进微卫星进化的又一个不可忽视的动力.和二倍体生物一样,异源多倍化诱导的微卫星序列进化也表现为长的重复序列趋向缩短.     

杉木EST-SSR与基因组SSR引物开发

利用已经公布的杉木444条EST序列和未公布的杉木基因组文库中1 142条基因序列,进行引物开发效率的比较。去冗余后,利用MISA 搜索SSR 位点,分别得到109个和39个含有SSR的 位点。杉木EST序列中SSR分布密度为964.58个/Mbp,基因组中平均每Mbp出现1 037.24个SSR。在两个独立来源的数据库序列中,六核苷酸重复均为最多的重复类型,且AT-rich的重复类型占较大比例。AGC/CTG是杉木EST序列和基因组库中最多的三碱基重复,通过Primer 3.0分别设计出SSR引物95对和37对。为考察设计引物在杉木不同种源(群体)中的有效性,取12个种源(个体)的优良个体, 利用随机抽取的10个EST-SSR和8个gSSR(基因组SSR)进行引物筛选,结果表明:EST-SSR和gSSR各有4对引物在12个种源(个体)中表现出明显的多态性,多态率分别为40%和50%。8对多态性的SSR引物共扩增出 25 个多态性等位位点,平均每个引物产生 3.125 个多态性等位位点,平均有效的等位位点为2.399 5,PIC平均值为0.519 1; Hot平均为0.307 4。其中gSSR标记在检测群体间存在较大的分化,4个gSSR比4个EST-SSR扩增出更多的等位位点数、平均等位位点数,以及更大的PIC值。     

3种金线鲃属鱼类基因组微卫星的筛选与分析

利用生物信息学的方法,基于已公布的滇池金线鲃、安水金线鲃和犀角金线鲃的全基因组序列,筛选出3种金线鲃全基因组中的微卫星,并对所得数据进行分析。结果显示:在滇池金线鲃、安水金线鲃和犀角金线鲃全基因组中分别筛选出完美微卫星851 732个、849 226个和848 258个,其丰度分别为543. 39个/Mb、561. 32个/Mb和557. 52个/Mb; 3种金线鲃鱼类基因组中二碱基重复类型最多,分别占全部微卫星总数的50. 24%、40. 72%和40. 72%,其次是单碱基四碱基三碱基五碱基六碱基;安水金线鲃和犀角金线鲃基因组中的核心重复类别比例最高的为A,而滇池金线鲃核心重复序列比例最高的为AC; 3种鱼类基因组微卫星序列分布结果表明,位于外显子上的数量远低于内含子和基因间隔区。     

刺参CT/AG微卫星标记的筛选

利用5’锚定引物PCT筛选刺参的CT/AG微卫星分子标记,测序的43个克隆子中,42条序列含有微卫星DNA序列,阳性克隆比率达到97.7%。去除重复序列后,共检测到56个微卫星位点,分布于26条序列中,其中25条序列检测到2个或2个以上微卫星位点。对所有筛选到的微卫星位点进行分类统计后表明,核心序列为(CT/AG)的有51个(91.1%),5个位点为其他类型的重复。结果表明:刺参CT/AG微卫星标记在刺参基因组中含量较丰富,5’锚定引物法在筛选特定标记的同时,还筛选了其他类型的微卫星标记,具有较强的筛选效率。     

微卫星标记及其在微生物研究中的应用

微卫星标记技术应用于微生物学研究始于20世纪90年代,近几年来发展相当迅速.为了把握这个研究方向和促进该研究领域的发展,作者从微卫星的种类、微卫星在基因组中的分布及其功能、微卫星标记的应用前景等方面进行了概括和总结.介绍了基于杂交的SSR指纹、微卫星引动的PCR、锚定SSR、微卫星位点的PCR扩增、RAMPs标记、SAMPL标记等几种主要方法及其应用情况,并从简单重复序列在基因组中的分布及其功能、遗传标记、遗传作图、遗传多样性分析等方面总结了已有的研究成果.     

基于高通量转录组测序技术的龙头鱼微卫星信息分析

为龙头鱼资源合理开发与保护提供有效分子标记,本研究利用IluminaHiSeq~(TM) 2500高通量测序平台对采自舟山近海的龙头鱼肌肉组织进行转录组测序,从获得的Unigenes序列中挖掘SSR位点信息并分析其分布及特征。结果显示,测序所得29 756条Unigenes中共识别出5 652个完美型SSR位点,序列总长度为86 517 bp,相对丰度为332.97个/Mb。龙头鱼转录组SSR以单碱基和二碱基重复类型居多,分别占SSR总数的67.59%和20.72%。6类完美型SSR共有重复基元148种,重复次数以10次为主,占总SSR的23.23%。SSR序列长度范围在10～92 bp之间,其中序列长度在12 bp及以上的SSR位点的含量为65.73%。综上所述,龙头鱼转录组SSR位点含量丰富、基元重复类型众多、重复次数较高,具有良好的分子标记开发潜力,获得的SSR标记可用于遗传多样性和系统发育关系研究。     

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。     

等边浅蛤(Gomphina aequilatera)核糖体DNA第一内转录间隔区序列的特征分析

从浙江和福建沿海潮间带的6个采样点各随机选取2个等边浅蛤(Gomphina aequilatera)样品,以聚合酶链式反应、分子克隆和序列测定等分子生物学实验技术获得了ITS-1序列.通过比对发现,该序列内存在一个长度为17 bp的插入/缺失片段和一个结构为(GA)3(GGGA)2(GA)4~6的微卫星DNA,这2个结构是造成等边浅蛤ITS-1序列在个体基因组内及个体之间长度变化的主要原因.统计分析结果显示,该序列在个体基因组内的变异与相同采样点个体之间的变异无显著差异(P>0.05),而与不同采样点个体之间的变异差异显著(P<0.05),因此在种群水平的研究中是有效的分子标记.系统发生关系重建的结果和单倍型网络结构图均显示等边浅蛤的ITS-1序列各单倍型间的亲缘关系较近.     

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。     

绿头鸭基因组微卫星分布规律研究

[目的]研究绿头鸭(Anas platyrhynchos)的全基因组微卫星分布特征及规律.[方法]利用生物信息学方法对已报道的绿头鸭全基因组查询搜索并进行特征分析.[结果]在绿头鸭1 070 Mbp的基因组中,1～6个碱基重复的微卫星数量有476 957个,总长度为9 101 935 bp,相对丰度为445.77个·Mb-1,占全基因长度的0.83％.不同重复类型的微卫星中单碱基的数量最多,有326 468个,长度为5 444 144 bp,占基因组微卫星总数的68.45％;然后依次是四碱基、二碱基、三碱基、五碱基和六碱基,数量分别为66 753,30 262,29 712,20 248和3 514个,长度分别为1 504 868,501 244,527 310,920 915和203 454 bp,分别占基因组微卫星总数的14％,6.34％,6.22％,4.25％和0.74％.绿头鸭基因组中,分布数量最多的14种拷贝类型按数量由多到少排列依次是A,A A AC,A A AT,AT,A AT,AC,A AC,A A A AC,C,AG,AAAAT,AAAG,AAGG和AGG,这些拷贝类型的数量均超过2 500个,合计占基因组微卫星总数的95.1％,有明显的A偏倚.[结论]研究结果为绿头鸭微卫星的筛选和开展进一步的分子生物学研究奠定了基础.     

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.