基于石蒜属转录组序列的SSR分子标记开发应用

为开发石蒜属简单重复序列(SSR)分子标记,并研究SSR引物在石蒜属内的通用性,本研究对石蒜属石蒜、忽地笑、中国石蒜、长筒石蒜、换锦花、香石蒜6个种质转录组测序,检测SSR位点并设计引物,通过PCR扩增和毛细管电泳判断引物的有效性和多态性,绘制石蒜属17个种质资源的指纹图谱并对杂交后代的真实性进行早期检测。结果表明,共获得404 481条Unigenes,利用数据库进行同源比对和功能注释,并对Unigene进行SSR位点挖掘和分析,共检测到59 612个SSR位点。其中,单核苷酸重复>二核苷酸重复>三核苷酸重复,分别占SSR总数的62.88%、20.06%和14.66%,四核苷酸及以上重复单元相对较少。选取并合成8对荧光引物进行PCR扩增,通过毛细管电泳检测发现,8对荧光引物共检测到60个多态位点,多态位点数平均为7.50,多态性信息含量(PIC)值变化范围为0.148 0~0.940 8,平均值为0.593 0。利用引物扩增带型组合法构建了石蒜属17个种资源的指纹图谱,其中引物QZ209可区分所有供试材料,并可用于杂交后代鉴定。本研究开发的SSR标记具有丰富的多态性,在石蒜属植物的资源多样性分析、杂交种鉴定及遗传图谱的构建应用中具有重要意义。     

铁皮石斛EST-SSR分子标记的开发

为了开发铁皮石斛EST-SSR分子标记,利用SSRIT软件对铁皮石斛近缘物种-金钗石斛的15 383条EST序列进行SSR位点查找,利用Primer 5和Oligo 7软件进行引物设计和评价,之后经PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳对引物进行初步筛选,并通过聚丙烯酰氨凝胶电泳对所筛选的引物进行有效性检测。结果表明,SSRIT软件共查找到370条SSR位点序列,共有379个SSR位点,候选SSR位点出现的频率为2.46%。二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸重复是最主要的重复类型,分别占41.42%、26.91%和27.44%,其中二核苷酸重复中AG/CT(20.84%)和GA/TC(18.73%)最丰富;三核苷酸重复中TCT/AGA(4.22%)和GA/TC(3.96%)最丰富;而六核苷酸重复基元较多。EST-SSR平均长度为24 bp,平均每8.5条EST序列包含1个SSR位点。设计的106对EST-SSR引物中有50对能扩增出理想的PCR产物,引物有效扩增率为47.17%,其中有43对能够扩增出多态性条带,占可扩增引物的86%。本研究开发的43对引物为铁皮石斛遗传多样性分析、种质鉴定、遗传图谱构建和功能基因研究等提供了重要的参考价值。     

紫楠转录组EST-SSR标记开发及通用性分析

紫楠(Phoebe sheareri)是商品材金丝楠木的原植物种之一,现存野生资源日益减少,为了进一步掌握其遗传多样性和遗传结构特征,大规模开发该种表达序列标签-简单重复序列(expressed sequence tag-simple sequence repeat,EST-SSR)标记迫在眉睫。本研究首次进行紫楠转录组高通量测序,挖掘SSR位点和开发EST-SSR标记,并进行引物的初步验证以及在楠属植物的通用性检测。结果显示,通过Illumina Hiseq 2500测序共获得43 781条Unigene,应用MISA软件鉴定了6 958个SSR位点,分布频率为15.89%,平均每5.31 kb出现1个SSR位点。紫楠SSR位点共包括340种重复基元,以二、三核苷酸为主,其优势重复基元分别为AG/CT(23.99%)和AAG/CCT(12.81%)。基于不同重复基元类型设计合成了94对SSR引物,以10份紫楠及同属4种楠木的基因组DNA为模板对其有效性及通用性进行初步验证,筛选出具有清晰扩增产物的引物41对,其中32对具有多态性,其平均等位基因数2.75个,观察杂合度(heterozygosity,Ho)、期望杂合度(heterozygosity,He)、多态信息含量(polymorphism information content,PIC)分别为0.369、0.563和0.541,且在同属材料中通用性较高。紫楠转录组测序获得的Unigene可作为SSR标记开发的有效来源,所获得的EST-SSR引物可为紫楠及楠属其他树种的遗传结构分析、种质资源利用及遗传图谱构建提供有效的分子标记。     

大白菜简单序列重复(SSR)和插入/缺失(InDel)标记的开发及通用性分析

为探讨大白菜基因组序列中SSR位点的分布规律并开发SSR引物,利用SSRHunter软件对大白菜A10(16899818～17299817)的DNA序列进行简单序列重复(SSR)位点查找,共得到394个SSRs,平均每1.02kb出现1个SSR。二核苷酸和三核苷酸重复是最主要的SSR类型,分别占79.44%和18.78%。为了提高SSR标记开发的准确性和通用性,对检索得到的含SSR位点的序列进行了同源比对,选取符合条件的15条SSR序列并设计引物;依据Blast过程中发现的在SSR位点不存在差异而在其侧翼序列中存在插入/缺失(InDel)差异的序列,设计了19条InDel引物。用34对SSR及InDel引物在6个大白菜(Brassica rapassp.pekinesis)材料中进行多态性研究,发现28对引物能扩增出理想的PCR产物,有效扩增率为82.35%,其中27对引物具有多态性,多态性比率为79.41%。为验证SSR引物的真实性,随机对4对SSR引物的部分白菜扩增片段进行了测序,发现100%的片段具有相应的SSR位点。28对SSR和InDel引物在甘蓝(B.oleracea)、油菜(B.napus)和萝卜(Raphanus sativus)品种的有效扩增率分别为85.71%、100%和77.78%,说明新开发的SSR和InDel标记具有较好的多态性和通用性。利用6对引物分析了48份十字花科种质的遗传多样性,结果表明48份材料被明显地区分成白菜和甘蓝组、萝卜组、油菜组3大类群,与传统分类一致。大白菜SSR和InDel标记的开发对于十字花科种质亲缘关系及遗传多样性分析具有重要的应用价值。     

三种人参属植物的EST-SSR信息分析及其在三七中的应用

为了解人参属植物EST中SSR分布特点及其在三七SSR标记中的应用,利用生物信息学方法,用primer3软件对dbEST数据库中人参属植物人参、西洋参和三七的EST序列进行搜索,发现人参属植物EST-SSR出现频率为11.54%,平均每4.39kb出现1个SSR。人参属植物单核苷酸重复基元占主导地位,其次为三核苷酸重复基元和二核苷酸重复基元,分别占总SSR的54.48%、17.31%和16.36%。人参属EST-SSR的优势类型为A/T和AT/TA,分别占54.73%和8.21%。根据人参属植物EST中的SSR设计48对引物,在合适的PCR扩增体系下,用5个三七样品的DNA为模板进行PCR扩增,引物有效扩增率85.42%,其中多态性引物占可扩增引物的70.73%。结果表明,利用人参属EST序列开发三七EST-SSR标记是可行的。     

利用小麦SSR标记分析鸭茅种质资源的遗传多样性

使用小麦(Triticum aestivum)SSR引物和扩增程序,以中国春小麦(T. aestivum)品种为对照,利用SSR标记对来自国内外的45份鸭茅(Dactylis glomerata L.)种质资源进行遗传多样性研究.结果表明,20对引物扩增出295个条带,多态性条带为187条,多态性条带比率为61.15%,鸭茅种质资源的遗传相似系数范围为0.7848～0.9513.聚类分析和主成分分析将供试材料分为6大类,聚类结果不仅能反映鸭茅生态适应性特征与其生长发育状况及生产性能相关,还显示出国产鸭茅品种遗传基础较为狭窄.研究表明将小麦SSR引物用于检测鸭茅遗传多样性行之有效.     

甘蓝SSR标记在近缘种青花菜的通用性及其应用

本研究对50条甘蓝SSR引物在其近缘种青花菜中的通用性进行了分析,结果表明,38对引物在青花菜上可有效扩增,扩增产物分子量在100～1500bp,有效扩增比率为76%,其中18%具有较好的多态性,揭示了两种作物基因组间存在一定的相似性。同时利用获得的多态性较好的9对引物对青花菜进行基因型鉴定和遗传多样性分析,20份青花菜基因型中共检测到51个基因位点,平均每个引物组合可扩增出5.67个条带,多态性为66.7%。多引物组合可鉴别出所有青花菜基因型。聚类分析结果表明同一来源的基因型间具有相近的遗传基础,且聚类与熟性具有一定的相关性。本研究为今后青花菜种质资源的收集、利用及分子标记辅助育种提供了新的SSR标记和参考。     

菊花EST-SSR标记开发及其对万寿菊的可转移性研究

为开发菊花EST-SSR标记并用于万春菊资源分析,研究了菊花的EST-SSR特征、标记开发及其在万寿菊上的可转移性。结果表明,菊花EST-SSR出现频率为5.35%,平均每10.64 kb存在1个SSR位点。在这些SSR位点中,共有83种重复基元,2-6核苷酸重复类型分别为10、40、14、5和14种。以14个菊花品种DNA为模板,22对菊花EST-SSR引物中14对可以扩增到清晰且稳定的PCR产物,共检出49个位点,平均每对引物可扩增出3.5条多态性片段,平均多态性信息含量(PIC)为0.751。在14对有效引物中,8对可以在待检万寿菊样品中扩增到清晰稳定的条带,可转移率为57.14%。综上所述,菊花以三核苷酸重复类型占主导,六核苷酸重复类型高于其它植物种类,菊花EST-SSR引物多态性信息含量处于较高水平。本研究可为万寿菊分子标记辅助育种奠定科学基础。     

山东省46个花生品种SSR指纹图谱构建与遗传多样性分析

为从分子水平上快速鉴别花生品种和选配优良杂交组合,以山东省审定的46个花生品种为材料,利用微卫星(SSR)标记进行DNA指纹图谱的构建和遗传多样性分析。从788对SSR引物中筛选出50对多态性高、稳定性好、谱带清晰的引物,共检测到175个等位位点,其中122个为多态性位点,多态性比率达70.52%;每对SSR引物扩增出的等位位点数为2~7个,多态性信息量变化范围为0.6753~0.8412,平均为0.823。此外,利用14对引物可将46份材料完全区分开。聚类分析表明,在相似系数0.77处,所有供试材料聚为一类,在相似系数0.80处,仍有76%的材料聚在一起。利用SSR标记构建的指纹图谱可为花生种质资源管理及育种实践提供依据。     

大蒜种质遗传多样性的SSR分析

为了探索中国大蒜种质个体的SSR位点的分布情况,为品种鉴定、保存及遗传改良提供分子生物学依据,利用6对SSR引物对40个大蒜(Allium sativumL.)品种进行聚类分析、主成分分析及遗传多样性评价。共检测到21个多态性位点,平均每对引物可扩增出约3.5条多态性片段,多态性百分率为56.76%;SSR引物组合平均有效等位基因数、Nei基因多样度和Shannon信息指数分别为1.5551、0.3414和0.5188。聚类分析显示,6对SSR引物可把40份大蒜种质资源从0.59相似系数水平上3个类群。第一类群包含28份种质,在相似系数为0.73的水平上进一步又被分成了3个亚类;第二亚类仅包含2份种质;第三亚类包含10份种质,在0.68的相似系数水平上分成了2个亚类。主成分分析和UPGMA的结果基本一致。不同地理来源的大蒜种质的Shannon-Weaver多样性指数的变幅为0.0576~0.4179,说明大蒜种质遗传多样性丰富。本研究利用SSR分子标记技术较准确地解析大蒜不同材料间的亲缘关系及遗传多样性,为中国大蒜SSR分子标记提供基础资料。     

菠菜转录组SSR位点分析及其分子标记的开发

简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记具有多态性高、重复性好、共显性等特点,己广泛用于蔬菜作物遗传育种研究中.本研究利用MISA软件对菠菜(Spinacia oleracea)转录组SSR位点信息进行分析,开发适用于菠菜的SSR分子标记,并对不同菠菜材料的遗传多样性进行分析.结果显示,在获得的44 796条基因簇(Unigene)中检测出2 045个SSR位点,检测出2 045个SSR位点,分布在1 940条Unigene上,发生频率为4.33％,平均距离为19.81 kb.菠菜SSR中以单、三、四核苷酸重复为主,分别占总SSR的19％、65％和7％,重复长度主要为18～24 bp,占菠菜总SSR的93.55％,以重复次数6次和7次为主,分别占菠菜总SSR的31.42％和31.05％.菠菜转录组中单核苷酸重复类型为A/T,二核苷酸重复主要为GA/TC和AG/CT,三核苷酸重复主要以CAA/TTG、GTT/AAC、GAA/TTC、TGT/ACA和GAT/ATC为主.本研究共设计了2 199对SSR特异位点引物,随机挑选218对引物对9个不同类型的菠菜材料进行扩增检测,其中38对表现出多态性.利用UPGMA做图进行聚类分析,9份菠菜材料聚为3类.本研究通过对菠菜转录组SSR位点信息分析及其分子标记的开发,获得了多态性较为丰富的SSR位点,为菠菜遗传多样性的分析、遗传图谱的构建及分子标记辅助育种提供了基础资料.     

宁波地区野生换锦花遗传多样性的ISSR分析

为了解宁波地区野生换锦花的生存状况及对目前环境的适应能力,本研究采用ISSR分子标记对6个野生居群的遗传多样性水平和遗传结构进行分析。结果表明,10条ISSR引物共扩增出74个条带,其中多态性条带67个,多态性位点百分比(PPL)为90.54%。宁波地区野生换锦花在物种水平上的遗传多样性较高,PPL为90.54%,Nei’s基因多样性(He)为0.2700,Shannon’s指数(Ho)为0.4144;但在居群水平上遗传多样性较低,PPL平均值为76.35%,He平均值为0.2517,Ho平均值为0.3800。基因分化系数(Gst)为0.0679,基因流(Nm)为6.8654。AMOVA分子变异分析结果表明,在总的遗传变异中,有95.85%的变异发生在居群内,仅有4.15%的变异发生在居群间。UPGMA聚类结果显示6个居群间的亲缘关系较近,其可分为两大类群,其中北仑、慈溪和象山3个居群组成一类;奉化、镇海和舟山3个居群组成一类。Mantel检验的结果表明,居群间的地理距离和遗传距离之间无显著相关性。本研究结果为宁波地区野生换锦花种质资源的保护及合理开发利用提供了理论依据。     

SSR和SRAP标记研究油菜杂交种骨干亲本的遗传多样性

用SSR和SRAP两种分子标记方法研究51份甘蓝型油菜杂交种亲本系的遗传多样性,并对两种分子标记研究结果进行比较。结果发现,在51份材料中,45对SSR引物共扩增出194条多态性条带,平均每对引物为4.3条,25对SRAP引物共扩增出197条多态性条带,平均每对引物为7.9条。UPGMA聚类分析表明,SSR和SRAP标记都可将51份亲本材料划分为五大类群,本所选育的玻里马细胞质雄性不育系（Polima CMS）的主要保持系和恢复系都聚在同一类群的不同亚群中。根据系谱资料分析发现,SRAP标记划分的类群与系谱资料更为接近,SRAP标记更适用于遗传关系较近材料的遗传多样性分析。SRAP标记揭示的亲本间遗传距离要大于SSR标记揭示的遗传距离。两种不同标记方法揭示出油菜亲本遗传多样性的差异主要是由不同的标记方法揭示的标记位点等位基因变异数不同造成的。     

黄淮麦区部分小麦种质资源的SSR聚类分析

利用79对SSR引物对黄淮麦区129份种质资源进行了分析。结果表明, 79对引物共检测到335个等位变异，每个引物检测到的等位变异数目2～8个，平均4.240个，变异最大的位点主要位于B组染色体上。79个SSR位点的遗传多态性信息含量在0.015～0.820之间，平均0.498。种质资源间的遗传相似系数在0.253～0.909之间，平均0.492。聚类分析把这些种质资源分为4大类和7个亚类。聚类结果与地域并不吻合，但能较好地反映出亲本的特性和其间的亲缘关系。关键词：黄淮麦区；小麦；种质资源；遗传多样性；SSR标记；聚类分析     

利用RAPD和SSR标记分析陆地棉种质资源的遗传多样性*

遗传多样性的量化与分类是收集和利用种质资源的重要前提。利用随机扩增多态性（RAPD）和简单重复序列(SSR)两种分子标记对31份陆地棉(Gossypium hirsutum L.)种质资源进行了遗传多样性分析,其中14份材料最近从美国和伊朗引进。研究的目标是对这些陆地棉种质资源进行遗传聚类分析,为制定引进资源的利用策略提供参考。从有多态性的21个RAPD引物和18对SSR引物中共获得117个多态性位点。利用NTSYS-pc2．10统计分析软件,采用Jaccard′s相似系数UPGMA法进行聚类。结果表明,中国的17份材料部分聚为一类,国外的14份材料大部分聚为另一类,其它材料相间排列。分别对31份材料的相似系数与中国的17份材料的相似系数进行了比较分析,中国材料相对于新引进的国外材料的遗传多样性水平稍高,与国外材料之间的遗传差异较大。这说明扩大不同地区间种质资源的交流和引进种质资源可以丰富本地材料的遗传多样性。     

竹类植物EST-SSRs分布特征及应用

本研究利用毛竹已有的EST序列,开发竹类植物EST-SSR标记,旨在对竹子的分子分类进行研究。通过对3087条毛竹(Phyllostachys pubescens)EST序列进行筛选,获得了408条含有SSR的毛竹EST,在所有的EST-SSR中,三核苷酸重复类型(49.75%)最多,其次是二核苷酸重复类型(43.14%)、五核苷酸重复类型(4.41%)、四核苷酸重复类型(1.72%)和六核苷酸重复类型(0.98%)。不同基序类型中,GAG/CTC基序和AG基序分别是三核苷酸重复类型和二核苷酸重复类型中含量最高的重复基序,分别占18.72%和71.02%。当SSR长度等于18bp时,所检测到的SSR数量最多,达140条。随着SSR长度的增加,所检测到的SSR数量呈下降的趋势。根据搜索出的EST序列,共设计出25对引物,对12个竹类植物进行了扩增效率、多态性及通用性检测。其中18对引物能够扩增出稳定且清晰的条带,16对引物扩增具有多态性,扩增片段长度主要集中在100～500bp,引物有效率达64%。依据扩增结果进行遗传相似性分析,12种竹类植物可分为两大类群:丛生竹类群(clump bamboos)和散生竹类群...     

基于EST-SSR标记的MCID法鉴定冬瓜种质资源

种质资源鉴定是研究与利用冬瓜种质资源的基础。为了明确冬瓜种质资源遗传多样性,本研究基于表达序列标签-简单重复序列(EST-SSR)分子标记的人工绘制品种鉴别示意图(MCID)法鉴定40份冬瓜种质资源。利用筛选出的7对引物对冬瓜种质资源进行PCR扩增,应用MCID法构建冬瓜品种鉴定图。结果表明,利用7对引物扩增的特征性谱带能够将冬瓜品种在分子水平上区分开,同时能够构建40份冬瓜种质资源的品种鉴定图。利用Ntsys2.10e软件进行聚类分析,在遗传相似系数0.77处,将冬瓜资源分为3个类群。品种鉴定图能够快速地找到区分品种的引物,比聚类图更加直观。基于EST-SSR标记的MCID法是一种有效的冬瓜资源鉴定方法。本研究对冬瓜资源鉴定具有重要意义。     

青钱柳种质资源多样性SRAP初步分析

为了利用分子标记方法评价青钱柳种质资源的遗传多样性,本文对青钱柳DNA的提取、SRAP扩增体系重要参数进行了优化,运用优化体系筛选多态性引物,并用1对引物对青钱柳9个种源进行了遗传多样性初步分析。研究结果建立了适于青钱柳SRAP的扩增体系;从110对SRAP引物中筛选出了13对多态性引物,运用1对引物组合Me7＋Em2扩增获得21个多态性位点,多态率达100%。遗传多样性分析表明有效等位基因数（Ne）为1.3429,平均Shannon＇s信息指数（I）为0.3687,Nei＇s基因多样性指数（H）为0.2267,种源的遗传分化指数Gst为0.1983;聚类分析结果表明9个种源在遗传距离0.100处聚为3类,聚类结果和地理距离之间呈现较高的相关性。本文的研究结果表明所建立的青钱柳种质资源库具有广泛的遗传多样性,为进一步的开发利用提供了条件。     

人参EST-SSR标记的建立

从7055条人参EST序列中共搜索出791个SSR。根据引物设计标准,设计了68对EST-SSR引物。在合适的PCR反应体系下,分别以人参品种集安长脖、抚松二马牙的DNA为模板,对设计的EST-SSR引物进行筛选,发现有43对EST-SSR引物能扩增出产物。在9个人参品种、2个西洋参品种和2个刺五加品种中进一步对这些可扩增的引物对进行多态性检测,发现有26对引物显示多态性,占可扩增引物的60.47%,占设计引物总数的38.23%。本研究结果表明,根据人参EST建立EST-SSR标记是一种行而有效的的方法。     

广西地方葛根种质资源遗传多样性的SCoT分析

为了解广西地方葛根种质资源之间的亲缘关系,本研究以SCoT分子标记对44份广西葛根种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,并进行遗传多样性分析。结果表明,25条SCoT引物共扩增出223个条带,其中具有多态性的条带有194条,平均每条引物获得7.76个多态性条带,多态性比例为86.99%。聚类分析表明,44份葛根种质资源的遗传相似系数在0.587~0.982之间。在系数0.65处,44份葛根分为两大类,37号材料单独成为一类;在系数为0.74处,可聚为六类。综上所述,SCoT分子标记适用于葛根种质资源遗传多样性分析,本研究结果为广西葛根种质资源鉴定评价和新品种选育奠定了一定的理论基础。