苹果基因组SSR位点分析与应用

 【目的】通过对‘金冠’苹果基因组SSR位点的统计分析,为蔷薇科果树应用SSR分子标记进行高通量的遗传分析提供理论与实践基础。【方法】运用NCBI数据库中‘金冠’苹果基因组数据,分析其SSR位点分布情况,并根据SSR位点的搜索结果,设计68对引物（每条染色体设计4对）,利用苹果品种对所设计引物进行应用性验证并利用梨杂交群体进行通用性检测。【结果】苹果基因组中SSR序列主要是完全重复型,17条染色体共存在163 426个SSR位点,平均每隔3.22 kb存在1个。单核苷酸至三核苷酸重复基序在染色体水平上分布较均匀,而四核苷酸至六核苷酸重复基序的分布差异较大。单核苷酸与二核苷酸重复基序所占比例最大,两者占基因组内SSR位点总数的91.67%,单核苷酸重复基序主要以A/T重复为主,二核苷酸的重复基序主要以AT/TA重复为主。在苹果品种中验证所设计的68对引物,有62对可以扩增出预期目的片段,37对存在扩增多态性。在梨杂交群体上应用所设计的68对引物,有40对具扩增目的片段,其中16对具扩增多态性。【结论】苹果基因组内SSR分布呈现一定的规律性,初步验证SSR位点在亲缘关系较近的物种间高度保守并可以通用,基于基因组数据发掘SSR位点用于后续的相关遗传研究具有可行性。     

辣木转录组SSR位点信息分析

采用MISA对15 824条长度大于1kb的辣木Unigene进行SSR位点分布频率和基本特征的分析,共检测到8 272个SSR位点,分布于6 003条Unigene,SSR位点出现频率为52.28%,共包含114种重复单元。辣木转录组的SSR以单核苷酸重复为主,占总SSR的55.69%。其次是二、三核苷酸重复,分别占总SSR的32.34%和11.24%。A/T、AG/CT和AAG/CTT是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸中的优势重复基元。辣木转录组SSR以10~20次重复为主,基序长度主要集中于12~19bp。结果表明辣木转录组中含有大量SSR,且类型丰富,可为辣木SSR引物开发提供候选序列。     

利用芥菜转录组信息挖掘SSR标记及用于种质分析

【目的】为开发高效的芥菜Brassicajuncea.分子标记。【方法】本研究通过对芥菜转录组测序的信息搜索SSR位点并分析其分布特点,应用Primer 3.0软件设计SSR引物,随机选择50对引物扩增44份芥菜种质,检测其多态性。【结果】芥菜转录组测序共获得55 636条unigene,全部序列有48 193 376 bp;有7 834条unigene包含SSR的序列,从中鉴定出9 526个SSR位点,其中有1 371条序列包含1个以上SSR,复合SSR有572个,SSR发生频率为14.08%。优势重复基序为三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR的51.12%和41.91%。二核苷酸重复基元中以AG/CT为优势重复基元,占总位点的34.74%,三核苷酸重复基元以AAG/CTT为主,占总位点的18.30%。共设计出21 282对SSR引物,随机选择50对引物进行PCR扩增,其中41对扩增出清晰可重复的预期条带,17对(占34%)在44份芥菜种质中表现出多态性。应用UPGMA得到将44份供试材料分为4大类聚类图,可准确地体现了芥菜种质材料的关系。【结论】根据芥菜转录组数据能开发出类型丰富、效率较高的SSR标记,为芥菜亲缘关系分析和遗传图谱构建等提供更可靠的标记。     

基于RNA-seq数据的栽培种花生SSR位点鉴定和标记开发

【目的】鉴定花生RNA-seq数据中的SSR位点,明确转录组中SSR位点的分布和结构特点,开发与花生基因相关联的SSR标记,为花生重要功能基因的挖掘、等位变异研究和分子标记辅助育种奠定基础。【方法】根据栽培种花生全生育期中22种不同类型的组织RNA-Seq数据,使用MISA软件分析SSR位点分布及特征,采用Primer 3设计基因关联的SSR引物,并利用电子PCR软件对引物的质量进行检测,随机合成38对引物,进行多态性检测。【结果】从52 280条转录本中共鉴定19 143个SSR位点,分布于14 084条转录本,发生频率为26.94%。重复单元类型为单核苷酸—五核苷酸,以单核苷酸和三核苷酸为重复单元的SSR位点数最多,分别占位点总数的39.24%和38.40%。各重复单元优势基序类型分别为A/T、AG/CT、AAG/CTT、AAAG/CTTT和AACAC/GTGTT,占所在重复单元中的比例分别为97.62%、72.01%、30.96%、24.59%和16.67%。重复单元的重复次数为5—47次,单个SSR位点的长度的分布范围为10—47 bp,基序长度主要集中在10—14 bp;复合SSR位点的长度范围为21—249 bp,以31—40 bp为主。鉴定的SSR位点中共有13 477个SSR位点可以进行引物设计,其中5 020条转录本序列对应到特定的基因,共包含5 859个可进行引物设计的SSR位点,这些SSR位点在A基因组和B基因组共20条染色体上不均匀分布,其中B03染色体上SSR位点最多,为484个。对特定基因SSR引物进行电子PCR检测,在A.duranensis、A.ipaensis、A.hypogaea基因组中有效扩增位点分别为4 468、4 929和10 188个,有效引物数分别为3 968（67.74%）、4 232（72.25%）和5 174（88.33%）对,在A. hypogaea基因组中,SSR引物扩增位点主要以2个位点为主,其中,有1 477对引物单位点扩增。根据SSR引物扩增位点在栽培种花生基因组中的位置信息绘制了SSR位点的物理图谱。在38对SSR引物中,共有35对（92.1%）SSR引物可以扩增出清晰的条带,其中,有11对（28.9%）SSR引物在2个品种间扩增出差异条带。【结论】鉴定了13 477个可进行标记开发的SSR位点,开发、检测了5 859个基因相关SSR标记,在栽培种花生基因组中具有较高的扩增效率,并构建了基因相关SSR位点的物理图谱。     

基于RNA-seq数据的栽培种花生SSR位点鉴定和标记开发

【目的】鉴定花生RNA-seq数据中的SSR位点,明确转录组中SSR位点的分布和结构特点,开发与花生基因相关联的SSR标记,为花生重要功能基因的挖掘、等位变异研究和分子标记辅助育种奠定基础。【方法】根据栽培种花生全生育期中22种不同类型的组织RNA-Seq数据,使用MISA软件分析SSR位点分布及特征,采用Primer3设计基因关联的SSR引物,并利用电子PCR软件对引物的质量进行检测,随机合成38对引物,进行多态性检测。【结果】从52 280条转录本中共鉴定19 143个SSR位点,分布于14 084条转录本,发生频率为26.94%。重复单元类型为单核苷酸—五核苷酸,以单核苷酸和三核苷酸为重复单元的SSR位点数最多,分别占位点总数的39.24%和38.40%。各重复单元优势基序类型分别为A/T、AG/CT、AAG/CTT、AAAG/CTTT和AACAC/GTGTT,占所在重复单元中的比例分别为97.62%、72.01%、30.96%、24.59%和16.67%。重复单元的重复次数为5—47次,单个SSR位点的长度的分布范围为10—47 bp,基序长度主要集中在10—14 bp;复合SSR位点的长度范围为21—249 bp,以31—40 bp为主。鉴定的SSR位点中共有13 477个SSR位点可以进行引物设计,其中5 020条转录本序列对应到特定的基因,共包含5 859个可进行引物设计的SSR位点,这些SSR位点在A基因组和B基因组共20条染色体上不均匀分布,其中B03染色体上SSR位点最多,为484个。对特定基因SSR引物进行电子PCR检测,在A.duranensis、A.ipaensis、A.hypogaea基因组中有效扩增位点分别为4 468、4 929和10 188个,有效引物数分别为3 968(67.74%)、4 232(72.25%)和5 174(88.33%)对,在A. hypogaea基因组中,SSR引物扩增位点主要以2个位点为主,其中,有1 477对引物单位点扩增。根据SSR引物扩增位点在栽培种花生基因组中的位置信息绘制了SSR位点的物理图谱。在38对SSR引物中,共有35对(92.1%)SSR引物可以扩增出清晰的条带,其中,有11对(28.9%)SSR引物在2个品种间扩增出差异条带。【结论】鉴定了13 477个可进行标记开发的SSR位点,开发、检测了5 859个基因相关SSR标记,在栽培种花生基因组中具有较高的扩增效率,并构建了基因相关SSR位点的物理图谱。     

基于RNA-seq数据的小麦条锈菌SSR标记开发

为开发小麦条锈菌基因组编码区内多态性高的SSR标记,应用MISA软件从4个小麦条锈菌分离物转录组测序数据中搜索SSR位点并设计相应引物。结果表明,在小麦条锈菌转录组2 941条unigenes中发现6 083个SSR位点,SSR发生频率为14.13%,平均每9.84 kb出现1个SSR位点。获得的SSR有144种重复基序,单核苷酸和三核苷酸是主要重复类型,分别占SSR总数的42.33%和39.90%。T和AAC、ATC、CAT分别是单核苷酸和三核苷酸的优势重复基序。转录组中SSR重复次数以5~12次为主,基序长度主要集中在12~20 bp。随机合成100对SSR引物对3个小麦条锈菌分离物基因组DNA进行PCR扩增,有87对引物可以扩增出条带。总之,这些基于转录组发掘的SSR位点出现频率高、类型丰富,在小麦条锈菌群体遗传结构研究、分子标记开发等方面具有一定的应用潜力。     

叶蝉EST资源的微卫星信息分析

【目的】分析叶蝉EST序列信息,为其分子标记体系建立、遗传图谱构建及相关致害基因挖掘奠定基础。【方法】利用生物信息学技术对NCBI数据库中的4种叶蝉亚种EST序列进行SSR基序分析与统计,并对筛选出的SSR基序区段进行引物设计,开发出SSR标记。【结果】11044条叶蝉EST序列的总长为5866kb。按照引物筛选设定的参数,筛选获得1946条含有SSR基序的EST序列,占总EST序列的17．6％;其中包含2230个SSR基序并全部获得相应的SSR引物,平均间距为2．63kb。在2～5个核苷酸重复中,3个核苷酸重复为优势基序,占总基序的77．3％,尤以AAT类最丰富,占3个核苷酸重复总数的40．7％;双核苷酸重复中,AG类所占的比例最大,为39．1％。【结论】从叶蝉EST序列中筛选获得2230个SSR引物,以3个核苷酸重复基序所占比重最大。     

怀菊转录组中SSR位点信息分析

以转录组测序数据为基础,利用MISA软件对简单重复序列(simple sequence repeat,简称SSR)进行检测及分析,分析怀菊转录组中的SSR位点信息,并设计SSR引物,为后期SSR标记的开发和物种遗传多样性检测等提供参考。结果表明,共检测到8 553个SSR位点,它们分布在7 369条Unigene中,出现频率为2.83%,SSR位点的发生频率为2.44%;其中单核苷酸重复基序最多、其次为三核苷酸重复基序。怀菊转录组基序长度主要集中于12～19 bp,多具有中等多态性。对SSR序列设计引物,共得到25 662对引物可供今后使用。总之,怀菊SSR位点类型丰富,具有良好的多态性潜力及可开发性。     

青篱柴转录组数据SSR位点的生物信息学分析

为探讨青篱柴转录组中简单重复序列(simple sequence repeat,简称SSR)位点信息,开发青篱柴分子标记技术,采用高通量测序技术获得青篱柴转录组原始试验数据,经过生物信息学软件Trinity拼接后,获得66 755条单基因簇(universal gene,简称unigene)。进一步采用生物信息学分析软件MISA对所有的unigene进行SSR位点数据挖掘。共计搜索出22 542个SSR位点,分布在18 972条unigene中,出现频率为33. 77%,发生频率为28. 42%,SSR平均长度为15 bp,平均分布频率是1/3. 98 kb,在青篱柴转录组的SSR中,单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸重复序列为主要重复类型,分别占总SSR的47. 59%、27. 95%、23. 45%。青篱柴转录组数据中SSR序列共包括161种重复基元类型。其中出现频率高的基序主要有A/T、AG/CT、AAG/CTT、AT/AT、C/G、AGG/CTT。重复序列长度在10～144 bp之间,大多小于24 bp,大于24 bp的仅有0. 22%(48个SSR位点)。另外,设计筛选得到15 425对SSR引物。综上表明青篱柴SSR位点多态性潜能较高,具有很大的可开发性。     

苦荞转录组EST-SSR发掘及多态性分析

利用Misa软件对苦荞种子转录组高通量测序获得的45 699条EST序列进行了SSR位点扫描,共得到2 700个SSR位点,分布于2 624条EST序列中,SSR位点平均距离为1/1.73 kb。随着EST序列长度的增加,含SSR位点序列的比例也随之升高,800 bp以上EST序列含SSR的比例明显高于800 bp以下序列。单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复是苦荞EST-SSR主导类型,分别占总SSR的52.11%、13.33%和30.63%,其中(A)n、(AG)n和(AAG)n是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基序,分别占总SSR的51.85%、7.11%和8.93%。设计合成了150对 EST-SSR 引物,其中91对引物（60.67%）在40份苦荞种质中获得有效扩增,30对引物（32.97%）具有多态性。平均每对引物能检测到3.53个等位变异;多态信息含量（PIC）在 0.10~0.71之间,平均达0.40。以上结果说明,从苦荞转录组EST序列中大规模开发SSR标记是一条简便而可行的途径。     

基于转录组序列的叶用芥菜奶奶青菜EST-SSR标记开发与遗传多样性分析

为了探究叶用芥菜奶奶青菜资源的多样性水平,基于转录组数据研究了奶奶青菜简单重复序列标记(EST-SSR)特征,筛选了适合奶奶青菜的EST-SSR引物,并分析了奶奶青菜的遗传多样性。转录组测序分析共获得46 386条非冗余基因(unigene),其中13 544条unigene序列中含有18 720个简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)位点,SSR的发生频率为29.20%,平均每2.73 kb出现1个SSR,分布频率为40.36%。优势重复序列为单核苷酸,占总SSR数量的49.39%,其次为三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR数量的25.44%和24.13%。AT、AGCT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸以及三核苷酸的优势重复基元。以30份奶奶青菜和5份其他芸薹属蔬菜为材料,从37对引物中筛选出17对多态性引物,扩增得到135条多态性条带,多态性比例达88.2%。遗传多样性分析结果显示,平均等位基因数(N_a)为5.705 9,平均有效等位基因数(N_e)为2.397 8,平均多样性指数(I)为1.036 1,平均观察杂合度(H_o)为0.312 1,平均期望杂合度(H_e)为0.530 0,平均Nei’s期望杂合度为0.521 9,表明筛选出的17对SSR引物具有较好的遗传多样性。通过非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means, UPGMA)聚类分析,在相似系数为0.677处可将30份叶用芥菜奶奶青菜材料分为3类。试验结果可为叶用芥菜奶奶青菜的种质资源鉴定、亲缘关系分析和分子标记辅助育种等研究提供引物支持和技术参考。     

基于银鲳RNA－seq数据中SR标记的信息分析

[目的]开发银鲳分子标记技术。[方法]通过对银鲳（Pampus argenteus）进行高通量转录组测序（RNA－seq ）获得银鲳转录组原始试验数据,经过拼接后,获得3715603条unigene序列。采用生物信息学分析软件MISA对所有unigene进行简单重复序列（ simple se-quence repeat,SSR）位点鉴定。同时,利用软件对银鲳转录组SSR的多态性进行评价。[结果]银鲳转录组水平上,共鉴定出107007个SSR位点,分布在97289条unigene中,发生频率为2．62％,SSR平均密度为476个／Mbp。在银鲳转录组SSRs中,单核苷酸与二核苷酸重复序列为主要重复类型,分别占总SSRs的48．14％和34．10％。银鲳转录组数据中SSR序列共包括424种重复基元类型,单核苷酸重复基元A占较高比例,占同一重复类型SSRs的49．57％,二核苷酸重复基元TG／AC和三核苷酸重复基元GAG／AAC是优势重复基元,分别占同一重复类型SSRs的42．43％和9．61％。重复序列长度在12 bp以上的SSR标记位点数占总SSR的76．95％,具有丰富的多态性。[结论]银鲳SSRs位点具有极大的可开发性,可为银鲳遗传多样性研究、遗传图谱构建及分子辅助育种提供有效工具。     

罗氏沼虾转录组SSR标记信息分析

对罗氏沼虾肝胰腺组织转录组测序获得的33 450条Unigenes,进行简单重复序列(simple sequence repeat,简称SSR)检测与分析。结果共检测出15 356个SSR位点,分布在12 930条Unigenes上,发生频率为38.65%,平均距离为1.91 kb。其中,优势重复基序为单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸。SSR序列重复长度主要为12～16 bp和18 bp,占罗氏沼虾总SSR的86.33%。单核苷酸重复基序中多数为A/T,二核苷酸重复基序以GA/TC、AG/CT及AT/TA为主,三核苷酸重复基序主要为AAT/TTA、AAG/TTC、ATT/TAA、CCT/GGA、CTC/GAG和CTT/GAA。最后,对SSR所在的Unigene进行了KOG分类注释。通过对罗氏沼虾转录组SSR位点信息分析,获得多态性较为丰富的SSR位点,具有极大的开发价值,可为罗氏沼虾遗传多样性的分析、遗传图谱的构建及分子标记辅助育种提供有效工具。     

尾叶紫薇全长转录组测序及微卫星标记开发

[目的]尾叶紫薇是培育香花紫薇的重要种质资源,目前花香功能基因的研究及已开发的SSR分子标记较少,无法满足分子育种研究需求.[方法]采用PacBio sequel平台对尾叶紫薇3个开花时期混样进行全长转录组测序,通过公共数据库对Unigene进行功能注释,利用MISA软件检索全长转录组的SSR位点,Primer3批量设计SSR引物并检测.[结果]测序获得39087条非冗余、高质量全长转录本,平均长度为2109 bp,N50长度为2427 bp,长度主要分布在500～4000 bp.有38559条序列(98.64％)获得功能注释,功能主要集中于细胞进程及代谢进程.其中参与花香相关萜类物质合成的有56个,参与脂肪酸衍生物合成的有922个.获得的16425个SSR位点分布在12060条序列中,平均每5.02 kb出现1个SSR序列,3141条序列含有多个SSR位点.SSR位点主要重复类型是二核苷酸和三核苷酸,分别占所有SSR位点的41.95％和31.58％,重复基序类型有96种,AG/CT重复类型的出现频率最高.SSR的重复次数以5～15次为主,长度为10～86 bp,平均为16.84 bp.随机选取52对SSR引物进行PCR检测,有40对引物能产生单一、清晰的条带,有效扩增率为76.92％.[结论]获得与花香物质合成相关基因序列和大量有效SSR标记,将为深入了解尾叶紫薇花香物质合成与代谢、紫薇属植物种质资源评价与保护、分子标记辅助育种等研究奠定基础.     

基于高通量测序的北柴胡根转录组SSR位点信息分析

以北柴胡根为试材,采用高通量转录组测序方法,获得uingene序列信息,研究分析SSR分布、基元特征,设计、验证EST-SSR引物的有效性,为开发、丰富EST-SSR分子标记奠定基础。结果表明：从北柴胡根转录组中共筛选到31 176个SSR位点,分布于21 732条unigenes,出现的频率为20.08%,分布密度为3.20个/10 kb,主要重复基元类型以二核苷酸最为丰富,共21 056个,占SSR位点总数的67.54%;其次是单核苷酸和三核苷酸,分别占总SSR的19.05%和12.07%;四核苷酸～六核苷酸重复基元数量均较少。不同核苷酸基序类型共有131种基元,重复基元次数在5～11次的数量最多,占SSR总数的91.7%,且长度基本小于15 bp,其中AT/AT和AC/GT这两种基元在二核苷酸中出现频率最高。2 064条和1 004条含有SSR位点的unigenes分别注释到GO和KEGG通路,获得注释的基因功能主要与基础代谢相关。从22 090对具有潜在多态性的EST-SSR引物中,随机挑选20对引物对3个北柴胡种质DNA进行PCR扩增,扩增成功率最高达85%。北柴胡根转录组S...     

油棕转录组SSR 标记开发研究

从NCBI网站下载4072 条油棕EST,结合文献报道的油棕果肉转录组序列信息,通过聚类拼接和处理,得到全长为32637.947 kb的无冗余序列20054条。在这些序列中共检索出4 538 个SSR袁检出率为22.6%遥其中以单核苷酸重复基序为主导类型袁出现频率为51.2%,二核苷酸、三核苷酸重复基序的出现频率分别为20.4%和17.9%。随机挑选了400对SSR引物进行PCR 多态性检测,获得29对PCR多态性引物,并随机选取11引物进行验证,在4种不同来源的油棕样本中表现出多态性。     

黑果枸杞转录组SSR信息分析及分子标记开发

分析黑果枸杞Lycium ruthenicum转录组中简单重复序列（SSR）位点信息,开发SSR分子标记。采用MISA软件在黑果枸杞转录组中共检测到73 896个SSR位点,分布于56 170条单基因簇（unigenes）中,出现频率为26.36%,平均分布距离为3.55 kb。优势重复基序为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,分别占总SSR位点的74.33%,13.30%和11.81%;共发现84种重复基序,重复次数为5~33次,其中出现频率最高的基序为A/T,AG/CT,AT/AT,C/G和AAC/GTT。针对SSR位点设计了12 674对引物,随机挑选128对引物进行多态性验证,其中74对（57.8%）得到清晰的扩增产物;用其中的28对高多态性引物对24份枸杞种质进行扩增,共检测到等位基因256个,平均为9.1个。平均主效等位基因频率、观察杂合度、期望杂合度和多态信息量分别为0.432,0.439,0.712和0.678。以上结果表明:基于黑果枸杞转录组测序得到的Unigene信息可作为开发SSR标记的有效来源,获得的大批量SSR标记可为枸杞遗传多样性分析和遗传图谱构建提供可靠的标记选择。     

基于李府贡枣转录组测序的SSR和SNP特征分析

为了简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)和单核苷酸多态性标记(single nucleotide polymorphism,SNP)开发等研究,以李府贡枣不同处理枣果实的转录组序列为基础,分析了转录组数据中SSR和SNP位点的分布。结果表明:转录组数据共获得了226 488条contig序列,其中有42 570条unigene在数据库中得到注释。利用鉴定简单重复序列的软件(MIcroSAtellite identification tool,MISA)进行SSR位点的搜索,共得到18 016个SSR位点,SSR位点的出现频率为0.43个/kb。SSR位点共包含164种重复基元,其中以A/T类型为主的单核苷酸重复所占的比例最高(6 942个,38.44%),其次是AG/CT类型为主的二核苷酸重复(6 113个,33.85%)和以AAG/CTT为主的三核苷酸重复(4 242个,23.49%),四核苷酸重复、五核苷酸重复和六核苷酸重复基本相同。在转录组得到的unigene中共发现SNP位点163 360个,发生频率为1/254 bp,6种单核普酸变异中以Transition类型的A/G和C/T发生频率最高,分别为总数的30.80%和30.49%;其他4种Transversion类型的SNP为C/G、G/T、A/C和A/T,分别占到总数的9.83%、9.78%、9.78%和9.32%。其中Transition类型显著高于Transversion类型,在转换类型中A/G和C/T发生频率基本一致,但以A/G发生频率略高。     

基于RNA-seq数据大规模挖掘蜜蜂球囊菌的SSR分子标记

基于已获得的球囊菌转录组数据预测微卫星标记(SSR),并进行SSR位点的信息分析和SSR引物的挖掘.利用软件MISA对球囊菌转录组中42610条unigenes进行搜索,共预测出7968个SSRs,分布于5233条unigenes中,其中最主要的重复类型为三核苷酸重复(53.15%),其次为二核苷酸重复(32.32%)和四核苷酸重复(8.46%).二核苷酸重复中的基序主要是AG/CT(占总量的15.8%).针对所有的SSR位点,利用Primer Premier 5软件设计出6956对SSR特异性引物,随机选取20对引物对两个不同来源的球囊菌样品进行SSR位点扩增,共有6对引物成功扩增出符合预期的目的片段.研究结果表明,利用球囊菌转录组数据开发SSR引物是可行的.