基于转录组序列的火龙果SSR和SNP多态性分析

为深入挖掘火龙果SSR和SNP分子标记,以自交亲和型火龙果新种质‘黔蜜龙’转录组序列为基础,系统分析了SSR和SNP位点多态性和分布特征。转录组序列组装共获得96 800个unigene,其中28 471个unigene在数据库中得到注释,在各个数据库中均得到注释的有5 800个。从unigene中搜寻到26 167个SSR位点,出现频率为0.35个/kb。SSR重复类型共180种,单核苷酸重复最多(66.00%),其次为二核苷酸重复(23.01%)、三核苷酸重复(9.99%),其他类型较少(1.00%)。SSR长度在10~381 bp,10~11 bp的SSR有7 988条(30.53%),长度12~20 bp的有15 901条(60.77%),长度21~40 bp的有1373条(5.25%),长度大于40 bp的有905条(3.46%)。unigene中共有357 330个SNP位点,发生频率为1/204 bp,其中碱基转换位点226 165个(63.29%),碱基颠换位点141 165个(36.71%)。6种单碱基变异类型中,C/T、A/G的发生频率最高,分别占31.91%和30.38%。A/T、A/C、T/G和C/G这4种颠换类型分别占SNP总数的7.85%、7.85%、7.2%和13.09%,碱基转换类型比例高于颠换类型。火龙果转录组序列中的SSR和SNP位点丰富,筛选多态性、准确率高的引物,有望在火龙果遗传多样性分析、品种鉴定和遗传图谱构建等方面得到应用。     

基于瓠瓜转录组测序的EST-SSR标记的开发及其应用

为丰富瓠瓜分子标记库、开发瓠瓜SSR标记、寻找有效的瓠瓜种质资源鉴定方法,利用MISA软件对瓠瓜转录组测序获得的87 518条unigene序列进行筛选,共检测出11 029个SSR位点,发生频率为9.85%,分布距离为平均每8.3 kb有1个SSR 位点。其中只包含1个SSR位点的unigene 序列有6759条,其发生频率为7.72%;有1858条unigene序列含有2个及2个以上的SSR位点,发生频率为2.123%;有920条unigene序列属于混合形式的SSR标记,频率为1.051%。瓠瓜转录组中优势重复基序为单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的55.51%、25.41%和17.07%。A/T、AG/CT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元,分别占总SSR重复类型的98.22%、55.39%和39.86%。用Primer 3.0共设计出8617对SSR引物,利用6对条带清晰、多态性稳定的SSR引物构建了36个品种的指纹图谱,部分位点具有高度的一致性,说明基因来源范围较小。聚类分析显示,在相似系数为0.68时将36个瓠瓜品种分为6类。其表明我国瓠瓜品种资源遗传多样性非常狭窄,利用现有瓠瓜资源开展品种选育潜力有限,应加强对野生特异种质的引进与发掘利用。利用瓠瓜转录组数据进行SSR标记开发,获得的SSR位点能为其遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更丰富可靠的标记选择。     

茶树EST-SSR的信息分析与标记建立

在1589条茶树EST中,共发掘出了281个EST-SSR,分布于246条EST中,出现频率是17.68%,平均长度为33.06βbp,平均分布频率是1/2.61βkb。在茶树EST-SSR中,二核苷酸重复是主要的重复类型,出现最多的重复基元类型是AG/CT重复。设计了19对SSR引物,在对引物、dNTP、MgCl₂的浓度及退火温度等参数进行测试后,建立了合适的PCR反应体系。以衍生绝大多数EST-SSR的龙井43βDNA为模板,对引物进行了筛选,有16对引物显示扩增,可用率为84.2%; 进一步在10个茶树品种中进行多态性测试,显现出多态性的引物占可扩增引物的62.5%。本文研究结果证明了根据茶树EST建立SSR标记是有效、可行的。     

三七基因组SSR位点分析和多态性引物开发

本研究通过分析三七(Panax notoginseng)基因组中简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs)位点信息,对基因组中SSR位点的分布特征进行描述,并开发多态性引物,为评价三七遗传多样性和群体结构提供理论依据。利用MISA软件对重新组装的三七基因组进行SSR位点搜索,primer3设计引物。用随机合成的200对引物,在16个三七单株中进行PCR扩增,来筛选具有多态性的引物。在去除冗余序列后组装得到2.39 Gb大小的三七基因组中总共识别到314 060个SSR位点,SSR分布频率为0.13/kb,其中占主导地位的是二核苷酸重复基序,占所有重复基序类型的68.55%,其次是三核苷酸56 250(17.91%)和单核苷酸22 475(7.16%)。在二核苷酸为主的重复类型中,出现频率最高的是AT/AT重复基序占所有二核苷酸重复的63.66%,最低的是CG/CG重复基序占0.15%。同时,在单核苷酸重复中出现频率最高的也是A/T重复类型(79.01%)。经过多态性筛选最终得到41对多态性较好的引物,PIC值范围为0.11~0.78,平均值为0.46。本研究获得的大量SSR位点信息为三七全基因组SSR标记的开发,三七分子标记辅助育种以及遗传多样性分析提供方便。     

芝麻EST-SSR引物的开发与应用

为丰富芝麻EST-SSR引物,本研究从实验室构建的高油芝麻品系中芝14号的不同种子发育期cDNA文库中获得45 569条表达序列标签（expressed sequence tags,EST）,通过前处理得到总长17.428Mb的无冗余EST共32 421条。利用MISA和SSR finder软件包工具对EST序列进行SSR位点查找,在这些序列中发现有1 688条Unigene,共有1 949个SSR。共226个序列含2个或2个以上SSR位点。这些SSR中出现频率最高的重复基序类型为三核苷酸(74%)。为开发芝麻EST-SSR引物,探讨EST-SSR用于芝麻品种遗传差异研究的可行性,用12份不同含油量品系材料评价其中34对与油脂代谢相关的基因SSR引物,全部成功扩增,共有3对引物获得多态性条带。结果表明,芝麻EST-SSR 标记开发效率较高,是芝麻SSR标记开发的重要措施,对于芝麻品种的鉴定与遗传多样性分析具有很高的应用价值。       

基于转录组测序的油梨 EST-SSR 引物开发

利用转录测序技术,开发油梨表达序列标签-简单重复序列（EST-SSRs）,为 SSR 标记在油梨种质资源鉴定、品种选育及遗传连锁图谱构建奠定基础。采用 Illumina 二代测序的技术,共获得 37 639 条无冗余的序列,对其进行 SSR搜索,共获得 6 419 条简单序列重复（SSR）。利用 Primer 3.0 软件设计 SSR 引物,并以 11 份油梨种质筛选多态性引物。基于转录组序列开发出的 EST-SSR 的分布频率为 17.05%。在油梨 EST-SSR 中,单核苷、二核苷和三核苷的重复占主导,占总数的 99.07%。单、二、三核苷酸重复单元分别占总 SSR 的 37.47%、31.80%和 29.80%;出现频率最高的二核苷酸重复基元是 AG/CT,占总数的 29.15%,出现最高的三核苷酸重复基元为 AAG/CTT,占 12.01%。随机选择 315 个SSR 位点合成引物,经 11 份油梨种质筛选鉴定,227 对引物可扩增获得产物,有效扩增率为 72.06%;其中 34 对引物表现出良好多态性,占有效引物的 12.78%,占总引物的 10.79%。在 34 对多态性引物中,每对引物扩增等位基因数 2~12个。利用高通量测序开发 SSR 引物有较好的实性,开发获得的 34 个具有多态性的油梨 SSR 标记可用于研究油梨及其相关近缘物种的遗传变异。     

基于转录组测序的油梨 EST-SSR 引物开发

利用转录测序技术,开发油梨表达序列标签-简单重复序列（EST-SSRs）,为 SSR 标记在油梨种质资源鉴定、 品种选育及遗传连锁图谱构建奠定基础。采用 Illumina 二代测序的技术,共获得 37 639 条无冗余的序列,对其进行 SSR 搜索,共获得 6 419 条简单序列重复（SSR）。利用 Primer 3.0 软件设计 SSR 引物,并以 11 份油梨种质筛选多态性引物。 基于转录组序列开发出的 EST-SSR 的分布频率为 17.05%。在油梨 EST-SSR 中,单核苷、二核苷和三核苷的重复占主 导,占总数的 99.07%。单、二、三核苷酸重复单元分别占总 SSR 的 37.47%、31.80%和 29.80%;出现频率最高的二核 苷酸重复基元是 AG/CT,占总数的 29.15%,出现最高的三核苷酸重复基元为 AAG/CTT,占 12.01%。随机选择 315 个 SSR 位点合成引物,经 11 份油梨种质筛选鉴定,227 对引物可扩增获得产物,有效扩增率为 72.06%;其中 34 对引物 表现出良好多态性,占有效引物的 12.78%,占总引物的 10.79%。在 34 对多态性引物中,每对引物扩增等位基因数 2~12 个。利用高通量测序开发 SSR 引物有较好的实用性,开发获得的 34 个具有多态性的油梨 SSR 标记可用于研究油梨及 其相关近缘物种的遗传变异。     

牛樟 EST-SSR 标记的开发及遗传多态性分析

本研究通过测序牛樟叶片 cDNA 获得 17 046 条 Uni-EST，从中检测出 1 316 个 SSR 位点，平均每 25.7 kb EST 含 1 个 SSR 位点。功能注释发现 1 242 条 SSR-EST 中有 690 条可被划分为 3 大功能类、18 个功能亚类。牛樟 EST-SSR 二核苷酸重复类型出现频率最高，三核苷酸次之。184 类重复基序中 AG/CT 出现频率最高（32.4%），其次为 AAG/CTT（9.3%）。从 1 242 条 SSR-EST 设计 SSR 引物 537 对，随机选取 150 对检测牛樟的多态性及在香樟、大叶樟和沉水樟中的可转移性。结果表明，有 44 对引物在牛樟中得到特异性扩增，其中 17 对具有多态性，检测出的等位基因数 2~7 个，平均 3.02 个。牛樟 SSR 标记在香樟、沉水樟和大叶樟的可转移率分别为 97.7%、97.7%和 95.3%。聚类分析表明，在遗传相似系数为 0.76 处，14 个樟属植物能被划分为 5 类，聚类结果与植物学分类结果基本吻合。     

向日葵锈菌夏孢子转录组微卫星特征分析

为大规模开发有效的向日葵锈菌SSR标记,根据向日葵锈菌转录组数据,使用Ubuntu 12.04 LTS系统的Perl操作平台MISA软件对向日葵锈菌转录组序列进行高通量微卫星SSR位点发掘。在15 946条转录本中发现20 861个SSR,平均3.97kb出现一个SSR。共发现244种碱基重复模式,(A/T)n所占比例最高,达到88.24%。在42 610条注释成功的向日葵锈菌unigene中,含有SSR的序列14 069条,共发现18 100个SSR位点,其中位于编码区1 057个,出现频率为0.382 2 SSR/kb,非编码区为0.300 1 SSR/kb;其中以单核苷重复基序为主导,共有19 046条,占总SSR的59.5%;其次是三碱基微卫星(804,占3.86%)。大部分微卫星长度小于20bp,长度大于20bp的仅占7.37%。研究结果显示,微卫星与基因平均表达水平存在关联,含微卫星基因的平均表达水平低于不含微卫星基因的平均表达水平。包含SSR的15 946条unigene中只有5 863个unigene获得了GO分类号,被注释到分子功能、生物进程、细胞组分三大本体。通过生物信息学软件得到的转录组SSR标记位点可用于后续向日葵锈菌遗传多样性研究,而且对其他非模式生物或新物种SSR标记开发也具有重要的参考作用。     

甘蔗EST-SSR标记的开发和多样性分析

运用生物信息学分析方法对甘蔗(Saccharum spp.)的282 809条表达序列标签(ESTs)进行分析,共获得Unigene 138 590条,发掘出分布于10 086条Unigene的10 505个微卫星(EST-SSR)位点,SSR发生频率为7.26%,平均9.22 kb出现1个SSR。在7个杂交甘蔗品种中,三核苷酸基元的SSR数量最多(74.95个/Mb),其次为二核苷酸基元的SSR(22.95个/Mb),二者占总数的90.27%。以CCG/CGG、AG/CT为重复基元的SSR是最常见的EST-SSR类型,富含G/C的EST-SSR占据极明显的优势。与拟南芥和水稻cDNA序列内SSR的比较表明,富含G/C的SSR可能是禾本科植物SSR的一个共同特点。研究发现,SSR在EST与基因组序列之间以及在不同甘蔗品种之间的分布存在差别,具有丰富的多样性。此外,从EST数据分析获得杂交甘蔗品种的16个保守基因,从中发掘了9个SSR位点。最后,利用Primer3和e-PCR软件设计了一批具有物种特异性和通用性的EST-SSR PCR引物,相关数据可以通过http://59.50.66.49/SSR/sugarcane/sugarcane.EST-SSR.tgz链接从因特网下载。该研究结果可为开展甘蔗遗传多样性分析、种质资源鉴定和分子辅助育种提供参考。     

芒果转录组中SSR位点信息分析与引物筛选

利用MicroSAtellite软件分析筛选芒果转录组中的SSR位点。结果表明,在54 207条Unigene中共搜索得到4 103个SSR位点,出现频率为7.57％。其中,三核苷酸重复为主导重复类型,占SSR总数的38.19％,其次是单核苷酸重复（26.91％）。AG/CT和AAG/CTT分别是二核苷酸和三核苷酸重复的优势基元。根据SSR侧翼序列共设计6 915对SSR引物,随机挑选了230对进行PCR检测,获得93对多态性引物。由此可见,芒果转录组数据可以作为大量开发SSR标记的资源,这些SSR标记也将有助于芒果遗传多样性和种质资源鉴定的研究。     

甜菜EST-SSR引物的开发与应用

利用NCBI公共数据库现有的甜菜(Beta vulgaris L.)表达序列标签(expressed sequence tags,EST)数据信息,开发了甜菜EST-SSR标记。在所有的29830条甜菜EST序列中共确认得到20109条非冗余EST序列,总长为11287.6kb。在含有微卫星重复的6951条EST序列中按照SSR引物设计要求,最终获得了2845个EST-SSR,平均每3.96 kb含有1个SSR。EST-SSR的分布频率和特征分析表明,A/T单碱基重复最多,其次是AAG/CTT三核苷酸重复,AG/CT二核苷酸重复,ACCTCC/AGGTGG等六核苷酸重复最少。随机合成了100对SSR引物,并分别选用6个甜菜品种进行多态性检验,将其按遗传相似性分为两组,多态信息含量(polymorphism information content,PIC)平均值为0.47。本研究证实这种全新的开发甜菜SSR标记的方法具有高效、多态性较高的特点,在甜菜遗传多样性分析、功能基因定位、遗传图谱构建以及比较基因组等研究方面有广阔的利用前景。     

43份茶树品种资源遗传多样性的SSR研究

采用SSR分子标记技术对43个茶树品种(系)进行了遗传多态性分析。用37对可扩增引物对43个茶树品种(系)扩增,经8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,其中有34对引物产生多态性,不同引物扩增带数分布在1～11条之间,扩增片段大小介于150～350bp。应用DPS软件,进行遗传距离和相似性系数计算,43份材料遗传距离的变化范围在0.059～0.820之间,说明供试茶树资源间的遗传变异十分宽广。根据UPGMA法构建聚类树状图,在平均遗传距离水平上,可将43份材料划分为7个类群。     

利用ISSR和EST-SSR标记分析茶树遗传多样性的比较

为了比较EST-SSR和ISSR 2种标记在茶树遗传多样性分析上的适用性,应用这2种技术分析了33份茶树资源的遗传多样性.12个ISSR引物共扩增出248条谱带,多态性比率为91.94%,平均多态信息量(PIC)为0.318.30对EST-SSR引物每个位点平均等位基因数为4.9个,平均多态信息量(PIC)为0.499.2种标记都能揭示茶树资源较高的遗传多样性,但从信息量上比较,ISSR标记比EST-SSR标记有较高的分析效率.ISSR和EST-SSR揭示的茶树遗传相似系数分别为0.709和0.734,二者接近.聚类分析表明二者有一定差异,遗传相似系数矩阵相关性分析结果表明2种标记间存在一定的正相关性(r=0.817,P<0.01).因此,这2种标记均可适用于茶树遗传多样性分析.     

基于转录组的剑麻SSR标记开发与筛选

本研究基于剑麻转录组测序获得的70 110条Unigene序列,采用MISA 1.0软件查找SSR位点,利用Primer 3.0设计SSR引物,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对其中的100对SSR引物有效性进行验证。总计获得了13 175个SSR位点,SSR的分布频率为15.61%。70 110条Unigene序列总计包括60种重复基元,其中单核苷酸重复为主导重复类型（37.96%）,其次是二核苷酸重复和三核苷酸重复,比例分别为32.92%和27.90%,四核苷酸、五核苷酸、六核苷酸重复所占比例总计为1.21%。A/T、AG/CT和AGG/CCT分别为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复的优势基元。100对SSR引物中有68对引物可扩增出目标产物,其中18对引物在6份剑麻种质中表现出多态性,该结果为利用SSR分子标记技术开展剑麻种质资源鉴定、遗传多样性分析等奠定基础。