基于转录组测序的圆口铜鱼SSR标记初步筛选及特征分析

分析圆口铜鱼(Coreius guichenoti)的遗传多样性,可为其人工繁殖家系鉴别、分子标记辅助育种及长江上游珍稀特有鱼类的种质资源保护提供理论依据和技术支撑。以室内循环水养殖的圆口铜鱼为研究对象,提取其肝脏RNA,通过Illumina HiSeq? 2000 高通量测序平台进行转录组测序,利用MISA软件对测序获得的unigene进行微卫星（SSR）位点挖掘和特征分析,设计SSR位点引物并进行验证。结果显示,圆口铜鱼转录组测序共获得80 688条 unigene,通过查找获得34 155个SSR位点,分布在25 947条序列上,发生率为32.2%。圆口铜鱼SSR中主要重复单元类型为单碱基和二碱基,其中A/T和AC/GT为优势单碱基和二碱基重复单元,占总SSR数量的57.2%和19.7%。SSR重复数在5~60次,其中有40.3%的SSR序列集中在11~15次;SSR序列长度变化显著,单碱基至六碱基重复类型的总体长度在11~101 bp,其中12~35 bp序列长度占78.8%。随机选取50个SSR位点合成引物对9尾圆口铜鱼样本进行PCR 扩增验证,可稳定扩增出目的条带的有40对引物,其中16对具有多态性,证明了通过转录组测序开发圆口铜鱼SSR标记的可行性。     

基于RAD测序技术的瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)微卫星标记的开发

采用RAD测序技术对瓦氏黄颡鱼进行简化基因组测序,利用MISA软件对拼接的数据进行SSR搜索。结果共获得2 275 778条contig序列,共检测到466 983个SSR位点,其中二碱基重复位点最多,有335 095个,占总数的71.8%。随机挑选碱基重复次数较多的微卫星引物25对进行合成,有19对引物通过PCR扩增可以获得目的片段。用长江武汉段30个瓦氏黄颡鱼样本进行多态性验证,其中13个SSR验证为高多态性标记。这些高多态性瓦氏黄颡鱼标记可应用于其群体遗传学、亲子鉴定、分子标记辅助育种等方面的研究。     

印尼虎鱼RAD-seq数据中微卫星标记的初步筛选及特征分析

采用RAD-seq(Restriction-site associated DNA sequencing)对印尼虎鱼(Datnioides pulcher)进行简化基因组测序,获得13308 806个高质量干净读长(HQ clean reads),利用SSR搜索软件在所得序列中共检测到26359个SSR位点,由496种重复基序组成,主要分布在三、四、五碱基重复类型中,单碱基重复序列中最多的类型为A/T,二碱基重复序列中以AC/GT和AG/GT重复单元为主,三碱基重复序列中以AGG/CCT、AGC/CTG、AGG/CCT为优势类型;在数量上,二碱基重复类型SSR位点最多(19492个),占总SSR位点的73.95%;除了单核苷酸类型外,SSR基序的重复次数主要集中在4-9之间,多态性SSR数目为2 783个。根据SSR位点两翼序列,利用Primer5.0成功设计出20 066对SSR引物,引物设计成功率为76.13%,依据测序数据中的重复类型和重复数,随机选择100个二至五碱基重复类型SSR在6个虎鱼样本中验证其可用性和多态性,有73对引物通过扩增可获得有效目的片段,其中20个SSR验证为具有多态性。开发所得SSR序列可用于印尼虎鱼及其近缘物种遗传分析、遗传图谱构建以及分子标记辅助育种等工作,同时也证实了利用简化基因组测序技术开发SSR标记和发现样品间具有多态性的SSR标记的可能性。     

基于RNA-seq数据的密斑刺鲀SSR分子标记开发及鉴定

以密斑刺鲀(Diodon hystrix)为研究对象,利用RNA-seq技术进行转录组测序及序列组装,最终获得221762条Unigene序列,N50为2240 nt,GC含量为46.20%。利用MISA软件从该转录组数据中搜索到106221个符合条件的SSR位点,分布于62451条Unigene中,发生频率为28.16%。优势重复单元为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,发生频率分别为48.99%、32.57%和14.72%,其中单核苷酸重复单元中以A/T为主,占总SSR位点数的46.21%,二和三核苷酸重复单元分别以AC/GT和AGG/CCT为主,占比分别为21.90%和2.70%。选取SSR长度大于等于20 bp的位点设计了17563个位点的引物,随机挑选160对位点引物进行扩增鉴定,筛选到95对有效扩增引物,占比为59.38%。通过多态性验证,最终获得30对稳定、可重复的多态性引物(占有效扩增引物的31.58%),其中15对引物表现出高多态性(PIC>0.5),这些高多态性引物具有评估密斑刺鲀群体多样性的潜力。结果表明,密斑刺鲀转录组数据可作为开发稳定的SSR标记的有效来源,该实验所开发的多态性SSR位点为进一步研究密斑刺鲀的遗传图谱和遗传多样性奠定了基础。     

文蛤转录组中微卫星位点生物信息分析#br#

采用生物信息学方法分析了文蛤(Meretrix meretrix)转录组中微卫星序列(简单重复序列,simple sequence repeat)的分布规律。结果表明:在文蛤转录组SSR中,单碱基重复序列的数量最多,有3001个;其次为三碱基和四碱基重复序列,分别为2254和2200个;二碱基重复序列1052个;五碱基重复序列332个;六碱基重复序列最少,仅13个。文蛤转录组SSR共包含26种重复基元,其中优势基元为单碱基重复A/T有2809个,其次为三碱基重复AAC/TTG有907个,四碱基和二碱基重复中的AAAC/TTTG和AT/TA分别有588和561个,说明文蛤转录组微卫星位点的分布对A/T具有偏好性。文蛤完整SSR的平均长度为18.34 bp,长度分布在12~20 bp,约占41%。研究结果将为研究文蛤SSR标记开发、群体遗传多样性、遗传连锁图谱、种质资源鉴定和分子遗传育种等后续研究提供基础数据。     

基于RNA-seq技术的江鳕转录组SSR位点信息分析

为开展江鳕(Lota lota)遗传多样性、系统分化分析,开发有效分子标记,采用转录组测序RNA-seq方法,挖掘江鳕微卫星标记。结果显示:通过聚类、从头组装和拼接,获得Unigene共计106 084条。所有的Unigene中,共识别17 619个SSR位点,包含SSR位点的Unigene序列数量为10 893条,占总Unigene的10.27%。江鳕转录组中SSR含量较为丰富,一至六核苷酸重复类型均存在。其中,单核苷酸重复类型的数量最多(7 102个),占总SSR位点数的40.31%。江鳕转录组SSR位点中,以10次重复次数最多,达2 788个位点,占总SSR位点的15.82%。江鳕转录组SSR的片段长度从10～66 bp均有分布,大部分集中在10～24 bp,占SSR总数的87.24%。     

双须骨舌鱼转录组EST-SSR标记开发与引物筛选

利用MISA软件对双须骨舌鱼(Osteoglossum bicirrhosum)性腺转录组测序获得的188 461条Unigene进行SSR检测,结果在11 917个Unigene中共检测到SSR位点12 578个,其中包含2个及以上SSR位点的Unigene有633个。SSR的发生频率为6.32%,平均分布距离为9 949 bp。在筛选到的SSR位点中,优势重复基序为二核苷酸、三核苷酸和四核苷酸,其中二核苷酸重复基序数量最多,占总数的50.52%。重复基元类型共216种,其中数量最多的类型为二核苷酸重复AC/GT,占总数的20.66%。从所有筛选出的SSR位点中随机选取50个位点并运用Primer Premier 5.0设计引物,共有25对引物成功扩增出特异性产物,并且均在同科的美丽硬仆骨舌鱼(Scleropages formosus)的三个亚种中通用。结果表明,转录组测序产生的EST序列是开发SSR标记的有效来源,开发所得EST-SSR引物可用于双须骨舌鱼及其近缘物种遗传分析、遗传图谱构建以及分子标记辅助育种等工作中。     

乌鳢和斑鳢EST序列微卫星信息分析

乌鳢(Channa argus,♂)、斑鳢(Channa maculatus,♀)是杂交鳢"杭鳢1号"的亲本。利用高通量测序技术对乌鳢和斑鳢的肝脏进行转录组测序获得大量EST序列后,利用MISA软件进行微卫星信息分析,结果表明,通过转录组测序获得乌鳢EST序列59 959条,长度45 mb,发现15 428个SSR,出现频率为25.73%;获得斑鳢EST序列44 337条,长度27 mb,发现8 439个SSR,出现频率为19.03%。在乌鳢和斑鳢EST-SSR中,重复单元以1~2碱基重复为最多,并以长度小于16 bp的短重复序列为主,间隔SSR和复合SSR的EST序列RPKM均值要低于单纯型SSR的EST序列RPKM均值,且在单纯型SSR中SSR长度越长,其RPKM均值则越低。     

曼氏无针乌贼转录组微卫星特征分析

本研究基于高通量测序获得的曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)转录组数据,采用MISA(MIcro SAtellite)软件对其简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR)位点进行了高通量发掘。组装并去冗余后,得到127575个Unigene,序列拼接的总长度为103104058 bp。对Unigene序列进行SSR分析,共得到62124个SSR(完整型SSR 36813个),分布在50626条Unigene序列当中,SSR出现频率为48.70%,平均16.6 kb出现1个SSR。微卫星序列主要以二碱基重复类型为主(31227,50.27%),其次为三碱基重复(16230,26.13%)。共发现122种碱基重复基元,在所有重复基元中(AT/AT)n占的比例最高为23.33%,其次为(AAAG/CTTT)n(17.42%)。曼氏无针乌贼SSR(完整型)的平均长度为25.87 bp,微卫星主要为重复长度大于20 bp的长序列,长度大于20 bp的微卫星序列占总数的51%。本研究发现,曼氏无针乌贼微卫星出现的频率和其长度呈极显著负相关(P0.01),相关系数为–0.594。该研究结果为开发高度多态性微卫星引物进行曼氏无针乌贼亲缘关系鉴定、种群遗传多样性和增殖放流效果评估等研究奠定了基础。     

军曹鱼全基因组微卫星特征分析与多态性标记的筛选及应用

为更好地开发军曹鱼(Rachycentron canadum)高多态性微卫星分子标记,本研究基于军曹鱼全基因组测序结果,利用MISA1.0软件对其简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)的位点信息进行检索及分析。结果显示,基因组中共筛选出1~6个核苷酸为重复单元的SSR位点344 820个,其中,以单核苷酸重复序列最多(174 146个),占SSR总数的50.50%;其次为二核苷酸重复和三核苷酸重复序列,分别占SSR总数的30.23%和14.02%。在SSR包含的重复单元中,单核苷酸重复以A/T类型为主,AC/GT是二核苷酸的优势重复单元类型。军曹鱼基因组SSR核心序列重复次数在4~275次范围内波动,单核苷酸SSR重复数为10的最多,二核苷酸SSR重复次数为6的最多。本研究设置长度≥12 bp为筛选高多态性SSR位点的标准,共获得361 684个位点。在上述位点中随机选取100个候选位点进行基因分型检测,利用从中筛选到多态性较高的10个SSR标记分别对北海、陵水、硇洲、徐闻和三亚5个养殖群体进行遗传多样性分析,145尾个体中共检测到69个等位基因,观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和多态信息含量(PIC)平均值分别为0.628、0.706和0.653。相关研究表明,军曹鱼基因组中SSR位点类型较为丰富、多态性潜能较高,从中筛选获得的多态性SSR标记可为军曹鱼分子标记辅助育种、群体遗传多样性评价等研究提供有力支持。     

基于全长转录组测序的金乌贼微卫星位点筛选与特征分析

以金乌贼(Sepia esculenta)转录组测序获得的177,951条Unigene为对象,采用Micro Satellite (MISA)软件检测及分析其中的简单重复序列(Simple sequence repeat, SSR)的位点信息。结果显示,在金乌贼转录组中共检测出161,327个SSR位点,分布在64,933条Unigene中,SSR位点发生频率为36.49%,出现频率为90.66%。其中,最主要的重复类型为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,分别占SSR总数的46.00%、39.93%和9.48%。SSR包含的重复基元中,A/T是单核苷酸的优势重复基元,AT/AT和AC/GT是二核苷酸的优势重复基元类型。66,004个重复基元长度≥20 bp,占SSR总数的40.91%,且其中含有低级重复基元(二、三核苷酸重复)的SSR位点数量占优。以上结果表明,金乌贼转录组中SSR位点出现频率较高且类型丰富、多态性潜能较高,研究结果可为更好地开发金乌贼SSR分子标记、种质资源保护利用、遗传多样性评价和分子标记辅助育种等提供参考。     

长江流域铜鱼和圆口铜鱼的遗传多样性

利用线粒体DNA控制区序列多态性分析了长江流域铜鱼（Coreius heterodon）和圆口铜鱼（Coreius guichenoti）各4个群体的遗传结构；同时利用9对自行开发的多态性微卫星标记分析圆口铜鱼4个群体的遗传结构。结果显示，铜鱼线粒体DNA（mtDNA）D-loop序列共检出22个多态位点，28种单倍型，平均单倍型多样性指数（h）和核苷酸多样性指数（7r）分别为0．849和0．00257。圆口铜鱼线粒体DNA（mtDNA）D-loop序列共检出18个多态位点，28种单倍型，平均单倍型多样性指数和核苷酸多样性指数分别为0．902和0．00424。分子变异分析（AMOVA）结果提示，铜鱼和圆口铜鱼分别有98．80％和99．17％的遗传变异发生于群体内部，表明铜鱼和圆口铜鱼未出现种群分化。选用的9个微卫星标记在圆口铜鱼群体中共检测到48个等位基因；群体平均观测杂合度在0．631～0．753之间；平均期望杂合度为0．598-0．728：平均多态信息含量为0．548～0．670。结果表明，长江流域铜鱼遗传多样性较低，长江上游圆口铜鱼遗传多样性较高，且均未出现种群遗传分化。圆口铜鱼SSR固定指数为0．12l58，高于D．1oop固定指数，显示SSR标记对圆口铜鱼群体间遗传差异的检测更为灵敏。[中国水产科学，2008，15（3）：377-385]     

凡纳滨对虾EST微卫星标记初步筛选

对161 075条凡纳滨对虾dbEST(database of “Expressed Sequence Tags”)的数据进行SSR序列筛选,搜索参数为二~六核苷酸重复6次以上(包括6次),共获得含SSR的EST序列12 600条,占整个凡纳滨对虾dbEST数据库的7.8%,其中二核苷酸重复10 104条,占总ESTSSR序列的80.2%; 三核苷酸重复2 036条(16.1%),四核苷酸重复336条(2.7%),五核苷酸重复35条(0.3%),六核苷酸重复89条（0.7%）。大部分发现的微卫星序列为完美型(perfect)的重复序列。在二核苷酸所获得的SSR重复单元中,AG/CT是优势重复单元,共分布4 820条,占二核苷酸各重复单元的47.8%;其次是AC/GT重复,共分布3 584条,占二核苷酸各重复单元的35.4%;最后是AT/TA 和CG/GC,分别占二核苷酸各重复单元的16.6%和0.2%。通过对凡纳滨对虾EST序列中SSR位点信息的发掘分析,共设计77对微卫星引物,在10个个体中成功扩增的引物有54对,成功扩增率为70.1%。其中多态性丰富的引物28对,多态率为51.9%。等位基因数为2～5,PCR产物大小为140～600 bp。本研究筛选的ESTSSR标记将为凡纳滨对虾的分子遗传学研究、种质鉴定等提供可靠的工具。     

基于牙鲆RNA-seq数据中SSR标记的信息分析

通过对牙鲆(Paralichthys olivaceus)进行转录组测序(RNA-seq),利用Micro SAtellite(MISA)软件对1~6个碱基重复、碱基数在10 bp以上的微卫星进行鉴定。结果表明,牙鲆转录组水平上,共发现42 183个SSR位点,分布在26 457条Unigene上,发生频率为27.12%,平均密度为339个/Mbp。获得的SSR一共有216种重复基元,其中二核苷酸重复基元类型数量最多,共有17 570个,占所鉴定SSR总数的41.65%。同时用SPSS statistics 20.0软件对牙鲆转录组SSR的多态性进行了评估。     

泥蚶34个EST-SSR标记的开发及在格粗饰蚶中的通用性检测

利用泥蚶转录组高通量测序、拼接获得的大量EST序列开发SSR标记,在1123条EST序列里筛查到73条含有SSR位点的EST序列,其中54个位点适合设计引物,在位点两侧设计引物并进行PCR扩增.结果显示,46对引物获得稳定扩增的位点,引物在泥蚶奉化群体的多态性检测中发现,有34对引物表现出多态性,共扩增出122个等位基因,各位点的等位基因数Na为2～7个,平均每个位点产生3.59个等位基因,观测杂合度Ho、期望杂合度He、多态信息含量PIC范围分别为0.000 ～ 0.600、0.078 ～0.771、0.106～0.718;Hardy-Weinberg平衡检测显示,13个位点偏离了平衡状态;用Nr和Swiss-Prot蛋白质数据库对含有多态性SSR的EST进行了基因注释,25个SSR位点来自注释基因序列.将34对泥蚶多态性SSR引物在格粗饰蚶中进行了通用性检测,结果有1 1对成功扩增,8对表现为多态,通用率为23.53％,这些通用引物可用于两种蚶的遗传多样性评价、系统进化分析、比较作图和基因发掘等研究.     

基于转录组数据的毛蚶SSR分子标记开发与评价

本研究基于毛蚶(Scapharca subcrenata)的转录组数据,利用MISA软件对其中的微卫星位点进行挖掘。从35 555条unigene中共获得3987个SSR,SSR出现频率达11.21%。SSR重复类型主要以二核苷酸重复为主(58.06%),其次为三核苷酸重复(19.04%)。共有182种重复基元,不同类型SSR的重复基元分布特征不同,其中,二核苷酸重复基元中AC/GT类型比例最高,为45.70%。毛蚶转录组中SSR重复次数主要集中在5~7次,SSR长度主要集中在12~29 bp,多态性均在中等以上。利用筛选出的14对SSR引物在山东潍坊毛蚶野生群体中进行遗传多样性分析,结果显示,平均有效等位基因数(Na)、平均观测杂合度(Ho)、平均期望杂合度(He)和多态性信息含量(PIC)分别为15.4、0.682、0.852和0.817,从PIC值来看,本研究开发的14个微卫星标记均属高多态性标记(PIC≥0.5)。此外,有7个位点显著偏离哈迪–温伯格平衡(Hardy-Weinberg equilibrium, HWE) (P<0.05)。结果表明,基于毛蚶转录组数据开发微卫星标记是切实可行的,研究结果丰富了毛蚶的分子标记数量,对毛蚶的种群遗传学分析、遗传图谱构建及分子辅助育种等研究具有重要意义。     

大黄鱼EST微卫星标记初步筛选

通过构建大黄鱼性腺线性化cDNA文库,并经测序后获得3535条EST,对其二碱基至六碱基重复序列进行筛选,共发现微卫星位点150个,占EST序列的4．24％;其中包括二碱基重复序列64条,三碱基重复序列80条,四碱基重复序列5条,五碱基重复序列1条;三碱基重复序列是最丰富的重复单元,占53．3％。在这些微卫星序列中,（TG／GT／AC／CA）n形式在二碱基重复中最为常见,（GAG／AGG／GGA／CCT）n形式在三碱基重复序列中最为常见,分别占微卫星序列总数的26％和14％。选取其中的62条微卫星序列进行引物设计、合成与多态性检测,经过PCR扩增,2．0％的琼脂糖凝胶电泳检测,获得呈多态性微卫星引物8对,多态率为12．9％。本研究为开发大黄鱼EST微卫星分子标记和大黄鱼基因编码区微卫星的功能研究提供有价值的信息。     

合浦珠母贝微卫星DNA标记分离与分析

采用生物素标记的（CA）15、（AG）12、（ACA）15、（GATA）8、（GATT）75个探针和磁珠富集法构建马氏珠母贝（Pinctada martensii Dunker）基因组微卫星富集文库。随机挑选500个进行PCR筛选,得到138（27．6％）个候选克隆,测序分析发现130个克隆含有微卫星基重复单元。进一步通过序列比对,最终获得109个具有特异微卫星序列的阳性克隆,其中包含179个微卫星DNA结构域。获得的微卫星序列中,属于完全型序列的有154条,不完全型重复型序列有19条,复合型重复序列有6条。序列长度为70～490bp,平均295bp。微卫星核心序列两碱基重复3到39次,绝大多数序列重复次数大于10。基于微卫星两端的侧翼序列设计并获得了13对能够在马氏珠母贝基因组有效扩增的微卫星引物。本研究旨为进一步开展马氏珠母贝分子育种及资源评价分析提供基础资料。     

雉鸡SSR分子标记开发

目的进行雉鸡SSR分子标记的开发。方法在雉鸡分子标记未知的情况下,采用454测序平台结合SSR富集文库测序的高通量测序方法进行雉鸡SSR分子标记的开发,对测序数据进行分析与筛选。结果获得如下结果:①原始数据经质量过滤后的总reads数为289 008条,总碱基数为109 667 298个,含有SSR位点的序列数为48 168条;②单核苷酸重复SSR到六核苷酸重复SSR在雉鸡基因组中均有分布。其中单核苷酸重复SSR数目最多,达25 648个,占SSR位点总数的39.33%;双核苷酸和三核苷酸SSR数量亦较丰富,分别为19 618和9 299个,占SSR位点总数的30.08%和14.26%;而四核苷酸至六核苷酸重复SSR数目较少,三者的总和为10 651个,其中六核苷酸重复序列最少,仅为603个。结论通过雉鸡SSR分子标记数据库的构建,为雉鸡种质资源遗传多样性分析、分子标记辅助育种、遗传图谱构建和功能基因的挖掘等提供了有利工具。     

黄鳍鲷基因组微卫星的分离

采用磁珠富集法构建黄鳍鲷(Acanthopagrus latus Houttuyn)基因组微卫星富集文库。共挑选60个克隆进行测序,分析发现58个克隆分别含(GA)n或(CA)n两碱基重复单元。进一步通过序列比对,最终获得41个具有特异微卫星序列的阳性克隆。其中,23个克隆含有(GA)n或(CT)n两碱基重复序列,17个克隆含有(GT)n或(CA)n重复序列,另1个含有以上两种重复类型。获得的微卫星序列中,单一型及间断型序列各有20条,另有1条属于复合型序列。序列长度为117~512 bp,平均259 bp。微卫星核心序列两碱基重复5到38次,绝大多数序列重复次数大于10。基于微卫星两端的侧翼序列设计并获得了3对能够在黄鳍鲷基因组有效扩增的微卫星引物。本研究旨为进一步开展黄鳍鲷分子育种及资源评价分析提供基础资料。