薄壳山核桃全基因组SSR分析及多态性引物筛选

通过对薄壳山核桃开展全基因组SSR位点分析,开发稳定可靠的多态性SSR引物,为薄壳山核桃遗传多样性分析、重要性状QTL定位、分子标记辅助育种以及良种分子鉴别等研究提供遗传标记信息.本研究采用Misa软件查找薄壳山核桃基因组微卫星,在651 Mb碱基序列中获得886119个SSR位点.利用Primer 3.0在52406...     

苦荞全基因组SSR位点特征分析与分子标记开发

目前苦荞SSR多态性标记数量较少,根据已发表的苦荞基因组测序数据,利用MISA软件对1~6核苷酸重复的SSR位点进行了查找和序列特征分析,批量设计引物并对引物进行了有效性和多态性检测。结果表明,苦荞基因组中共检测到1 640个SSR位点,其中三核苷酸重复型SSR最多,占比63.29%,五核苷酸重复型最少,仅占0.12%。AT/TA、AAG/CTT、ACC/GGT和ATC/GAT为出现频率较高的重复基序。苦荞基因组SSR序列长度变化范围为12~476bp,平均长度23.14bp,长度12~19bp的占比71.71%,长度≥20bp的占比28.29%。根据不同类型SSR位点设计并合成引物479对,选择200对引物对5份苦荞资源和3份甜荞资源进行多态性检测,有56对扩增出多态性条带,17对在苦荞种质中产生多态性条带,48对在甜荞种质中产生多态性条带,9对同时在两种种质中产生多态性条带。利用苦荞全基因组序列可实现SSR标记的批量开发,可鉴定出适用于苦荞和甜荞遗传多样性分析、遗传图谱构建和品种鉴定等研究的SSR引物。     

甜菜全基因组SSR引物的筛选与评价

旨在筛选出适合于甜菜分子生物学实验的SSR核心引物,为后续构建甜菜指纹图谱及遗传多样性分析奠定重要基础。本文利用4种不同的甜菜种质资源和4个不同的甜菜品种,对基于甜菜全基因组编码区序列设计的247对SSR引物进行了初步筛选。结果表明,247对引物中绝大多数引物没有多态性或者多态性不好,只有27对引物具有较高的多态性,这27对引物总共扩增出103条带,其中多态性条带95条,多态性比率为90.43%。这些引物多态性信息量(PIC)范围为0.549~0.983,平均每一对引物的PIC值为0.841。试验结果表明虽然经过了电子PCR的筛选,想要找到合适的甜菜SSR引物依然比较困难,说明甜菜的遗传基础比较狭窄。这27对SSR引物适用于甜菜分子标记,为甜菜品种标准化鉴定体系的大规模构建和应用奠定了重要基础。     

芒果EST-SSR位点分析及引物开发

本研究通过芒果转录组数据开发EST-SSR标记,以期为芒果的分子辅助育种和不同品种的资源鉴定提供有效的检测手段。利用MISA软件分析芒果叶片和果实两个组织转录组结果中得到的SSR信息,经PCR验证扩增产物,分析不同品种间的亲缘关系。对芒果组装的99 328个Unigene中,其中含有SSR的序列Unigene数目为4 877个,发生频率,即含SSR的Unigene数目/总Unigene数目(4 877/99 328)是4.91%。芒果转录组中查到SSR位点6 405个。从中随机筛选31对引物,经PCR扩增后进行6%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,并选出8对引物扩增具有多态性。利用DPS数据处理软件对得到的条带数据化并进行非加权组平均法UPGMA聚类分析,构建系统发生树得到8个芒果品种间的遗传距离和亲缘关系。芒果转录组测序EST-SSR分析能够为开发EST-SSR标记提供理论依据,此标记可为芒果遗传多样性分析、遗传亲缘关系及图谱构建提供研究基础。     

茶树‘云抗10号’全基因组SSR信息分析及4CL基因引物开发

SSR标记是一种广泛应用的分子标记技术,在茶树的研究中发挥了重要的作用。本研究运用生物信息学及统计学的方法,对已成功绘制了高质量基因组图谱的‘云抗10号’茶树全基因组进行分析,获得428 654个具有引物片段的SSR标记。通过对这些SSR区段进行分析,发现不同碱基数目的重复单元之间具有较大的差异:含有二核苷酸的重复单元最多,占总数的54.04%;其次为三核苷酸重复单元,占总数的31.52%。经比较,在茶树与可可的基因组SSR中,二核苷酸SSR重复单元数量最少的都是CG/GC基元;三核苷酸SSR重复单元中数量较少的都有CCG/CGC/GCC基元类型;四核苷酸SSR重复单元最多的都是AAAT/TTTA基元。为进一步研究及验证所设计SSR引物的有效性及多态性,对茶树酚类合成途径中关键酶4-香豆酸乙酰连接酶(4CL)进行SSR引物开发并进行生物信息学分析,获得17对引物。其中13对SSR引物扩增的区域有分布在基因间区,2对在内含子区及2对在5'上游非翻译区。挑选其中的6对引物进行多态性的研究,发现位于内含子区的2对引物具有多态性,其它不表现。在茶树全基因组中大规模开发SSR标记,将为茶树的进化、分类和育种研究提供参考。     

辣椒全基因组SSR标记多态性的筛选及应用

辣椒种质资源遗传多样性丰富,育种的潜力较大,本研究利用基于辣椒全基因组编码区序列设计的152对SSR标记引物,4份不同的辣椒经垂直电泳对152对SSR引物进行筛选,从中筛选出条带清晰、稳定性好的14对SSR多态性引物。并利用其对不同的26份辣椒种质资源进行遗传多样性分析。结果表明：14对SSR引物共扩增出39个多态性条带,平均每对引物扩增出2.79个位点,说明SSR引物在辣椒遗传分析中具有较高的实用性。利用Phylip软件将26份辣椒资源材料进行聚类分析,结果将不同的26份辣椒聚为7类,基本与辣椒种类相符。为后续辣辣椒种质资源的研究及合理利用奠定了理论基础。     

基于丝瓜全基因组序列SSR分子标记开发

为研究高效的丝瓜分子标记,本研究根据已报道的有棱丝瓜和普通丝瓜全基因组序列信息,利用MISA 2.1软件对丝瓜全基因组水平的SSR位点进行搜索,分别在有棱丝瓜和普通丝瓜中鉴定到341 829个和348 397个SSR位点,发生频率分别为2.20 kb/SSR和2.03 kb/SSR。有棱丝瓜和普通丝瓜重复单元最多的均为单核苷酸,分别占总数的73.90%和74.21%,其次为二核苷酸和三核苷酸重复单元。在有棱丝瓜和普通丝瓜中各鉴定到211种SSR重复基序,其中A/T、AT/AT、AG/CT和AAT/ATT重复基序类型出现频率最高。优选SSR位点,分别在有棱丝瓜和普通丝瓜中开发了278 522和284 966对SSR引物。通过比对两个基因组的SSR引物序列与自身的参考基因组,获得在有棱丝瓜和普通丝瓜中具有序列大小差异的SSR引物955对,随机挑选其中64对引物在6份表型差异较大的丝瓜材料中进行引物有效性检测,其中61对引物有目的条带扩出,16对引物具有多态性。本研究在丝瓜全基因组水平所开发的SSR分子标记可为后续丝瓜种质资源鉴定、亲缘关系分析及分子标记辅助育种提供基础。     

蒙古莸叶绿体基因组微卫星位点分析及引物筛选

本研究旨在为蒙古莸在分子水平上提供理论依据,以便对濒危稀有种制定科学的保护策略。本研究下载GenBank数据库公布的蒙古莸叶绿体基因组信息,利用生物信息学对蒙古莸叶绿体基因组进行cpSSR分析。利用MISA软件全面搜索蒙古莸叶绿体基因组SSR分子标记,并对其分析;运用Primer Premier 3.0设计并筛选多态性较好的引物用于后续研究。在全长151 707 bp的蒙古莸叶绿体基因组中,共鉴定出31个cpSSR位点,位点间平均分布距离为4 893.77 bp,其中以单核苷酸重复为主,且主要分布于LSC区,占SSR位点总数的74.19%;其次是四核苷酸重复,分布于LSC及SSC两区,占SSR位点总数的19.35%,分布最少为三核苷酸,仅占总位点数的3.23%。将所有31个位点合成31对叶绿体微卫星引物,通过毛细管电泳检测,最终筛选出8对多态性引物。此外,挑选多态性好的马鞭草EST-SSR引物,扩增结果产生非特异性条带,且与马鞭草扩增片段范围相差较大。基于软件的参数设置,单核苷酸重复数量占比最多,三核苷酸重复占比最少;从31对引物筛选出8对多态性引物,扩增率达100%,多态率为26%;...     

基于梨EST和基因组序列SSR引物的批量开发与应用

目前基于梨属植物基因组开发的SSR引物太少,远不能满足其品种鉴别、遗传多样性分析和分子标记辅助育种等研究与应用的需要。为进一步开发更多的梨SSR引物,本研究从NCBI公共数据库检索到梨的4 338条ESTs和478条基因组序列。通过前处理和聚类去冗余后得到全长为343.81 kb的无冗余的686条ESTs,搜索获得725个SSRs,其平均长度为17.34 bp。在一至九个核苷酸的重复基元中,其主要类型是单核苷酸重复和二核苷酸重复,两者所占的比例分别为84.44%和10.34%。BLASTx同源性比较分析发现,上述686条ESTs中305条在数据库中可以找到同源序列,占ESTs总数的44.46%,功能已知蛋白质中碧桃来源的ESTs所占比例最大,为41.37%。GOA功能分类结果表明,293条ESTs可划分为生物过程、分子功能和细胞成分3大功能类,其中与细胞过程相关的ESTs数量最多,为103条。序列分析结果显示,EST-SSRs与基因组SSRs的平均检出频率分别为2 108.74 loci/Mb和91.11 loci/Mb,两者具有显著的差异。本研究基于梨的EST和基因组序列,应用MISA批量开发技术分别获得了111对EST-SSR引物和291对基因组SSR引物,随机抽取及合成11对引物的验证结果表明,开发得到的SSR引物在梨属植物中具有较好的通用性。     

基于草莓全基因组SSR标记的开发和应用

基于基因组序列信息,研究了二倍体森林草莓和八倍体栽培草莓染色体上SSR位点的分布特点。利用AutoSSR软件在森林草莓和栽培草莓中分别发掘到153826个和329801个SSR位点,发生频率分别为1.43 kb/SSR和2.44 kb/SSR。SSR重复基序为单核苷酸的数量最多,分别占总数的40.92%和38.94%,其次为二核苷酸类型,分别占22.79%和20.04%。在二倍体草莓和八倍体草莓中分别鉴定到454和479种SSR重复类型,其中A/T重复类型的SSR出现的频率最高,分别占总SSR位点的39.45%和37.08%。二核苷酸重复类型中,二倍体草莓的AT/AT占比最高,为11.61%,其次为AG/CT(8.74%);八倍体草莓中AG/CT重复类型占比最高(9.94%),其次为AT/AT(7.35%)。用Beacon Designer软件设计SSR引物,随机挑选了59对SSR引物在77份草莓材料中进行验证分析。研究结果显示,59对SSR引物共扩增出254个多态性位点,平均扩增4.31个位点,位点的平均多态信息量(PIC)为0.26,介于0.07~0.97之间,其中35个SSR位点PIC≥0.50,为高多态性位点,聚类分析显示品种间的相似系数范围为0.47~0.99。该研究为草莓种质资源的遗传多样性评价、变异分析、分子标记辅助育种等工作提供了技术支持。     

基于甘草全基因组序列的SSR分子标记开发

由于不同基原和产地的甘草有效成分差异较大,开发甘草特异分子标记对于种质资源鉴定意义重大。本研究以甘草全基因组序列为基础,检测到193 207个SSR位点,发生频率为73.52%。单核苷酸重复类型最多(60.73%),其次为二核苷酸(26.11%)和三核苷酸重复单元(10.95%)。分析重复序列位点发现,甘草SSR中包含284种类型重复基元,具有碱基偏好性,主要以A/T为主要重复单元,优势基元依次为A/T (58.28%)、AG/CT (10.48%)、AT/AT (10.48%)、AC/GT (5.12%)、AAT/ATT (3.57%)。优选140 294个重复位点设计出701 302对SSR引物,随机选取100对引物进行有效性检测,63对引物均扩增出目标条带,其中,12对引物能在材料间扩增出特异性条带,可用于对不同产地甘草进行区分。本研究开发的大量SSR标记不仅可用于甘草种质资源的鉴定分析,也将用于进一步的甘草分子标记辅助中。     

小豆SSR引物在绿豆基因组中的通用性分析

分析了187对小豆SSR引物在绿豆基因组中的可转移性,以期为绿豆分子遗传育种研究提供分析工具.结果表明,约75%的小豆SSR引物可在绿豆中有效扩增,但不同小豆连锁群SSR引物的可转移率存在差异.多态性分析发现80对引物中有28对在60份绿豆种质中可以检测到多态性,等位变异数从2～7不等,平均为2.9,PIC指数从0.02～0.69,平均为0.36.UPGMA聚类及主坐标分析表明,尽管同一省份的种质不能紧密聚在一起,但大多在聚类图上成簇状分布,说明相同来源的绿豆种质具有相似的遗传背景;此外,国外及我国边远地区的绿豆种质在遗传背景上与内部省份间存在明显差异.这些多态性SSR不仅可以有效用于绿豆分子遗传学研究,还可以用于不同来源绿豆种质资源的辅助鉴别.     

茄子SSR多态性引物的筛选及品种纯度鉴定

为应用分子标记建立一套快速准确的杂交种鉴定方法,利用已有的236对SSR分子标记对3个茄子品种进行多态性标记筛选,并进行待测品种的分子标记纯度鉴定以及田间纯度鉴定,获得特定品种的指纹信息。结果显示,筛选出用于茄子纯度鉴定的多态性引物15对,利用该系列引物进行纯度鉴定,品种1-2010、3-2010和9-2010纯度结果分别为98%,96%和100%,在此基础上获得了对应品种的指纹信息。应用SSR进行茄子品种纯度鉴定与田间检测结果一致,证明分子标记检测茄子杂交种纯度可行且高效,具有一定的理论和应用价值。     

小麦条锈菌看家基因SNP引物的开发及多态性位点研究

利用NCBI数据库进行小麦条锈菌看家基因SNP引物开发,从NCBI搜索到15个基因的序列,利用Primer Premier 5.0软件设计了22对引物,利用其进行条锈菌DNA的PCR扩增、测序,并与标准序列比对,从而筛选出SNP引物。在候选基因中,柠檬酸盐合酶(Cs)、热休克蛋白hsp90(Hsp)、泛素活化酶E1(Uba)及泛素结合酶E2(Ubc)4个基因的5对SNP引物表现多态性,能检测到条锈菌SNP位点依次为4、6~7、4和7个,均为系统发生信息位点,并摸索出优化的PCR反应体系及条件。利用开发的引物研究条锈菌群体结构,可揭示病原菌起源、进化、传播,为病害治理提供依据。     

枇杷花转录组SSR位点信息分析

通过对枇杷花转录组数据的分析,开发新的枇杷分子标记,为研究枇杷的遗传多样性、分子标记辅助育种提供科学依据。本研究采用MIcroSAtellite (MISA)和Blast2GO对无冗余Unigene进行SSR搜索、筛选、识别及富集分析,并采用Primer 3进行SSR引物设计。搜索发现44 622个SSR位点分布于28 617个Unigene中,SSR位点出现的频率为47.51%,平均分布距离为4.87 kb。单核苷酸和二核苷酸重复是枇杷花转录组中SSR的主要重复类型,分别占总SSR的52.09%和32.83%;优势重复基元为A/T和AG/CT,分别占单核苷酸的50.94%和二核苷酸的26.70%,65.79%的基序长度集中在12～20 bp。基因GO功能分类表明,含有SSR位点的28 617个枇杷花转录组基因被富集到3个Ontology类别的51个GO Term中,Biological process涉及的GO Term最多,有21个。成功设计34 301对SSR序列引物,成功率为76.87%。通过分析表明,枇杷花转录组SSR位点出现频率高、分布密度大,具有良好的多态性潜能,能提供丰富的重复类型,可为研究枇杷的数量性状基因座定位、分子标记辅助育种、基因组进化、遗传多样性研究等提供科学依据。     

基于SLAF-seq技术红豆树基因组的SSR位点特征分析

简单重复序列(SSR)广泛存在于基因组中,是亲缘关系分析、DNA指纹图谱构建和遗传多样性研究领域中非常重要的遗传标记之一。红豆树群体已处于濒危状态,且属无参基因组,其近缘种开发的SSR引物亦很少,为满足红豆树遗传多样性研究及制定合理的保护策略,本研究基于SLAF-seq(specific-locus amplified fragment sequencing)技术对天然群体中典型红豆树进行简化测序,利用MISA软件对测序获得所有SLAF片段进行SSR位点搜索,并对SSR位点特征进行统计分析,最后利用Primer Premier 5.0软件进行引物批量设计。与日本晴水稻的测序数据相比,红豆树参考基因组的双端比对效率为90.14%,酶切效率为92.37%,说明SLAF建库正常;测序Q30为92.32%,GC含量为37.17%,说明达到测序要求。本研究共获得6 426 462 reads和592 221个SLAF标签,其中16 653个多态性SLAF标签,含有17 868个SSR位点,平均每6.98 kb就分布有1个SSR位点。不同核苷酸重复类型的基元类型数量及SSR位点数量间差异较大,除单核苷酸外,二、三核苷酸重复类型数量较多,分别占总SSR位点的17.15%和15.02%,其中AT/TA和GAA/TTC基元重复数量最多,分别为1 090个(43.1%)和349个(15.2%)。通过批量引物设计共得到2 817对引物,以二、三核苷酸类型较多,两者所占比例高达94.8%。结果表明:SLAF-seq技术可以很好的应用于红豆树(无参基因组)SSR位点的开发,基于简化基因组测序数据发掘的SSR位点能够为SSR分子标记开发提供信息,并有助于后续群体遗传多样性和交配系统分析等。     

毛果杨(Populus trichocarpa)全基因组SSR位点分布规律

以毛果杨全基因组数据为试验材料,探究其SSR位点的分布模式及规律,通过分析可知,毛果杨全基因组全长307 840 768 bp,共存在726种SSR重复单元,213 634个SSR位点,平均每1 441 bp出现一个SSR位点。1号染色体SSR位点和种类最多,17号染色体SSR位点最少。单核苷酸到六核苷酸的数量呈降低趋势,其中单核苷酸～四核苷酸在不同染色体中的比例相对稳定,比例接近61.5:16.5:7.3:1。毛果杨SSR序列长度范围在10～216 bp间变化,平均长度为14.48 bp,主要是以10～30 bp长度的序列为主,达到95%。研究发现SSR重复单元都随着重复长度的递增,微卫星丰度呈递减趋势,即SSR重复次数越多,微卫星出现频率越低。所有类型SSR中序列显示出显著的碱基偏好性,均以A/T的重复类型占主导地位。毛果杨全基因组共存在383种稀有SSR单元,不同染色体上存在的SSR稀有单元数存在较大差异。通过SSR分布矩阵可将所有染色体分为3大类,第1类的2号、3号、4号、9号、15号、16号共6对染色体与其他染色体间相对独立,没有或很少与其他染色体间发生交流;在第2、3大类中,各染色体间的关系相对比较紧密,这些染色体存在频繁的交流,进而存在相近的SSR位点分布模式。     

黄花柳基因组微卫星分离及多态性位点检测

以生物素标记的(CT)15和(GT)15为探针进行杂交,借助磁珠筛选出含微卫星的Sau3A I酶切片段,构建了黄花柳微卫星富集文库,获得960个阳性克隆.随机挑选360个阳性克隆进行测序,发现含有微卫星的克隆比例达45%,最后获得的44条非同源性克隆中共含有53个微卫星位点,其中(TC/AG)n,(GA/CT)n,(CA/GT)n比例最高,占74%.随机选取其中的18个微卫星位点设计引物,用5个种个体混合DNA组成模板池,检测引物种间的多态性信息,初步筛选出5对引物在柳属种间有很好的通用性.说明微卫星富集法开发SSR标记不失为一种有效的方法.     

植物SSR引物开发策略简述

SSR是一种优秀的分子遗传标记,已经广泛应用到遗传多样性检测、遗传种质鉴定、遗传连锁图谱构建、基因定位与标记辅助育种等多个领域.但SSR标记应用的前提是根据物种已知DNA序列设计特异引物,才能进行PCR扩增.对于大多数物种而言,目前获得的基因组DNA及表达的cDNA序列还非常有限或者根本没有.由此人们不断的设计出各种方法以开发出尽可能多的SSR引物,本文简要地介绍了基于序列数据设计和发展SSR引物的方法,这对于全基因组序列已经测序的或者已经拥有丰富DNA数据的物种是非常快捷的策略.对于那些遗传背景复杂或知之甚少或基因组数据有限的物种,本文也系统的介绍了传统的文库法、富集法等开发SSR引物的策略.进一步的本文结合本实验室的研究经验,对FIASCO磁珠富集法和ISS-抑制PCR法进行了比较.