星油藤转录组SSR序列特征分析及其分子标记开发

基于星油藤(Plukenetia volubilis L.)转录组信息,分析其表达序列标签-简单序列重复(expressed sequence tag-simple sequence repeat,EST-SSR)并设计引物进行验证,为星油藤的SSR分子标记开发提供数据支持.本研究利用MISA软件对星油藤雌雄花序芽转录...     

基于苦瓜转录组序列的SSR分子标记开发

为了全面了解苦瓜转录组SSR位点特征和满足苦瓜分子育种对分子标记的需求,利用MISA软件对来自苦瓜材料'大沥-11'6个组织的59 740条转录组Unigene序列进行SSR位点搜索,共检测出31 066个SSR位点,出现频率(发现的SSR个数与总Unigene数之比)为52.00％,平均每2.62 kb出现1个SSR...     

基于花椒转录组序列SSR分子标记开发及花椒种质鉴定

为拓展分子标记在花椒种质资源分析中的应用、开发花椒EST-SSR功能性分子标记、分析花椒DNA指纹图谱,利用凤县大红袍花椒的茎尖节点转录组c DNA数据库中45 057条长度大于200 bp的非冗余Unigene序列,使用MIcro SAtellite(MISA)软件搜索SSR位点,分析花椒c DNA序列中SSR位点的频率和密度、SSR重复基元种类及比例、SSR重复次数与数量等分布特征;用Primer 3.0软件在线设计SSR引物并经PCR扩增筛选适合的多态性引物;用Quantity One软件统计多态性条带和分子量大小;NTsys 2.0软件分析12份花椒种质的遗传距离、构建树状聚类图及DNA指纹图谱库。结果表明,45 057条序列中有3 315条Unigene序列包含SSR位点,共3 814个,3 315条序列中SSR位点出现频率为7.07%;在检索出的SSR位点中,二核苷酸、三核苷酸是主要重复类型,分别占29.42%和58.58%,二核苷酸重复中以AG/TC、CT/GA出现频率最高,三核苷酸重复中GAA/CTT、AGA/TCT出现频率最高;二、三、四、五、六核苷酸重复基元总数随着重复次数的增加呈明显下降趋势。利用Primer 3.0设计的64对EST-SSR引物中,55对引物能产生预期片段大小的PCR产物,其中18对引物具有多态性;利用18对引物对12份花椒种质进行PCR扩增,共产生81条扩增条带,其中多态性条带73条,多态率为90.12%;各花椒种质的遗传相似系数为0.552 6~0.894 7,平均为0.725 0;经UPGMA聚类分析在相似系数0.70处12份花椒种质共分为3类,即顶坛花椒为Ⅰ类、竹叶椒为Ⅱ类、其他花椒为Ⅲ类;指纹图谱分析中,8对引物在5份种质中能扩增出特征带型,最少用3对引物进行组合即可将12份花椒种质区分开。成功在凤县大红袍花椒的茎尖节点转录组c DNA序列中开发SSR标记,设计并筛选出8对能扩增出特征带型的引物,最少用3对引物进行组合即可将12份花椒种质区分开,这为今后花椒遗传多样性分析、遗传图谱构建等方面提供新的引物序列并奠定了基础。     

基于荧光标记的茶树花转录组序列SSR标记开发

本研究对204 199条茶树花转录组Unigenes进行SSR简单重复序列的查找,得到含有SSR的序列60 581个,出现频率为29.67%。EST-SSR重复类型以单核苷酸和二核苷酸为主,占总SSR比例的85.69%,其中主要重复基序类型为单核苷酸,占总SSR的47.97%,A/T重复类型出现最多。采用荧光标记PCR技术对设计合成的100对SSR引物进行引物筛选,其中有28对引物扩增条带清晰、多态性好,在4个品种的茶树花中得到有效性验证。结果表明,茶树花转录组的SSR标记开发是可行的,这些EST-SSR的开发对茶树花遗传多样性分析、分子育种和开发茶树不育相关的SSR标记等具有重要意义。     

基于红掌转录组序列的SSR标记分析与开发

本研究从红掌转录组共32 391条unigenes中搜索得到3 944个SSR位点,出现频率为12.17%。EST-SSR类型以一、二、三核苷酸重复为主,占总SSR比例的96.29%,其中二核苷重复为主要基序类型,占总SSR的51.01%,AG/CT重复类型出现最多。设计合成的200对SSR引物中有22对引物扩增条带清晰、多态性好,在18个红掌品种中得到有效性验证。结果表明,基于红掌转录组序列的SSR标记开发是可行的,这些EST-SSR的开发可为红掌遗传多样性分析、分子育种等奠定重要基础。     

苦荞种皮转录组SSR位点信息分析及其分子标记的开发

为开发苦荞新的SSR标记,本研究利用MISA软件对苦荞种皮转录组测序数据进行SSR位点信息搜索,利用Primer 3设计引物并随机选择53对引物进行验证。结果表明:苦荞种皮转录组数据库中共搜索到9 094个SSR位点,其中,单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸重复类型占优势,占总SSR的63.99%、19.35%、15.49%;共发现70种重复基元,其中A/T、AT/AT、AAG/CTT基元是优势基元。设计合成的53对引物中,41对引物(77.36%)获得有效扩增,21对引物具有多态性。本研究从转录组序列中大规模开发的SSR分子标记将有助于苦荞遗传多样性与分子育种研究。     

基于菊芋转录组的SSR分子标记开发及鉴定

利用菊芋(Helianthus tuberosus L.)转录组测序获得的63 089条Unigene(45.71 Mb)进行SSR查找分析,共检测出6 635个SSR位点,包含于5 452条Unigene中,出现频率为10.52%,SSR位点发生频率为8.64%,其中SSR位点的主要类型为二核苷酸重复,占总SSR的45.24%,其次为三核苷酸重复。SSR位点中共包含180种重复基序,其中出现频率较高的基序主要有AG/CT、ACC/GGT、ATC/ATG、AAG/CTT。设计36对多态性SSR引物组合进行扩增和多态性评价,其中,20对引物存在多态性差异,占55.56%。利用20对引物对18个菊芋资源样品进行多样性分析,分析表明,有效等位基因(Ne)在SSR位点上变化幅度较小;Shannon指数平均值为0.622;期望杂合度(He)和观察杂合度(Ho)平均值分别为0.434和0.447。系统进化树显示,菊芋资源可从块茎表皮颜色上分为白皮和红皮2大类。此外,从地域来源上进行聚类,能将18份菊芋种质资源聚为5类。以上分析表明,菊芋转录组测序产生的Unigene信息可作为开发SSR标记的有效来源,利用获得的SSR标记可为菊芋及其近缘种的遗传图谱构建、遗传多样性分析、基因组比较研究等提供丰富可靠的标记选择。     

基于白木香转录组的SSR序列特征分析

为探究白木香的简单重复序列特征,开发SSR分子标记用于白木香种质资源的遗传分化和分子鉴定,本研究鉴定了白木香转录组unigene序列的SSR位点,对其SSR的分布及序列特征进行统计分析,进而设计SSR引物,并验证其SSR引物的多态性。结果表明,在128 712条unigene中共鉴定到9 362个SSR位点,分布频率为7.27%。SSR序列中双碱基重复序列最多,占总SSR的54.90%;白木香双碱基重复序列以AG/CT、AC/GT为主,占34.22%。SSR位点重复次数主要集中在5～11次,占总SSR位点数的96.56%,其中三碱基重复5次的SSR位点数最多,共有1 925个。设计并合成50对引物,其中35对引物可扩增出预期大小条带,扩增效率达到70%。以24个不同白木香个体对35对引物进行扩增,采用8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测SSR引物多态性,表明SSR引物具有多态性。研究表明,白木香转录组SSR重复基元类型丰富,分布密度高,多态性高,可用于白木香资源的遗传多样性评价、遗传分化、种质鉴定和分子育种等后续研究。     

杜仲转录组SSR发掘及标记开发

为了加强对杜仲资源的有效保护和可持续利用,了解杜仲的遗传背景,我们基于杜仲雌雄株转录组数据库开发SSR标记,能够应用于杜仲的功能基因发掘、分子标记辅助育种、遗传多样性分析、遗传图谱构建等研究。基于杜仲雌雄株转录组数据库Unigenes序列,利用MISA软件进行SSRs序列查找及其特征分析;根据微卫星的两翼序列设计引物,以1份随机挑选的杜仲基因组DNA为PCR扩增模板,采用L9(34)正交试验设计优化SSR-PCR反应体系,检验引物扩增效果和各引物扩增条件,进一步以10份不同来源的杜仲DNA为模板检测扩增引物的有效性。发掘了74 230个SSR位点,分布在61 629条Unigenes中,占总Unigenes 33.99%,其中,12~24 bp长度的重复基序最多,基序重复次数以11~15次居多;重复基序种类主要以一、二、三重复基元类型为主,占98.6%,其中出现最多的3种重复类型分别为:A/T(73.16%)、AG/CT(10.91%)、AAG/CTT(1.14%)。采用L9(34)正交试验获得的最优SSR-PCR体系为:20μL体系中含2×Premix Taq酶(0.05μmol·min-1·μL-1)10μL、DNA模板(25 ng/μL)1μL,引物(10μmol/L)0.5μL,以dd H2O补足。从210对引物中筛选获得140对引物,成功用于杜仲基因组PCR的有效扩增,占66.66%,进一步以9个地区的10份杜仲资源,检验上述引物多态性,最终获得15个稳定、可重复的多态性SSR位点,上述位点共检测到57个等位基因,平均每个位点包含3.8个等位基因,杂合度(Ho)为0~1.0,期望杂合度(He)为0.28~0.78,多态信息量(PIC)为0.26~0.70,平均值为0.44。经测序验证,该15个SSR位点都含有预期的重复基序序列。杜仲雌雄株转录组序列中含有高频率的SSR位点,以期开发获得的多态性SSR标记能够应用于杜仲不同种群间的遗传结构和遗传多样性分析,为杜仲的合理保护提供科学依据。     

基于转录组测序的鬼针草SSR标记开发及其应用

鬼针草(Bidens bipinnata L.)作为一种重要的药用植物,在属内鉴别和临床用药安全上存在较大问题。本研究利用Trinity软件对鬼针草转录组数据进行组装,共得到总长为106 457 436 bp的120 122条unigenes。利用MISA软件寻找到17 140个含有SSR的重复基元。SSR位点中主要重复序列为单核苷酸和三核苷酸,分别占总SSR位点的38.73%和38.06%,其次是二核苷酸,占20.73%。利用Primer 3.0设计引物,从中随机选择50对引物进行PCR扩增。其中有28对扩增出清晰条带,多态性好,重复性好。鬼针草转录组的SSR分子标记将会对鬼针草属植物种质资源鉴定、遗传多样性、重要性状基因定位及分子标记辅助选择育种等起重要推动作用。     

基于苎麻转录组测序的SSR序列分析及EST-SSR标记开发

为加快苎麻分子遗传学研究和分子标记辅助育种,本研究利用转录组测序技术开发苎麻EST-SSR标记,筛选到48 547条Unigene,覆盖31 Mb的片段长度,对所筛选到的Unigene进行SSR分析后,利用Primer 3.0批量设计引物,随机挑选1 214对EST-SSR引物对表型性状差异较大的8份苎麻种质资源进行PCR扩增及聚丙烯酰胺电泳检测,以期得到可利用的EST-SSR标记。结果发现,在48 547条Unigene中含有SSR的共有13 770条,共有19 964个SSR位点,平均每2.43条EST发现一个SSR、每1.55 kb含有1个SSR。在19 964个SSR位点中,主要为单、二核苷酸,占总数的83.6%,三核苷酸重复单元占14.98%,其余核苷酸重复单元占比共为1.42%;去掉单核苷酸重复单元,共设计3 579对SSR引物,从中随机选择1 214对EST-SSR引物对8份苎麻种质进行SSR引物筛选及多态性分析。1 214对引物中有216对引物表现出良好的多态性,占总引物的17.79%;扩增条带数为2～5;Shannon指数为0.233 8～1.461 5;PIC值为0.110 3～0.700 9。通过遗传相似性分析,上述8份种质遗传相似性系数为0.669 0～0.859 5,在相似系数为0.72处可将8份种质分为3类。本研究开发的EST-SSR引物可为苎麻及其近源物种遗传多样性分析,遗传图谱构建及分子标记辅助育种等研究提供帮助。     

基于松树EST序列的马尾松SSR引物开发

本文用生物信息学方法对松树359 521条EST进行处理,得到无冗余EST序列56 776条,其中有2 315个SSR分布于2 057条EST中,出现频率是4.08%,平均距离是22.06 kb.检测到二、三碱基重复SSR总数为1 631个,四碱基至六碱基重复SSR共117个.在所得二碱基以上重复SSR中,多态潜能高的有488个,占27.92%;多态潜能次高的有1 260个,占72.08%.选择整体长度不小于24个碱基的SSR位点用于开发马尾松SSR引物,设计出135对备选引物,最终有51对引物在马尾松中得到扩增,有效扩增率为37.78%;其中39对有多态性,多态率为28.89%.在51对可扩增引物所对应的SSR类型中,P型占74.51%,I型占3.92%,C型占21.57%.     

基于南美蟛蜞菊转录组测序的SSR分子标记开发及鉴定

南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)是华南地区危害严重的入侵植物,对其遗传多样性的研究仅局限于ISSR分子标记。本研究利用MISA软件对南美蟛蜞菊转录组测序获得的88 504条Unigene进行了SSR位点及特征分析,结果发现SSR位点23 338个,SSR出现频率为26.37%,发生频率为21.07%,平均距离为1 224.61 kb。其中单核苷酸重复所占比例最高,占总SSR位点的46.92%。二核苷酸重复类型和三核苷酸重复类型分别占26.66%和24.55%。本研究对南美蟛蜞菊转录组测序得到的23 338个SSR位点使用Primer 3软件进行引物设计,随机选择了200对引物进行了扩增实验验证,有效扩增55对,其中6对引物特异性高,重复性好。平均Shannon's多样性信息指数(Ⅰ)和多态性信息含量(PIC)分别为0.760和0.511,表明其具有较高的多态性。本研究结果为今后开展南美蟛蜞菊遗传多样性方面的研究提供了实验基础。     

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。     

马尾松转录组测序和分析

本研究首次构建了马尾松均一化cDNA文库,采用Illumina高通量测序技术对转录组进行了测序,利用生物信息学方法开展基因表达谱的研究、功能基因的预测。EST序列拼接获得83680个contig,其中33772个contig被注释为相应的331669对生物学功能,10647个contig被注释具有酶功能。根据KEGGpathway数据库,对马尾松转录组的contig进行Pathway生物学通路的注释和预测,共识别出10647个contig具有对应的1029种酶功能,并关联到135条生物学通路。SSR查找发现,从83680个contig中找到889个SSR位点,占contig总数的比例为1.06%。其中,三核苷酸重复所占比例最高,达到48.37%,其次是六核苷酸重复,为19.12%,比例最低的是四核苷酸重复,仅为4.72%,二核苷酸重复和五核苷酸重复基本相同,分别为14.62%和13.16%。SSR不同重复基元类型中,出现频率最高的为AT/AT,其次是AGC/CTG和AAG/CTT。     

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。     

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。