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...     

云南火焰兰转录组SSR分布及其序列特征分析

[目的]分析云南火焰兰转录组中SSR分布及其序列分布特征,为大量开发EST-SSR引物及开展火焰兰属乃至兰科植物的SSR遗传多样性分析、种质资源评价、遗传图谱构建及遗传育种提供理论依据.[方法]以云南火焰兰无菌苗幼嫩叶片为材料,利用高通量测序技术进行转录组测序,使用Trinity对测序结果进行de novo组装,并以MISA对获得的Unigene进行SSR位点搜索,然后利用Excel 2010对云南火焰兰转录组中SSR出现频率、平均分布距离、基元类型及其重复类型组成等进行统计分析.[结果]从77888条去冗余的Unigenes序列中搜索到5051个SSR位点,其中有414个属于复合型SSR位点,实际以4637个SSR位点进行分析,SSR出现频率为5.95%,平均分布距离13.53 kb.SSR位点中,二核苷酸为主要重复基元类型,数量最多,占SSR总数的52.21%,其次是三核苷酸重复基元,占39.42%,四核苷酸重复基元~六核苷酸重复基元数量较少.其中,二核苷酸重复基元中的主要重复类型为CT/GA,占SSR总数的20.64%,三核苷酸重复基元的主要重复类型为CTT/GAA,占SSR总数的4.70%.SSR基元各重复类型的重复次数以5~8次居多,占SSR总数的73.35%,其中,占比最多的是6次重复,占SSR总数的26.98%,其次是5次和7次,分别占SSR总数的23.08%和14.02%,且SSR数量随各基元重复次数的增加而降低.云南火焰兰转录组中SSR基序的平均长度是18.28 bp,其中大小为12~20 bp的SSR基序占SSR总数的77.49%,21~30 bp基序占SSR总数的17.88%,大于30 bp的基序占SSR总数的4.63%,且SSR分布频率随基序长度的增加而下降.[结论]云南火焰兰转录组SSR中低级基元类型较丰富,开发出多态性高的SSR引物潜力较高,可用于云南火焰兰乃至火焰兰属植物的遗传多样性及种质资源评价、遗传图谱构建及遗传育种等研究.     

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。     

草原1号杂花苜蓿花蕾转录组SSR序列特征

【目的】对草原1号杂花苜蓿花蕾转录组微卫星SSR特征进行分析,为开发新的分子标记和辅助育种选择研究奠定基础。【方法】利用MISA软件对草原1号杂花苜蓿花蕾转录组数据进行简单重复序列(SSR)位点搜索,并对SSR分布及其序列特征进行分析。【结果】在286 409条非冗余单基因簇(Unigene)序列中共挖掘到57 368个SSR位点,SSR出现频率为20.03%,平均分布距离5.84 kb。重复基元数量以单核苷酸(68.45%)为主,三核苷酸(16.46%)次之。在129种重复基元中,以A/T类型基元(68.15%)最高,其次为AG/CT基元(6.56%)。SSR基元重复次数主要集中在6～15次,核苷酸数量随着基元重复次数的增加而减少。SSR长度主要集中在12～40 bp(55.58%),具有较高多态性潜能的SSR(长度≥20 bp)位点数为9 166(15.98%)。【结论】草原1号杂花苜蓿SSR位点出现频率高、基元重复次数和类型丰富、多态性潜能高,可用于苜蓿遗传多样性与品种的分子鉴定及分子标记辅助选择。     

基于甘薯耐盐转录组测序的SSR和SNP特征分析

旨在对甘薯耐盐转录组中潜在的SSR和SNP位点进行挖掘及特征分析，以完善甘薯分子标记。试验以不同耐盐甘薯品种的转录组序列为基础，利用MISA、GATK软件分析了转录本中的SSR和SNP信息。结果显示，研究共获得SSR位点33192个，分布在24323条Unigenes中，出现频率为21.11%。其中，6271条Unigenes含有超过1个以上的SSR位点。SSR类型以单核苷酸重复SSR和双核苷酸重复SSR为主。在重复基元中，A/T和AG/CT所占的比例最高，为优势基元。在157252条Unigenes中共挖掘到SNP位点7691906个，分布密度为0.08个/bp。其中转换类型有4729922个，颠换类型有2961984个。在所有突变类型中，C/T和A/G含量最高，分别为占总数的32.34%和29.15%。综上所述，甘薯转录组具有较丰富的SSR和SNP标记，多态性较高，可为甘薯抗逆品种筛选、种质培育等研究奠定理论基础。     

蒙农红豆草花瓣转录组微卫星SSR特征分析

【目的】对蒙农红豆草花瓣转录组微卫星SSR特征进行分析,为开发新的分子标记及探明各类性状的遗传机制研究奠定基础。【方法】以蒙农红豆草突变群体中浅色花瓣和紫红色花瓣（对照）为试验材料,通过Illumina HiSeq^TM 2000对其进行高通量测序和组装,利用MISA软件对其所有Unigene进行SSR搜索,并对SSR分布及其序列特征进行分析。【结果】在蒙农红豆草转录组数据中共获得53 009条Unigene,其中6 202条Unigene上分布了8 175个SSR位点,每5.86 kb就有1个SSR位点;重复基元数量以三核苷酸为主（49.13%）,二核苷酸次之（22.07%）;在284种重复基元中以AG/CT类型最高（16.16%）,其次为AAG/CTT（14.30%）;三核苷酸基元重复次数种类最多（11种）,二核苷酸次之（10种）。随着基元重复次数的增加,核苷酸数量减少。蒙农红豆草SSR长度为12～441 bp,主要集中在12～24 bp,其中具有高度多态性潜能的SSR（长度≥20 bp）有3 130条（38.29%）。【结论】蒙农红豆草SSR位点出现频率高、基元类型丰富、分布密度大、多态性潜能高,在红豆草基因定位和分子标记辅助育种等方面具有较大的应用价值。     

大花序桉基因组SSR的分布特征及序列分析

【目的】分析大花序桉基因组SSR的分布特征及序列分析,为大规模开发大花序桉分子标记辅助育种的SSR标记提供理论依据。【方法】通过高通量测序获得大花序桉基因组序列信息,经严格过滤、拼接和组装后获得scaffolds,利用MISA网站对Scaffolds进行SSR位点检索及分析,并利用Primer 5.0对具有较大多态性开发潜力（二基元重复次数≥10、三基元重复次数≥7）的SSR标记进行引物设计,随机挑选48对基因组SSR引物进行有效性检测及有效扩增引物筛选。【结果】大花序桉基因组共含有177750个SSR位点,包括171530个SSR独立位点和6220个复合型SSR位点;SSR发生频率为17.86%,分布密度为1/3.13 kb。大花序桉基因组SSR基元类型较丰富,以单核苷酸重复基元类型数量最多,占基因组总SSR数量的69.33%,其次为二、三核苷酸重复基元类型,分别占基因组SSR数量的21.01%和7.58%,四、五、六核苷酸的重复基元类型所占比例均相对较低,三者的比例含量总和为2.08%。SSR基元类型以AG/CT占绝对优势（16812个）,其次为AT/AT（8193个）和AAG/CTT（4404个）。从48对SSR标记引物中筛选出31对引物能有效扩增出清晰、明亮条带且大小与预期相符,其中有14对在6个大花序桉样本中均呈现多态性,多态百分率为29.17%。【结论】大花序桉基因组SSR位点发生频率高,基元类型较丰富,SSR多态性标记开发潜力大。该研究结果为进一步大花序桉SSR引物开发和筛选,以及开展大花序桉及其他桉树遗传多样性分析和遗传图谱构建提供依据。     

金铁锁转录组SSR的分布及其序列特征

【目的】分析云贵地区金铁锁转录组中SSR位点信息的分布及其序列特征,为SSR引物的大量开发奠定基础。【方法】以金铁锁嫩叶为材料,经转录组测序后,利用MISA软件进行de novo组装;使用Excel软件进行分析并用Primer 3软件设计引物。【结果】从77 942条Unigenes序列中共检测到6 660个微卫星位点,出现频率为8.54%,平均分布距离为401.64 kb。检测到的SSR位点中以三核苷酸和二核苷酸出现频率最高,分别占58.69%和35.77%,而以五核苷酸最少(1.24%)。AG/TC与GA/CT是二核苷酸的优势重复基元,分别占总基元的12.66%和10.45%。CTT/GAA和AAC/TTG在三核苷酸中出现频率最高,占总基元的3.71%和3.60%。根据转录组的测序结果,金铁锁转录组的SSR位点出现的频率较高,具有丰富的基元类型,并且有较高的重复次数,具有较高的多态性潜力。根据转录组的测序结果,随机选出82对引物用于检测,其中有20对引物能扩增出清晰且单一的谱带。【结论】金铁锁转录组所产生的Unigene是开发SSR的有效来源,而获得的SSR引物可以为金铁锁种质资源的遗传变异研究提供更多的标记。     

四球茶转录组SSR位点信息分析

对基于高通量测序拼接获得的99 741条四球茶嫩叶Unigenes进行了SSR(simple sequence repeats)位点分析,共揭示了23 732个SSR位点,分布于18 552条Unigenes中,SSR发生频率为23.79%;含有SSR位点的Unigenes的总长度为226 188 bp,SSR位点间的平均距离为1/2.07 kb,重复长度平均长度为9.53 bp。在四球茶转录组SSR中,二核苷酸重复和三核苷酸重复是主要的重复类型,分别占总SSRs的47.53%和25.92%;在181种重复基元类型中,优势重复基元分别是AG/CT、A/T、ACC/GGT,分别占总SSRs的41.38%、22.10%和6.49%,共占总SSRs的比例达69.97%。     

基于转录组测序的棘胸蛙SSR和SNP分子标记开发

【目的】基于转录组开发SSR和SNP分子标记用于评价棘胸蛙（Quasipaa spinosa）遗传多样性，为其种质资源的创新利用提供理论支撑。【方法】采用TRIzol试剂盒提取棘胸蛙肝脏、肌肉和肾脏组织总RNA，构建cDNA文库后利用Illumina HiSeq 2500测序平台进行高通量测序，通过MISA对棘胸蛙转录组测序数据进行SSR检索，并以SAMtools和VarScan v.2.2.7进行SNP查找。【结果】棘胸蛙转录组测序共获得93887条非冗余基因（Unigenes），序列总长度达91352712 bp，且所有转录组Q30均超过95.00%。在93887条Unigenes中发现33019个SSRs，其中21966条Unigenes含有SSR，6688条Unigenes含有超过1个SSR；以单核苷酸重复型SSR数最多，达25788个，且出现频率最高（27.47%）。SSR的平均长度以四核苷酸重复型最长，达35.47 bp；棘胸蛙SSR以（A/T）n为绝对优势重复基元，占总SSR的65.51%，然后依次为（C/G）_n、（AT/AT）_n、（AC/GT）n、（AG/CT）_n、（AAT/ATT）_n、（AGG/CCT）_n，分别占总SSR的12.59%、5.66%、5.55%、3.31%、1.55%和1.30%。在33019个SSRs中，核苷酸重复次数主要集中在5~25次，占总SSR的99.91%，且大部分SSR位于非编码区，仅有1633个SSRs位于编码区；长度≥12 bp的SSR共计17244个，占总SSR的58.53%。挑选120对SSR引物进行引物有效性验证，发现有57对引物扩增出单一条带，且条带大小与预期结果一致。对棘胸蛙转录组序列进行SNP检索，共发现87634个SNPs，其中，56300个SNPs属于转换位点、31334个SNPs属于颠换位点，转化/颠换比达1.80，碱基的转换频率明显高于颠换频率。【结论】利用高通量转录组测序开发棘胸蛙SSR和SNP分子标记是一种切实可行的方法，能开发出通用性较高、数量较多、覆盖性较广的分子标记。棘胸蛙具有中度偏高的遗传多样性，可作为种质材料进一步开发利用。     

荔枝EST资源的SSR信息分析及EST-SSR标记开发

 【目的】明确荔枝EST序列中SSR的总体特点,开发荔枝EST-SSR引物,为利用EST-SSR分子标记进行荔枝种质资源遗传多样性、连锁图谱构建及亲缘关系研究奠定基础。【方法】应用SSRIT软件,按照设定标准从自行构建的一个荔枝果皮发育关键期的cDNA文库中的1 331条Unigene（惟一序列）中搜索SSR位点。利用软件Primer primer5.0设计EST-SSR引物。选用16份表型差异较大的荔枝种质资源检测引物的有效性及多态性,利用聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)进行片段分离。【结果】荔枝的1 331条EST序列中共搜索出220个SSR位点,分布于189条EST中,出现频率是16.53%。这些EST-SSR的平均长度为18.43 bp,平均分布频率1/4.42 kb。在1—6 bp的重复基元中,二核苷酸和三核苷酸重复类型占主导地位,共占总SSR的69.09%,二者出现的频率分别为37.27%和31.82%。共观察到72种重复基元,出现频率最高的是GA/TC（16.82%）;其次是AG/CT、A/T、AT/TA及GAA/TTC,频率分别为14.55%、11.82%、5.00%和3.64%。不同核苷酸数目的重复基元的重复次数差异很大。设计、合成150对EST-SSR引物,122对（81.33%）引物在荔枝中获得有效扩增,100对引物具有多态性。【结论】荔枝EST资源中含有高频率的SSR位点,且EST-SSR 标记开发效率较高。本研究为利用EST-SSR标记开展荔枝遗传研究提供了100 对EST-SSR引物,并为进一步开发荔枝EST-SSR标记提供了含SSR位点的候选序列。     

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。     

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。     

茶树转录组中SSR位点的信息分析

利用茶树全转录组的高通量测序获得的127 094条Unigenes来发掘茶树转录组SSR功能性标记。在这些序列中共搜索出12 242个SSRs,分布于10 325条Unigenes中,出现频率为9.63%。茶树转录组SSRs的平均长度为16 bp,平均分布频率是1/3.68 kb。在茶树转录组的SSRs中,二核苷酸重复是主要的类型,占总SSRs的63.78%。茶树转录组SSRs共包含181种重复基元,二核苷酸重复基元CT/AG和TC/GA是优势重复基元类型,分别占总SSRs的23.84%和23.58%。同时对这些SSR的可用性进行了评价。     

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。     

基于纳米孔全长转录组数据完善东方蜜蜂微孢子虫的基因组注释

【目的】利用已获得的纳米孔全长转录组数据对现有的东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）参考基因组的基因序列和功能注释进行完善。【方法】采用TransDecoder软件预测东方蜜蜂微孢子虫基因的开放阅读框（open reading frame,ORF）及相应的氨基酸。利用gffcompare软件将全长转录本与参考基因组注释的转录本进行比较,对基因组注释基因的非编码区向上游或下游延伸,修正基因的边界。利用MISA软件鉴定长度在500 bp以上的全长转录本的简单重复序列（simple sequence repeat,SSR）位点,包括单核苷酸重复、双核苷酸重复、三核苷酸重复、四核苷酸重复、五核苷酸重复、六核苷酸重复、混合SSR等类型。通过Blast工具将鉴定到的新基因和新转录本比对Nr、KOG、eggNOG、GO和KEGG数据库,从而获得功能注释。【结果】共预测出2 353个完整ORF,其中长度分布在0—100个氨基酸的ORF最多,占总ORF数的72.12%。共对东方蜜蜂微孢子虫的2 340个基因进行了结构优化,其中5′端延长的基因有1 182个,3′端延长的基因有1 158个。共鉴定到1 658个SSR,其中单核苷酸重复、双核苷酸重复、三核苷酸重复、四核苷酸重复的数量分别为1 622、23、7和6个;单核苷酸重复类型的SSR密度最大,达到182.32个/Mb,其次为混合SSR、双核苷酸重复和三核苷酸重复,分别达到6.90、2.78和0.73个/Mb。共鉴定出954个新基因,其中分别有951、333、371、422和321个新基因可注释到Nr、KOG、eggNOG、GO和KEGG数据库。此外,还鉴定出6 164条新转录本,其中分别有6 141、2 808、2 932、3 196和2 585条新转录本可注释到Nr、KOG、eggNOG、GO和KEGG数据库。新基因和新转录本注释数量最多的物种均为东方蜜蜂微孢子虫,其次是蜜蜂微孢子虫（Nosema apis）。【结论】研究结果较好地完善了现有的东方蜜蜂微孢子虫参考基因组已注释基因的序列和功能注释,并补充和注释了大量参考基因组未注释的新基因和新转录本。