棉花非冗余性EST-SSR新标记的开发及其评价

利用Clustal X等软件对公共数据库现有的393 753条棉花EST序列分析,得到349 815条非冗余EST序列,借助自主开发的SSRmine软件共发掘SSR位点11 372个,分布于10 507条EST中,EST-SSR的频率是3%,平均相隔21 kb出现一个SSR。在2~6 bp的重复基元中,三核苷酸和六核苷酸分别占34.1%、40.6%,二、三、四、五和六核苷酸基序分别以AG/CT、AAG/CTT、AAAT/ATTT、AAAAG/CTTTT和AAAAAG/CTTTTT的类型最多。利用去冗余的且在亚洲棉、陆地棉、海岛棉中没有被开发过的410条EST序列设计开发了200对非冗余性SSR引物,利用自主开发的SSRD软件通过SSR引物序列下载、预处理、Blastn、提取相似性分值≥81%的引物编号、提取引物冗余对、冗余引物写成一行等6个步骤去除来源于自身部分同源序列以及与CMD释放的不同棉种相似性SSR引物,得到了非相似性引物,定名为CRIXXX (CRI即Cotton Research Institute)。并分别选用棉花12个种的代表性材料对其中100对进行引物功效评价,包括多态信息含量(polymorphism information content, PIC)及引物通用性研究。结果显示,从自主开发的100对SSR引物筛选出56对均能在12份材料间扩增出稳定明显的条带, 其中多态性引物35对,多态率占35%。引物的PIC变幅为0.097~0.888,平均为0.482;1对海岛棉EST-SSR引物在12份材料间的通用性为100%,25对亚洲棉引物通用性为81%,74对陆地棉引物通用性为80.1%。     

基于转录组序列的胡萝卜EST-SSR标记开发及遗传多样性分析

胡萝卜(Daucus carota var. sativa)是一类重要的全球性蔬菜作物。为了全面了解其转录组SSR位点特点,并开发胡萝卜EST-SSR分子标记,本试验对胡萝卜的根、茎、叶混合组织进行转录组测序分析,共获得42 668条Unigene,其中6 611条Unigene序列中含有8 241个SSR位点,SSR发生频率为15.49%,平均分布为0.665 0 kb。主要优势重复序列为二核苷酸,占总SSR的45.35%。以48份胡萝卜为材料,从60对SSR引物中筛选出21对条带清晰稳定、多态性高的引物,其中有11对引物多态信息含量(PIC)大于0.500 0,属于高多态性引物,这些引物占开发引物的52.38%,表明筛选出的21对SSR引物具有较好的遗传多样性。聚类分析可将48份胡萝卜材料在相似系数为0.687 2处分为四类,聚类结果与胡萝卜颜色和产地存在一定的相关性。试验结果为胡萝卜的种质资源鉴定、品种鉴别和分子标记辅助育种等研究提供理论依据。     

基于转录组测序的槜李EST-SSR标记开发

为开发槜李EST-SSR标记,本研究利用MISA软件筛选了槜李花转录组测序获得的35584条Unigenes,对其SSR信息进行分析后,利用Primer Premier 3.0软件设计EST-SSR引物,并随机选取40对SSR引物对12个李品种进行EST-SSR引物筛选及多态性分析。结果发现,在槜李花转录组中共搜索到个10791个SSR位点,分布于8433条Unigenes,SSR发生频率为23.70%,平均每3.71 kb含有1个SSR;SSR重复基元中二核苷酸重复出现频率最高,占总SSR数量的52.98%,其次为三核苷酸重复(占24.00%)和单核苷酸重复(占20.95%);二核苷酸重复基元以AG/CT为主(85.95%),三核苷酸重复基元以AAG/CTT为主(31.24%)。利用Primer Premier 3.0软件共设计出9870对候选引物,随机选择40对引物对12个李品种进行SSR引物筛选及多态性分析。40对引物均能扩增出预期大小的条带,有效扩增效率为100%,40对引物中有5对引物在12个李品种中表现出多态性。本研究开发的EST-SSR标记可为李属植物遗传多样性分析提供丰富的候选标记,同时可为槜李发育相关功能基因定位、遗传图谱构建、及分子标记辅助育种等研究提供帮助。     

脆木耳转录组EST-SSR标记特征及多态性分析

为开发脆木耳EST-SSR标记,本试验从脆木耳转录组测序数据挖掘SSR位点,并设计引物对木耳DNA进行多态性分析,为木耳的遗传育种提供理论基础。结果发现,在脆木耳转录组的52 954条unigene序列中共搜寻到4 600个SSR位点,SSR发生频率为6.85%,分布频率为8.69%。脆木耳SSR位点共包括112种重复基元;其中,二核苷酸和三核苷酸重复为主要类型,占SSR总数的92.86%。三核苷酸重复最多(66.64%),其优势重复单元为CCG/GGC (8.71%)。从设计引物中随机挑选30对进行PCR扩增,6对引物在3份木耳种质中均能扩增出清晰的目标条带。本试验所获得的EST-SSR可为木耳种质资源鉴定、遗传结构分析及遗传图谱构建等提供参考。     

黄瓜果实EST-SSR标记的开发

黄瓜EST序列数量的迅速增加为开发新的SSR标记提供了宝贵的数据资源.本研究从GeneBank上公布的黄瓜EST序列中检索到902条来自果实的序列,利用SSRIT软件分析得到63条包含SSR的EST序列,设计了37对EST-SSR引物,结果显示有9对引物在7份黄瓜自交系上扩增有多态,占所设计引物总数的24.3%,平均等位变异数为2.1个,7份自交系间C8和S06遗传相似系数最小为0.22.有27对引物在3份甜瓜上有扩增产物,其中1对引物扩增有多态.这为今后黄瓜基因组研究奠定了一定基础.     

四个带有标记性状的棉花CMS恢复系的主要农艺与光合生理特性

为了克服细胞质雄性不育恢复系恢复基因鉴定难和保纯难的问题,选育了丛生铃恢复系、鸡脚叶恢复系、海岛棉恢复系和无腺体恢复系。对这4个标记恢复系进行了产量、品质和光合生理特性的比较。结果表明,丛生铃恢复系的产量、品质和光合生理特性总体表现最优;鸡脚叶恢复系具有早熟、通透好、烂铃少和纤维品质较好的特点;海岛棉恢复系的纤维品质最优,铃数最多;无腺体恢复系除了棉副产品综合利用的优势外,在光合生理特性、产量和品质性状上表现仅次于丛生铃恢复系。4个恢复系的标记性状明显,在三系杂交棉育种、制种和繁种中具有良好的利用价值。     

棉花耐盐性的SSR标记研究

针对两个典型的棉花耐盐材料(中07和中棉所35)和两个典型的盐敏感材料(新研96-48和中棉所12),开展了寻找与棉花耐盐有关的SSR标记的研究。利用3528对引物,最终筛选出274对引物在4个材料间具有SSR多态性。其中,有10对引物Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y10在耐盐性不同的材料中扩增出差异性片段。扩增图谱显示,同一引物在耐盐的中07和中棉所35中扩出的片段与盐敏感的新研96-48和中棉所12扩出的片段不同。初步研究结果认为,这10对引物有望成为鉴定棉花耐盐性的标准引物,从而将耐盐材料与盐敏感材料从分子角度鉴别开来,为棉花耐盐性分子鉴定等研究提供参考。     

一组新的小麦EST-SSR标记开发及其在遗传图谱构建中的应用

为了丰富小麦功能分子标记的数量,为小麦功能基因的定位、比较基因组学、小麦起源和进化等方面的研究奠定基础。从前期利用小麦转录组数据鉴定出的8 389个EST-SSR序列中,随机选取585对引物得分大于95的标记进行分析,以川麦42和川农16杂交后自交获得的重组自交系群体为试验材料,利用新开发出的EST-SSR标记,并结合SSR标记和SRAP标记,构建了一张遗传图谱。结果表明,585对EST-SSR引物中有555对能在亲本川麦42和川农16中扩增出稳定清晰的条带,引物有效性为94.87%。其中有44对EST-SSR引物在川麦42和川农16中表现出明显的、稳定的多态性,多态性率为7.93%。所构建的遗传图谱中含有本次新开发的EST-SSR标记的连锁群共12个,由163个标记组成,包括17个EST-SSR标记,73个SSR标记和73个SRAP标记,覆盖小麦基因组长度1 551.5 cM,相邻标记之间的平均距离为13.11 cM。本研究丰富了小麦功能分子标记的数量,为小麦功能基因的定位、比较基因组学、小麦起源和进化等方面的研究奠定基础。     

陆地棉耐盐相关EST-SSR以及EST-InDel分子标记的开发

随着棉花基因组学、转录组学等重要学科的快速发展,针对候选基因进行序列多样性分析,开发基于候选基因的分子标记,将能够极大推进棉花分子育种研究。本研究利用高通量的测序技术对耐盐陆地棉品种Miscott 7913-83和盐敏感品种苏棉12盐胁迫前后根、叶总RNA的混样进行了转录组测序,对不同盐处理时期Miscott 7913-83和苏12根和叶分别进行表达谱分析。获得3232条盐胁迫下差异表达基因;基于差异表达基因利用生物信息学手段大规模开发了SSR以及In Del等分子标记;随机选择了部分SSR及In Del引物进行验证,进一步证实了分子标记的准确性。本研究为快速开发陆地棉品种间多态性分子标记提供了高效可行的分析方法,通过开发陆地棉耐盐相关功能标记,以期用于分子标记辅助育种改良陆地棉耐盐性。     

基于公共数据库的西瓜EST-SSR信息分析与标记开发

为了给西瓜遗传基础研究提供新的共显性分子标记,对公共数据中的8619条西瓜EST序列进行处理和分析,获得202个EST-SSR,分布在191条EST序列中,出现频率为2.31%,分布密度为1/19.1kb.其优势重复基序为二核苷酸和三核苷酸(68.8%),在二核苷酸基序中以AG/TG类型为最多(46%);在三核苷酸基序中,以AAG类型为最多(43%).基序重复次数以4次(17.8%)、7次(15.3%)和11次(14.9%)为最多.长度主要分布在20～30 bp(76%).利用上述EST-SSR序列设计获得24对引物在西瓜白化致死近等基因系中进行验证,结果获得了16对有效的扩增引物,占总设计引物对数的66.7%.结果表明:利用公共数据库中的EST序列开发西瓜EST-SSR标记是一种有效的方法.     

基于转录组测序的黑枣EST-SSR引物开发与鉴定分析

目前黑枣已有的分子标记比较匮乏,本研究基于转录组测序技术对黑枣品种进行SSR引物开发,为黑枣种质资源评价及分子标记辅助育种提供有力的技术支持。本研究对‘冀洪1号’黑枣转录组序列进行了分析筛选和开发,并利用开发出的引物进行了验证分析。结果表明:共得到52 537个Unigene序列,SSR位点总数22 327个,包含SSR的Unigene序列数为15 286条。黑枣SSR位点的重复单元中,二核苷酸重复类型的SSR最多(52.26%),其次为单核苷酸(25.84%)及三核苷酸(19.25%)。随机挑选90对EST-SSR引物进行验证,有效扩增率为77.78%(70对),多态性引物比例为18.57%(13对),对13个多态性位点进一步分析可得,共扩增了35个等位基因,PIC值介于0.233~0.677之间,平均为0.430。本研究开发出的EST-SSR分子标记,为后期进行黑枣良种的鉴别及分子育种提供了分子技术手段。     

棉花EST-SSRs在香蕉中的通用性

香蕉SSR分子标记开发和应用有限,通过对棉花SSR分子标记在香蕉中的通用性研究.用1343对棉花EST-SSR引物对贡蕉(AA)和野蕉(BB)两个材料进行转移扩增,得到226对有效扩增的引物.进一步用该226对引物对20个香蕉品种和4个野蕉材料扩增,得到了157对多态性引物.157对多态性引物共扩增到1188个条带,平均7.6个;引物的多态信息含量范围在0.58～0.91之间.依据获得的SSR数据,应用非加权类平均聚类方法,在相似系数0.60水平上,将24个品种分为两大类群,类群Ⅰ是以A基因组为主的品种群,类群Ⅱ是以B基因组和A基因组与B基因组杂交的品种群,证明了棉花EST-SSR分子标记在香蕉中具有通用性.     

基于EST-SSR的木薯分子标记遗传连锁图谱的构建

此实验以木薯推广品种‘KU50’为母本,‘SC124’为父本通过杂交得到包含240个单株的F1分离群体,利用300对EST-SSR引物,20对SSR和20对SRAP引物组合对亲本和部分群体株系进行多态性分子标记筛选,共获得具有多态性的引物110对。在此基础上,利用这110对多态性引物对该F1群体进行分子标记的多态性分析,共获得269个多态性标记。利用JoinMap 3.0软件对这269个多态性标记进行分组和遗传图谱构建,最后获得了一张包含140个标记的木薯分子遗传连锁图谱,其中EST-SSR标记111个,SSR标记22个,SRAP标记7个;共21个连锁群,其中连锁群1和3（LG1、LG3）上的标记位点最多（15个）,LG21标记位点最少（2个）。此遗传连锁图谱的总长度为1314.775 cM,单个连锁群最长为132.904 cM（LG3）,最短为0.431 cM（LG19）,标记间平均长度9.391 cM。     

海滨雀稗EST资源的SSR信息分析及EST-SSR标记开发

本研究探讨海滨雀稗EST序列中SSR位点的分布特征,开发EST-SSR引物分析其在草坪草种质资源遗传多样性研究中的应用。利用SSRIT软件对81220条海滨雀稗EST序列进行SSR位点搜索,分析EST-SSR的分布和特点,并利用Primer 3.0软件设计50对引物,选择10份草坪草对引物进行有效性和多态性检测。结果表明,从13705条海滨雀稗EST序列中检测到了22721个SSR位点,出现频率为16.87%。三核苷和单核苷酸重复为主要类型,所占比例分别为31.71%和29.28%。在检测到的163种基元中,出现最多的重复基元是A/T,其次是CCG/CGG和AGC/CTG。选择合成了50对EST-SSR引物,以海滨雀稗‘Adalady’基因组DNA为模板进行PCR扩增,其中37对引物能扩增出条带。利用这些引物对10份草坪草品种进行多态性检测,其中12对引物的扩增结果具有多态性。利用开发的EST-SSR标记对10份草坪草进行聚类分析,可将其分为4类。利用海滨雀稗EST序列开发SSR标记是可行的,开发的EST-SSR标记能有效用于草坪草遗传多样性研究。     

新疆野樱桃李EST-SSR引物开发及通用性评价

野生樱桃李是中国濒临灭绝的树种之一。本研究从分子水平对野樱桃李进行研究,以期为制定保护策略提供理论依据。从NCBI 数据库中下载樱桃李EST 序列,用SSR Hunter l.3 查找SSR 位点,用Primer 6.0 设计了30 对引物并验证引物的通用性。结果表明：有20 对引物能扩增出有效条带,扩增率为66.67%,其中9 对引物能扩增出多态性条带,多态性比率为45%。用20 对有效引物在欧洲李和天山樱桃中进行扩增,均表现良好的通用性,且同属植物间的通用性明显高于同科植物间,说明引物通用性的高低与基因组的差异有关,亲缘关系越近引物通用性越高。     

小麦EST-SSR标记的开发和染色体定位及其在追踪黑麦染色体中的应用

根据小麦盐胁迫诱导和茎秆组织相关EST序列开发了81对EST-SSR引物, 其中67、46、18和61对分别在小麦、黑麦、簇毛麦和大麦基因组中稳定扩增, 在不同小麦和大麦品种间具有多态性的引物分别有22和23对。利用小麦缺体-四体系共定位了43对引物的81个位点, 其中A、B和D染色体组上分别有29、30和22个位点, 涉及除4B、3D和6D外的18条染色体。此外30对引物在黑麦基因组中具有特异扩增, 其中8对分别在黑麦1R、4R、5R和R7染色体上具有特异扩增, 7对在多条黑麦染色体具有相同扩增。这些新标记可有效用于小麦及其近缘物种的遗传作图与比较遗传研究。