濒危珍稀植物半枫荷转录组中SSR位点分析

分析半枫荷转录组中的SSR位点信息,并设计简单重复序列(SSR)引物,以期为半枫荷EST-SSR分子标记提供有力工具。利用MISA工具筛选了半枫荷转录组测序获得的77629条Unigenes,对其SSR位点信息进行了分析;在此基础上利用Primer 3.0设计SSR引物,并随机选择50对SSR引物对4株不同来源的半枫荷进行多态性扩增分析。在半枫荷的转录组中,共找到15041个SSRs,分布于10669条Unigenes,SSR位点发生频率为13.74%,含多个位点的序列数为3114,占SSRs位点总数的29.19%,以复合形式出现的位点数2044个,占SSRs位点总数的19.16%,SSRs的平均距离是3.2 kb。SSRs位点中二碱基重复是主要类型,占总SSRs的42.17%;其次是单碱基重复基序(38.25%)SSRs。所包含的重复基元中,单碱基重复基元A/T(5572),二碱基重复基元AG/CT(4845)是优势重复基元类型,分别占总SSRs的37.05%、32.21%。利用Primer 3共设计出28590对SSR引物。随机选择50对引物进行PCR扩增,其中44对(88.0%)扩增出清晰、可重复的条带,15对(34.1%)扩增条带表现出多态性。半枫荷转录组SSR位点出现频率高,类型丰富;大量的SSR为其遗传多样性分析、分子标记辅助育种和遗传图谱构建提供了丰富的候选分子标记。     

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59740条转录组Unigene序列进行SSR位点搜索,共检测出31066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位点。在苦瓜转录组SSR位点中,基元类型主要为三核苷酸,占总SSR位点的42.17%;其次是二核苷酸,占总SSR位点的31.66%。利用Primer 3软件对搜索到的苦瓜转录组SSR位点进行引物设计,然后把获得的引物序列比对回苦瓜的参考基因组,选择上下游引物序列都是唯一比对的序列并去除重复后共获得9135对特异SSR引物。选择MC00上的232对特异SSR引物对‘谭边大顶’和‘华艺320’两个苦瓜品种基因组DNA进行PCR扩增,其中有219对特异引物可扩增出清晰的条带,有效扩增率为94.40%;有31对特异引物扩增产物表现出多态性,多态率为13.36%。本研究开发的苦瓜转录组特异SSR引物为苦瓜的种质资源分析、基因定位、分子标记辅助选择等理论与应用研究提供了引物数据参考。     

马尾松转录组SSR序列特征分析及其分子标记开发

为了开发马尾松SSR标记,本研究利用MISA软件对马尾松转录组测序获得的148 186条Unigene (序列总长约91 449.7 kb)进行全面分析,共搜索获得6 611个SSR位点,分布在6 003条Unigene上,SSR发生频率为4.05%,平均每13.83 kb出现1个SSR,结果发现单核苷酸重复出现的频率占总SSR的53.60%;二核苷酸为23.46%;三核苷酸为21.33%。通过对含SSR的Unigene的GO分析,显示生物过程包含的Unigene占40.60%;细胞组分包含的Unigene占35.45%,分子功能包含的Unigene占23.95%;转录组中有724个Unigene可被注释到110个KEGG通路中,其中被注释到新陈代谢的Unigene最多有312个,其次是遗传信息处理类有183个。根据含SSR的Unigene序列共设计了4 247对SSR引物,并随机挑选30对SSR引物进行PCR扩增验证,其中12对引物能够扩增出目标条带,引物的有效性为40%。本研究结果表明,马尾松转录组测序获得的Unigene序列可作为SSR标记开发的有效来源,所开发的SSR标记为马尾松的遗传图谱构建、分子标记辅助育种等研究提供丰富可靠的标记。     

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。     

西红花转录组SSR信息分析及其多态性研究

为开发西红花转录组SSR标记,利用MISA软件筛选了西红花球茎转录组测序获得的29 572条Unigenes,对其SSR信息进行分析;利用Primer 3.0软件设计SSR引物,并随机选取30对SSR引物对6个西红花品种进行SSR引物筛选及多态性分析。结果发现,在西红花转录组中共搜索到个7 804个SSR位点,分布于6 306条Unigenes,SSR发生频率为18.73%,平均每5.85 kb含有1个SSR;SSR重复基元中单核苷酸重复出现频率最高,占总SSR的47.83%,其次为三核苷酸(32.94%)和二核苷酸重复(17.41%);二核苷酸重复基元以AG/CT为主(86.68%),三核苷酸重复基元以AAG/CTT为主(24.43%)。利用Primer 3.0软件共设计出11 508对候选引物,随机选择30对引物对6个西红花品种进行SSR引物筛选及多态性分析。30对引物均能扩增出预期大小的条带,有效扩增效率为100%,30对引物在6份西红花品种间未表现出多态性。本研究开发的SSR标记可为西红花遗传图谱构建、抗病虫及抗逆功能基因定位、分子标记辅助育种及西红花遗传多样性分析等提供丰富的候选标记。     

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。     

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。     

基于转录组序列的青榨槭EST-SSR标记开发及通用性分析

青榨槭为目前重要的秋季彩叶园林绿化优良树种之一。本研究基于青榨槭叶片转录组数据进行了SSR标记分析,结果发现其中3 744条unigene序列中含有3 763个SSR位点,发生频率为6.93%,每11.89 kb含一个位点。优势重复序列类型为二核苷酸重复和三核苷酸,分别占总SSR位点的51.21%与46.93%;AG/CT与GAA/TTC分别是二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元。654对引物中252对(38.53%)引物可成功扩增出目的条带,75对(11.47%)引物表现出多态性。75对多态性引物在槭属16个种质间转移率范围为83.75%～100%,平均转移率为90.08%,表明这75对标记具有较高的通用性。利用转录组开发青榨槭SSR标记可为青榨槭以及槭属种质资源研究、分子标记辅助育种等提供重要的遗传资源。     

灰毡毛忍冬转录组SSR位点分析及EST-SSR标记开发

灰毡毛忍冬(Lonicera macranthoides)为中药山银花的一种基原植物,在中国南方广泛分布,具有很高的药用价值和经济价值。本研究利用MISA工具对灰毡毛忍冬转录组74 057条Unigenes中的SSR位点进行了分析,其中15 587条Unigene共计含有SSR位点20 161个,SSR发生频率为21.05%。灰毡毛忍冬转录组SSR位点的种类从单核苷酸至六核苷酸重复均有分布,主要重复类型是二核苷酸(9 704个)和三核苷酸(5 847个),分别占SSR总数的48.13%和29.00%,主要重复单元为AG/CT (6 086)、AT/AT (3 071)和A/T(2 826),分别占SSR总数的30.19%、15.23%和14.02%。SSR位点的重复次数分布最多的是6和5次,分别有4 897和3 531个,分别占总SSR数的24.29%和17.51%。利用Primer 6.0软件设计了17 611对SSR引物,随机选出30对引物进行扩增验证,其中14对扩增条带表现出多态性,进而利用这14对引物对6个灰毡毛忍冬品种开展了遗传多样性分析。本研究结果将为灰毡毛忍冬物种鉴定、遗传多样性分析和分子标记辅助育种等提供科学依据。     

槟榔转录组SSR位点信息分析

采用生物信息学方法对槟榔(Areca catechu L.)果实转录组中的SSR位点信息进行分析,以期为槟榔SSR标记开发提供依据。利用MISA工具对槟榔转录组测序获得的Unigene序列进行SSR检索、位点信息分析和SSR引物设计。从94 562条Unigene中共检索到51 245个SSR位点,分布在31 482条Unigene序列中,平均分布距离为1/2.12 kb,发生频率为54.19%。单核苷酸是主要重复类型,所占比例为30.14%。优势重复基元是A/T、AG/TC、GA/CT和TA/AT,分别占单核苷酸的80%、二核苷酸的27%、26%和25%。重复次数以3～11次重复为主,所占比例为69.37%。大部分基序长度集中在12～20 bp之间,所占比例为92.77%。设计获得34 983对SSR引物。研究结果表明槟榔SSR位点分布频率较高、类型丰富、具有较高的多态性潜能和可用性,可为槟榔SSR标记开发、种质资源鉴定、遗传多样性分析、分子标记辅助育种等方面提供的理论基础。     

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。     

基于灯盏花全基因组SSR位点分析及多态性引物开发

本研究利用MISA工具筛选灯盏花基因组测序获得的462 622条scaffolds,对其SSR位点信息进行分析,Primer 3设计SSR引物,随机选取200对引物对60株灯盏花进行多态性扩增分析。研究结果表明:从灯盏花基因组中搜索到的231 852个SSR位点中,二核苷酸基序是主要的重复类型,占总SSR的47.14%;AT/AT是最多的二核苷酸重复基元,占二核苷酸重复基元的74.60%,AAT/ATT是出现最多的三核苷酸重复基元,占三核苷酸重复基元的15%。PCR扩增发现,200对引物中有30对(15%)表现出稳定的多态性差异。灯盏花基因组中SSR位点出现频率高,类型丰富;大量的SSR为灯盏花的遗传多样性分析和遗传图谱构建提供了丰富的候选分子标记,利于开展灯盏花的遗传育种研究。     

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组测序所获得的57 664条Unigenes进行分析,共检测出10 572个SSR位点;其中8 825条Unigenes分布有SSR位点,占总Unigenes的15.30%。SSR位点的平均分布频率为每5.34 kb出现1个SSR位点。各类型的SSR位点共有154种,其中单核苷酸重复(40.48%)、二核苷酸重复(25.82%)和三核苷酸重复(28.89%)为主要的重复类型,A/T、AG/TC和AAG/CTT分别为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸类型中主导的重复基序。利用Primer 3.0设计EST-SSR引物,并随机挑选75对SSR引物,以星油藤及其2个近缘种(亚洲星油藤和大果星油藤)为材料进行筛选验证,其中31对引物可进行有效扩增,并最终获得7对在3个物种间具有多态性的引物。本研究结果表明,星油藤转录组测序产生的Unigenes序列信息作为开发SSR分子标记是可行的,开发的这些SSR分子标记可用于星油藤及其近缘种的遗传多样性评价、种质资源鉴定和分子标记辅助育种等研究。     

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。     

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。     

马蓝转录组中SSR位点信息特征分析

本研究利用Illumina HiSeq~(TM)2000对马蓝转录组进行高通量测序,使用软件MicroSAtellite (MISA)分析转录组中的SSR位点信息。通过组装马蓝转录组数据获得了51 381条Unigene,并对获得的Unigene进行SSR检测,共检测到8 471个SSR位点,其分布在6 782条Unigene中,出现的频率为16.49%。SSR中以二核苷酸和三核苷酸重复类型为主,其中二核苷酸以重复单元AT/TA为主,占18.14%,其余类型的重复单元相对较少。SSR所在序列功能注释结果显示在Nr和SwissProt中分别有5 932和4 285条序列被注释,同时SSR所在序列还被注释到47个GO分类,25个KOG分类和29个KEGG代谢通路中。通过设计、筛选,共获得5 819对引物组合,随机挑选的18对引物中有13对引物扩增出符合预期大小的条带。马蓝SSR出现的频率高,重复种类丰富,为研究马蓝遗传多样性、基因定位和品质改良等提供了科学依据。     

基于油楠(Sindora glabra)转录组测序的SSR分子标记的开发

油楠(Sindora glabra)作为极具开发潜力的能源植物,在分子水平上的研究仅局限于ISSR分子标记。本研究利用Trinity软件对油楠转录组数据进行组装,共得到总长为48307806 bp的283998条Unigenes。利用MISA软件寻找到97443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二核苷酸,分别占总SSR位点的67.68%和22.56%,其次是三核苷酸,占8.54%。利用Primer 3.0设计引物,并从中随机选择200对引物进行PCR扩增,其中有13对扩增出清晰条带,多态性高,重复性好。油楠SSR分子标记的开发对于研究其遗传多样性、重要性状基因定位及分子标记辅助选择育种等起到重要的推动作用。