铁皮石斛EST-SSR分子标记的开发

为了开发铁皮石斛EST-SSR分子标记,利用SSRIT软件对铁皮石斛近缘物种-金钗石斛的15 383条EST序列进行SSR位点查找,利用Primer 5和Oligo 7软件进行引物设计和评价,之后经PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳对引物进行初步筛选,并通过聚丙烯酰氨凝胶电泳对所筛选的引物进行有效性检测。结果表明,SSRIT软件共查找到370条SSR位点序列,共有379个SSR位点,候选SSR位点出现的频率为2.46%。二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸重复是最主要的重复类型,分别占41.42%、26.91%和27.44%,其中二核苷酸重复中AG/CT(20.84%)和GA/TC(18.73%)最丰富;三核苷酸重复中TCT/AGA(4.22%)和GA/TC(3.96%)最丰富;而六核苷酸重复基元较多。EST-SSR平均长度为24 bp,平均每8.5条EST序列包含1个SSR位点。设计的106对EST-SSR引物中有50对能扩增出理想的PCR产物,引物有效扩增率为47.17%,其中有43对能够扩增出多态性条带,占可扩增引物的86%。本研究开发的43对引物为铁皮石斛遗传多样性分析、种质鉴定、遗传图谱构建和功能基因研究等提供了重要的参考价值。     

紫楠转录组EST-SSR标记开发及通用性分析

紫楠(Phoebe sheareri)是商品材金丝楠木的原植物种之一,现存野生资源日益减少,为了进一步掌握其遗传多样性和遗传结构特征,大规模开发该种表达序列标签-简单重复序列(expressed sequence tag-simple sequence repeat,EST-SSR)标记迫在眉睫。本研究首次进行紫楠转录组高通量测序,挖掘SSR位点和开发EST-SSR标记,并进行引物的初步验证以及在楠属植物的通用性检测。结果显示,通过Illumina Hiseq 2500测序共获得43 781条Unigene,应用MISA软件鉴定了6 958个SSR位点,分布频率为15.89%,平均每5.31 kb出现1个SSR位点。紫楠SSR位点共包括340种重复基元,以二、三核苷酸为主,其优势重复基元分别为AG/CT(23.99%)和AAG/CCT(12.81%)。基于不同重复基元类型设计合成了94对SSR引物,以10份紫楠及同属4种楠木的基因组DNA为模板对其有效性及通用性进行初步验证,筛选出具有清晰扩增产物的引物41对,其中32对具有多态性,其平均等位基因数2.75个,观察杂合度(heterozygosity,Ho)、期望杂合度(heterozygosity,He)、多态信息含量(polymorphism information content,PIC)分别为0.369、0.563和0.541,且在同属材料中通用性较高。紫楠转录组测序获得的Unigene可作为SSR标记开发的有效来源,所获得的EST-SSR引物可为紫楠及楠属其他树种的遗传结构分析、种质资源利用及遗传图谱构建提供有效的分子标记。     

竹类植物EST-SSRs分布特征及应用

本研究利用毛竹已有的EST序列,开发竹类植物EST-SSR标记,旨在对竹子的分子分类进行研究。通过对3087条毛竹(Phyllostachys pubescens)EST序列进行筛选,获得了408条含有SSR的毛竹EST,在所有的EST-SSR中,三核苷酸重复类型(49.75%)最多,其次是二核苷酸重复类型(43.14%)、五核苷酸重复类型(4.41%)、四核苷酸重复类型(1.72%)和六核苷酸重复类型(0.98%)。不同基序类型中,GAG/CTC基序和AG基序分别是三核苷酸重复类型和二核苷酸重复类型中含量最高的重复基序,分别占18.72%和71.02%。当SSR长度等于18bp时,所检测到的SSR数量最多,达140条。随着SSR长度的增加,所检测到的SSR数量呈下降的趋势。根据搜索出的EST序列,共设计出25对引物,对12个竹类植物进行了扩增效率、多态性及通用性检测。其中18对引物能够扩增出稳定且清晰的条带,16对引物扩增具有多态性,扩增片段长度主要集中在100～500bp,引物有效率达64%。依据扩增结果进行遗传相似性分析,12种竹类植物可分为两大类群:丛生竹类群(clump bamboos)和散生竹类群...     

三种人参属植物的EST-SSR信息分析及其在三七中的应用

为了解人参属植物EST中SSR分布特点及其在三七SSR标记中的应用,利用生物信息学方法,用primer3软件对dbEST数据库中人参属植物人参、西洋参和三七的EST序列进行搜索,发现人参属植物EST-SSR出现频率为11.54%,平均每4.39kb出现1个SSR。人参属植物单核苷酸重复基元占主导地位,其次为三核苷酸重复基元和二核苷酸重复基元,分别占总SSR的54.48%、17.31%和16.36%。人参属EST-SSR的优势类型为A/T和AT/TA,分别占54.73%和8.21%。根据人参属植物EST中的SSR设计48对引物,在合适的PCR扩增体系下,用5个三七样品的DNA为模板进行PCR扩增,引物有效扩增率85.42%,其中多态性引物占可扩增引物的70.73%。结果表明,利用人参属EST序列开发三七EST-SSR标记是可行的。     

基于石蒜属转录组序列的SSR分子标记开发应用

为开发石蒜属简单重复序列(SSR)分子标记,并研究SSR引物在石蒜属内的通用性,本研究对石蒜属石蒜、忽地笑、中国石蒜、长筒石蒜、换锦花、香石蒜6个种质转录组测序,检测SSR位点并设计引物,通过PCR扩增和毛细管电泳判断引物的有效性和多态性,绘制石蒜属17个种质资源的指纹图谱并对杂交后代的真实性进行早期检测。结果表明,共获得404 481条Unigenes,利用数据库进行同源比对和功能注释,并对Unigene进行SSR位点挖掘和分析,共检测到59 612个SSR位点。其中,单核苷酸重复>二核苷酸重复>三核苷酸重复,分别占SSR总数的62.88%、20.06%和14.66%,四核苷酸及以上重复单元相对较少。选取并合成8对荧光引物进行PCR扩增,通过毛细管电泳检测发现,8对荧光引物共检测到60个多态位点,多态位点数平均为7.50,多态性信息含量(PIC)值变化范围为0.148 0~0.940 8,平均值为0.593 0。利用引物扩增带型组合法构建了石蒜属17个种资源的指纹图谱,其中引物QZ209可区分所有供试材料,并可用于杂交后代鉴定。本研究开发的SSR标记具有丰富的多态性,在石蒜属植物的资源多样性分析、杂交种鉴定及遗传图谱的构建应用中具有重要意义。     

换锦花EST-SSR标记开发及遗传多样性分析

为开发换锦花EST-SSR标记和分析其遗传多样性,本研究利用MISA软件对换锦花转录组信息进行SSR位点检测,再利用Primer3.0设计引物,经PCR扩增和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测引物的有效性和多态性,并绘制换锦花种质资源的聚类图。结果表明,共检测到9 918个SSR位点,发生频率为18.59%,分布距离为3.729 kb;SSR位点重复单元为1~3个碱基,其中,单碱基重复三碱基重复二碱基重复,分别占SSR总数的61.08%、23.22%和14.23%,四碱基及以上重复单元相对较少。共设计出9 302对SSR引物,随机选取并合成278对引物进行PCR扩增,能够清晰扩增出的引物有185对(66.55%),在石蒜属的七个种中具有多态性的有59对(31.89%),其中11对(18.64%)能够在浙江和江苏种群的30份换锦花种质资源表现出丰富的多态性。综上,本研究开发的EST-SSR标记具有丰富的多态性,在换锦花以及石蒜属植物的遗传多样性分析、杂交种鉴定及遗传图谱的构建应用中具有重要意义。     

大白菜简单序列重复(SSR)和插入/缺失(InDel)标记的开发及通用性分析

为探讨大白菜基因组序列中SSR位点的分布规律并开发SSR引物,利用SSRHunter软件对大白菜A10(16899818～17299817)的DNA序列进行简单序列重复(SSR)位点查找,共得到394个SSRs,平均每1.02kb出现1个SSR。二核苷酸和三核苷酸重复是最主要的SSR类型,分别占79.44%和18.78%。为了提高SSR标记开发的准确性和通用性,对检索得到的含SSR位点的序列进行了同源比对,选取符合条件的15条SSR序列并设计引物;依据Blast过程中发现的在SSR位点不存在差异而在其侧翼序列中存在插入/缺失(InDel)差异的序列,设计了19条InDel引物。用34对SSR及InDel引物在6个大白菜(Brassica rapassp.pekinesis)材料中进行多态性研究,发现28对引物能扩增出理想的PCR产物,有效扩增率为82.35%,其中27对引物具有多态性,多态性比率为79.41%。为验证SSR引物的真实性,随机对4对SSR引物的部分白菜扩增片段进行了测序,发现100%的片段具有相应的SSR位点。28对SSR和InDel引物在甘蓝(B.oleracea)、油菜(B.napus)和萝卜(Raphanus sativus)品种的有效扩增率分别为85.71%、100%和77.78%,说明新开发的SSR和InDel标记具有较好的多态性和通用性。利用6对引物分析了48份十字花科种质的遗传多样性,结果表明48份材料被明显地区分成白菜和甘蓝组、萝卜组、油菜组3大类群,与传统分类一致。大白菜SSR和InDel标记的开发对于十字花科种质亲缘关系及遗传多样性分析具有重要的应用价值。     

大白菜硫代葡萄糖甙合成基因SSR标记的开发

硫代葡萄糖甙(glucosinolates,GS)是一种含氮、硫的重要植物次生代谢产物,是十字花科蔬菜风味的主要来源。本研究根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)基因组序列信息,比对GS生物合成相关基因的序列信息,发现大白菜中与GS含量相关的候选基因102个,分布于10条染色体上。拟南芥GS合成基因在大白菜中的同源基因个数分别为:零拷贝基因8个、单拷贝基因13个、2拷贝基因17个、2个以上多拷贝基因14个。通过FASTPCR6.0软件分析目标基因上下游序列各5kb,共开发出237个简单重复序列(SSR)位点,16个基因没有发现SSR位点,72个基因存在1~4个SSR位点,5个基因存在5个SSR位点,4个基因存在6个SSR位点,4个基因存在7个SSR位点,1个基因存在8个SSR位点。所开发的SSR位点中,共发现4种重复类型:单核苷酸重复最多,共122个,占SSR总数的51.4%;其次是二核苷酸重复类型,共48个,占SSR总数的20.3%;三核苷酸重复类型最少,共7个,占SSR总数的3.0%,另外60个SSR无明显的重复类型。具有SSR位点的86个基因中,77个基因可以设计SSR特异引物,其中49对特异引物在供试的75份大白菜高代自交系中得到有效扩增。其中16对引物具有多态性,占全部引物的20.8%;18对引物无多态性,占全部引物的23.4%;15对引物杂带多,占全部引物的19.5%;另外28对引物无扩增产物,占全部引物的36.4%。最终11对获得了清晰多态性扩增产物,共检测出26个等位基因。本研究为分子标记辅助选择培育高有益GS成分的大白菜新品种提供了基础资料,进而加快大白菜营养品质育种的进程。     

菠菜转录组SSR位点分析及其分子标记的开发

简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记具有多态性高、重复性好、共显性等特点,己广泛用于蔬菜作物遗传育种研究中.本研究利用MISA软件对菠菜(Spinacia oleracea)转录组SSR位点信息进行分析,开发适用于菠菜的SSR分子标记,并对不同菠菜材料的遗传多样性进行分析.结果显示,在获得的44 796条基因簇(Unigene)中检测出2 045个SSR位点,检测出2 045个SSR位点,分布在1 940条Unigene上,发生频率为4.33％,平均距离为19.81 kb.菠菜SSR中以单、三、四核苷酸重复为主,分别占总SSR的19％、65％和7％,重复长度主要为18～24 bp,占菠菜总SSR的93.55％,以重复次数6次和7次为主,分别占菠菜总SSR的31.42％和31.05％.菠菜转录组中单核苷酸重复类型为A/T,二核苷酸重复主要为GA/TC和AG/CT,三核苷酸重复主要以CAA/TTG、GTT/AAC、GAA/TTC、TGT/ACA和GAT/ATC为主.本研究共设计了2 199对SSR特异位点引物,随机挑选218对引物对9个不同类型的菠菜材料进行扩增检测,其中38对表现出多态性.利用UPGMA做图进行聚类分析,9份菠菜材料聚为3类.本研究通过对菠菜转录组SSR位点信息分析及其分子标记的开发,获得了多态性较为丰富的SSR位点,为菠菜遗传多样性的分析、遗传图谱的构建及分子标记辅助育种提供了基础资料.     

大白菜表达序列标签SSR标记分析*

对大白菜（Brassica campestris L．ssppekinensis）13007个EST序列进行拼接共得到7714个片段重叠群（contig），其中10．4％（890个）非冗余EST含有SSR标记（EST-SSR），标记间平均间隔距离为3．9kb，单、双和三核苷酸重复序列大约各占1／3左右。CDS所包含的三核苷酸重复序列最多，而且AAG／CTT重复序列的含量最高。通过同源性比较分析，获得功能已知的SSR-ESTs774个，共计含有846个SSR，其中50．2％位于5＇-UTR，31．4％位于3＇-UTR，18．4％位于CDS。实验选取123个SSR座位设计引物，利用芜菁花叶病毒（Turnip mosaic virus，TuMV）的高抗和高感大白菜F6代自交系材料各2份，分析EST-SSR标记多态性。结果表明，其中37个标记可进行有效扩增，但是没有表现出多态性，23个标记（18．7％）至少在1份材料中具有多态性。对这些EST-SSR标记在大白菜和其它芸薹属植物的系统发育关系分析、遗传作图和基因定位的应用进行了讨论。     

绵羊皮肤源EST-SSR标记与羊毛性状的关联性分析

为了筛选与绵羊(Ovis aries)毛性状基因座连锁更强的分子标记,本研究选择9个多态性丰富的绵羊皮肤源EST-SSR位点,检测了德国美利奴羊与中国美利奴羊级进杂交F2代群体的遗传多态性,并分析了标记与毛性状间的关联性.分析结果显示,所选的9个EST-SSR位点在供试群体中共检测到39个等位基因,多态性丰富,其中的6个位点基因型间存在显著差异;其中,与自然长度关联的位点有5个,与伸直长度关联的位点有4个,与纤维直径关联的位点有3个.6个EST-SSR位点基因型间存在显著差异;关联性标记对羊毛性状相关效应的F检验结果表明:33176918位点和33176988位点分别对羊毛自然长度、纤维平均直径具有显著的遗传效应(P＜0.05).研究结果提示,与羊毛性状相关的6个位点中,33176918号位点对羊毛的自然长度有较大的标记效应,该位点的CD基因型是羊毛自然长度的有利基因型;33176988号位点对羊毛的纤维直径有显著地标记效应,该位点的BC基因型是纤维直径的有利基因型.这两个位点可能与控制毛形状的基因座紧密连锁.     

EST <Emphasis Type="Italic">versus</Emphasis> Genomic Derived Microsatellite Markers for Genotyping Wild and Cultivated Barley

Genetic variation present in wild and cultivated barley populations was investigated using two sources of microsatellite also known as simple sequence repeat (SSR) markers. EST-SSRs are derived from expressed sequences and genomic SSRs are isolated from genomic DNA. Genomic SSR markers detected a higher level of polymorphism than those derived from ESTs. Polymorphism information content was higher in genomic SSRs than EST-derived SSRs. This study showed that the EST-SSR markers developed in cultivated barley are polymorphic in wild and cultivated varieties and produced high quality markers. Ten of these functional markers were polymorphic across the accessions studied. EST markers indicated clearer separation between wild and cultivated barley than genomic SSRs. The EST-SSRs are a valuable source of new polymorphic markers and should be highly applicable to barley genetic resources, providing a direct estimate of functional biodiversity.     

基于EST-SSR标记的MCID法鉴定冬瓜种质资源

种质资源鉴定是研究与利用冬瓜种质资源的基础。为了明确冬瓜种质资源遗传多样性,本研究基于表达序列标签-简单重复序列(EST-SSR)分子标记的人工绘制品种鉴别示意图(MCID)法鉴定40份冬瓜种质资源。利用筛选出的7对引物对冬瓜种质资源进行PCR扩增,应用MCID法构建冬瓜品种鉴定图。结果表明,利用7对引物扩增的特征性谱带能够将冬瓜品种在分子水平上区分开,同时能够构建40份冬瓜种质资源的品种鉴定图。利用Ntsys2.10e软件进行聚类分析,在遗传相似系数0.77处,将冬瓜资源分为3个类群。品种鉴定图能够快速地找到区分品种的引物,比聚类图更加直观。基于EST-SSR标记的MCID法是一种有效的冬瓜资源鉴定方法。本研究对冬瓜资源鉴定具有重要意义。     

利用简单重复序列(SSR)标记分析太湖稻区现代粳稻品种的遗传多样性

太湖地区有丰富的粳稻(Oryza satiua ssp.japonica)种植资源,随着品种大面积推广应用,育种材料的遗传基础趋窄,相似性增高,使粳稻育种突破困难。本研究利用分布于水稻(Oryza satiua L.)12条染色体上的24对简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物对太湖地区的42份粳稻品种进行遗传多样性分析。结果表明,有23对SSR引物在42份粳稻材料间表现出多态性;23对引物共检测到105个等位基因,每对SSR引物检测到等位基因为2~8个,平均为4.57个,有效等位基因共有56.43个,平均每个位点为2.45个。每个多态位点的多态信息含量(polymorphism information content,PIC)变幅为0.083 0~0.8079,平均为0.496 6;每个粳稻材料多态性位点数的变幅为6~19,等位基因总数的变幅为27~55;42份粳稻品种间的遗传相似系数变幅为0.391~0.990,平均为0.610,遗传相似系数在0.50~0.80之间的材料占全部的74.45%,供试材料相似度高;非加权配对算术平均法(unweighed pair group method with arithmetic mean;UPGMA)聚类结果显示,遗传相似系数为0.50,42份粳稻材料可以分为两个类群,一个类群包含19份常规粳稻,另一个类群包括其他23份杂交粳稻。结果显示,太湖地区的粳稻品种总体上遗传背景相似度高,遗传多样性不够丰富,育种工作有待进一步加强新的基因资源引进和利用,创新水稻育种材料。本研究结果为新品种选育提供技术支持和理论根据。     

不同种源马蔺的叶绿体DNA变异研究

本研究利用通用引物,采用PCR技术从9个不同地理种源的马蔺样品中扩增了叶绿体基因组trnLt-rnF间隔区的DNA片段,进行了序列测定,并运用DNAMAN软件分析了不同种源马蔺的亲缘关系。结果表明:9个马蔺植物样品分为2个相对独立的组,其中第1组包括采自北京、泰山、武威、涿洲、民勤、固原6个种源的马蔺,第2组包括采自太仆、乌鲁木齐和西乌旗3个种源的马蔺。2个组的亲缘关系很远,同源性只有45%,这表明马蔺物种不是单系起源,本研究结果也表明了利用叶绿体基因间序列研究马蔺亲缘关系是可行的。     

金针菇种质资源5个农艺性状与SSR标记的关联分析

金针菇(Flammulina velutipes)是一种重要的商业化栽培食用菌,为挖掘控制金针菇重要农艺性状的基因组区段,本研究以90份金针菇种质资源为实验材料,测定其原基期、菌柄直径、菌柄长度、菌盖直径和单瓶产量5个农艺性状,利用全基因组序列开发的95份多态简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记对供试材料进行基因组扫描,在分析实验材料的群体结构和连锁不平衡基础上,采用一般线性模型方法对5个农艺性状进行关联分析。结果表明,各供试材料的5个农艺性状均有极显著差异。95份多态SSR标记共检测到582个等位变异,平均每个位点的等位变异数为6.13个。标记多态信息含量(polymorphism information content,PIC)变化范围为0.204~0.818,平均为0.542。群体遗传结构分析将供试材料分为8个亚群体,群体内SSR位点间存在较高的连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD),不平衡程度D’值大于0.5的组合数占总组合数的33.01%。关联分析检测出28个标记与5个性状显著相关,其中原基期的关联标记有2个,菌柄直径的关联标记有12个,菌柄长度的关联标记有3个,菌盖直径的关联标记有9个,单瓶产量的关联标记有5个。关联SSR标记对表型变异解释率的变幅为5.11%~23.55%。研究表明,所选金针菇种质资源群体的遗传多样性以及连锁不平衡程度较高,适用于关联分析研究。本研究结果对金针菇核心种质资源库构建以及分子标记辅助育种具有参考价值。     

松树、杨树及桉树表达基因序列微卫星比对分析

微卫星是生物基因组中变异频率最快的序列,结构基因中微卫星重复数的变化会引起基因的框移突变,导致基因表达完全不同或截短的蛋白。因此在进化过程中,基因区微卫星会受到强烈选择的影响。为研究基因区微卫星在不同树种中的变化情况,在本研究中,利用SPUTNIK程序分析了NCBI数据库中松树（Pinus spp.）、杨树（Populus spp.）及桉树（Eucalyptus spp.）的表达序列标签（express sequence tag,EST）序列各3万条。结果显示,桉树和杨树EST序列含有微卫星的比例比较接近,分别为18.7%和15.3%,而在松树中则发生了较大分化,只有8.2%。研究发现,三碱基重复单元是这3个树种编码序列中微卫星的主要重复类型。除三碱基重复微卫星外,桉树和杨树EST序列中其它类型微卫星的丰度随着重复单元长度的增加而减少,而在松树中则呈相反现象。同时值得注意的是松树EST序列中变异频率快的微卫星（〉20bp）数量明显比桉树及杨树少。研究还发现,3个树种中微卫星获得或丢失重复单元的速率都随着重复单元的增加而降低。本研究首次报道了不同树种基因区微卫星比较研究,发现了一些松树与杨树、桉树相比较EST序列中所含微卫星在丰度及变异频率方面存在的异同。基因所含微卫星序列对基因的功能有重要影响,本研究的结果将为了解不同树种中基因区微卫星的特征提供重要参数,同时也将为利用所研究树种的EST序列开发多态性高的微卫星标记提供有益的生物信息学参考。     

簇毛麦5V染色体特异性ISSR标记的建立及其对亲缘物种的检测

为建立簇毛麦(Dasypyrum)特定染色体上的特异性ISSR标记,以二倍体簇毛麦(Dasypyrum villosum)和小麦中国春(Triticum aestivum)等为材料,对96条ISSR引物进行PCR筛选,发现引物UBC848可在二倍体簇毛麦中扩出一条长388bp的特异性片段,命名为pDv848/388(GenBank登录号:EF411201),而中国春等小麦均未扩出该片段。利用UBC848对小麦近缘种偏凸山羊草(Aegilops ventricosa)、荆州黑麦(Secale cereale cv.Jingzhou rye)和节节麦(Ae.tauschii)等进行扩增,发现它们均未扩出pDv848/388。进而用一套中国春-二倍体簇毛麦附加系CSDA1V～CSDA7V对pDv848/388进行染色体定位,将目标片段确定在二倍体簇毛麦5V染色体上。进一步用UBC848对多年生簇毛麦(D.breviaristatum)、小麦-簇毛麦双二倍体、部分双二倍体及其衍生后代进行扩增,发现它们均能扩出pDv848/388,表明pDv848/388可作为簇毛麦5V染色体上的一个特异性ISSR标记,用于快速跟踪检测簇毛麦遗传物质向栽培小麦中的导入。     

梅山猪、大白猪和梅大杂交猪背最长肌中差异表达的14个表达序列标签的分离、鉴定及组织表达分析

为了揭示猪杂种优势的分子机理,利用mRNA差异显示技术研究梅山猪,大白猪和梅大杂交猪背最长肌中基因表达的差异,分离14条在杂种与纯种背最长肌中差异表达的表达序列标签(EST),并用半定量RT-PCR鉴定.核苷酸序列分析表明,这14个EST与已知的基因或表达序列标签没有明显的同源性,随后这14条EST被提交到GenBank数据库.组织表达谱分析揭示了这些EST在心、脾、肝、肾、小肠、卵巢、肺等绝大多数组织中表达,说明这些基因对生命过程很重要.这些研究结果表明梅山×大白杂交组合的杂种与纯种之间的不同基因差异表达的方向存在巨大差异,猪杂种优势可能是在一定阶段有诸多不同的必不可少的基因向各种方向差异表达共同作用的结果.