鹅掌楸EST-SSR引物开发及通用性分析

通过对6520条鹅掌楸EST序列进行检索,在364条ESTs中发现394个SSRs,鹅掌楸EST-SSRs平均密度为每8.5kb含有1个SSR;在检索出的SSRs中,二核苷酸重复单元的SSRs类型最多,占总数的61.9%。利用SSR-ESTs序列共设计176对EST-SSR引物,其中132对在鹅掌楸上有扩增产物,66对扩增出多态,多态性引物占所设计引物的36.9%。这批EST-SSR引物在物种之间具有较高的通用性。研究表明在鹅掌楸中表现多态的66对EST-SSR引物,85%在中国马褂木中有扩增,54%在白玉兰中有扩增。     

枳壳EST-SSR标记的开发

GenBank上已公布的枳壳EST序列为开发新的SSR标记提供了宝贵的数据资源。本研究利用在线SSR鉴定软件SSRIT分析来自枳壳EST数据库的11029条Unigene序列。分析结果共发现327条EST序列含有348个SSR位点,占总数的2.96%。其中,三核苷酸重复的SSR类型最多,共有161个,占检索总数的46.26%。Primer 3.0设计合成58对EST-SSR引物,其中36对能扩增出产物,6对引物产生多态性分离,分别占所设计引物总数的62.07%和10.34%。本文研究成果为今后枳壳遗传多样性分析、遗传图谱构建及比较基因组等研究方面奠定了基础。     

甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛EST资源的SSR信息分析

利用生物信息学方法对NCBI公共数据库的1 458条三浅裂野牵牛ESTs序列进行EST-SSRs信息特征分析。结果显示,剔除低质量的和冗余的序列后,得到总长度为334.368 kb无冗余序列868条。这些无冗余序列中有35个微卫星简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR),分布于35条EST中,出现频率为4.03%,平均分布距离为9.55 kb。在2～6核苷酸的重复类型中,二、三核苷酸SSR之和占总EST-SSR的68.57%,其中三核苷酸SSR占总SSR数量的45.71%。在所有重复单元中,所占比例最高的是AT/AT(14.29%),其次是TCT/AGA为11.43%,TAA/TTA为8.57%列第3位。在所有的SSR中,EST-SSRs重复次数5次的有13个,占全部SSR的37.14%,其次是重复次数为4次和7次,各有5个,占全部SSR的14.29%。结果说明,甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛的EST-SSR出现频率较高、类型丰富、具有一定的研究利用价值。     

花生栽培种EST-SSRs分布特征及应用研究

利用自行开发的20 160条花生栽培种荚果EST, 通过序列拼接, 获得8 289条无冗余EST。经搜索, 共检测出740个SSR位点, 分布于651条EST中, 发生频率为7.8%, 平均每6.8 kb EST序列含一个SSR位点。功能注释结果表明具生物过程、分子功能和细胞组分的EST分别为73、111和56条。在花生荚果EST-SSR中, 三核苷酸重复类型出现频率最高, 占总SSR的62.8%, 其次是二核苷酸重复类型, 占总SSR的33.6%。在出现的26类重复基序中, AG/TC重复基序出现频率最高, AAG/TTC次之。利用Primer premier 5从651条含有SSR的EST中共设计引物233对, 从中随机选取100对引物检测EST-SSR在花生栽培种中的多态性及在野生种中的可转移性。结果表明, 有86对引物在供试的22个花生栽培品种中得到有效扩增, 其中10对在栽培种中具有多态性, 每对引物检测出的等位基因数2~3个, 平均2.2个。可扩增引物在野生种中的可转移率为12.5%~100%,平均96%。在野生种间检测出多态性的引物76对,每对引物检测出等位基因2~9个, 平均4.06个。     

鸟巢蕨EST-SSR标记的开发与应用

为加速分子标记在鸟巢蕨研究中的应用,利用鸟巢蕨EST序列开展了EST-SSR标记的开发和应用研究。利用MISA软件对鸟巢蕨EST序列进行SSR位点查找,分析EST-SSR的总体特征,并利用Primer 3.0软件设计40对引物,选用10份蕨类材料检测引物的多态性。从42 907条鸟巢蕨EST序列中检测到6 067个SSR位点,其出现频率为1/6.62 kb,包括106种重复基元。在鸟巢蕨EST-SSR中,二核苷酸重复(2 873个,47.35%)是最主要的类型,其次是三核苷酸(1 107个,18.25%)和单核苷酸(972个,16.02%)。出现最多的重复基元是AG/TC(1 371个,22.60%),其次是CA/GT(1 066个,17.57%)和A/T(628个,10.35%)。设计合成了40对EST-SSR引物对10份蕨类材料进行PCR扩增,26对引物能扩增出明显条带,其中17对引物扩增出了65条多态性条带,平均每对引物多态性带为3.82条。遗传分析表明,10份蕨类材料之间的遗传相似系数为0.338~0.815,可将供试蕨类材料分为2个类群。从鸟巢蕨EST序列中开发SSR标记是有效和可行的,开发的EST-SSR引物可用于蕨类植物遗传分析研究。     

文心兰EST-SSR标记的开发及其在遗传多样性分析中的应用

本研究基于NCBI数据库中文心兰的EST序列,对其EST-SSR标记进行分析,并设计了20对EST-SSR引物用于30个文心兰品种遗传多样性性分析研究。对3 183条文心兰EST序列进行搜索,共检索出274个SSR位点,检出率为8.61%。二核苷酸重复类型是文心兰EST-SSR的主要重复类型,占60.58%。通过PCR扩增检测到13对引物有扩增产物,其中10对引物有多态性,平均每对引物扩增到10个多态性条带,各引物的多态性比率分布为75.00%~100.00%,多态性信息含量变化范围为0.69~0.93。聚类分析发现30个文心兰品种间的遗传距离变化在0.04~0.58,且在遗传距离为0.39处可将30个文心兰品种分为7大聚类群。     

芝麻EST-SSR标记的开发和初步研究

为了加速分子标记在芝麻研究中的应用,利用网上现有的芝麻EST(expressed sequence tags)数据信息,开展了芝麻EST-SSR功能性标记的开发和利用研究。 在所有的3 328条芝麻EST序列中共确认得到1 785条非冗余EST序列。其中,在含有微卫星重复的148条序列中共检测有155个EST-SSR。非冗余EST序列总长为774.266 kb,平均每4.99 kb含有一个EST-SSR。EST-SSR的分布频率和特征分析表明,以AG/TC为重复基元(motif)的SSR出现最多,占总SSR的37.42%。利用这些序列,设计开发了50对EST-SSR引物,并分别选用36个芝麻、2个棉花、2个大豆和2个油葵进行多态性和通用性研究。其中44对引物在供试芝麻材料中扩增出条带,共产生108个位点,平均每对引物产生2.45个位点,多态信息含量(polymorphism information content, PIC)平均值为0.390。根据遗传相似性系数进行聚类,有26个芝麻材料聚类在两个大的亚类(III和IV)中,聚类结果表明芝麻的基因型与地理来源之间没有必然的联系。此外,分别有2对、3对和4对引物可以在棉花、大豆和油葵中进行通用性扩增。本研究证实这种全新开发的芝麻EST-SSR标记在芝麻遗传多样性分析、遗传图谱构建以及比较基因组等研究方面有广阔的利用前景。     

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。     

源于大豆EST的花生属（Arachis）同源SSR标记的开发及利用

通过拼接394 370条大豆EST共获得82 614条Uni-EST,其中2 082条包含2 191个SSR位点,平均每22.96 kb EST出现1个SSR。二核苷酸重复在大豆EST-SSR中占比例最大(63.5%),其次是三核苷酸重复(30.9%);AG/CT在SSR基序(motif)中出现频率最高(35.8%),AT/AT (25.4%)次之。2082条SSR-EST共设计引物685对,其中582对在4个大豆品种中得到有效扩增,98对检测出多态性。582对可扩增引物在花生属中的可转移性分析表明,大豆EST-SSR在花生属9大区组间的可转移性有所差异(12.4%~15.7%),匍匐区组最高,大根区组最低,平均为14.2%。79对可转移性同源标记在花生区组中的多态性分析表明,供试SSR有69个在10野生种间检测出多态性,仅5个在22个栽培品种中具多态性。对引物ES-105在大豆和花生区组中的扩增产物测序结果显示,两个大豆品种间仅SSR位点存在3个AT重复差异,其余序列均一致,而大豆与花生区组间的扩增产物在序列上存在较大差异,花生区组除缺失SSR位点外,侧翼序列也存在频密的插入/缺失和置换。研究结果表明,通过大豆EST开发花生属同源SSR标记具可行性。作为有功能的分子标记,大豆EST-SSR在花生区组内多态性丰富,可直接用于大豆-花生比较基因组研究。     

西瓜抗枯萎病相关EST-SSR的信息分析

对西瓜枯萎病菌生理小种1诱导的抑制差减杂交cDNA文库测序获得的4000条EST进行分析,经过前处理后拼接得到1487条unigene序列,全长为759 kb.在其中978条unisene序列中共检索出2136个EST-SSR,出现频率为53.4%.EST-SSR的平均分布距离和平均长度分别是1/0.36 kb、19.59 bp.EST-SSRs中的重复单元以二核苷酸和三核苷酸重复为主,二者在总EST-SSRs中的出现频率为98.08%.GA/TC和GAA/TTC是二、三核苷酸中的优势重复类型,分别占二、三核苷酸重复的25.78%和12.97%.西瓜抗枯萎病相关EST资源的SSR信息分析为进一步建立西瓜EST-SSR标记和探索其在西瓜基因组学研究中的应用奠定了基础.     

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.     

基于梨EST和基因组序列SSR引物的批量开发与应用

目前基于梨属植物基因组开发的SSR引物太少,远不能满足其品种鉴别、遗传多样性分析和分子标记辅助育种等研究与应用的需要。为进一步开发更多的梨SSR引物,本研究从NCBI公共数据库检索到梨的4 338条ESTs和478条基因组序列。通过前处理和聚类去冗余后得到全长为343.81 kb的无冗余的686条ESTs,搜索获得725个SSRs,其平均长度为17.34 bp。在一至九个核苷酸的重复基元中,其主要类型是单核苷酸重复和二核苷酸重复,两者所占的比例分别为84.44%和10.34%。BLASTx同源性比较分析发现,上述686条ESTs中305条在数据库中可以找到同源序列,占ESTs总数的44.46%,功能已知蛋白质中碧桃来源的ESTs所占比例最大,为41.37%。GOA功能分类结果表明,293条ESTs可划分为生物过程、分子功能和细胞成分3大功能类,其中与细胞过程相关的ESTs数量最多,为103条。序列分析结果显示,EST-SSRs与基因组SSRs的平均检出频率分别为2 108.74 loci/Mb和91.11 loci/Mb,两者具有显著的差异。本研究基于梨的EST和基因组序列,应用MISA批量开发技术分别获得了111对EST-SSR引物和291对基因组SSR引物,随机抽取及合成11对引物的验证结果表明,开发得到的SSR引物在梨属植物中具有较好的通用性。     

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%.     

谷子基因组SSR信息分析和标记开发

对从Phytozome数据库中获取的谷子基因组序列进行搜索,在21150.78kb序列中发现2872个SSR,平均每7.36kb就有一个SSR;共发现126种重复基元,其中二核苷酸和三核苷酸类型分别占63.41%和31.86%。初步设计了74对SSR引物,其中64对引物可以稳定扩增。利用40对引物对27份谷子品种进行多态性检验,27对引物扩增良好且多态性丰富,共扩增出220个等位变异,平均每个位点8.15个。     

大白菜抗芜菁花叶病毒(TuMV)EST-SSR信息分析与引物筛选

为了研究大白菜抗芜菁花叶病毒(TuMV),对大白菜及芸薹属中与抗性有关的EST序列进行了搜索和SSR筛选,并根据SSR两端的序列设计引物,以1对大白菜TuMV抗、感材料的基因组DNA为模板,对上述引物进行了筛选。结果表明,在132条大白菜EST和895条芸薹属抗性EST序列中,共筛选出166个符合条件的SSR(16.2%)。其中包含6种核苷酸重复基元,占主导地位的分别是二核苷酸重复(33.7%)和三核苷酸重复(50.0%),其余重复类型所占比例较小。根据上述SSR两翼的序列,共设计引物196对。引物筛选结果表明,能够进行成功扩增的有156对,占79.6%,其中35对引物在2份材料中具有多态性。因此,利用芸薹属中抗性有关的EST序列设计SSR引物,可用于大白菜TuMV抗性有关基因的标记。     

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。     

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%。     

浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的EST-SSR分析

以茶树品种龙井43幼根为材料,构建cDNA文库并测序,获得4833条EST序列,拼接后得到3482条无冗余EST,总长2290 kb。对其进行SSR搜索,共检测到577个SSR位点,分布于500条茶树幼根EST中,其中含有EST-SSR的序列占14.36%,平均每3.97 kb出现一个SSR。利用Primer premier 5.0,对含有SSR的EST设计引物416对, 通过退火温度和多态性筛选,确定可用的引物及其最佳退火温度,并从筛到的引物中选取63对及1对已发表引物作为核心引物,对浙江省茶树地方品种和选育品种进行遗传多样性和遗传结构分析。结果显示64对引物均在供试材料中表现出多态性,共检测到232个等位位点,平均每对引物3.6个;每对引物可鉴定的基因型为2~13个,平均4.3个。供试材料多态性信息量(PIC)介于0.02~0.84,平均0.44;扩增位点的观测杂合度平均为0.44,期望杂合度平均为0.48。地方品种的遗传多样性水平略高于选育品种(系)。不同地方资源群体多态性信息量为0.24~0.36,举岩群体的多样性最高,惠明群体的多样性最低。浙江各地区以杭州资源的多态性最高,PIC达0.41;丽水的多态性最低,PIC为0.24。Structure 2.2群体结构分析和UPGMA聚类分析表明,地方品种、选育品种(系)具有相对独立的群体结构,选育品种(系)根据亲缘关系的不同形成不同的类群。     

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。