稻瘟病菌基因组中微卫星序列的频率和分布

 利用已经公布的稻瘟病菌基因组测序结果，对该植物病原真菌基因组中的微卫星（SSR）的类型、大小及分布进行了系统分析。在已经公布的37.89 Mb的基因组序列中，共有16 398个由1~6个核苷酸为基序的SSR序列（匹配值为80％），其总长度占整个基因组碱基数的0.87％，平均2.31 kb碱基中就分布有1个大于15 bp的SSR。其中数量最多的是单碱基重复，达到4 392个，其次为三碱基重复序列 （3 586个），五碱基重复序列（3 442个），这3种SSR总数达11 420个，占SSR的 69.7%。数量最少的是二碱基重复序列，只有680个。在整个基因组中的主要基序有A，AG，AC，ACG，AGC，AAG，GGC，ACCT，ATCC，AAAG，AAAAG，AAAAT，AAAAC，AAAAAG， AAAAAT和AACTAG。有的基序类型则完全没有出现。对不同超级连锁群的分析结果表明，各连锁群之间的SSR分布有一定差异，但总体上仍是较为均衡的。这些结果为稻瘟病菌的基因标记、群体结构研究、非编码区DNA序列的结构及功能研究提供了一个较好的基础。     

稻瘟病菌阅读框架中SSR频率、分布及所在基因功能

 在对稻瘟病菌基因组中SSR分布进行了系统分析的基础上，对由1～6个碱基为重复单元的SSR在基因的蛋白质编码区中的分布进行了分析。结果表明，该病原菌的2 378个基因的编码区中共分布有3 240个SSR序列（标准是15 bp以上，匹配值为80％）。在已经有注释的4 732个基因中，861个基因的编码区中有SSR。编码区中的SSR以三碱基重复和六碱基重复为主，其他类型的SSR则很少在编码区中出现。SSR在这些基因中很少有保守性，表明这些基因的高度变异，或者起源是较晚的。含有SSR的基因多为转录蛋白、信号传导的细胞调节基因这一现象表明，SSR在物种形成过程中有重要作用。利用基因编码区中丰富的SSR序列信息及其变化带来的功能变化的信息，将可以在该菌功能基因组的研究中发挥十分重要的作用。     

木荷基因组 SSR 位点开发及初步分析

为开发木荷分子标记,采用高通量测序技术获得木荷基因组原始数据,经生物信息学软件对木荷基因组序列进行序列拼接、组装和对比,共获得 308 418 条 Contig 序列和 459 984 条 Scafford 序列。采用 MISA 软件搜索木荷基因组序列中微卫星（Microsatellite）位点,共得到 334 843 个 SSR 序列,总长度 5 074 708 bp,占木荷基因组大小的 0.98%,木荷基因组 SSR 序列平均长度为 15.2 bp,平均分布频率为 644 个/Mb。木荷 SSR 序列中,单核苷酸序列数量最多,共 188 217 个,占木荷 SSR 序列总数的 56.21%,其次是二核苷酸（23%）>三核苷酸（13%） >四核苷酸（5%）>五核苷酸（2%）>六核苷（1%）。木荷全基因组 SSR 序列中共包括 400 种重复基元,其中单核苷酸重复基元 A 和二核苷酸重复基元 AT 是主要重复基元,分别占总 SSR 的 56%和 11%,SSR 基元的重复次数分布在 4~40 次,主要分布在 4~25 次。本研究丰富了木荷分子标记类型,为进一步群体遗传结构和遗传多样性分析提供了基础数据。     

基于甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列的微卫星位点鉴定和SSR标记开发

分子标记缺乏是制约甘蔗分子标记技术发展的重要因素。本研究利用甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列,使用MISA软件分别鉴定出512 835和97 839个微卫星位点,分别占割手密基因组（AP85-441）和甘蔗基因组（R570）高质量参考序列的0.32%和0.35%。在2个基因组序列中,优势重复单元均为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,各重复单元均以AT富集的基元为主。割手密和甘蔗基因组序列中分别有472 117和89 748个位点可以开发SSR标记。对割手密、甘蔗与高粱基因进行同源性分析,分别鉴定出16 691个和13 271个对应到高粱1~10号染色体上的同源基因,利用基因序列中的SSR位点,开发出13 224和7624对SSR引物。对开发的引物分别以割手密和甘蔗基因组为模板进行e-PCR检测,这些引物在割手密基因组中以多位点扩增为主,在2个基因组中的有效标记比例分别为79.35%和36.13%、79.01%和93.36%。部分SSR引物在基因组中表现出特异性扩增,有1368对仅在AP85-441中单扩增,有1420对仅在R570序列中单扩增,共有752对SSR引物可在2个基因组中单扩增,且这些SSR的扩增位点和来源基因均分布于所在基因组的全部染色体上。在禾本科作物基因组中e-PCR检测表明,开发的单扩增SSR标记具有较好的特异性。本研究鉴定的SSR位点,有助于进一步丰富甘蔗的分子标记;开发的3540对SSR引物对于栽培种甘蔗遗传图谱构建中遗传来源区分和同源连锁群确定具有重要的参考意义。     

11种热带植物EST-SSR标记的开发和多样性分析

对11种热带植物的640 863条表达序列标签（ESTs）进行分析，发掘出13 916个EST-SSR位点，平均分布频率约为109.37个/Mb，主要特点表现为：（1）不同物种间的EST-SSR丰度存在明显差异，其中菠萝EST-SSR位点最为丰富（201.75个/Mb）；芒果EST-SSR位点丰度最低（49.55个/Mb）；（2）二、三核苷酸基元的SSR最为常见，两者占总数的88.68％。其中，AG/CT、AT/AT和AAG/CTT在不同基因组区域都是占优势的SSR类型；（3）SSR在基因组不同区域分布丰度存在很大差异。其中，麻疯树基因组SSR（gSSR）的丰度是EST-SSR丰度的17倍多；（4）保守基因内AG/CT重复的SSR极其丰富。此外，设计了一批具有物种特异性的EST-SSR PCR引物。     

橄榄果实转录组SSR和SNP/InDel位点特征

简单重复序列标记（simple sequence repeats, SSR）和单核苷酸多态性标记（single nucleotide polymorphism, SNP）具有高灵敏度和高特异性特征，挖掘不同类型橄榄果实性状相关分子标记可为其分子辅助育种提供参考。本研究以充分成熟的长营和惠圆橄榄果实为材料，经总RNA提取和cDNA文库构建后采用Illumina Novaseq平台进行转录组测序，并采用MISA 1.0和GATK3软件分析转录组的SSR、SNP和插入缺失标记（Indel）位点特征。结果在橄榄果实转录组的10 124条unigenes上鉴定到13 935个SSR位点，发生频率为22.98%，平均每1 kb序列出现0.25个SSR位点，平均长度为14.34 bp；其中，单碱基重复基元类型的SSR位点数量最多（占比66.80%），长度为10～64 bp，平均长度为12.85 bp，重复基元的重复次数集中在9～12次，频率最高的基元为A/T（占比66.67%）；六碱基重复基元类型的SSR位点数量最少（占比0.47%），长度为30～54 bp，平均长度31.76 bp，基元重复次数集...     

基于e-PCR的小麦、山羊草属SSR电子指纹图谱的开发

电子指纹图谱的绘制可对电泳结果进行规范化、可视化操作，进而提高小麦分子标记的流通性，加速小麦育种进程。本研究用MicroSAtellite (MISA)软件对小麦属、山羊草属共61个叶绿体和13个线粒体的全基因组SSR标记进行搜索，发现SSR位点的出现频率与基因组类型有关，线粒体、叶绿体基因组均以2次重复的五核苷酸和六核苷酸重复基序为主，同一种类型的基序重复次数与SSR数目成反比；基于电子PCR技术 (e-PCR)并结合MapChart软件共筛选出30对引物，其中来源于二倍体和四倍体山羊草属叶绿体全基因组的引物分别有16和2对，来源于四倍体和六倍体小麦属叶绿体全基因组的引物分别有5和2对，来源于六倍体小麦属线粒体全基因组的引物有5对，最后用MapChart软件绘制电子指纹图谱。本研究采用了一种新的SSR引物设计和筛选方法，完成了小麦属、山羊草属叶绿体和线粒体共74个全基因组序列SSR分子标记的初步开发和电子指纹图谱的绘制，为引物开发提供了新思路，有利于提高分子标记的流通性以及小麦种质资源亲缘关系的鉴定。     

三倍体茶树‘西莲1号’叶绿体基因组特征及系统发育分析

三倍体茶树品种‘西莲1号’是桑植白茶产业发展的主推品种，与湖南现有茶树品种相比具有很强的特异性。为揭示‘西莲1号’的分类和演化地位，项目采用叶绿体（Chloroplast,cp）全基因组测序技术进行了‘西莲1号’全基因组测序，并对其所有的SSR标记进行了开发与筛选。结果表明：（1）‘西莲1号’叶绿体基因组全长为157 038 bp,GC含量为37.30%，为一个四分体结构，包括1个大的单拷贝（LSC）、一个小的单拷贝（SSC）和一对反向重复序列（IR），长度分别为86 612 bp、18 282 bp和26 072 bp。cpDNA共注释得到132个基因，其中unigenes有114个，包含80个编码基因，30个tRNA基因和4个rRNA基因。（2）共鉴定出245个简单序列重复（SSR），通过筛选有15个SSR具有较高的多态性。获得了cpDNA基因组20个氨基酸的偏好密码子，‘西莲1号’密码子偏好以A/T碱基结尾。（3）基因选择压力分析表明，与茶组其他资源相比，6个基因（accD、ndhC、petB、rpl16、rpoC1、rpoC2）可能处于正选择状态。（4）基于叶绿体基因组序列构建...     

芸薹种UGMS标记及抗根肿病基因连锁标记的定位

为定位芸薹种抗根肿病基因的连锁标记,利用芸薹种单一基因微卫星(UGMS)标记及基因组SSR和抗根肿病(clubroot resistance,CR)基因的紧密连锁分子标记,构建了结球白菜59-1×芜菁(CR)WJ04遗传连锁图谱,对芜菁WJ04和结球白菜59-1进行根肿病抗性鉴定和连锁位点分析。结果表明:抗根肿病芜菁自交系WJ04对来自我国根肿病主要疫区的4个根肿菌生理小种2、4、7和10均具有显性抗性,而59-1则均表现为感病。UGMS标记在大白菜和芜菁亚种间的多态性比率为30.1%,低于基因组SSR的50.8%;图谱覆盖长度为1 116.2cM,包含分布在10条连锁群的59个UGMS、72个基因组SSR和4个分别与CR基因Crr1、Crr2、Crr3和CRb连锁的标记。     

剑麻茎腐病菌基因组SSR标记开发

下载Aspergillus niger ATCC 1015菌株全基因组序列,利用GRAMENE网站提供的SSR鉴定工具SSRIT(Simple Sequence Repeat Identification Tool),并按含有2~10个碱基重复、碱基数在18 bp以上的SSR基元为标准进行SSR鉴定。结果从A.niger ATCC 1015全基因组中,共发现4 000个2~10碱基SSR,其中含9个碱基重复基元类型最多,共有1 433个,占所鉴定SSR总数的35.8%。其次为6个碱基重复基元类型,共有753个,占SSR总数的18.8%;接着为3个碱基重复类型,共有547个,占13.6%。从鉴定出来的SSR中,选择含有SSR的合适区段,从中设计了36对引物,对剑麻茎腐病菌17个菌株的基因组DNA进行了PCR检测,发现这些引物都能从剑麻茎腐病菌基因组DNA中有效扩增。由此表明,黑曲霉ATCC 1015菌株基因组SSR在剑麻茎腐病菌基因组中具有通用性。这为研究剑麻茎腐病菌群体遗传变异、多样性和进化,定位和克隆功能基因等提供了分子标记。     

黄淮海地区新育成大豆品系SSR标记多样性分析

分子标记基因型分析是作物品种多样性评估、优异种质发掘与有效利用的重要手段。本研究利用覆盖大豆全基因组的60个微卫星(SSR)分子标记对以黄淮海地区新近育成品系为主的284份大豆材料进行基因型分析,以揭示我国黄淮海地区近期大豆育成品系的遗传多样性特点。结果表明:在供试群体中,60个标记共检测出363个等位变异,每个位点平均有6.05个;PIC指数变异范围为0.297~0.849,平均为0.614。黄淮海地区大豆新品系平均每个位点等位变异为5.75,PIC指数平均为0.604,表现出较高的多样性水平;不同省区中,北京、河北材料多样性最高。基于SSR数据的聚类分析,可将供试材料分为5大类,聚类结果与品系的地理来源相关。进一步选出8对SSR引物能够区分供试材料,可用于构建指纹图谱。     

郑58和掖478玉米自交系基因组差异性分析

采用SSR标记对我国核心种质郑58和掖478进行基因组差异性分析。结果表明:200对引物中有57对引物具有多态性,多态性标记比率达到28.5%,遗传相似度为71.5%。200对引物共计扩增出424个SSR等位性片段,其中有113个多态性等位片段,遗传杂合度为26.7%,遗传相似度为74.3%。SSR多态性标记在不同染色体上呈现不均匀性分布,在同一染色体上不同区域分布密度不同,具有多态性标记集中区域,基因组差异可能与自交系配合力变化有关。     

Rapid Construction of a High-Density Rice Linkage Map by High Efficiency Genome Scanning （HEGS） System

High-density linkage maps are essential tools for genome analysis of various biological traits. Our developed compact multi-gel system, HEGS (high efficiency genome scanning) is a high-throughput and high-cost-performance electrophoresis apparatus. Using this system, a high-density (average interval 2.3 cM) map with 1 065 AFLP and 63 SSR markers was constructed from recombinant inbred lines of a japonica and indica hybrid in just two months of electrophoreses by a single person. More than 50% of the mapped AFLP markers were commonly polymorphic for several combinations between japonica and indica rice and 15% were applicable for genetically closer crosses between upland and lowland types of japonica rice. This system can be used for rapid analyses of all kinds of markers.     

糙柱花草遗传多样性SSR分析

为鉴定糙柱花草种质的遗传背景和亲缘关系,提高其利用效率,利用来自不同柱花草种中的16个SSR标记对14份糙柱花草种质进行遗传多样性和聚类分析。结果表明：在16个SSR标记中,10个SSR标记在14份糙柱花草种质间具有多态性。10个多态性SSR标记共检测到32个等位基因,每个标记可检测到2～8个等位基因,平均为3.20个;每个SSR标记的Shannon信息指数(I)和多态性信息含量(PIC)分别为0.191～0.796和0.173～0.769,平均为0.474和0.411。14份糙柱花草种质间的遗传相似系数为0.438～0.938,平均为0.733。聚类分析结果显示,在遗传相似系数为0.74处,14份供试糙柱花草种质可明显被分为3类,其中III类中的CPI 93116柱花草与其他种质遗传关系较远。     

玉米分子遗传图谱的构建

以R15(抗)和Ye478(感)为亲本配制F2分离群体并以该群体为作图群体。利用778对SSR引物对亲本R15、Ye478之间的多态性进行了检测,筛选出159对多态性SSR引物用于F2群体分析。利用这159对(20.4%)多态性标记构建玉米的遗传连锁图谱,其中有9个SSR标记没连锁上。其余150个标记分布于玉米的10条染色体上,覆盖玉米基因组1775.7cM,标记间平均距离为11.8cM。     

亚洲栽培稻遗传变异分析最少SSR引物数的研究

以69份类型明确的亚洲栽培稻品种为材料,选用120对SSR引物,通过评估遗传多样性和群体结构,研究分析其遗传变异对SSR引物数的要求。结果表明:1)120对引物在69份试验材料中共检测到1256个等位变异,每个位点的等位基因数差异较大,变化范围为2~27,平均为10.5;平均Nei基因多样性指数变化范围为0.4058~0.9452,平均为0.7616;2)分析亚洲栽培稻遗传多样性时,至少需要72对SSR引物;3)分析亚洲栽培稻群体结构时所需最少引物数可降低至60对。     

一粒小麦种质遗传多样性分析

为了从野生一粒小麦中发掘有用基因,随机选取33个普通小麦EST-SSR标记和定位于小麦A基因组的41个普通小麦基因组DNA-SSR标记,对35份一粒小麦、3份四倍体小麦和1份普通小麦进行了遗传多样性分析。结果表明,在扩增这些标记位点的引物中有45对在一粒小麦上有扩增产物,其中33对检测出位点多态性,而且基因组DNA-SSR标记的多态检测率明显高于EST-SSR标记多态检测率。这些多态位点包括211个等位位点,平均每个位点有6.03个等位变异。利用PHYLIP分析软件按UPGMA方法对这些一粒小麦种质进行了聚类分析,以遗传距离0.5为界,可以将其分为7种类型。这种聚类关系与对应种质的白粉病抗性呈现出一定的相关性,因此根据聚类结果可以在一定程度上推测相关种质所携带的抗白粉病基因的起源和变异。对一粒小麦与野生二粒小麦种质的遗传距离的分析结果表明,不同来源的二粒小麦的A基因组可能有不同的起源。     

东南亚与南亚稻属AA基因组种间的遗传多样性差异

选用36对水稻微卫星（SSR）引物,对稻属428份东南亚及南亚AA组种进行遗传多样性分析。试验结果显示选取的SSR标记均具有多态性,多态性位点百分率（P）达100%。36个多态位点共扩增出311个等位基因,每个位点3～17个,平均8.6。Nei基因多样性指数（He）平均为0.650,变幅为0.337（RM455）～0.865（RM169）。东南亚稻属AA组的SSR多样性大于南亚,两地区又以普通野生稻的多样性指数（He）最大。种（类型）间遗传分化东南亚小于南亚,其中以尼瓦拉野生稻与亚洲栽培稻的遗传分化程度最大。特异等位基因的数量、涉及的位点数及频率均表明东南亚及南亚稻属AA组间具有较大的遗传差异,而某些特异位点（如RM161）等位基因所显示的较高频率,则表明该位点较高的鉴别效率。     

SSR荧光标记毛细管电泳法与国家冬油菜区试指纹鉴定平台的构建

为了提高油菜品种指纹检测的精确性及未来构建大规模油菜新品种指纹数据库的需求,应用SSR荧光标记毛细管电泳检测法构建国家冬油菜区试指纹鉴定平台。以40对荧光引物对2012-2013年度163份国家冬油菜区试参试品种（系）进行分析。结果共检测到42个等位位点和131个等位变异。其中A基因组（n1～n10）检测位点25个,C基因组(n11～n19)检测位点17个。每个位点等位变异数从2到6不等,平均为3.02。42个检测位点的PIC值变化范围在0.10～0.69之间,平均值为0.36。其中引物BRGMS171的杂合度、PIC值分别高达0.67、0.70,可考虑作为以后区试杂交种纯度鉴定的核心标记。SSR位点的纯合度分析得出本年度18份常规种平均纯合度为81.9%,145份杂交种为57.9%。以131个等位变异计算品种（系）间DICE相似系数,163份品种（系）间平均遗传相似系数变幅为0.607～0.765,变幅最大的为品种（系）FC03（0.438～0.879）,变幅最小为品种（系）宜油21（0.611～0.806）。     

基于SSR标记的四川大豆与引进大豆资源遗传多样性和群体结构分析

利用均匀分布于20条染色体的53对SSR标记(每条染色体上2~5对),对190份大豆资源进行遗传差异检测,随后根据标记试验结果进行遗传多样性分析、聚类分析、PCA分析和群体结构分析。53对SSR标记共检测到159个等位变异,每个位点等位基因范围为2~6个,平均每个位点的等位基因为3个,有效等位基因数Nei为1.474 4±0.237 5,多态性信息含量PIC为0.305 0±0.105 6;Shannon-Weaver指数值为0.476 2±0.124 9。这些参数显示了190份大豆资源异质程度不是很高,遗传多样性丰富程度一般,总体遗传多样性处于中等水平。UPGMA聚类分析结果显示190份大豆资源(群体1:P1)被分为3个大类,且四川审定大豆品种与野生大豆资源、国外引进资源亲缘关系较远,随后将四川审定大豆品种31份、国外资源13份和野生大豆资源8份共52份材料(群体2:P2)单独进行聚类分析,52份材料也被分成3个大类。群体1和群体2分别在K=3,K=2时得到合理群体结构。群体1的3个亚群分别是:亚群I由地域来源丰富的78份材料组成,不包含野生大豆资源;亚群II 59份材料中含7份野生大豆资源;亚群III 53份材料只包括1份野生大豆资源zy05292。群体2分成两个亚群:亚群Ⅰ26份材料中含24份四川审定大豆品种和2份国外资源;亚群II包含了6份审定大豆品种。供试的190份大豆资源蕴含了比较丰富的遗传变异,显示了较高水平的基因多样性。群体结构不能严格地按照地域、来源国家的划分而区分,这一现象显示了大豆资源存在着广泛的基因交流。从分析结果来看,四川大豆资源的种质创新可以充分地利用国外引进资源与直立型野生大豆资源,进而丰富四川大豆的基因多样性。