芒果转录组中SSR位点信息分析与引物筛选

利用MicroSAtellite软件分析筛选芒果转录组中的SSR位点。结果表明,在54 207条Unigene中共搜索得到4 103个SSR位点,出现频率为7.57％。其中,三核苷酸重复为主导重复类型,占SSR总数的38.19％,其次是单核苷酸重复（26.91％）。AG/CT和AAG/CTT分别是二核苷酸和三核苷酸重复的优势基元。根据SSR侧翼序列共设计6 915对SSR引物,随机挑选了230对进行PCR检测,获得93对多态性引物。由此可见,芒果转录组数据可以作为大量开发SSR标记的资源,这些SSR标记也将有助于芒果遗传多样性和种质资源鉴定的研究。     

剑麻斑马纹病菌EST-SSR标记开发与评价

剑麻斑马纹病是剑麻生产中具有破坏性的一种真菌病害。本研究从Gen Bank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nucest)中随机下载10 525条寄生疫霉EST序列,经过去冗余处理后得到5 519条无冗余EST。利用MISA(MIcro SAtellite identification tool)软件进行SSR发掘,从中共搜索到199个1~6碱基SSR,其中三核苷酸重复基元类型最多,共鉴定到55个,占SSR总数的27.6%;其次是二核苷酸重复基元类型和单核苷酸重复基元类型,分别鉴定到51和47个,各占所鉴定SSR总数的25.6%和23.6%。进一步分析表明,AG/CT二核苷酸重复基元类型为优势重复类型,占二核苷酸SSR总数的76.5%。而AAG/CTT和AGC/CTG 2个基元类型在三核苷酸中出现频率最多,分别为15和11次,分别占三核苷酸SSR总数的27.3%及20.0%。从鉴定的199个SSR中,选取含有SSR的合适区段设计了22对引物,并通过18个剑麻斑马纹病菌菌株的基因组DNA进行了评价,结果只有其中9对引物能从剑麻斑马纹病菌基因组DNA中有效扩增,其扩增移效率为40.9%。由此表明,利用此方法来开发剑麻斑马纹病菌的分子标记具有可行性,只是存在一个转移效率问题。     

基于瓠瓜转录组测序的EST-SSR标记的开发及其应用

为丰富瓠瓜分子标记库、开发瓠瓜SSR标记、寻找有效的瓠瓜种质资源鉴定方法,利用MISA软件对瓠瓜转录组测序获得的87 518条unigene序列进行筛选,共检测出11 029个SSR位点,发生频率为9.85%,分布距离为平均每8.3 kb有1个SSR 位点。其中只包含1个SSR位点的unigene 序列有6759条,其发生频率为7.72%;有1858条unigene序列含有2个及2个以上的SSR位点,发生频率为2.123%;有920条unigene序列属于混合形式的SSR标记,频率为1.051%。瓠瓜转录组中优势重复基序为单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的55.51%、25.41%和17.07%。A/T、AG/CT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元,分别占总SSR重复类型的98.22%、55.39%和39.86%。用Primer 3.0共设计出8617对SSR引物,利用6对条带清晰、多态性稳定的SSR引物构建了36个品种的指纹图谱,部分位点具有高度的一致性,说明基因来源范围较小。聚类分析显示,在相似系数为0.68时将36个瓠瓜品种分为6类。其表明我国瓠瓜品种资源遗传多样性非常狭窄,利用现有瓠瓜资源开展品种选育潜力有限,应加强对野生特异种质的引进与发掘利用。利用瓠瓜转录组数据进行SSR标记开发,获得的SSR位点能为其遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更丰富可靠的标记选择。     

基于转录组测序的油梨 EST-SSR 引物开发

利用转录测序技术,开发油梨表达序列标签-简单重复序列（EST-SSRs）,为 SSR 标记在油梨种质资源鉴定、品种选育及遗传连锁图谱构建奠定基础。采用 Illumina 二代测序的技术,共获得 37 639 条无冗余的序列,对其进行 SSR搜索,共获得 6 419 条简单序列重复（SSR）。利用 Primer 3.0 软件设计 SSR 引物,并以 11 份油梨种质筛选多态性引物。基于转录组序列开发出的 EST-SSR 的分布频率为 17.05%。在油梨 EST-SSR 中,单核苷、二核苷和三核苷的重复占主导,占总数的 99.07%。单、二、三核苷酸重复单元分别占总 SSR 的 37.47%、31.80%和 29.80%;出现频率最高的二核苷酸重复基元是 AG/CT,占总数的 29.15%,出现最高的三核苷酸重复基元为 AAG/CTT,占 12.01%。随机选择 315 个SSR 位点合成引物,经 11 份油梨种质筛选鉴定,227 对引物可扩增获得产物,有效扩增率为 72.06%;其中 34 对引物表现出良好多态性,占有效引物的 12.78%,占总引物的 10.79%。在 34 对多态性引物中,每对引物扩增等位基因数 2~12个。利用高通量测序开发 SSR 引物有较好的实性,开发获得的 34 个具有多态性的油梨 SSR 标记可用于研究油梨及其相关近缘物种的遗传变异。     

基于转录组测序的油梨 EST-SSR 引物开发

利用转录测序技术,开发油梨表达序列标签-简单重复序列（EST-SSRs）,为 SSR 标记在油梨种质资源鉴定、 品种选育及遗传连锁图谱构建奠定基础。采用 Illumina 二代测序的技术,共获得 37 639 条无冗余的序列,对其进行 SSR 搜索,共获得 6 419 条简单序列重复（SSR）。利用 Primer 3.0 软件设计 SSR 引物,并以 11 份油梨种质筛选多态性引物。 基于转录组序列开发出的 EST-SSR 的分布频率为 17.05%。在油梨 EST-SSR 中,单核苷、二核苷和三核苷的重复占主 导,占总数的 99.07%。单、二、三核苷酸重复单元分别占总 SSR 的 37.47%、31.80%和 29.80%;出现频率最高的二核 苷酸重复基元是 AG/CT,占总数的 29.15%,出现最高的三核苷酸重复基元为 AAG/CTT,占 12.01%。随机选择 315 个 SSR 位点合成引物,经 11 份油梨种质筛选鉴定,227 对引物可扩增获得产物,有效扩增率为 72.06%;其中 34 对引物 表现出良好多态性,占有效引物的 12.78%,占总引物的 10.79%。在 34 对多态性引物中,每对引物扩增等位基因数 2~12 个。利用高通量测序开发 SSR 引物有较好的实用性,开发获得的 34 个具有多态性的油梨 SSR 标记可用于研究油梨及 其相关近缘物种的遗传变异。     

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。     

盐胁迫下大麻SSR标记的分布特征分析

为探究盐胁迫对大麻遗传育种改良的影响,试验对盐胁迫条件下大麻转录组测序数据进行了SSR位点标记的挖掘,并对大麻转录组数据中SSR位点标记、SSR位点信息和序列分布特征等进行了分析。结果表明：共检测出84 483条Unigene序列,序列总长87.31 Mb。筛选出27 861个SSR位点,SSR标记的检出率为33.10%,即平均3.13 kb就会出现一个SSR位点,其中以单、二和三碱基重复为主,检出率分别为52.73%、23.26%和22.16%;重复基元主要为A/T、AG/CT、AT/AT和AAG/CTT,分别占52.57%、11.32%、10.25%和6.69%。通过Primer 3.0在线软件获得17 894条SSR引物序列,引物中SSR位点重复长度绝大多数集中在10～21 bp,占SSR重复总数的79.72%,其中最长重复长度为226 bp。该研究构建的盐胁迫下大麻SSR位点信息与分布特征分析,可为研究大麻分子标记辅助育种、EST-SSR标记的开发等提供信息资源。     

青稞转录组SSR位点及其基因功能分析

为了探讨青稞转录中SSR位点信息及其所在基因的生物学功能,使用MISA软件分析青稞转录组中SSR的分布频率和重复基元的基本类型,通过BLASTX对含有SSR的Unigene与nr、COG、Swiss-Prot和KEGG等公共数据库进行比对和功能注释。结果表明,在青稞转录组拼接得到的58 065个Unigene中发现9 576条序列中含有11 930个SSR位点,SSR发生频率为16.49%,平均每6.63kb出现1个SSR位点,共有119种重复基元(motif)。青稞转录组SSR出现频率最高的是三核苷酸重复基元(64.19%),其次是二核苷酸重复基元(24.05%)。AG/CT和AGG/CCT、CCG/CGG、AGC/CTG分别是二核苷酸重复和三核苷酸重复中的优势重复基元。在转录组中SSR重复次数以5~12次为主,基序长度主要集中在12~25bp,平均长度为21.15bp。9 576个含SSR的Unigene与nr、COG、Swiss-Prot和KEGG等公共数据库进行BLASTX比对,分别得到7 987、5 559、5 588和2 077个注释。通过基因功能注释发现青稞转录组中含SSR的序列主要与生物的基础代谢相关。     

甘蔗EST-SSR标记的开发和多样性分析

运用生物信息学分析方法对甘蔗(Saccharum spp.)的282 809条表达序列标签(ESTs)进行分析,共获得Unigene 138 590条,发掘出分布于10 086条Unigene的10 505个微卫星(EST-SSR)位点,SSR发生频率为7.26%,平均9.22 kb出现1个SSR。在7个杂交甘蔗品种中,三核苷酸基元的SSR数量最多(74.95个/Mb),其次为二核苷酸基元的SSR(22.95个/Mb),二者占总数的90.27%。以CCG/CGG、AG/CT为重复基元的SSR是最常见的EST-SSR类型,富含G/C的EST-SSR占据极明显的优势。与拟南芥和水稻cDNA序列内SSR的比较表明,富含G/C的SSR可能是禾本科植物SSR的一个共同特点。研究发现,SSR在EST与基因组序列之间以及在不同甘蔗品种之间的分布存在差别,具有丰富的多样性。此外,从EST数据分析获得杂交甘蔗品种的16个保守基因,从中发掘了9个SSR位点。最后,利用Primer3和e-PCR软件设计了一批具有物种特异性和通用性的EST-SSR PCR引物,相关数据可以通过http://59.50.66.49/SSR/sugarcane/sugarcane.EST-SSR.tgz链接从因特网下载。该研究结果可为开展甘蔗遗传多样性分析、种质资源鉴定和分子辅助育种提供参考。     

玉米野生近缘种大刍草幼苗叶片的转录组SSR分析

通过对大刍草转录组测序来发掘SSR标记位点,结果发现14 099个SSR位点,出现频率为13.31%。三核苷酸和单核苷酸是主要重复类型,分别占SSR总数的42.12%和25.65%;六核苷酸重复所占比例最小,占0.43%。转录组结果表明,大刍草SSR中共发现38种重复基元,单核苷酸重复基元A/T出现频率最高,占总SSR的21.06%;其次为AG/CT和GCC/GGC,分别占6.759%和5.53%。5次重复的SSR数量最多,有3 927个,占总SSR的27.85%。研究结果为大刍草的SSR分子标记研究、遗传多样性分析、种群遗传结构等提供基础。     

Large scale identification of SSR marker in perilla by next generation sequencing

Perilla frutescens (L.) is an edible, medicinal crop, and most popular in East Asia. Its molecular breeding and research are hampered by the paucity of molecular markers. Simple sequence repeat (SSR) markers are ubiquitous and widely used in eukaryotic genomes. EST-SSRs identification of perilla was performed in 116,387 reads generated by Illumina paired-end sequencing technology. In total 25,449 unigenes containing SSR and 33,867 SSR loci were identified, and 19,400 primer pairs were designed. Polymorphism of SSR primers was conducted by searching for insertions and deletions (INDELs), and 1,567 unique SSRs were predicted. Totally, 200 SSR primer pairs were selected for polymorphic validation among 23 perilla accessions. Results showed that 175 primer pairs produced amplicons, and 30 pairs exhibited polymorphism. Polymorphic ratio was higher by using INDEL method than using conventional primers. Phylogenetic analysis showed the 2 distinct groups: P. frutescens var. frutescens and P. frutescens var. crispa. Wrinkled leaf trait and seed trait were distinct between these 2 groups. However, no clear leaf color or geographic relationship was detected. The large scale development and identification of SSR marker in this research laid a foundation for genetic analysis and marker assisted breeding of cultivated perilla.     

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。     

茶树EST-SSR的信息分析与标记建立

在1589条茶树EST中,共发掘出了281个EST-SSR,分布于246条EST中,出现频率是17.68%,平均长度为33.06βbp,平均分布频率是1/2.61βkb。在茶树EST-SSR中,二核苷酸重复是主要的重复类型,出现最多的重复基元类型是AG/CT重复。设计了19对SSR引物,在对引物、dNTP、MgCl₂的浓度及退火温度等参数进行测试后,建立了合适的PCR反应体系。以衍生绝大多数EST-SSR的龙井43βDNA为模板,对引物进行了筛选,有16对引物显示扩增,可用率为84.2%; 进一步在10个茶树品种中进行多态性测试,显现出多态性的引物占可扩增引物的62.5%。本文研究结果证明了根据茶树EST建立SSR标记是有效、可行的。     

牛樟 EST-SSR 标记的开发及遗传多态性分析

本研究通过测序牛樟叶片 cDNA 获得 17 046 条 Uni-EST，从中检测出 1 316 个 SSR 位点，平均每 25.7 kb EST 含 1 个 SSR 位点。功能注释发现 1 242 条 SSR-EST 中有 690 条可被划分为 3 大功能类、18 个功能亚类。牛樟 EST-SSR 二核苷酸重复类型出现频率最高，三核苷酸次之。184 类重复基序中 AG/CT 出现频率最高（32.4%），其次为 AAG/CTT（9.3%）。从 1 242 条 SSR-EST 设计 SSR 引物 537 对，随机选取 150 对检测牛樟的多态性及在香樟、大叶樟和沉水樟中的可转移性。结果表明，有 44 对引物在牛樟中得到特异性扩增，其中 17 对具有多态性，检测出的等位基因数 2~7 个，平均 3.02 个。牛樟 SSR 标记在香樟、沉水樟和大叶樟的可转移率分别为 97.7%、97.7%和 95.3%。聚类分析表明，在遗传相似系数为 0.76 处，14 个樟属植物能被划分为 5 类，聚类结果与植物学分类结果基本吻合。     

大麻SSR标记的开发及指纹图谱的构建

表达序列标签（expressed sequence tags,EST）是开发SSR标记的重要资源.本研究从NCBI中大麻EST数据库中检索到1114个SSR,分布于989条EST序列中,占EST总数的7.66％.其中三、六核苷酸重复基元类型居多,分别占EST-SSR总数的39.84％和34.56％,统计得到三核苷酸重复类型47种,六核苷酸重复类型113种.利用部分EST-SSR序列设计49对SSR引物,其中40对引物有扩增产物,占所设计引物总数的81.63％.进一步用这些引物在24个大麻品种进行多态性检测,29对引物显示多态性,占可扩增引物的72.5％.利用E-7、E-8、E-11、E-18、E-21、E-39及E-48共7对引物构建了24份供试材料的SSR指纹图谱.本研究结果证明了基于大麻EST信息建立SSR标记是一种有效而又可行的方法,并且为这些品种的真伪鉴定和保护提供科学依据.