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。     

基于转录组的剑麻SSR标记开发与筛选

本研究基于剑麻转录组测序获得的70 110条Unigene序列,采用MISA 1.0软件查找SSR位点,利用Primer 3.0设计SSR引物,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对其中的100对SSR引物有效性进行验证。总计获得了13 175个SSR位点,SSR的分布频率为15.61%。70 110条Unigene序列总计包括60种重复基元,其中单核苷酸重复为主导重复类型（37.96%）,其次是二核苷酸重复和三核苷酸重复,比例分别为32.92%和27.90%,四核苷酸、五核苷酸、六核苷酸重复所占比例总计为1.21%。A/T、AG/CT和AGG/CCT分别为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复的优势基元。100对SSR引物中有68对引物可扩增出目标产物,其中18对引物在6份剑麻种质中表现出多态性,该结果为利用SSR分子标记技术开展剑麻种质资源鉴定、遗传多样性分析等奠定基础。     

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。     

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。     

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。     

三七基因组SSR位点分析和多态性引物开发

本研究通过分析三七(Panax notoginseng)基因组中简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs)位点信息,对基因组中SSR位点的分布特征进行描述,并开发多态性引物,为评价三七遗传多样性和群体结构提供理论依据。利用MISA软件对重新组装的三七基因组进行SSR位点搜索,primer3设计引物。用随机合成的200对引物,在16个三七单株中进行PCR扩增,来筛选具有多态性的引物。在去除冗余序列后组装得到2.39 Gb大小的三七基因组中总共识别到314 060个SSR位点,SSR分布频率为0.13/kb,其中占主导地位的是二核苷酸重复基序,占所有重复基序类型的68.55%,其次是三核苷酸56 250(17.91%)和单核苷酸22 475(7.16%)。在二核苷酸为主的重复类型中,出现频率最高的是AT/AT重复基序占所有二核苷酸重复的63.66%,最低的是CG/CG重复基序占0.15%。同时,在单核苷酸重复中出现频率最高的也是A/T重复类型(79.01%)。经过多态性筛选最终得到41对多态性较好的引物,PIC值范围为0.11~0.78,平均值为0.46。本研究获得的大量SSR位点信息为三七全基因组SSR标记的开发,三七分子标记辅助育种以及遗传多样性分析提供方便。     

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.     

胡椒EST-SSR标记的开发和应用

通过分析NCBI数据库中胡椒转录组数据,共得到unigene 23 524条,其中618条unigene中检测到643个EST-SSR位点,SSR发生频率为2.63%,平均分布距离为12.86 kb。在643个EST-SSR中,二、三核苷酸重复是主要重复类型,分别占27.84%和69.36%,其中(AG/CT)n、(AAG/CTT)n出现频率最高,(NNN/NNN)5类型占EST-SSR位点的42.90%。利用PRIMER3.0设计358对引物,随机合成45对引物,并选用其中11对扩增较好的多态性引物,对43份胡椒种质的遗传多样性进行初步检测,构建聚类分析树状图。结果说明,胡椒EST-SSR标记的开发是可行的,并能够有效的用于胡椒遗传分析研究,具有较高的应用价值。     

基于转录组序列的火龙果SSR和SNP多态性分析

为深入挖掘火龙果SSR和SNP分子标记,以自交亲和型火龙果新种质‘黔蜜龙’转录组序列为基础,系统分析了SSR和SNP位点多态性和分布特征。转录组序列组装共获得96 800个unigene,其中28 471个unigene在数据库中得到注释,在各个数据库中均得到注释的有5 800个。从unigene中搜寻到26 167个SSR位点,出现频率为0.35个/kb。SSR重复类型共180种,单核苷酸重复最多(66.00%),其次为二核苷酸重复(23.01%)、三核苷酸重复(9.99%),其他类型较少(1.00%)。SSR长度在10~381 bp,10~11 bp的SSR有7 988条(30.53%),长度12~20 bp的有15 901条(60.77%),长度21~40 bp的有1373条(5.25%),长度大于40 bp的有905条(3.46%)。unigene中共有357 330个SNP位点,发生频率为1/204 bp,其中碱基转换位点226 165个(63.29%),碱基颠换位点141 165个(36.71%)。6种单碱基变异类型中,C/T、A/G的发生频率最高,分别占31.91%和30.38%。A/T、A/C、T/G和C/G这4种颠换类型分别占SNP总数的7.85%、7.85%、7.2%和13.09%,碱基转换类型比例高于颠换类型。火龙果转录组序列中的SSR和SNP位点丰富,筛选多态性、准确率高的引物,有望在火龙果遗传多样性分析、品种鉴定和遗传图谱构建等方面得到应用。     

芝麻EST-SSR引物的开发与应用

为丰富芝麻EST-SSR引物,本研究从实验室构建的高油芝麻品系中芝14号的不同种子发育期cDNA文库中获得45 569条表达序列标签（expressed sequence tags,EST）,通过前处理得到总长17.428Mb的无冗余EST共32 421条。利用MISA和SSR finder软件包工具对EST序列进行SSR位点查找,在这些序列中发现有1 688条Unigene,共有1 949个SSR。共226个序列含2个或2个以上SSR位点。这些SSR中出现频率最高的重复基序类型为三核苷酸(74%)。为开发芝麻EST-SSR引物,探讨EST-SSR用于芝麻品种遗传差异研究的可行性,用12份不同含油量品系材料评价其中34对与油脂代谢相关的基因SSR引物,全部成功扩增,共有3对引物获得多态性条带。结果表明,芝麻EST-SSR 标记开发效率较高,是芝麻SSR标记开发的重要措施,对于芝麻品种的鉴定与遗传多样性分析具有很高的应用价值。       

小麦EST-SSRs分子标记的特性及其遗传作图

为了解普通小麦EST来源的微卫星的多样性,从大约1 000个包含微卫星的ESTs中设计了300对引物,研究和评估了它们的多态性水平,并且将多态性标记加入到现有的遗传图谱中.在五种不同类型的重复单元中,三个碱基的重复单元出现最多,占到77%.几乎所有的EST SSRs标记(99.3%)的重复单元都含有G-C碱基对.37.4%的微卫星都是四次重复.对于扩增和多态性,300对引物中有60对没有扩增,21.3%的扩增引物没能产生预期的扩增片断.58%的标记至少在所用8个材料的一个中显示出多态性.W7984和Opata组合表现出最高的多态性水平.大多数普通小麦EST-SSRs标记的重复次数小于10,并且4次重复是最为普遍的.81个新的EST-SSR位点被添加到两个已有的参照遗传图谱中(62个加到ITMI,19个加到CTCS).研究结果表明小麦EST-SSRs标记展示了一些不同于基因组微卫星的特异特征,在标记发展和其他遗传应用中,这就使得它们能够成为一种非常有价值的资源.     

花生EST资源的SSR信息分析

微卫星或简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)存在于表达序列标签(expressedsequence tags,ESTs)中。为了在花生中开发EST-SSR功能性标记,利用生物信息学对NCBI公共数据库中的41501条花生ESTs序列进行EST-SSRs特征分析。剔除冗余序列,得到全长为5125.94kb的无冗余EST8391条。在这些序列中搜索出1109个SSR,分布于946条EST中,出现频率是11.27%。这些EST-SSR的平均长度为18.16bp,平均分布频率1/4.62kb。在1～6bp的重复基元中,三核苷酸重复基元的SSRs出现频率最高(49.23%),其次是二核苷酸(32.83%)、单核苷酸(14.88%)。AG/CT和AAG/CTT是二、三核苷酸中的优势重复基元,分别占二、三核苷酸重复的71.43%和31.50%。本研究为开发多态性花生微卫星标记提供了候选序列。     

甜菜EST-SSR引物的开发与应用

利用NCBI公共数据库现有的甜菜(Beta vulgaris L.)表达序列标签(expressed sequence tags,EST)数据信息,开发了甜菜EST-SSR标记。在所有的29830条甜菜EST序列中共确认得到20109条非冗余EST序列,总长为11287.6kb。在含有微卫星重复的6951条EST序列中按照SSR引物设计要求,最终获得了2845个EST-SSR,平均每3.96 kb含有1个SSR。EST-SSR的分布频率和特征分析表明,A/T单碱基重复最多,其次是AAG/CTT三核苷酸重复,AG/CT二核苷酸重复,ACCTCC/AGGTGG等六核苷酸重复最少。随机合成了100对SSR引物,并分别选用6个甜菜品种进行多态性检验,将其按遗传相似性分为两组,多态信息含量(polymorphism information content,PIC)平均值为0.47。本研究证实这种全新的开发甜菜SSR标记的方法具有高效、多态性较高的特点,在甜菜遗传多样性分析、功能基因定位、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。     

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.