西红花转录组SSR信息分析及其多态性研究

为开发西红花转录组SSR标记,利用MISA软件筛选了西红花球茎转录组测序获得的29 572条Unigenes,对其SSR信息进行分析;利用Primer 3.0软件设计SSR引物,并随机选取30对SSR引物对6个西红花品种进行SSR引物筛选及多态性分析。结果发现,在西红花转录组中共搜索到个7 804个SSR位点,分布于6 306条Unigenes,SSR发生频率为18.73%,平均每5.85 kb含有1个SSR;SSR重复基元中单核苷酸重复出现频率最高,占总SSR的47.83%,其次为三核苷酸(32.94%)和二核苷酸重复(17.41%);二核苷酸重复基元以AG/CT为主(86.68%),三核苷酸重复基元以AAG/CTT为主(24.43%)。利用Primer 3.0软件共设计出11 508对候选引物,随机选择30对引物对6个西红花品种进行SSR引物筛选及多态性分析。30对引物均能扩增出预期大小的条带,有效扩增效率为100%,30对引物在6份西红花品种间未表现出多态性。本研究开发的SSR标记可为西红花遗传图谱构建、抗病虫及抗逆功能基因定位、分子标记辅助育种及西红花遗传多样性分析等提供丰富的候选标记。     

辣椒花药转录组SSR位点信息分析及标记开发

为开发高效实用的EST-SSR标记,对辣椒(Capsicum annuum L.)花药样品的转录组进行测序,去冗余后得到44 832条转录本序列。对所有转录本进行SSR分析,共检测出7 189个SSR位点,分布于5 721条转录本上。SSR位点出现频率为16.04%,平均每7.90 kb检出1个SSR位点。分析SSR位点特征发现,97.80%的SSR重复序列长度在10～30 bp之间,单核苷酸和三核苷酸为主要重复基元类型,各占SSR总数的45.31%和35.99%;全部SSR位点共有159种重复基元,除单核苷酸重复外,AG/CT、AAG/CTT为优势重复基元,分别占SSR总数的9.72%和8.43%。随机选择29对EST-SSR引物在8个供试辣椒自交系中进行扩增发现,引物有效性为93.10%,多态率为17.24%。本研究中开发的EST-SSR标记可为辣椒的种质资源遗传多样性分析、分子标记辅助育种等提供支持。     

鸭茅基因组Genomic-SSR标记开发

鸭茅是重要的冷季型禾本科牧草,而优质分子标记的缺乏制约了鸭茅分子育种的进程。本研究从鸭茅基因组序列中鉴定出78 984个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的SSR类型共占98.1%。共鉴定出212种重复基元,A/T、AG/CT、CCG/CGG、AGAT/ATCT、AAAAG/CTTTT和AGAGAT/ATCTCT分别为各重复类型中最丰富的重复基元。通过鉴定出的SSR位点开发出67 216对Genomic-SSR引物,选取50对进行验证试验,其扩增成功率达94%,多态性比例44%。通过开发的Genomic-SSR引物和EST-SSR引物在20个鸭茅品种(系)中进行试验,得到其引物多态性信息含量(PIC)平均值为0.370,分子标记指数(MI)为2.86。以上数据均高于通过鸭茅转录组开发的EST-SSR标记。证明本试验所开发的大量genomic-SSR标记是扩增成功率高、多态性强且高效率的分子标记,有望在鸭茅分子育种中发挥重要作用。     

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。     

基于灯盏花全基因组SSR位点分析及多态性引物开发

本研究利用MISA工具筛选灯盏花基因组测序获得的462 622条scaffolds,对其SSR位点信息进行分析,Primer 3设计SSR引物,随机选取200对引物对60株灯盏花进行多态性扩增分析。研究结果表明:从灯盏花基因组中搜索到的231 852个SSR位点中,二核苷酸基序是主要的重复类型,占总SSR的47.14%;AT/AT是最多的二核苷酸重复基元,占二核苷酸重复基元的74.60%,AAT/ATT是出现最多的三核苷酸重复基元,占三核苷酸重复基元的15%。PCR扩增发现,200对引物中有30对(15%)表现出稳定的多态性差异。灯盏花基因组中SSR位点出现频率高,类型丰富;大量的SSR为灯盏花的遗传多样性分析和遗传图谱构建提供了丰富的候选分子标记,利于开展灯盏花的遗传育种研究。     

基于甘草全基因组序列的SSR分子标记开发

由于不同基原和产地的甘草有效成分差异较大,开发甘草特异分子标记对于种质资源鉴定意义重大。本研究以甘草全基因组序列为基础,检测到193 207个SSR位点,发生频率为73.52%。单核苷酸重复类型最多(60.73%),其次为二核苷酸(26.11%)和三核苷酸重复单元(10.95%)。分析重复序列位点发现,甘草SSR中包含284种类型重复基元,具有碱基偏好性,主要以A/T为主要重复单元,优势基元依次为A/T (58.28%)、AG/CT (10.48%)、AT/AT (10.48%)、AC/GT (5.12%)、AAT/ATT (3.57%)。优选140 294个重复位点设计出701 302对SSR引物,随机选取100对引物进行有效性检测,63对引物均扩增出目标条带,其中,12对引物能在材料间扩增出特异性条带,可用于对不同产地甘草进行区分。本研究开发的大量SSR标记不仅可用于甘草种质资源的鉴定分析,也将用于进一步的甘草分子标记辅助中。     

星油藤转录组SSR序列特征分析及其分子标记开发

基于星油藤(Plukenetia volubilis L.)转录组信息,分析其表达序列标签-简单序列重复(expressed sequence tag-simple sequence repeat, EST-SSR)并设计引物进行验证,为星油藤的SSR分子标记开发提供数据支持。本研究利用MISA软件对星油藤雌雄花序芽转录组测序所获得的57 664条Unigenes进行分析,共检测出10 572个SSR位点;其中8 825条Unigenes分布有SSR位点,占总Unigenes的15.30%。SSR位点的平均分布频率为每5.34 kb出现1个SSR位点。各类型的SSR位点共有154种,其中单核苷酸重复(40.48%)、二核苷酸重复(25.82%)和三核苷酸重复(28.89%)为主要的重复类型,A/T、AG/TC和AAG/CTT分别为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸类型中主导的重复基序。利用Primer 3.0设计EST-SSR引物,并随机挑选75对SSR引物,以星油藤及其2个近缘种(亚洲星油藤和大果星油藤)为材料进行筛选验证,其中31对引物可进行有效扩增,并最终获得7对在3个物种间具有多态性的引物。本研究结果表明,星油藤转录组测序产生的Unigenes序列信息作为开发SSR分子标记是可行的,开发的这些SSR分子标记可用于星油藤及其近缘种的遗传多样性评价、种质资源鉴定和分子标记辅助育种等研究。     

香蕉根系转录组SSR位点信息分析

分析香蕉根系转录组中的SSR位点信息,并设计SSR引物,为开发新的分子标记奠定基础。利用MISA工具对香蕉根系转录组unigene序列进行SSR检索。从25158条unigene中共发现4663个SSR,分布在3820条unigene序列中,出现频率为18.53%,平均每7.77 kb含有1个SSR位点,共有58种重复基元。香蕉根系转录组中,二、三核苷酸重复基元所占比例最大,分别为40.50%和40.63%;二者分别以AG/CT和AGG/CCT重复基元为主,分别占该重复基元的88.03%和30.83%。SSR重复次数以5~9次为主,基序长度主要分布于12~20 bp,平均长度为18.80 bp。香蕉根系转录组SSR位点频率、密度较高,类型多样,在香蕉遗传多样性研究及分子标记辅助育种中有较大应用潜能。     

基于油楠(Sindora glabra)转录组测序的SSR分子标记的开发

油楠(Sindora glabra)作为极具开发潜力的能源植物,在分子水平上的研究仅局限于ISSR分子标记。本研究利用Trinity软件对油楠转录组数据进行组装,共得到总长为48307806 bp的283998条Unigenes。利用MISA软件寻找到97443个含有SSR的重复基元。SSR位点中主要重复序列为单核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的67.68%和22.56%,其次是三核苷酸,占8.54%。利用Primer 3.0设计引物,并从中随机选择200对引物进行PCR扩增,其中有13对扩增出清晰条带,多态性高,重复性好。油楠SSR分子标记的开发对于研究其遗传多样性、重要性状基因定位及分子标记辅助选择育种等起到重要的推动作用。     

基于RNA-seq牡丹SSR标记开发及通用性分析

从牡丹花色候选基因中开发一套SSR标记,为牡丹花色分子遗传学研究和分子标记辅助育种提供帮助。本研究基于高通量转录组测序技术(RNA-seq)获得了278条涉及调控牡丹花色形成的Unigenes序列,利用SSRIT在128条Unigenes中检测到215个SSR位点,出现频率为46.04%。其中优势重复基序为二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸重复,分别占总SSR位点的18.60%、41.86%和36.28%,优势重复基元为TC/GA和AT/TA,分别占二核苷酸重复的30.00%和27.50%。在此基础上,从中选择100对SSR引物合成,以牡丹品种基因组DNA为模板,验证其有效性和多态性。结果表明,有效引物50对(占50%),多态性引物12对(占24%)。12对多态性引物在芍药属12个不同种质内进行通用性检测,转移率范围为83.33%~100%,平均转移率为96.53%,表明牡丹SSR标记在芍药属内具有较高的通用性。利用高通量RNA-seq开发牡丹候选基因SSR标记可为牡丹功能基因挖掘、品种分子身份证构建、遗传多样性分析和分子标记辅助选择育种等提供重要的遗传资源。     

枇杷花转录组SSR位点信息分析

通过对枇杷花转录组数据的分析,开发新的枇杷分子标记,为研究枇杷的遗传多样性、分子标记辅助育种提供科学依据。本研究采用MIcroSAtellite (MISA)和Blast2GO对无冗余Unigene进行SSR搜索、筛选、识别及富集分析,并采用Primer 3进行SSR引物设计。搜索发现44 622个SSR位点分布于28 617个Unigene中,SSR位点出现的频率为47.51%,平均分布距离为4.87 kb。单核苷酸和二核苷酸重复是枇杷花转录组中SSR的主要重复类型,分别占总SSR的52.09%和32.83%;优势重复基元为A/T和AG/CT,分别占单核苷酸的50.94%和二核苷酸的26.70%,65.79%的基序长度集中在12～20 bp。基因GO功能分类表明,含有SSR位点的28 617个枇杷花转录组基因被富集到3个Ontology类别的51个GO Term中,Biological process涉及的GO Term最多,有21个。成功设计34 301对SSR序列引物,成功率为76.87%。通过分析表明,枇杷花转录组SSR位点出现频率高、分布密度大,具有良好的多态性潜能,能提供丰富的重复类型,可为研究枇杷的数量性状基因座定位、分子标记辅助育种、基因组进化、遗传多样性研究等提供科学依据。     

基于转录组序列的青榨槭EST-SSR标记开发及通用性分析

青榨槭为目前重要的秋季彩叶园林绿化优良树种之一。本研究基于青榨槭叶片转录组数据进行了SSR标记分析,结果发现其中3 744条unigene序列中含有3 763个SSR位点,发生频率为6.93%,每11.89 kb含一个位点。优势重复序列类型为二核苷酸重复和三核苷酸,分别占总SSR位点的51.21%与46.93%;AG/CT与GAA/TTC分别是二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元。654对引物中252对(38.53%)引物可成功扩增出目的条带,75对(11.47%)引物表现出多态性。75对多态性引物在槭属16个种质间转移率范围为83.75%～100%,平均转移率为90.08%,表明这75对标记具有较高的通用性。利用转录组开发青榨槭SSR标记可为青榨槭以及槭属种质资源研究、分子标记辅助育种等提供重要的遗传资源。     

基于红掌转录组序列的SSR标记分析与开发

本研究从红掌转录组共32 391条unigenes中搜索得到3 944个SSR位点,出现频率为12.17%。EST-SSR类型以一、二、三核苷酸重复为主,占总SSR比例的96.29%,其中二核苷重复为主要基序类型,占总SSR的51.01%,AG/CT重复类型出现最多。设计合成的200对SSR引物中有22对引物扩增条带清晰、多态性好,在18个红掌品种中得到有效性验证。结果表明,基于红掌转录组序列的SSR标记开发是可行的,这些EST-SSR的开发可为红掌遗传多样性分析、分子育种等奠定重要基础。     

薄壳山核桃转录组中的SSR位点信息分析

通过对薄壳山核桃转录组数据的分析,开发新的薄壳山核桃分子标记,为研究薄壳山核桃的遗传多样性、分子标记辅助育种提供科学依据。利用ESTtrimmer和cross-match对转录组测序获得的Unigene进行过滤,除去冗杂序列;利用MISA对无冗余Unigene进行SSR搜索,并应用Primer3进行SSR引物设计。从搜索序列中发现了10 303个SSR,分布于9 871条Unigenes中,出现频率为18.31%,分布密度为1/4.06 kb。二核苷酸和单核苷酸是主要重复类型,分别占SSR总数的44.27%和40.64%;优势重复基元为A/T、AG/CT和AAC/GTT,分别占单核苷酸的39.66%、二核苷酸的35.22%和三核苷酸的4.90%。88.86%的基序长度集中在10~20 bp。成功设计了5 547对SSR引物。通过对薄壳山核桃高通量转录组序列的SSR信息的研究,表明薄壳山核桃转录组SSR位点出现频率高、分布密度大,具有较高的多态性潜能,能提供丰富的重复类型,可以为研究薄壳山核桃的遗传多样性、分子标记辅助育种、遗传图谱绘制等方面提供有效的理论依据。     

水生植物芡实的转录组SSR位点信息分析

为了研究水生植物芡实的遗传多样性,本研究利用转录组测序技术开发芡实EST-SSR标记,转录组测序共获取86 829条Unigene,运用MISA软件发掘芡实转录组数据中的SSR位点,并获取了9 640个,其出现频率为11.10%,平均分布距离为7.65 kb。二核苷酸和三核苷酸重复为芡实转录组中的主要重复类型,分别占SSR总数的61.88%和21.55%。出现重复序列的基序共有226种,优势重复基元为A/T、AG/CT和AAG/CTT,出现频率分别为11.25%、50.87%和6.51%。SSR基序长度主要集中在12～20 bp,长度超过20 bp的共有717个,占7.44%。设计并筛选出了11对SSR引物。通过对芡实转录组序列SSR信息的分析,发现芡实SSR位点出现频率高、重复类型多,可为进一步开发芡实SSR标记、遗传多样性提供有效的理论依据。     

基于转录组测序的鬼针草SSR标记开发及其应用

鬼针草(Bidens bipinnata L.)作为一种重要的药用植物,在属内鉴别和临床用药安全上存在较大问题。本研究利用Trinity软件对鬼针草转录组数据进行组装,共得到总长为106 457 436 bp的120 122条unigenes。利用MISA软件寻找到17 140个含有SSR的重复基元。SSR位点中主要重复序列为单核苷酸和三核苷酸,分别占总SSR位点的38.73%和38.06%,其次是二核苷酸,占20.73%。利用Primer 3.0设计引物,从中随机选择50对引物进行PCR扩增。其中有28对扩增出清晰条带,多态性好,重复性好。鬼针草转录组的SSR分子标记将会对鬼针草属植物种质资源鉴定、遗传多样性、重要性状基因定位及分子标记辅助选择育种等起重要推动作用。     

基于转录组测序的黑枣EST-SSR引物开发与鉴定分析

目前黑枣已有的分子标记比较匮乏,本研究基于转录组测序技术对黑枣品种进行SSR引物开发,为黑枣种质资源评价及分子标记辅助育种提供有力的技术支持。本研究对‘冀洪1号’黑枣转录组序列进行了分析筛选和开发,并利用开发出的引物进行了验证分析。结果表明:共得到52 537个Unigene序列,SSR位点总数22 327个,包含SSR的Unigene序列数为15 286条。黑枣SSR位点的重复单元中,二核苷酸重复类型的SSR最多(52.26%),其次为单核苷酸(25.84%)及三核苷酸(19.25%)。随机挑选90对EST-SSR引物进行验证,有效扩增率为77.78%(70对),多态性引物比例为18.57%(13对),对13个多态性位点进一步分析可得,共扩增了35个等位基因,PIC值介于0.233~0.677之间,平均为0.430。本研究开发出的EST-SSR分子标记,为后期进行黑枣良种的鉴别及分子育种提供了分子技术手段。     

基于丝瓜全基因组序列SSR分子标记开发

为研究高效的丝瓜分子标记,本研究根据已报道的有棱丝瓜和普通丝瓜全基因组序列信息,利用MISA 2.1软件对丝瓜全基因组水平的SSR位点进行搜索,分别在有棱丝瓜和普通丝瓜中鉴定到341 829个和348 397个SSR位点,发生频率分别为2.20 kb/SSR和2.03 kb/SSR。有棱丝瓜和普通丝瓜重复单元最多的均为单核苷酸,分别占总数的73.90%和74.21%,其次为二核苷酸和三核苷酸重复单元。在有棱丝瓜和普通丝瓜中各鉴定到211种SSR重复基序,其中A/T、AT/AT、AG/CT和AAT/ATT重复基序类型出现频率最高。优选SSR位点,分别在有棱丝瓜和普通丝瓜中开发了278 522和284 966对SSR引物。通过比对两个基因组的SSR引物序列与自身的参考基因组,获得在有棱丝瓜和普通丝瓜中具有序列大小差异的SSR引物955对,随机挑选其中64对引物在6份表型差异较大的丝瓜材料中进行引物有效性检测,其中61对引物有目的条带扩出,16对引物具有多态性。本研究在丝瓜全基因组水平所开发的SSR分子标记可为后续丝瓜种质资源鉴定、亲缘关系分析及分子标记辅助育种提供基础。     

槟榔转录组SSR位点信息分析

采用生物信息学方法对槟榔(Areca catechu L.)果实转录组中的SSR位点信息进行分析,以期为槟榔SSR标记开发提供依据。利用MISA工具对槟榔转录组测序获得的Unigene序列进行SSR检索、位点信息分析和SSR引物设计。从94 562条Unigene中共检索到51 245个SSR位点,分布在31 482条Unigene序列中,平均分布距离为1/2.12 kb,发生频率为54.19%。单核苷酸是主要重复类型,所占比例为30.14%。优势重复基元是A/T、AG/TC、GA/CT和TA/AT,分别占单核苷酸的80%、二核苷酸的27%、26%和25%。重复次数以3～11次重复为主,所占比例为69.37%。大部分基序长度集中在12～20 bp之间,所占比例为92.77%。设计获得34 983对SSR引物。研究结果表明槟榔SSR位点分布频率较高、类型丰富、具有较高的多态性潜能和可用性,可为槟榔SSR标记开发、种质资源鉴定、遗传多样性分析、分子标记辅助育种等方面提供的理论基础。     

基于SLAF-seq技术红豆树基因组的SSR位点特征分析

简单重复序列(SSR)广泛存在于基因组中,是亲缘关系分析、DNA指纹图谱构建和遗传多样性研究领域中非常重要的遗传标记之一。红豆树群体已处于濒危状态,且属无参基因组,其近缘种开发的SSR引物亦很少,为满足红豆树遗传多样性研究及制定合理的保护策略,本研究基于SLAF-seq(specific-locus amplified fragment sequencing)技术对天然群体中典型红豆树进行简化测序,利用MISA软件对测序获得所有SLAF片段进行SSR位点搜索,并对SSR位点特征进行统计分析,最后利用Primer Premier 5.0软件进行引物批量设计。与日本晴水稻的测序数据相比,红豆树参考基因组的双端比对效率为90.14%,酶切效率为92.37%,说明SLAF建库正常;测序Q30为92.32%,GC含量为37.17%,说明达到测序要求。本研究共获得6 426 462 reads和592 221个SLAF标签,其中16 653个多态性SLAF标签,含有17 868个SSR位点,平均每6.98 kb就分布有1个SSR位点。不同核苷酸重复类型的基元类型数量及SSR位点数量间差异较大,除单核苷酸外,二、三核苷酸重复类型数量较多,分别占总SSR位点的17.15%和15.02%,其中AT/TA和GAA/TTC基元重复数量最多,分别为1 090个(43.1%)和349个(15.2%)。通过批量引物设计共得到2 817对引物,以二、三核苷酸类型较多,两者所占比例高达94.8%。结果表明:SLAF-seq技术可以很好的应用于红豆树(无参基因组)SSR位点的开发,基于简化基因组测序数据发掘的SSR位点能够为SSR分子标记开发提供信息,并有助于后续群体遗传多样性和交配系统分析等。