7个茶树全基因组SSR位点的鉴定与特征分析

测序技术的进步有力促进了基因组学的研究进展。近年来,已有7个茶树参考基因组相继发表,但不同基因组间SSR的数量和特征尚不清楚。通过对7个茶树全基因组SSR位点的鉴定和比较分析发现,茶树中二核苷酸重复单元SSR最多,其次是三核苷酸重复单元,所有品种Ⅰ类SSR均含量均低于Ⅱ类SSR。品种间SSR数量在391 815至595 417之间变化,全基因组SSR密度则从131.94 Mb^-1到207.66 Mb^-1不等,不同染色体间存在明显差异。与基因组二核苷酸重复最多不同,CDS区SSR密度更低,且以三核苷酸重复单元为主。二核苷酸和三核苷酸重复最多的类型分别为AG/CT和AAT/TTA。同时发现,不同品种基因组间存在丰富的多态性SSR位点。对这些特征的揭示和多态性SSR的鉴定,将为茶树遗传图谱构建、遗传多样性分析和重要性状的遗传机制解析奠定基础并提供支撑。     

Constructing the wolfberry (Lycium spp.) genetic linkage map using AFLP and SSR markers

Genetic linkage maps are important for quantitative trait locus (QTL) and marker-assisted selection breeding. The wolfberry (Lycium spp.) is an important food and traditional medicine in China. However, few construction genetic linkage maps have been reported because of the lack of genomic and genetic resources. In this study, a population of 89 F₁ seedings was derived from a cross between two heterozygous parents, L. chinense var. potaninii ‘BF-01’ (female) and L. barbarum var. auranticarpum ‘NH-01’ (male), in order to construct a genetic linkage map using simple sequence repeat (SSR) and amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers based on the double pseudo-test cross mapping strategy. The resulting genetic map consisted of 165 markers (74 AFLPs and 91 SSRs) distributed across 12 linkage groups and spanned a total length of 557.6 cM with an average distance of 3.38 cM between adjacent markers. The 12 linkage groups contained 3 to 21 markers and ranged in length from 8.6 to 58.3 cM. Twenty-nine segregated markers distributed in the map were mainly located on LG4 and LG9 linkage groups at P<0.05. This is the first linkage map of Lycium species using SSR and AFLP markers, which can serve as basis for improving genes and selective breeding of the genome assembly.     

基于谷子测序开发的SSR标记多态性检测

利用谷子和狗尾草属其它种的24个材料,对474对基于谷子基因组测序结果设计的SSR引物进行了多态性鉴定。结果显示,有96对引物在各材料之间表现出了丰富的多态性,多态性率20.25%。本研究结果所筛选的谷子SSR标记丰富了狗尾草属遗传进行分析、种质资源研究、遗传图谱构建、目的基因定位及分子标记辅助选择可利用SSR标记的数量,同时也为谷子SSR标记核心数据库的建立奠定了基础。     

Identification of commercial cultivars of Agaricus bisporus in China using genome-wide microsatellite markers

Agaricus bisporus is one of the most widely cultivated mushrooms in the world. Commercial cultivars are usually phenotypically alike and easy to be copied by isolating tissue cultures. This brings great challenges to distinguish different cultivars and to protect new varieties. Thus, techniques for the accurate identification of cultivars are essentially required. In this study, we accurately identified 11 commercial cultivars of A. bisporus released in China by using microsatellite (SSR, simple sequence repeat) markers. SSR markers were developed by mining the genome sequence. A total of 3 134 SSRs were identified, of which 1 490 SSRs were distributed in gene models, and 1 644 in the intergenic regions. A total of 17 polymorphic primer pairs were developed and SSR fingerprints were constructed for all the commercial cultivars. These SSR markers generated a total of 73 alleles, with an average of 4.29 per locus. Specifically, the primer combination of AB_SSR_2341 and AB_SSR_2590 could distinguish all the 11 commercial cultivars. The similarity coefficients of the 11 commercial cultivars were between 0.56 and 0.95 indicating that some of them were close related. Our results provide an efficient technique for the identification of A. bisporus cultivars in China, which can also facilitate the marker-assisted breeding in the future.     

Molecular analysis of cultivated naked barley (Hordeum vulgare L.) from Qinghai-Tibet Plateau in China using SSR markers

Naked barley is widely planted in Qinghai-Tibet Plateau in China and is essential for the daily life of Tibetans in those regions. In this study, the genetic diversity of 64 cultivated naked barley accessions from Qinghai-Tibet Plateau in China was analyzed using 30 mapped SSRs linked with the important traits of barley improvement. A total of 132 alleles were identified at 22 polymorphic SSR loci, with the number of each locus ranging from 2 to 15, the polymorphism information content (PIC) values ranging from 0.16 to 0.91, and with an average of 0.65. Of the selected SSRs, 13 SSR markers with high PIC value were highly efficient for the genetic analysis of Chinese barley. The accessions were divided into five main groups by cluster analysis and could be differentiated from each other. The genetic diversity in the Tibet accessions was slightly higher than in the Sichuan accessions. It is found that there were specific genes linked with the collecting sites. These results indicate the cultivated naked barley from Qinghai-Tibet Plateau in China are highly polymorphic and could be considered as an important resource bank for cultivated naked barley breeding in the future. __________ Translated from Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni, 46(2): 82–86 [译自: 中山大学学报(自然科学版)]     

中国大麦地方品种的遗传多样性及α-淀粉酶活性的 全基因组关联分析

【目的】了解中国大麦地方品种的遗传多样性,为大麦α-淀粉酶活性基因寻找有效的分子标记。【方法】利用覆盖全基因组的41对简单重复序列（SSR）标记引物,对257份中国大麦地方品种进行PCR扩增;采用Nei’s遗传距离和邻接（neighbour-joining）法进行聚类分析;在对群体结构和连锁不平衡分析的基础上,进行基于全基因组的表型与基因型的关联分析。【结果】共鉴定出709个等位变异,平均每个位点的等位变异数为17个。41个SSR标记位点的多态性信息指数（PI）变化范围为0.23（Bmag 0385）—0.94（Bmac0032）,平均为0.6385。257个中国大麦地方品种聚合成9个不同的结构类群,发现5个与大麦α-淀粉酶活性显著关联的标记位点。【结论】中国大麦地方品种中蕴藏着丰富的遗传等位变异;各类群的特性和品种来源符合“遗传关系密切、表型特征特性相同、地理生态相近”的同类群聚集规律。在5个关联位点中,位于7H染色体上的Bmag0385位点,其等位变异A215的酶活增强效应最大;此外,7H上Bmac0273的等位变异A141的增效作用较大,可用于啤酒大麦育种的分子标记辅助选择。     

柳枝稷种质遗传多样性的SSR分析

利用从本试验32对引物中筛选得到的7对稳定可靠的SSR标记引物,对10份柳枝稷种质材料进行遗传多样性的SSR分析。结果表明：不同种质材料在7个位点的PIC值在0.669～0.881之间,遗传相似系数在0.385 4～0.905 7范围内波动。依据遗传距离和引物,应用非加权组平均法（UPGMA）对材料进行聚类分析,其中引物5211_B07的聚类结果和遗传距离的聚类结果相同：5个登记品种材料和野生种质材料No.2聚为一类,种质间遗传关系较近;其他4份野生种质聚为另一大类。     

Association mapping of morphological and physiological-biochemical traits in Brassica rapa L. species

The search of associative relations between 258 SSR and S-SAP molecular markers and chromosomal loci determining morphological and physiological-biochemical traits of the accessions from the core collection of genetic resources of Brassica rapa L. has been carried out. The revealed SSR and S-SAP molecular markers can serve as an efficient genetic and breeding tool for the mass screening of collection accessions of this species, including prebreeding investigations, and are able to facilitate the transfer of revealed alleles into important breeding lines and varieties.     

SSR标记及其在水稻分子生物学研究中的应用

综述了SSR标记的类型、特点和新标记开发方法及其在水稻遗传图谱构建、基因定位克隆、QTL分析、品种鉴定、种质资源保存和利用、遗传多样性分析、分子标记辅助选择育种等方面的应用情况。     

用高基元微卫星标记分析中国糜子遗传多样性

【目的】开发高基元(4—6)碱基重复微卫星标记,分析种质资源遗传多样性,为糜子遗传和进化研究提供理论基础。【方法】用隶属函数、主成分分析和聚类分析综合评价糜子资源表型多样性,用前期糜子转录组测序获得高基元SSR引物对地理来源差异大的糜子材料进行PCR扩增检测其多态性,用Power Marker 3.25计算遗传多样性参数,用Pop Gen 1.32计算Nei’s遗传距离,用MEGA 5.0进行聚类分析,用Structure 2.2鉴定遗传类群。【结果】96份糜子资源株高和穗长变异最丰富,多样性指数分别为2.08和1.91。PCR扩增发现,占56.29%的85对引物具多态性,其中四、五和六碱基重复引物分别为71对(83.53%)、10对(11.76%)和4对(4.7%)。85个标记扩增产物大小分布为100—450 bp,PIC值平均为0.51,Rp值为1.00—5.75,平均为3.15。四、五和六碱基重复SSR的平均Rp值分别为3.15、2.8和4.0。基于Rp值分析SSR的分布频次,发现85个标记分布区间为0—1、1—2、2—3、3—4、4—5和5—6,分别包含1(1.18%)、15(17.65%)、31(36.47%)、20(23.53%)、12(14.12%)和6(7.06%)个标记,60%(51个)的标记分布在区间2—3和3—4。用85个SSR扩增96份糜子资源,共检测到232个等位变异,每个位点检测到等位变异2—3个,平均2.7294个;62个位点产生3个变异,23个位点产生2个变异;多样性指数为0.2842—1.0633,平均为0.7708;PIC值为0.0400—0.7281,平均为0.4723。不同生态区糜子种质间的遗传距离为0.0093—0.5052(平均为0.1798),遗传一致度为0.6034—0.9907(平均为0.8485)。基于UPGMA将96个糜子基因型聚为4个群组,第一群组主要属于北方春糜子区;第二群主要属于东北春糜子区;第三群组主要属于华北夏糜子区;第四群组主要属于黄土高原春夏糜子区。遗传结构分析将96份试材划分为4个类群,分别代表黄土高原、华北、东北和北方基因库。UPGMA聚类分析和遗传结构分析结果基本一致,均与地理起源相关。【结论】在糜子中构建了85个四、五和六碱基重复微卫星标记,这些高基元SSR的引物分辨率(Rp)高,对不同基因型分辨能力强,PCR扩增多态性好;用其评估中国糜子资源的遗传差异发现,黄土高原春夏糜子区和北方春糜子区资源遗传多样性最丰富。     

基于转录组测序的黄麻SSR分子标记开发与初步验证

为开发黄麻SSR引物,为黄麻分子标记辅助育种等研究提供有利工具,在黄麻转录组测序的基础上,采用MicroSAtellite(MISA)软件进行SSRs搜索,并对部分SSR引物的多态性进行验证,结果表明:1)在1kb以上的13 718条unigene中,共检测到8 571个SSR位点,占评估序列数目的62.47%,平均每3.47kb有1个SSR;2)所开发的SSR标记中,单核苷酸重复序列最多,占42.15%,二核苷酸和三核苷酸序列也较丰富,分别占14.80%和16.74%;3)利用Primer3.0软件设计了与木质素合成酶基因及MYB转录因子相关的880对引物,随机选取29对引物,以8份不同类型黄麻种质进行多态性验证,获得8对具有稳定多态性的引物,多态性引物比率为27.58%。结果表明,基于黄麻转录组序列的SSR标记开发是可行的,开发的SSR标记可为黄麻属遗传多样性分析、遗传图谱构建及功能基因的挖掘等研究提供有利工具。     

基于SSR荧光标记的79份桃种质遗传多样性分析

【目的】利用SSR荧光标记毛细管电泳技术对取自国家果树种质南京桃资源圃的79份种质进行基因分型和遗传多样性分析,筛选出多态性高的引物可用于桃品种间鉴定、亲缘关系分析,并用于分子标记辅助选种体系建立。【方法】对母本‘中油4号’进行从头测序,以物理距离1 Mb为单位在全基因组范围内开发SSR标记。以79个桃品种为材料进行PCR扩增,扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测后筛选目标条带清晰且多态性丰富的标记。对筛选出的标记进行5′端荧光修饰,PCR产物在ABI3730XL测序仪测序,实现对标记的复筛。利用Genemapper 4.0软件对测序结果进行统计,Data Formater 2.1软件将统计得到的bp数据转换成Power Marker v3.25软件所需要的数据格式。对筛选出的引物进行多态性分析,选择多态信息含量（PIC）大于0.45的荧光SSR引物作为79份种质材料的核心引物。以Nei’s为参数,利用NTSYSpc 2.1软件中的UPDM聚类方法分析品种间的遗传多样性。利用基于贝叶斯模型的Structure v2.3.4软件解析79份种质的居群遗传结构。【结果】基于79份种质,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳对覆盖全基因的SSR标记进行初筛,共筛选出207对多态性良好的引物;利用SSR荧光标记毛细管电泳技术对207对引物进行复筛,最终筛选出26对核心引物,利用其中5对核心引物可将79份品种完全区分开。26对SSR核心引物在79份桃种质中共扩增出174种多态性基因型,每对引物扩增出的基因型为4—13种,平均每对引物扩增出6.69个基因型,每对引物的多态信息含量PIC在0.45以上。基于207对SSR引物在79份种质中扩增出的位点信息,构建了79份种质的遗传关系图谱和居群遗传结构图。207对引物从遗传距离上将79份种质划分为7组,从居群结构上分为2组。79份品种遗传多样性较高,部分品种聚类结果与系谱图相符。【结论】构建了79份材料的聚类分析图和居群遗传结构图,在一定程度上揭示了79份材料的亲缘关系。由于桃复杂的遗传背景,不能依据单一特性对品种间亲缘关系进行判定。本研究筛选出的26对核心引物可用于全基因组范围内连锁性状的鉴定、桃种质资源鉴定、新品种鉴定及保护、分子标记辅助育种体系构建。     

水稻基因组中的微卫星标记及其应用

微卫星又叫简单重复序列,是指以少数几个核苷酸(多数为2～4个)为重复单位组成的串联重复序列,微卫星的两侧为保守的单拷贝序列．不同品种间微卫星基序重复次数的不同而形成了多态性,这种多态性可以通过设计PCR引物扩增检测出来,此即为简单序列长度多态性．微卫星标记具有共显性、高多态性、实验操作简单、快捷和检测结果稳定可靠等优点,是一种理想的分子标记．微卫星标记在水稻基因组中非常丰富,且分布均匀,水稻微卫星标记已发展了2740多个．微卫星标记在水稻分子标记连锁图的构建、基因(QTL)定位、系谱分析和分子标记辅助选择、遗传多样性研究和种质鉴定等许多方面得到了广泛应用．     

苦荞全基因组SSR位点挖掘及遗传多样性分析

苦荞是一种重要的杂粮作物.利用GenBank数据库中苦荞的8条染色体基因组序列进行SSR标记挖掘,并基于Primer 3.0设计SSR引物,筛选多态性高的引物进行遗传多样性评价.共检测到51 485个SSR位点,平均发生频率为114.07 Mb-1,二核苷酸重复型最多(78.20％),其次为三核苷酸重复型(17.76％...     

甘蓝种和芥菜型油菜细胞质的遗传多样性

对36份供试材料（15份甘蓝种材料、12份芥菜型油菜、4份不同细胞质类型的甘蓝型油菜、2份白菜型油菜及黑芥、埃塞俄比亚芥、芸芥各1份）进行叶绿体和线粒体SSR分析。7对多态性叶绿体特异的SSR引物在参试材料中共检测到31条多态性条带,每个位点等位基因为3~8个,平均4.43个,PIC值为0.234~0.711,平均为0.550。 2对线粒体特异的SSR引物检测到多态性条带数分别为3和5,PIC值分别为0.409和0.558。将线粒体与叶绿体的SSR标记合并,36份材料的遗传相似系数为0.538~1.000,在遗传相似系数 0.700 处,36份材料可明显分为5类,分别为芥菜型油菜、甘蓝型油菜和白菜型油菜、埃塞俄比亚芥和黑芥、甘蓝、芸芥,结果与传统的分类一致。芥菜型油菜内存在4种单倍型,而甘蓝仅有一种单倍型,芥菜型油菜材料间的细胞质遗传多样性高于甘蓝种材料间的细胞质多样性。     

荔枝EST资源的SSR信息分析及EST-SSR标记开发

 【目的】明确荔枝EST序列中SSR的总体特点,开发荔枝EST-SSR引物,为利用EST-SSR分子标记进行荔枝种质资源遗传多样性、连锁图谱构建及亲缘关系研究奠定基础。【方法】应用SSRIT软件,按照设定标准从自行构建的一个荔枝果皮发育关键期的cDNA文库中的1 331条Unigene（惟一序列）中搜索SSR位点。利用软件Primer primer5.0设计EST-SSR引物。选用16份表型差异较大的荔枝种质资源检测引物的有效性及多态性,利用聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)进行片段分离。【结果】荔枝的1 331条EST序列中共搜索出220个SSR位点,分布于189条EST中,出现频率是16.53%。这些EST-SSR的平均长度为18.43 bp,平均分布频率1/4.42 kb。在1—6 bp的重复基元中,二核苷酸和三核苷酸重复类型占主导地位,共占总SSR的69.09%,二者出现的频率分别为37.27%和31.82%。共观察到72种重复基元,出现频率最高的是GA/TC（16.82%）;其次是AG/CT、A/T、AT/TA及GAA/TTC,频率分别为14.55%、11.82%、5.00%和3.64%。不同核苷酸数目的重复基元的重复次数差异很大。设计、合成150对EST-SSR引物,122对（81.33%）引物在荔枝中获得有效扩增,100对引物具有多态性。【结论】荔枝EST资源中含有高频率的SSR位点,且EST-SSR 标记开发效率较高。本研究为利用EST-SSR标记开展荔枝遗传研究提供了100 对EST-SSR引物,并为进一步开发荔枝EST-SSR标记提供了含SSR位点的候选序列。     

Analysis of Simple Sequence Repeats in Genomes of Rhizobia

Simple sequence repeats （SSRs） or microsatellites, as genetic markers, are ubiquitous in genomes of various organisms. The analysis of SSR in rhizobia genome provides useful information for a variety of applications in population genetics of rhizobia. We analyzed the occurrences, relative abundance, and relative density of SSRs, the most common in Bradyrhizobium japonicum, Mesorhizobium loti, and Sinorhizobium meliloti genomes se- quenced in the microorganisms tandem repeats database, and SSRs in the three species genomes were compared with each other. The result showed that there were 1 410, 859, and 638 SSRs in B. japonicum, M. loti, and S. meliloti genomes, respectively. In the genomes of B. japonicum, M. loti, and S. meliloti, tetranucleotide, pentanucleotide, and hexanucleotide repeats were more abundant and indicated higher mutation rates in these species. The least abundance was mononucleotide repeat. The SSRs type and distribution were similar among these species.     

野生狗牙根种质资源SRAP与SSR的遗传多样性

【目的】为指导种质资源的引进和利用及选育优质狗牙根新品种提供科学依据。【方法】采用SRAP和SSR两种分子标记方法相结合,对52份野生狗牙根材料进行遗传多样性分析。【结果】①利用4个表型差异显著的野生狗牙根对SRAP的150对引物组合及SSR的200对引物组合进行扩增,分别筛选出有效引物组合各18对,SRAP和SSR扩增总条带分别为236和346条,多态性条带206和255条,平均每对引物扩增出多态性条带各11.4和14.17条,多态性位点百分率分别为87.29%和73.70%;②两种标记结合进行聚类分析,当GS=0.68时,可将所有供试材料分成5个组群;当GS=0.78时,可将第V个组群分成6个小组,大部分来自相同或相似生态地理环境的材料聚为一类;③基于聚类分析,可将供试材料分为8个生态地理类群,据各类群间的Nei氏遗传一致度和遗传距离的无偏估计值表明,生态地理环境相似的地理类群遗传距离较小;④SRAP和SSR标记之间具有显著的相关性,且相关性较高。【结论】野生狗牙根有丰富的遗传多样性,其聚类和生态地理环境有一定的相关性。     

利用ISSR和SSR标记分析芒荻类植物资源遗传多样性

利用ISSR和荧光SSR技术对22种芒荻类植物的遗传多样性进行分析,筛选出具有多态性的ISSR和SSR引物各12对,其中ISSR引物共扩增出216个多态性位点,多态性比率为96.86%,Neis指数为0.301 8,平均Shannon指数为0.462 8;SSR引物共扩增出111个多态性位点,多态性比率为67.68%,Neis指数为0.111 5,平均Shannon指数为0.193 3。UPGMA聚类分析结果表明,22份芒荻类植物资源中除五节芒外,相同地域内的芒、荻和南荻在遗传学上难以区分;芒荻类植物资源的遗传分化与其种源的地域分布有一定相关性。Mantel检验显示,2种分子标记在22份芒荻类植物资源间相关不显著(r=0.374,P0.05)。     

四倍体野生种花生A.monticola全基因组SSR的开发与特征分析

【目的】通过对四倍体野生种花生Arachis monticola（AABB,2n = 4x = 40）全基因组SSR位点搜索,研究其全基因组SSR分布特征及规律,开发并验证其全基因组SSR引物,为花生属植物遗传进化分析及重要性状分子标记开发提供依据。【方法】在华大基因GigaScience数据库下载A.monticola全基因组序列,并利用生物信息学软件MISA进行SSR位点搜索,Primer 3进行引物设计,通过电子PCR进行单位点SSR分析,并随机合成100对SSR引物验证通用性。【结果】SSR在四倍体野生种花生A.monticola基因组上共搜索到SSR位点676 878个,平均每3.8 kb就会出现一个SSR,分布于5 127条scaffold中,单核苷酸至六核苷酸均有分布,且数量上差异较大,以单碱基、二碱基、三碱基为主,三者占SSR总数的94.28%,其中单碱基重复数量最多,占46.71％,密度最高;六核苷酸重复数目最少,分布最稀疏。大多数SSR分布在基因间区,基因区SSR多分布于内含子区域;全基因组共鉴定出395个不同的重复基元,其中A亚基因组342种,B亚基因组356种;A/T是最丰富的重复基元;在1—6个核苷酸的重复基元中,数量最多的依次是A/T、AT/AT、AAT/ATT,AAAT/ATTT、AAAAT/ATTTT、AAAAAT/ATTTTT;整体来看,重复基元的重复次数多集中在50次以内,不同类型的motif的重复次数差异很大;同一种类型重复基元的SSR位点,随着motif重复次数增加,SSR的数量逐渐降低;B03染色体上SSR数量最多,A08染色体中SSR密度最高。A.monticola全基因组SSR比A.duranensis、A.ipaensis基因组SSR数量多,密度也更高,A.monticola单核苷酸重复最丰富,2个野生种二核苷酸数量最多。共设计出SSR引物192 303对,单位点SSR标记检出率50.35%,单点SSR标记在基因组上的分布呈现两端密集,中间稀疏的特点;随机合成的100对引物中,90对能在A. monticola中扩增出稳定清晰的条带,且在4份不同的花生基因组DNA中扩增目的条带表现出不同的特点。【结论】A.monticola基因组内SSR种类和数量丰富,单核苷酸至六核苷酸均有分布,单核苷酸重复基元数量最多,且最密,六核苷酸重复基元数量最少,出现频率最低,不同重复基元频数高低与核苷酸数量没有严格相关性,SSR多分布在基因间区,基因区内含子区域SSR数量最多;A.monticola A、B亚基因组具有其各自特异的重复基元类型;单个类型重复基元数量最多的均为AT富集的重复基元,而GC富集的重复基元相对较少;同一种类型重复基元的SSR位点,随着motif重复次数增加,SSR的数量逐渐降低;A.monticola全基因组SSR较2个二倍体野生种数量更多,密度也更高且重复基元分布规律不同;经过初步验证,开发的SSR引物在4份花生材料中表现出部分通用性。