不同类型油菜EST-SSR标记的通用性及其应用研究

以10个甘蓝型油菜、11个芥菜型油菜和7个白菜型油菜品种为材料,选用已报道的14对白菜EST-SSR引物和8对油菜EST-SSR引物,探索其在3种类型油菜中的通用性,并利用筛选出的在3类油菜中有通用性和多态性的EST-SSR标记对供试油菜品种进行聚类分析.结果表明:(1)选用的14对白菜EST-SSR引物和8对油菜EST-SSR引物,在供试的3种类型油菜中都有扩增,完全可用.(2)在白菜型、甘蓝型和芥菜型油菜品种中扩增显示出多态性的引物数分别为18、16 和14对,其中有10对引物在3种类型油菜品种间扩增产物具有多态性.(3)利用这10对扩增多态性EST-SSR引物对供试油菜品种聚类分析,结果显示,在遗传相似系数为0.67时,3种类型油菜品种分别独自聚为一大类,表明开发和建立不同类型油菜间可通用的EST-SSR标记是可行且有应用价值的.     

高梁与苏丹草EST—SSR标记的开发

从769条含SSR位点的高粱EST序列中设计了103对EST-SSR引物.用设计出的103对EST-SSR引物,对高粱品种TX623A和苏丹草品种S722进行了PCR扩增和多态性检测.结果表明:80对引物同时在两品种中扩出了条带,占引物总数的77.7%,20对引物在两品种中表现出多态性,占引物总数的19.4%,占能在两品种中扩出带引物的25.0%.研究结果表明根据高粱EST建立高粱与苏丹草EST-SSR标记是有效、可行的.     

基于EST-SSR标记的莲属种质资源遗传多样性分析

利用EST-SSR分子标记对30个亚洲莲、6个美洲莲及14个亚美杂交莲品种(野生居群)进行遗传多样性分析,结果表明:从123对EST-SSR引物中筛选出52对(42.3%)扩增稳定、具有多态性的引物;利用这52对引物对50个不同类型代表的莲属品种进行扩增,共获得177条多态性条带,引物的等位基因数和多态性信息量(PIC)的范围分别为2~8个和0.63(NNFB-1059)-0.91(NNFB-750),平均为3.4个和0.79。利用NTSYS-pc2.11软件对扩增结果进行Jaccard相似性系数分析,50个荷花品种材料遗传相似系数为0.24~0.86;通过UPGMA法进行聚类分析,在遗传相似系数0.37处供试荷花材料可分为4大类群:亚洲莲品种均聚类在I、II类群中,III类群绝大部分为亚美杂交莲品种,IV类群为美洲莲,亚美杂交莲品种与亚洲莲品种的亲缘关系相对较近,与传统分类及前人研究结果相一致。     

基于苹果EST-SSR的梨种质资源遗传多样性分析

利用来自苹果的8对EST-SSR标记对48份梨(Pyrus)种质资源进行遗传多样性研究,以分析其在梨属植物上的通用性.结果表明,8对EST-SSR引物在供试材料上均能扩增出与苹果大小相似的产物,所有引物共检测到140个基因位点,其中多态性位点129个,多态性比例为92.14%,并且可成功区分不同品种.根据EST-SSR标记所揭示的多态性和UP-GMA法聚类分析,48份梨种质资源在相似系数0.62处可分为东方梨和西方梨两个种群,而中国的白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)、砂梨(P.pyrifolia Burm.f.Nakai)和秋子梨(P.ussuriensis Maxim.)相互交错在一起,没有独自成组.可见,苹果的EST-SSR标记在梨上具有高度的可转移性,可应用于梨属植物的资源评价及遗传关系研究.     

中国96个荔枝种质资源的EST-SSR遗传多样性分析

根据本实验室已获得的荔枝果皮cDNA文库EST序列,通过SSRIT在线检索,从3391条EST序列中,发现305条含有SSR,占整个文库EST的8.99%。利用SSR-ESTs序列共设计100对EST-SSR引物,其中62对在荔枝上有扩增产物,50对有扩增多态性,即具有一定的通用性。接着从96份荔枝种质中选取12个品种的基因组DNA,开展核心引物筛选,共筛选出多态性较好的EST-SSR分子标记30个;这30个EST-SSR分子标记在96份资源共扩出284条带,不同引物的扩增条带在3～18条之间,平均9.47条,其中有282条为多态性带,多态率高达99.30%,每对引物的Nei's基因多样度范围为0.186～0.396,香农信息指数范围为0.318～0.558;此外,系统聚类分析结果表明,在相似系数0.5525处,可将96份荔枝种质资源分成了8大类群,该8大类群基本与其生态类型和植物学性状特征相符。在此基础上,还对荔枝的主栽品种和特殊种质进行鉴别,结果表明,该30个EST-SSR分子标记在不同品种间可产生较清晰可辨的多态性差异,为荔枝品种以及种质资源鉴别和鉴定的分子指纹的构建奠定了良好基础。     

利用SSR标记研究茄子种质资源遗传多样性

本研究利用105个SSR分子标记分析了50份茄子种质资源遗传多样性。105对SSR引物中筛选出的20对多态性含量较高的引物,在50份茄子品种组成的群体中共检测出91个等位基因,平均每个基因位点检测到4.55个等位基因。PIC的变幅为0.202 1~0.735 6,平均为0.401 2。根据遗传距离并结合UPGMA聚类分析可将50份种质分为10个类群。SSR分子标记与品种资源性状聚类分析基本一致。     

转基因抗虫棉SSR和AFLP遗传变异研究

利用SSR和AFLP两种分子标记技术,分析了52份转基因抗虫棉品种（系）的遗传多样性。结果表明：在61对SSR引物中,有4对引物在供试材料中表现出多态性,共扩增出102个标记,其中多态性标记25个,多态性百分率为24．51％,每对引物的扩增带数变化在17～30之间;在100对AFLP引物中,有9对引物在供试材料中产生多态性,共扩增出618个标记,多态性标记33个,占总数的5．34％,每对引物组合扩增的标记数分布于47～81之间。成对品种的欧式距离变化在2．00～5．57之间,平均值为4．21,单一品种欧氏距离的平均值分布在3．73～4．75之间,表明不同品种之间遗传差异不大。基于SSRs和AFLPs多态性数据的聚类分析,可以将供试材料划分为3个类群（SAGs）,但类群划分与品种地理来源不十分吻合。     

河北省绿子叶黑豆种质资源表现型和ISSR标记遗传多样性分析

为了揭示河北省绿子叶黑豆种质资源的遗传多样性,为其研究利用提供理论根据,以46份原产河北省的绿子叶黑豆种质资源为试验材料,对其基于表型性状及ISSR标记鉴定结果进行了聚类分析,结果表明:7个ISSR引物共检测出60个等位变异,平均每个位点有8.6个等位变异,变幅为5～17个;ISSR引物的多态性信息量PIC变幅为0.721～0.927,平均0.820;利用表型性状和ISSR标记数据进行品种间遗传多样性分析,遗传相似系数变化范围分别为0.07～0.53和0.43～1.00,平均为0.284和0.704,遗传相似性变幅较大,河北省不同绿子叶黑豆品种间存在着丰富的遗传多样性。聚类结果显示,类群与品种来源地有关。     

15,665个黄瓜EST-SSR位点的引物设计及多态性检测

目前,国际公共数据库中黄瓜EST序列数量的迅速增加为SSR标记的开发提供了极为便利的资源。本研究从葫芦科基因组数据库下载513,801条黄瓜EST,经EST-trimmer软件和CD-HIT程序预处理,共获得381,022条非冗余EST。利用Perl程序MISA搜索到SSR位点15,665个,检出率为4.11%。利用Primer3软件成功设计了9,145对黄瓜EST-SSR引物,随机抽取10对引物对5个黄瓜品种进行多态性分析发现,其中仅2对引物能检测到多态性。该数据为下一步开发新的黄瓜EST-SSR标记奠定了一定的基础。     

编码区和非编码区SSR标记对水稻类群的比较研究

设计14对水稻编码区SSR引物和选取已公布的非编码区SSR引物12对、编码区SSR引物3对,采用SSR技术,对29个标记在60个水稻材料中的多态性进行分析。结果表明,编码区SSR标记平均检测到3.59个多态性位点,多态信息量PIC(polymorphism information conten)在0.032～P0.853之间,平均值为0.447;非编码区SSR标记平均检测到3.92个多态性位点,PIC在0.063～P0.795之间,平均值为0.521。聚类分析显示,非编码区SSR标记能更加精确地区分来自不同地区的水稻类群,编码区SSR标记也具有良好的多态性,同样可以用于分析水稻的亲缘关系。     

柱状田头菇EST-SSR的开发及应用研究

借鉴香菇EST序列设计的40对引物对柱状田头菇进行了EST-SSR引物通用性研究。结果显示,挑选的28对引物中多态性好且稳定的有13对,通用率达46.4%。PCR扩增产物获得具有多态性条带81条,每对引物扩增条带的数目范围为2–14,平均5.86条,扩增片段大小在100–400bp之间。多态信息含量（PIC）在0.3750–0.8032,平均0.7084。研究结果表明,EST-SSR分子标记在食用菌的遗传多样性和比较基因组学研究中起到重要的作用。     

基于EST-SSR标记的南方型黑杨主栽无性系鉴定及亲缘关系分析

以南方型黑杨引进后主栽区重点推广栽植的12个无性系为研究对象,利用EST-SSR分子标记进行多态性分析,并建立无性系鉴定的指纹图谱,为优良黑杨无性系的推广提供依据。用EST-trimmer对NCBI数据库中的EST序列进行分析、MISA软件找出SSR位点后运用primer3在线设计获得的30对EST-SSR引物,对12个黑杨无性系进行PCR扩增。经过筛选获得18对多态性引物,对12个黑杨无性系进行扩增获得88个等位基因,多态率为70.5%,平均观察等位基因数为2.1463,平均Shannon’s多样性指数为0.5927。通过5对引物组合(EU147、EU43、EU11、EU164和EU81)可以将12个黑杨无性系进行区分,并在此基础上构建指纹图谱。亲缘关系分析发现无性系间的遗传相似系数为0.6020~0.9040,平均值为0.7691;无性系间的遗传距离较近,与其均来源于美洲黑杨和欧美杨的相似遗传背景有关。总之,EST-SSR标记可以对南方型黑杨主栽无性系进行有效鉴定。     

杂交兰转录组SSR信息分析及EST-SSR标记开发应用

该研究主要开发筛选适用于杂交兰的EST-SSR引物,为杂交兰种质资源评价和遗传变异研究等提供可靠的分子标记。该研究对杂交兰进行转录组高通量测序,挖掘SSR位点和开发EST-SSR标记,并对不同种质的遗传多样性进行分析。结果表明,从31724条杂交兰Unigene中检测出18603个SSR位点,SSR出现频率为58.64%;SSR位点中的主导类型是单核苷酸重复,占总SSR的65.10%,其次是二核苷酸(23.56%)和三核苷酸(10.76%)重复;优势重复基元为A/T、AG/CT、AT/AT和AAG/CTT,分别占总位点的64.72%、13.74%、8.19%和2.51%。利用Primer Premier 5.0共设计了565对SSR引物,从筛选出的64对有效扩增引物中随机选择28对引物,对40份杂交兰种质进行多态性验证与遗传关系分析,其中16对(占57.14%)引物表现出可重复的高多态性,平均多态信息量(PIC)达0.789。基于扩增的多态性SSR信息,40份种质资源可聚为4类,聚类结果与其遗传背景基本一致。该研究印证了转录组测序获得的Unigene是SSR标记开发的有效来源,开发的EST-SSR引物可为杂交兰及近缘种的良种鉴别、遗传图谱构建、分子标记辅助育种及功能基因挖掘等提供有价值的候选标记。     

西花蓟马EST-SSR信息分析、标记筛选及其与Genomic-SSR的多态性比较

西花蓟马Frankliniella occidentalis是一种世界性入侵昆虫, 近年来传入我国并不断扩散蔓延。基于简单重复序列（simple sequence repeats, SSRs）的西花蓟马种群遗传结构研究对于揭示其传播途径等具有重要的指导价值。本研究对来源于西花蓟马的13 839条EST序列进行了uni-EST组装、 EST-SSR信息分析以及标记筛选, 并比较了EST-SSR与Genomic-SSR在分析遗传多样性方面的差异。结果表明： 在7 707个singlets中共找到2 623个SSR位点, 分布于1 930个uni-EST中, 平均每2.21 kb就出现一个SSR位点。重复单元中, 以单碱基重复单元为主（83.00%）, 其次是四碱基重复单元（11.17%）, 而二、 三、 五和六碱基重复单元所占比例较低（分别为1.41%, 0.80%, 2.02%和0.91%）。设计出的22对EST-SSR引物中, 4对引物能稳定扩增出清晰的目的条带; 荧光标记毛细管电泳发现3对引物表现出多态性。西花蓟马EST-SSR与Genomic-SSR多态性分析表明, 这3对多态性EST-SSR引物揭示的多态信息含量（PIC）为0.48~0.69, 比5对多态性Genomic-SSR引物揭示的PIC（0.88~0.92）略低。本研究结果可为今后更深入开展西花蓟马的种群遗传结构分析提供帮助。     

白菜EST-SSR标记的通用性

EST-SSR是从表达序列标签(expressedsequencetag,EST)中开发的新型简单序列重复(simplesequencerepeat,SSR)标记。根据白菜EST设计了15对SSR引物,对白菜、油菜、玉米、高粱、水稻和茶树等进行了PCR,研究了白菜的EST-SSR标记在不同物种间的通用性。所设计的引物对不同白菜品种、近缘种油菜和远缘种玉米、高粱、水稻和茶树的扩增成功率分别为100%、93.3%、80%、93.3%、93.3%和86.7%。在15对引物中,有11对在远缘种中都有扩增产物,而且一些引物可显示多态性,多态性引物分别占了可扩增引物的33.3%、28.6%、28.6%和61.5%。这些结果表明,白菜EST-SSR引物具有较高的通用性,这对于比较基因组学研究有重要意义。     

高丹草EST-SSR标记的开发及其遗传多样性

对NCBI数据库中210 878条高粱EST序列进行处理, 得到57 498条无冗余EST序列, 经SSR搜索, 发现3 338个SSR分布于3 116条EST序列中, 分布频率为1/11.28 kb, 包括215种基元重复类型。其中三核苷酸重复最高, 占68.33%, 二核苷酸重复占17.97%。3 338条SSR序列中有1 694条序列能够设计出引物, 所占比例为50.75%。选取14对引物进行合成, 对50份高丹草、7份高粱和3份苏丹草材料进行了EST-SSR扩增, 共检测到72个等位变异, 平均每对引物检测出5.14个基因位点。每对引物多态性指数范围为0.54~0.93, 遗传距离的变化范围0.1646~0.6398。结果显示：供试材料具有较丰富的遗传多样性, 根据EST-SSR数据的聚类分析, 将供试材料按亲缘关系远近分为5大类, 来源相同的品种大致聚在一类, 呈现出一定的地域性分布规律。同时发现4个特异分子标记, 其中引物D1763只对314A和白壳苏丹草杂交后代GB-4-2高丹草审定品种产生特异性, 此标记已作为该材料的特异性标记用于种质资源的鉴定中, 同时表明, EST-SSR标记是高丹草遗传多样性及特异性研究的一种有效方法。     

小麦SSR和EST-SSR引物对无芒雀麦的通用性分析

无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)具有营养价值高、产量大、利用季节长、耐寒耐旱、适应性强等优良品质。为了解小麦SSR和EST-SSR引物在亲缘植物无芒雀麦中的通用性,本研究选用位于普通小麦7个部分同源群的203对SSR引物和46对EST-SSR引物对无芒雀麦基因组DNA进行了扩增。结果显示:有137对(67.49%)SSR和30对(65.22%)EST-SSR引物对无芒雀麦可以有效扩增,平均扩增条带数分别为2.8和2.5,即小麦SSR和EST-SSR引物在无芒雀麦中具有较高的通用性;研究还发现,来自小麦B基因组和第5同源群染色体的引物在无芒雀麦中的有效扩增比率和平均扩增条带数最低。据此推断,小麦B基因组和第5同源群染色体可能与无芒雀麦基因组的亲缘关系较远。该研究对开发无芒雀麦基因组的特异分子标记、进行遗传多样性分析和功能基因定位等具有一定的参考价值。     

广西部分地区野生茶树遗传关系EST-SSR标记分析

为了明确广西野生茶树种质资源的遗传背景,该研究从广西的宁明县、金秀县、苍梧县收集到14份地方野生茶树种质资源,以17个国家级茶树良种作为参照,采用EST-SSR分子标记技术,探讨了广西这三个地方野生茶树与国家级茶树良种间的亲缘关系以及广西地方茶树自身的遗传多样性。结果表明:15对EST-SSR引物共检测到68个等位基因,平均每个引物可扩增出4.53个,其中多态性位点为60个,多态性比率达88.2%。平均观测杂合度、平均期望杂合度、平均Shannon信息指数分别为0.42、0.55和0.97。PIC值在0.23~0.74之间,平均为0.52,多态性较好。遗传相似系数在0.53~0.9之间,平均值为0.71,31份供试材料在遗传相似系数为0.71分为5组群,76%参照品种聚在A组群,而广西本地的野生茶树资源则主要分布在B、C、D、E组群。利用该研究中的4对核心引物即可将31份供试材料全部区分开,挑选其中10个多态性较好的等位位点进行编码,构建31份供试种质的DNA分子指纹图谱。这表明广西野生茶树资源与国家级茶树良种间遗传差异较大、亲缘关系较远、遗传基础宽、多样性非常丰富,可作为茶树育种的亲本或开展茶树功能基因研究的材料。     

与苹果Co基因紧密连锁的RAPD标记的筛选及其SCAR标记转换

以短枝富士(Spur Fuji)X舞姿(Telamon)的105株F1群体为试材,利用RAPD技术,结合集群分类分析法(BSA)进行了苹果柱型基因(Co)分子标记的研究。通过对300条随机引物的筛选,获得一个与Co基因紧密连锁的RAPD标记S1142682,连锁距离为2．86cM。对该标记片段进行序列测定,然后根据序列特点设计了4条特异引物(其中正向引物与反向引物各两条)。PCR结果显示,这4条引物的4种组合都可以扩增出柱型性状的特征带。选其中之一进行群体上的分析,结果表明该SCAR标记特征带与柱型性状的共分离行为与原RAPD标记表现一致。可见,此组合的引物可以作为该SCAR标记的特异引物。通过对S1142682标记片段序列分析发现,在 45～ 251区域含有一个可编码68个氨基酸残基的ORF。     

牛鞭草品种EST-SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

为探讨牛鞭草(Hemarthria spp.)品种间的遗传多样性,从86对EST-SSR引物中筛选出8对引物对牛鞭草属6个品种进行指纹图谱的构建及遗传多样性分析。结果表明,8对EST-SSR引物对牛鞭草属6个品种共扩增出193条清晰条带,多态性条带161条,多态性比例为83.4%。每条引物的多态信息含量(PIC)为0.480~0.695,平均为0.602。UPGMA聚类分析表明,牛鞭草属6个品种在相似系数为0.652处可分为两大类群。8对EST-SSR引物均能将6个品种完全区分开,以3对EST-SSR引物扩增的电泳图谱为基础,建立了牛鞭草属6个品种的指纹图谱标准模式图,每个品种都有唯一的指纹图谱。牛鞭草属6个品种的平均Nei’s基因多样性指数为0.333,平均Shannon信息指数为0.496,品种间的相似系数介于0.399~0.782之间。可见,牛鞭草属植物品种的遗传多样性较丰富,种间差异明显。