中间锦鸡儿转录组EST-SSR标记系统性识别与引物筛选

旨在对中间锦鸡儿转录组数据库EST信息进行SSR系统性识别和初步验证,为进一步SSR分子标记开发提供依据。对Hi Seq2000测序技术获得的中间锦鸡儿转录组Unigenes进行SSR位点搜索,共获得45 706个SSR位点,出现频率为10.38%,平均4.30kb出现一个SSR位点。SSR重复类型以单核苷酸重复序列基元为主,所占比例为56.47%;二核苷酸、三核苷酸重复序列基元的数量所占比例分别是20.56%和21.04%;其他数量的基元所占比例仅为1.9%。多核苷酸重复类型中最多的为2核苷酸重复AG/CT;其次为3核苷酸重复AAG/CTT。针对EST-SSR位点随机挑选了150对引物,通过琼脂糖凝胶电泳进行PCR验证,其中有79对能获得扩增条带,21对引物扩增出单一条带,比例为14.0%。     

伯乐树转录组SSR分布特征及其引物开发

基于伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)转录组测序数据,采用生物信息学方法分析该物种转录组中SSR位点的分布特征,利用TP-M13-SSR (Simple sequence repeat with tailed primer M13)方法检测12株无亲缘关系样本SSR引物位点的多态性。结果显示,8772个SSR位点分布在6732条unigene序列上,SSR位点出现频率和分布密度分别为25.48%和1/4.39 kb。不同重复基元类型中,单核苷酸、2核苷酸和3核苷酸为主要SSR基元类型,SSR数分别占SSR总数的53.72%、29.42%和15.42%。其中,2核苷酸基元类型中,AG/CT基元出现的SSR位点最多,占总数的22. 21%; 3核苷酸基元类型中,AAG/CTT基元分布的SSR位点最为丰富,ACC/GGT和ATC/ATG次之。120对自主开发的SSR引物中,有68对扩增产物检测到目的片段,其中有49对引物位点呈现多态性,多态位点比例为72.06%;单个位点等位基因数目为2～7,平均单个位点等位基因数为3.55。研究结果表明基于转录组序列开发的伯乐树SSR位点多态性较高。     

麻竹EST-SSR标记开发及其对慈竹变异类型的分析研究

利用麻竹(Dendrocalamus latiflorus)已有的EST序列,开发了一批EST-SSR分子标记,并用于慈竹(Bambusa emeiensis)栽培变异类型的多态性研究。结果表明,在麻竹9574个EST中找到了331个EST,含有381个SSR位点,SSR出现的频率为3.98%。EST-SSR的重复类型共有59个,其中2个核苷酸的重复最多,占63.8%,其次是3个核苷酸的重复序列。根据含有SSR的EST序列设计出了44对引物,对慈竹及其变异类型进行了扩增效率、多态性及通用性检测,其中37对引物能够扩增出稳定且清晰的条带,且扩增具有多态性,扩增片段长度主要集中在100～1000 bp,引物有效率达84.1%。遗传相似性分析结果显示,所检测样品间遗传距离为0.263～0.840,平均为0.552,其中‘黑笋慈竹’与‘琴丝慈竹’‘、蛇头慈竹’与‘龙头慈竹’之间的遗传距离较近,而‘罗汉慈竹’与其他样品的遗传距离最远。     

华仁杏幼果转录组SSR信息分析及其分子标记开发

为了解华仁杏微卫星(SSR)分布规律,开发EST-SSR引物,为华仁杏种质资源评价与辅助育种提供有效的鉴定标记。本研究采用生物信息学方法对华仁杏幼果转录组SSR位点的数量、频率、分布特征进行了统计分析;利用转录组数据进行了SSR引物的筛选和开发,并利用开发出的引物对华仁杏29个无性系进行了多态位点检测和鉴定。结果表明:华仁杏幼果EST-SSR的分布频率为19.21%,重复单元的重复次数分布在5~24次之间,优势重复基序为单核苷酸、2核苷酸、3核苷酸,分别占总SSR的19.81%、46.47%、32.49%。参试的139对引物中有39对引物可扩增出目标序列,其中24对引物可检测出多态性位点,占参试引物总数的17.27%。24对引物在29个华仁杏无性系中共检测出了170个等位基因位点,多态性信息含量(PIC)介于0.33~0.87之间,平均为0.64,其中高多态性引物19条,占多态性引物比例的79.2%。本研究对华仁杏转录组SSR信息进行了分析,并开发出了19对高多态性SSR引物,5对中多态性引物,为华仁杏种质资源评价及分子标记辅助育种提供了基础。     

茄子EST-SSR分子标记的鉴定及多态性分析

为了加快茄子(Solanumm elongena L.)分子遗传学研究和分子标记辅助育种,对其开展转录组测序,采用软件MISA(MicroSAtellite)对茄子转录组中的SSR位点进行搜索,共检测出5 562个SSR位点,分布于3 438条Unigene中,出现频率为13.23%,平均分布距离为9.73 Kb。三核苷酸和二核苷酸重复出现频率占优势,分别有3 546个和1 270个,分别占总SSR的63.75%和22.83%。利用Primer 3.0设计引物,随机选择其中20 bp以上SSR序列的100对引物进行合成,92对引物实现有效扩增,占100对SSR引物的92%,从有效扩增引物随机选取30对引物对29份茄子材料进行扩增及多态性评价,30对均有多态性差异。通过UPGMA作图,供试的29份不同的茄子材料被划分为2类。基于茄子转录组测序开发的EST-SSR标记具有较高的可用性,为茄子种质鉴定、亲缘关系分析及遗传图谱构建等提供更丰富的标记来源。     

漆树EST-SSR引物开发

利用NCBI数据库进行漆树EST-SSR引物开发,从NCBI数据库中共下载漆树EST序列87 856条。利用MISA软件进行序列处理、拼接及聚类后,从87 856条漆树EST序列中拼接组装成3 979条非冗余序列,含SSR位点的EST序列出现频率占EST序列总数的4.5%,从3 979条非冗余序列中检测到487个SSRs微卫星位点,出现频率为12.2%。这些SSR位点中,三核苷酸和二核苷酸重复基元所占比例较高。采用Primer5.0软件,共成功设计50对EST-SSR引物,50对EST-SSR引物在25个漆树个体上均能扩增出清晰的电泳条带,其中18对引物检测出了多态性条带,扩增率达36%。     

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。     

砂梨EST-SSR引物开发及其应用

利用GenBank和GDR数据库中的995条梨EST序列开发砂梨SSR引物,并根据开发的EST-SSR引物对砂梨'西子绿'×'喜水'F1群体的遗传变异进行分析.结果发现:(1)60个SSR位点分布于54条EST序列中,占整个EST数据库的5.4%,其中二核苷酸重复基元出现频率最高,达51.7%,其次为三核苷酸重复基元占25%.23类重复基序中AT重复基序出现的频率最高,为32.3%.(2)利用开发的25对EST-SSR引物对'西子绿'×'喜水'F1群体的遗传变异分析结果表明,其中9对引物呈现多态性,多态性引物占设计引物的36%;多态性引物扩增产物在F1群体中的等位基因数(No)平均为2,有效等位基因数(Ne)平均为1.932 4,平均杂合度观测值(Ho)和期望杂合度(He)分别为1和0.480 9.     

越橘属植物EST-SSR分子标记开发及遗传多样性分析

以84份越橘种质为材料,从NCBI公共数据库下载22 402条越橘属(Vaccinium)EST序列,通过CAP3组装软件将EST序列拼接成11 541条unigene序列,其中2 076条unigene序列含有2 679个SSR位点。二核苷酸和三核苷酸重复是主要的SSR类型,约占SSR总数的96.01%。利用Primer Premier 5.0软件设计81对引物,其中55对引物在供试越橘种质中扩增出理想的PCR产物,55对引物均有多态性。聚类分析结果显示,在遗传相似系数为0.70时,可以将供试越橘种质分成两大类。越橘EST-SSR标记可以用于种质鉴定与遗传多样性分析。     

基于转录组数据的密花香薷SSR位点特征分析

利用MISA软件对密花香薷转录组42 362条Unigene进行SSR位点搜索,并对其SSR序列结构及分布特征进行了分析。结果表明:(1)密花香薷转录组Unigene序列中共检测到17 564个SSR重复序列,分布于11 903条Unigene上,出现频率为28.10%,平均每3 200 bp出现一个SSR位点。(2)单、二、三核苷酸重复类型为密花香薷转录组SSR位点的主导基序类型,占总SSR位点的97.27%,3种主导基序类型中,单核苷酸所形成基元类型数量最多,共检测到169个基元类型(51.22%),单核苷酸(A/T)n基元类型占明显优势,二核苷酸重复类型(AG/CT)n基元类型占优,分别占总SSR位点的50.60%和12.17%。(3)单核苷酸SSR位点所包含重复次数最多(49),重复次数介于10～66,同一基序类型不同重复次数所形成的SSR位点数量差异较大,随重复次数的增加,SSR位点数呈下降趋势。(4)密花香薷转录组二至六核苷酸基序SSR序列长度集中在12～30 bp区间,共包含有8 190个SSR位点,占所统计SSR位点的95.60%,1 589 (≥20 bp)个SSR序列具有极高的多态性,占所统计SSR位点的18.54%。综合出现频率、分布密度、基元重复次数和长度变异等多个研究结果发现,密花香薷转录组检索到的SSR序列表现出较高的多态性潜能,具有较大的开发价值。该研究为后续密花香薷SSR分子标记引物开发奠定了理论基础。     

三种人参属植物的EST-SSR信息分析及其在三七中的应用

为了解人参属植物EST中SSR分布特点及其在三七SSR标记中的应用,利用生物信息学方法,用primer 3软件对dbEST数据库中人参属植物人参、西洋参和三七的EST序列进行搜索,发现人参属植物EST-SSR出现频率为11.54%,平均每4.39 kb出现1个SSR.人参属植物单核苷酸重复基元占主导地位,其次为三核苷酸重复基元和二核苷酸重复基元,分别占总SSR的54.48%、17.31%和16.36%.人参属EST-SSR的优势类型为A/T和AT/TA,分别占54.73%和8.21%.根据人参属植物EST中的SSR设计48对引物,在合适的PCR扩增体系下,用5个三七样品的DNA为模板进行PCR扩增,引物有效扩增率85.42%,其中多态性引物占可扩增引物的70.73%.结果表明,利用人参属EST序列开发三七EST-SSR标记是可行的.     

星天牛转录组SSR位点特征分析

【目的】为了获得星天牛Anoplophora chinensis的SSR位点信息并开发其SSR分子标记技术,进一步为其遗传多样性以及综合治理提供理论依据。【方法】利用MISA软件,对星天牛转录组数据进行简单重复序列(SSR)位点筛选与分析;使用Primer3软件设计引物,采用PCR扩增以及电泳检测,筛选SSR引物,开发星天牛SSR分子标记技术。【结果】在9 325条unigene序列中共挖掘到2 360个SSR位点,出现频率为25.31%,涉及SSR位点序列1 758条,发生频率为18.85%。星天牛转录组中SSR的主要重复类型为单碱基重复,其次是三碱基重复,分别占总数的79.03%、12.54%。在核苷酸重复类型中,A/T基元种类数目最多,所占比例高达99.30%。SSR长度为10-11 bp的占比最高,为56.10%;重复次数为10次的数量最多,SSR位点数为1 188(50.34%)。重复次数和长度的分析结果对SSR位点的多态性获得了初步验证。在随机挑选序列设计的60对引物中,53对扩增产物达到预期大小,候选引物可用率高达88%,可在今后的研究中利用。【结论】本文对星天牛SSR位点的信息分析以及引物的设计与验证将有助于星天牛基因挖掘、种群遗传结构、遗传多样性、进化关系和综合治理的研究。     

基于差减cDNA文库EST信息的月季花香突变体SSR标记的开发

在前期月季花香突变体差减文库EST序列信息的工作基础上, 文章开发出新的与花香相关的SSR标记。从正反向差减文库391条EST中检索到10条含有10个SSR的序列, SSR的检出率为2.6%, EST-SSR的重复基元共搜索到10种。利用部分EST-SSRs序列设计了6对SSR引物, 以花香突变体‘往日情怀’及其野生型‘金银岛’DNA为模板, 对引物进行筛选, 5对引物有扩增条带, 其中3对引物有特异性扩增条带。同时利用这些可扩增的引物对典型芳香和无香两组月季栽培品种进行多态性检测, 发现这5对引物均显示多态性。表明所建立的SSR标记是一种可行而有效的方法。     

亚麻EST-SSR信息分析与标记开发

与基因组SSR相比,以EST为基础的EST-SSR分子标记具有自身的优点。本研究从11240条亚麻（Linum sitatissmum L.）EST序列中检索出877条含有SSR的序列,其出现频率为7.8%。其中以三核苷酸重复出现的频率最高,占总SSR序列的60.1%;其次是二核苷酸重复,占21.9%;四、五和六核苷酸重复占18%。根据这些含SSR的EST序列共设计了73对SSR引物,在8份亚麻材料间通过PCR扩增检测,有63对引物扩增出清晰条带,引物可用率86.3%;有17对引物在8份亚麻材料间显现出多态性,占可扩增引物的26.3%。     

两种黄连转录组中SSR位点信息分析与多态性引物开发

本研究通过对两种黄连,即黄连(Coptis chinensis Franch.)和云南黄连(C.teeta Wall.)转录组中SSR位点信息的分析,设计SSR引物,为开发新的SSR标记提供理论基础。利用MISA工具筛选黄连及云南黄连转录组测序获得的55 903和49 741条Unigenes,对其SSR位点信息进行了分析;Primer3设计SSR引物,随机选取60对引物对两种黄连,每种20株,共40株进行多态性扩增分析。黄连和云南黄连转录组分别搜索到4 071和4 041个SSR位点。两种黄连中二核苷酸和三核苷酸重复皆是主要的类型,分别占总SSR的87.71%和87.58%。黄连中,二核苷酸重复基元出现最多的为AG/CT,共953个,占总SSR的23.40%,三核苷酸重复基元出现最多的为AAG/CTT,共746个,占总SSR的18.3%;在云黄连中,AG/CT和AAG/CTT分别为934(23.10%)和773(19.10%)。随机选取60对引物进行PCR扩增,其中12对(20.00%)表现出多态性差异。利用Populations软件作图,将40个材料分为2类。两种黄连转录组中SSR位点出现频率高,类型丰富;大量的SSR为其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。     

扇贝“渤海红”与墨西哥湾扇贝转录组SSR信息分析及unigene功能注释

墨西哥湾扇贝是中国南方海域养殖的重要经济贝类,由于连续累代养殖,种质退化严重,扇贝“渤海红”为山东省近几年培育的国家级新品种,性状优势明显。课题组从北方引进扇贝“渤海红”拟与南方墨西哥湾扇贝进行育成杂交,创新墨西哥湾扇贝种质资源。本研究利用MISA软件对两种扇贝转录组测序获得的unigene序列进行检索,开发SSR标记,同时对SSR位点的生物学信息进行分析,对含SSR的unigene进行功能和KEGG代谢通路注释,并利用primer5软件设计SSR引物。结果显示:扇贝“渤海红”转录组中平均8.27 kb出现1个SSR,出现频率为0.11,检索到的11 512个SSR分布于9 681条unigene上,涉及到137种重复基元,二核苷酸SSR数最多(5 469),占比为46.66%,其次是单核苷酸(4 039),占比为34.46%。墨西哥湾扇贝转录组中,共发现12 241个SSR位点,分布于10 362条unigene序列上,平均8.78 kb出现1个SSR,出现频率为0.10,共包含140种重复基元,SSR重复类型以二核苷酸为主,占SSR总数的45.61%。两种扇贝转录组SSR的重复次数主要集中在5～10次。A/T、AT和ATC/ATG分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元。两种扇贝转录组中共筛选出33个含SSR的生长相关unigene,且被注释到KEGG代谢通路的含特异SSR的unigene全部富集在新陈代谢和遗传信息处理两大一级通路中。两种扇贝SSR标记的开发,为杂交双亲遗传差异分析、杂交子代鉴定和杂种优势预测等奠定了分子辅助育种基础。     

基于转录组序列的长柄双花木SSR标记开发

双花木属(Disanthus Maxim.)是金缕梅科(Hamamelidaceae)最原始的单种属,为东亚地区特有属。长柄双花木(D.cercidifolius var.longipes H.T.Chang)是日本特有植物双花木(D.cercidifolius Maxim.)的变种,仅分布于我国南方地区,为国家Ⅱ级保护植物,被列入我国濒危植物种名录,在研究金缕梅科系统发育和东亚植物区系地理演化等方面具有重要的科学价值。由于可利用的SSR标记引物数量不足,阻碍了长柄双花木遗传学研究。本研究对长柄双花木转录组序列进行高通量测序,采用de novo组装方法,共获得32325条unigene。利用MISA软件,搜索到13779个SSR位点,SSR位点发生频率为42.63%,位点分布频率为1/2.95 kb。不同重复基序类型中,二核苷酸重复基序数量最多,占总数44.10%;单核苷酸重复基序次之,占总数37.90%;三核苷酸重复基序,占总数16.71%。二核苷酸重复基序中,AG/CT重复基序数量最多;三核苷酸重复基序中,AAG/CTT重复基序数目最多,其次是ATC/ATG、ACC/GGT和AGC/CTG。从不同种群中任取1株构成8株无亲缘关系的随机样本,对随机合成的60对SSR引物的有效性进行琼脂糖电泳检测的结果表明,46对引物扩增出目的条带,扩增率达76.67%。进一步利用TP-M13-SSR技术基因分型结果显示,30对引物扩增产物显示出多态性,多态位点百分比为65.22%。这表明,基于转录组序列开发的长柄双花木SSR位点多态性较高。本研究结果有助于后续的长柄双花木种群遗传学及系统进化等方面研究。     

丝瓜转录组SSR位点分析及其分子标记开发

对丝瓜(Luffa cylindrica)开展转录组测序分析,共获得58 073条unigene(序列总长约52 087 451 bp),共检测到8 693个SSR(simple sequence repeat)位点,平均分布距离为5.99 Kb;其中,SSR位点中主导类型为二核苷酸重复类型,占总SSR的45.89%;其次,三核苷酸重复类型,占38.89%。二核苷酸重复基序中以AG/CT为主,三核苷酸重复基序以AAG/CTT为主。通过Primer 3.0设计得到7 563对SSR引物,随机选择30对SSR引物,对32种不同来源的丝瓜进行多态性验证分析,其中,22对(占73.33%)引物表现稳定可重复的多态性。利用UPGMA作图,将32份供试材料分为普通丝瓜和有棱丝瓜2类,这2类丝瓜可以进一步分别被分为2个亚群,丝瓜类群的划分与有无棱沟密切相关,与形状、颜色有较高的相关性。通过对丝瓜转录组分析可获得较高频率的SSR位点且类型丰富,为丝瓜遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更加丰富可靠的标记选择。     

梅EST-SSR标记的开发及利用

利用MISA软件对10 123条梅EST序列进行SSR位点查找,得到含SSR位点的序列935条,SSR位点1233个,平均每100条EST序列中含有12.18个SSR位点.2核苷酸、3核苷酸重复是最主要的重复类型,分别占35.52%和41.36%.设计了40对EST-SSR引物并进行扩增,有24对引物能扩增出理想的PCR 产物,其中17对引物具有较好的扩增多态性.测序后发现13对引物中有73.08%的片段具有相应的SSR位点,对杏DNA指纹中部分谱带的测序结果也证明了是梅扩增出的相应的SSR位点.根据本研究含有SSR位点的测序结果推算,从梅EST中开发真实SSR位点的数目为901.随机选择13对引物对杏和梅进行DNA指纹构建与遗传多样性分析,结果发现,来源于梅的EST-SSR引物在杏中有很高的通用性,这些引物把梅和杏分成了两大群体,说明他们是遗传差异明显的两种植物.     

基于转录组测序信息的水生植物莕菜SSR标记开发

利用软件MISA对水生植物莕菜转录组测序所获得的79536条EST序列进行分析,共检测出12319个EST-SSR位点。在莕菜的EST-SSR中,二核苷酸和三核苷酸重复单元是主导类型,分别占总SSR的57.31%和30.87%,其中AG/CT、AAG/CTT分别是二、三重复单元类型的优势重复基元,分别占总SSR的29.76%和8.66%。随机挑选了130对EST-SSR引物对莕菜两个居群进行遗传多样性检测,结果发现：78对引物能扩增出清晰可分辨的条带,其中37对能成功检测出多态性,引物多态率为 47.44%。这些多态性引物共检测出114个等位基因,每个位点2~6个,平均3.08个。观测杂合度（H_o）及预期杂合度（H_e）分别在0.229~1.000和0.351~0.756之间,多态信息含量PIC值在0.286~0.698之间,平均达0.495。以上研究结果表明,通过莕菜转录组测序产生的EST数据来开发SSR标记是一种简单而高效的途径,这些新的SSR分子标记为研究莕菜的居群遗传多样性及其遗传结构提供了工具。