基于转录组测序的茄子SSR标记开发

应用Trinity软件对茄子转录组测序数据组装,得到总长度为47919660 bp的45404条Unigenes,MISA从中检索到8316个SSR位点,发生频率为18.32%,平均5.63 kb一个位点。SSR位点中单碱基重复类型最多,为5372个,占到64.60%;其次为三碱基重复1628个,占到19.58%。三碱基重复中AAG/CTT是优势重复单元,占三碱基重复数的31.6%;二碱基重复中AG/CT是优势重复单元,占二碱基重复数的42.3%。利用Primer 3设计引物,共得到858对SSR引物,随机选取100对引物对17份茄子材料进行扩增,结果表明:有84对可以扩增出条带清晰的片段,有47对引物扩增片段为多态性片段。对47对多态性引物进行分析,多态性信息含量范围为0.10~0.64,平均多态性信息含量为0.32,UPGMA聚类分析可将17份材料分为3类。以上结果表明,基于茄子转录组测序开发的SSR标记可以为茄子的遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更加丰富的标记来源。     

基于枇杷转录组序列的SSR分子标记引物开发

为获得更多的枇杷SSR引物,对枇杷转录组测序得到的1 kb以上的11 798条Unigenes进行SSR位点搜索。结果在3515 条Unigenes（6.77%）中共获得4438个SSR位点,其中主要重复类型为双碱基重复和三碱基重复,二者占SSR总数的68.27%,而四、五、六碱基重复类型较少,仅占1.42%。对选出的SSR标记采用Primer3进行引物设计,得到7911 对SSR位点特异引物,可用于枇杷遗传多样性分析、分子标记辅助育种、育种群体的建立等研究。     

基于转录组数据的杜仲红叶性状SSR分子标记分析

对‘华仲12号’杜仲的幼嫩叶片（绿色）和成熟叶片（红色）及‘华仲11号’杜仲成熟叶片（绿色）进行转录组测序,进行测序数据的拼接和组装,且对转录组获得的基因（Unigenes）进行SSR分析。研究得到54 517条平均长度为806.90 bp的Unigenes,其中25 993条Unigenes在Nr、Swiss-Prot、KEGG和COG蛋白数据库获得功能注释,占所有Unigenes的47.68%。参照KEGG数据库,可将注释到的6 910条Unigenes划分到122个代谢途径分支,其中花色苷代谢途径相关酶基因39个,类黄酮代谢途径38个,类胡萝卜素合成途径34个。54 517条Unigenes中共包含17 010个完整型SSR位点,占总SSR位点的96.28%。完整型SSR位点共包含67种重复基元,其中出现频率最高的重复基元类型为单核苷酸重复中的A/T （7 747个）,其次是AG/CT （5 039个）和AT/AT （850个）从花色苷代谢途径、类黄酮代谢途径及类胡萝卜素代谢途径中共找到13个SSR位点。为今后杜仲遗传多样性分析、遗传图谱构建及杜仲红叶性状分子标记开发等方面奠定了分子基础。     

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。     

Genetic Structure and Diversity of Glycyrrhiza Populations Based on Transcriptome SSR Markers

Plant Molecular Biology Reporter - Glycyrrhiza is a widely used traditional Chinese herb with medicinal value. Recently, however, Glycyrrhiza biodiversity has faced an unprecedented threat due to...     

Development of Genetic Markers in Eucalyptus Species by Target Enrichment and Exome Sequencing

The advent of next-generation sequencing has facilitated large-scale discovery, validation and assessment of genetic markers for high density genotyping. The present study was undertaken to identify markers in genes supposedly related to wood property traits in three Eucalyptus species. Ninety four genes involved in xylogenesis were selected for hybridization probe based nuclear genomic DNA target enrichment and exome sequencing. Genomic DNA was isolated from the leaf tissues and used for on-array probe hybridization followed by Illumina sequencing. The raw sequence reads were trimmed and high-quality reads were mapped to the E. grandis reference sequence and the presence of single nucleotide variants (SNVs) and insertions/ deletions (InDels) were identified across the three species. The average read coverage was 216X and a total of 2294 SNVs and 479 InDels were discovered in E. camaldulensis, 2383 SNVs and 518 InDels in E. tereticornis, and 1228 SNVs and 409 InDels in E. grandis. Additionally, SNV calling and InDel detection were conducted in pair-wise comparisons of E. tereticornis vs. E. grandis, E. camaldulensis vs. E. tereticornis and E. camaldulensis vs. E. grandis. This study presents an efficient and high throughput method on development of genetic markers for family– based QTL and association analysis in Eucalyptus.     

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。     

薇菜SSR分子标记的开发及遗传多样性初步探讨

利用改良FIASCO法(Fast Isolation by AFLP Sequences COntaining repeats)开发出的9对多态性SSR引物评价了薇菜(Osmunda japonica Thunb.)2个野生居群(庐山和恩施)、1个栽培居群(恩施)的遗传多样性和遗传分化水平。结果显示,9个SSR标记在3个薇菜居群中共检测到47个等位基因,每个SSR位点的平均等位基因数为5.222个,观测杂合度和期望杂合度分别为0.000~0.944和0.577~0.834,香农指数为0.962~1.860,表明各SSR位点多态性较高;各居群的平均期望杂合度均大于平均观测杂合度且种内近交系数均为正值,说明3个薇菜居群中都存在非随机交配现象;对各居群的相关遗传多样性参数分析表明,恩施野生居群遗传多样性最高,而其栽培居群最低;庐山野生居群与恩施野生居群间遗传分化系数为0.092,说明两地野生薇菜居群的遗传分化程度较低,AMOVA分析也表明遗传变异主要存在于野生居群内部。     

博落回SSR引物的开发以及遗传多样性分析

根据前期由本实验室完成的博落回转录组数据设计出65对引物,以浏阳产地的博落回为材料进行筛选,得到了28对有效引物.用这些引物对来自全国4个不同主要产区的博落回进行扩增,共扩增出引物159条带,其中多态性条带121条,占76.10%,共找到特征性条带13条.统计并比较4个不同产地的数据,经研究发现不同地区的博落回的遗传多样性较低,4个不同产地的博落回相似性较高.     

高粱抗旱种质筛选及遗传多样性的SSR分析

对61份高粱育种材料进行了抗旱性鉴定,旨在筛选既有较好抗旱性能又具较高丰产性能的高粱种质供育种利用。本研究筛选出抗旱性3级以上的材料14份,其中1级抗旱材料2份。选用109对SSR引物对61份高粱种质进行了遗传多样性分析,结果表明51对引物有较好的多态性,共扩增到508个等位变异片段,平均每个标记获得10个等位基因,多态性信息量(PIC)值平均为0.6615,变幅0.0322~0.9134。聚类分析结果表明,61份高粱材料聚成4类,聚类结果与根据地理来源、遗传背景的分类结果基本一致。中国高粱恢复系之间的遗传距离较近,说明我国目前的恢复系材料遗传基础狭窄,应在育种中拓宽恢复系的遗传基础。     

基于新一代高通量测序技术开发巨人半边莲Lobelia deckenii的SSR标记

为了开发东非半边莲属特有植物的微卫星分子标记(SSR),本研究基于Illumina-HiSeq 2000测序平台对巨人半边莲Lobelia deckenii的基因组进行高通量测序。利用MISA软件对获得的基因组数据库进行搜索与分析,共鉴别出58 966个SSR位点,并利用Primer软件成功设计出3558对特异性的SSR引物。利用L.deckenii 3个居群的6个样品对随机挑选的40对SSR引物进行扩增效率检验,发现有32对重复性好且可扩增出清晰条带。利用筛选出的32对SSR引物对来自肯尼亚山居群的24株个体进行PCR扩增并采用荧光分型技术检测多态性,结果显示有14对可扩增出稳定的多态性条带,共有86个等位基因,各SSR位点的等位基因数(NA)为4~9个,观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.000~1.000和0.625~0.854。本研究结果表明,通过高通量测序技术开发东非特有植物巨人半边莲的SSR标记是一种简单而高效的途径,这些新的SSR分子标记为巨人半边莲的居群遗传多样性、遗传结构以及对其开展保护生物学研究提供了工具。     

Development of Gene-Based SSR Markers in Rice Bean (Vigna umbellata L.) Based on Transcriptome Data

Rice bean (Vigna umbellata (Thunb.) Ohwi & Ohashi) is a warm season annual legume mainly grown in East Asia. Only scarce genomic resources are currently available for this legume crop species and no simple sequence repeat (SSR) markers have been specifically developed for rice bean yet. In this study, approximately 26 million high quality cDNA sequence reads were obtained from rice bean using Illumina paired-end sequencing technology and assembled into 71,929 unigenes with an average length of 986 bp. Of these unigenes, 38,840 (33.2%) showed significant similarity to proteins in the NCBI non-redundant protein and nucleotide sequence databases. Furthermore, 30,170 (76.3%) could be classified into gene ontology categories, 25,451 (64.4%) into Swiss-Prot categories and 21,982 (55.6%) into KOG database categories (E-value < 1.0E-5). A total of 9,301 (23.5%) were mapped onto 118 pathways using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome (KEGG) pathway database. A total of 3,011 genic SSRs were identified as potential molecular markers. AG/CT (30.3%), AAG/CTT (8.1%) and AGAA/TTCT (20.0%) are the three main repeat motifs. A total of 300 SSR loci were randomly selected for validation by using PCR amplification. Of these loci, 23 primer pairs were polymorphic among 32 rice bean accessions. A UPGMA dendrogram revealed three major clusters among 32 rice bean accessions. The large number of SSR-containing sequences and genic SSRs in this study will be valuable for the construction of high-resolution genetic linkage maps, association or comparative mapping and genetic analyses of various Vigna species.     

黔南60份茶树种质资源遗传多样性的SSR分析

为探索黔南野生茶树种质资源的遗传多样性,利用SSR分子标记技术,对黔南60份茶树资源进行了DNA遗传多样性分析。结果表明:15对引物均显示多态性,基因多态性百分率为98.64%。15对SSR引物共扩增出147个观测等位基因和73.778 6个有效等位基因,平均每个引物扩增9.8个观测等位基因,4.918 6个有效等位基因。15个通用位点共产生280种基因型,平均每个位点18.7种基因型。遗传多态信息量变异范围为0.123 9~0.926 8,平均0.572 5,平均观测杂合度、平均期望杂合度和平均Shannons信息指数分别为0.470 0、0.602 3、1.464 4。经聚类分析后,60份材料间遗传相似系数在0.205 1~0.863 6之间,以平均遗传相似系数0.477 5为阈值,可将60份种质资源聚为8个类群,其在分子遗传水平上的分类结果与其材料来源分类的结果并不完全一致,而且材料来源地间遗传距离与地理距离不存在显著的相关性,有少部分同一来源的材料分散在各个类群中。研究认为,黔南茶树资源间的遗传差异较大,遗传基础较宽,具有丰富的遗传多样性。     

应用SSR标记分析中国北方名优绿豆的遗传多样性

利用39对SSR分子标记对78份中国北方名优绿豆品种进行遗传多样性分析,共检测出104个等位变异,平均为2.74个。不同引物所揭示的试验材料多态信息含量(PIC)变幅在0.03~0.58之间,平均0.26。分析4个地理来源的名优绿豆资源,结果表明内蒙古的等位变异数和多态信息含量值最大,是传统名优绿豆种质资源最丰富的地区,河北张家口次之。聚类分析表明河北张家口和山西大同的种质为组群Ⅰ,内蒙古和吉林白城的资源为组群Ⅱ。     

中国甘薯登记品种SSR标记遗传多样性分析

该研究基于TP-M13-SSR分子标记荧光毛细管检测技术,以中国已入库登记的99份甘薯品种为材料,利用SSR标记建立登记品种的“01”数据库,导入DPS软件计算不同品种之间的遗传距离,采用MEGA的邻接法进行聚类分析,并利用Structure混合模型对材料进行遗传结构分析,以探讨各品种的遗传构成以及品种间的亲缘关系,揭示中国甘薯登记品种在DNA水平的相似度,为甘薯品种鉴定、亲本选配和品种改良等提供参考。结果显示:(1)28对引物共扩增出162条谱带,多态率为96.30%,每对引物平均获得5.57条多态性谱带。(2)构建了99份甘薯登记品种的遗传进化树,99份品种的遗传距离在0~0.4646之间,平均遗传距离为0.3077;在遗传距离为0.2670处将99份品种分为3个类群,且同一生态薯区的品种或具有同一亲本的品种首先被聚在一起,但不同生态薯区的品种在各类群中相对分散分布。(3)品种间的遗传基础较窄,部分生态薯区的品种相似性较高;群体结构分析将材料分为3个亚群,与聚类分析分群结果基本一致,其中31份材料拥有混合来源,遗传背景较为复杂。     

烟草种质不同群体量遗传完整性的SSR研究

本研究以普通烟草种质红花大金元、豌口红土烟、白花黑烟、云烟87以及野生种N.alata为试验材料,利用SSR分子标记技术结合构建DNA混合基因池的方法对种质不同群体量的遗传完整性性进行研究。结果表明,960对引物对红花大金元、豌口红土烟、白花黑烟以及云烟87进行全基因组扫描,在前3份种质中未筛选到多态性引物,而在云烟87中筛选出3对多态性引物,3对多态性在云烟87的80个单株中扩增出6条特异性条带,将群体量降为10株时仍能检测到6条特异性条带,因此普通烟草种质繁殖更新群体等于或大于10株便能代表群体的遗传完整性。野生种N.alata从608对引物中筛选出11对多态性引物,扩增出44条DNA 条带, 其中多态性DNA 片段有19条,并对不同的群体量进行遗传多样性参数的比较,得出大于20株的群体能代表野生种质的遗传完整性。     

基于SSR标记的谷子遗传多样性研究

用21个分布在谷子9条染色体上的SSR标记,对120份来自于核心种质的谷子材料进行遗传多样性研究。21个标记共检查出305个等位变异,各标记检测出的等位变异数在3～26个之间,平均每个位点检测出的等位变异数为14.5个;21个位点的平均多态信息量(PIC)为0.809。基于21个SSR标记的分子鉴定,计算了120份材料间的遗传相似系数,其变化范围为0.8393～0.9672,平均值为0.8906。根据计算的遗传距离,对120份谷子材料进行UPGMA聚类,在遗传相似系数0.8865处这些材料被划分为4个类群,分类结果与这些谷子来源地生态类型总体上表现一致,分别为西北内陆类群、黄土高原内蒙古高原类群、华北平原类群以及华北平原近年育成种类群。