采用高通量技术开发花鲈二碱基重复微卫星标记

花鲈是中国重要的捕捞和养殖对象之一。本研究利用高通量测序法开发花鲈微卫星标记,共获得60632个二至六碱基重复微卫星序列,从52747个二碱基重复序列中随机挑选150个位点进行引物合成及多态性检测,最终开发出27个具有多态性的微卫星标记。群体遗传学检测结果显示,27个微卫星标记的等位基因数为6~22(均值12.667),观测杂合度(Ho)为0.323~1.000(均值0.614),期望杂合度(He)为0.723~0.934(均值0.861),多态信息含量(PIC)为0.665~0.915(均值0.830),各位点PIC值均大于0.500,表明所开发的二碱基重复微卫星标记均具有较高的多态性。哈迪-温伯格平衡(HWE)检测结果显示,14个标记符合HWE,其中LM2-11与LM2-2、LM2-16之间存在连锁不平衡(p<0.050),其他符合HWE的标记间不存在连锁不平衡。Wilcoxon检验结果显示,花鲈群体并未偏离L-shaped分布,表明其经历过近期的遗传瓶颈效应。本研究开发的27个微卫星位点可为花鲈的分子标记辅助育种、增殖放流遗传效应评估、群体遗传学等研究提供有效的分子标记。     

基于高通量测序的厚唇裸重唇鱼微卫星分子标记筛选

本研究对厚唇裸重唇鱼(Gymnodiptychus pachycheilus)基因组进行Illumina HiSeq高通量测序,共获得85 905条序列,包含567 200个微卫星位点,从中筛选出15个微卫星位点,采用雅砻江新龙种群和黄河渭河种群对其多态性进行了验证。新龙种群中,15个位点的平均等位基因数为6.9(3 ~ 13),观测杂合度(Ho)为0.712 4,多态信息含量(PIC)为0.630 3,有8个位点显著偏离哈迪-温伯格平衡,1对位点表现出连锁。渭河种群中,15个位点的平均等位基因数为8.4(4 ~ 16),观测杂合度(Ho)为0.719 5,多态信息含量(PIC)为0.680 7,有7个位点显著偏离了哈迪-温伯格平衡,4对位点表现出连锁。筛选获得的15个微卫星位点多态性较高,适合用于厚唇裸重唇鱼种群遗传学研究。     

基于高通量测序的达氏鲟微卫星标记筛选

达氏鲟(Acipenser dabryanus)是我国特有的珍稀鱼类,主要分布在长江上游干支流。由于人类活动的影响,其种群数量急剧下降,被列为国家Ⅰ级重点保护动物、IUCN红色名录极危(CR)物种。本研究针对当前达氏鲟群体的濒危现状,应用微卫星标记开展达氏鲟保护遗传学研究。通过高通量测序成功筛选出25个微卫星位点,采用18尾野生个体和30尾人工繁殖个体对其多样性进行了检验,结果表明,25个位点共检测出181个等位基因,每个位点的等位基因数(A)为4~11(平均值7.2),观测杂合度(HO)为0.160~1.000(平均值0.744),期望杂合度(HE)为0.346~0.875(平均值0.727)。所有位点均不偏离"Hardy-Weinberg"平衡(P0.05),各位点间也无连锁不平衡现象。除了其中一个位点以外,所有位点的多态信息含量(PIC)均大于0.5,其多态性较好。本次筛选的微卫星位点将有助于达氏鲟资源保护和群体遗传研究。     

基于新一代高通量测序的环境微生物转录组学研究进展

环境微生物转录组学是一门新兴学科,它以复杂环境样品中的微生物mRNA为研究对象,利用近年兴起的RNA-Seq高通量测序技术,在整体水平上对环境微生物的基因表达水平和调控规律进行研究.本文概述了环境微生物转录组研究从样品的采集保存、RNA提取、mRNA的富集、cDNA合成直到高通量测序及数据分析的基本流程.总结了该技术面临的主要瓶颈:环境样品mRNA含量低、腐植酸等干扰杂质多、rRNA去除程度有限.针对RNA的提取、纯化以及mRNA的富集这些重点步骤,详细阐述了近年来在提高mRNA的得率与纯度上的方法学进展.重点介绍了高通量测序数据的处理及分析方法,从测序数据的质量控制、序列组装、rRNA的鉴定及去除、功能基因注释及分类到差异表达基因的鉴定.最后总结了近年来环境微生物转录组学在新基因的发现、不同环境条件下微生物的基因表达及调控规律研究、有机物的代谢路径分析等3个主要研究领域的广泛应用.随着测序技术及生物信息学分析工具的发展进步,环境微生物转录组学将具有更广阔的应用前景.     

基于转录组测序的葛根SSR标记研究与利用

该研究以‘桂粉葛1号’为材料,通过转录组测序的方法测得8.9 Gb clean reads,组装成137 629个转录本,最终得到83 811个Unigene序列。进化树分析表明,葛根和苜蓿、花生聚为一支。用MISA软件在83 811个序列中检测到25 452个简单重复序列(SSR)位点,三核苷酸重复的SSR数量最多,其次是二核苷酸重复。三核苷酸重复中,(AAG)_n是最普遍的重复单元(27.87%)。共设计了229对SSR引物,其中28对引物可以产生清晰的条带和丰富的多态性,被用于检测44份葛根资源的遗传多样性。在44个葛根资源的基因组DNA中共扩增出90个片段,其中89个条带有多态性,平均等位基因数为3.178 6。多态性信息量范围为0.083 0~0.774 2(平均数为0.455 7)。聚类分析显示遗传相似性系数范围为0.266 7~1.000 0。这些结果提示所检测的葛根资源在DNA分子水平存在着丰富的遗传多样性。当阈值为0.58时,44个资源可以划分为2个类群,且44份资源的类群划分与地理来源之间没有直接关系,但这些标记将是葛根遗传多样性研究可用的基因组资源。     

基于转录组测序信息的水生植物蕃菜SSR标记开发

利用软件MISA对水生植物蓄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。在蓄菜的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／C1_r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引物对蓄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（心）及预期杂合度（He）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～O．698之间,平均达0．495。以上研究结果表明,通过萏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分子标记为研究苔菜的居群遗传多样性及其遗传结构提供了工具。     

线粒体SSR分子标记在植物中的应用进展

线粒体简单重复序列(mitochondrion simple sequence repeat,mtSSR)是近年发展起来的一种新型的分子标记技术,兼具SSR标记多态性高、分布广泛、共显性和植物线粒体基因组母系遗传、结构进化速率快等优点,在群体遗传结构、基因流动进化、物种演化、胞质遗传特性、种群分类等方面具有重要应用。根据国内外已有的研究成果,综述了mtSSR植物群落分析、胞质类型鉴定等方面的研究进展,并对植物mtSSR数据库进行了总结,以期为利用mtSSR技术进行植物研究提供参考。     

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。     

新一代高通量RNA测序数据的处理与分析

随着新一代高通量DNA测序技术的快速发展,RNA测序(RNA-seq)已成为基因表达和转录组分析新的重要手段．RNA-seq技术产生的海量数据为生物信息学带来了新的机遇和挑战．有效地对测序数据进行针对性的生物信息学处理和分析,成为RNA-seq技术能否在科学探索中发挥重大作用的关键．以新一代Illumina/Solexa测序平台所产生的数据为例,在扼要介绍高通量RNA-seq测序流程的基础上,对RNA-seq数据处理和分析的方法和现有软件做一个较为全面的综述,并对其中有待进一步研究的问题进行展望．     

基于高通量测序的RNA修饰检测技术

转录后修饰广泛存在于各种RNA分子中,对RNA发挥功能至关重要.目前,RNA上的化学修饰已达到160余种(https://iimeb.genesilico.pl/modomies/),其中甲基化修饰是最常见的修饰类型.薄层层析、高效液相色谱及质谱等传统的检测方法对RNA修饰的鉴定和定量做出了重要贡献.然而,RNA修饰的...     

荔枝SSR标记的研究

以无核荔枝A4号为实验材料,应用选择性扩增微卫星（SAM）法分离、克隆了100个简单序列重复（SSR）序列,其中88个非重复,可用。加上搜索数据库所获得的1个SSR序列,一共89个序列用于特异引物的设计。仅从71个序列的82个基因座设计出特异引物。合成41条特异引物(与5′锚定简并引物配对,个别相互配对),对其中的39个基因座进行检测。其中15对引物扩增出相应大小的片段,另外11对引物扩增出非预期片段。最后,以37个荔枝种质的基因组DNA为模板,从26对出带的引物中,筛选出多态性引物21对,获得了22个荔枝基因座特异性SSR标记。     

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。     

苦荞SSR引物开发及其在遗传多样性分析中的应用

苦荞在中国已经成为广受欢迎的健康食品。本研究通过选择性扩增微卫星序列、体外重组扩增产物和构建SSR富集文库,开发出了一种简便的重组微卫星引物设计方法。通过这种方法,设计合成500对SSR引物,在苦荞上的有效性约50%,多态率达10.8%,PIC平均值为0.3600。利用其中的28对SSR引物,在苦荞核心种质中检测出等位基因85个,每位点的等位基因数为2～5个,平均3.0个。不同地理来源的苦荞种质资源的Shannon-Weaver多样性指数为0.3633～0.6671,来自云南、四川和西藏的苦荞材料不但遗传多样性丰富,而且亲缘关系较近,进一步证实苦荞起源于中国西南部。本研究证明重组微卫星引物设计方法开发的引物对苦荞非常有效,将有助于促进苦荞种质资源遗传多样性、有用基因发掘和分子标记辅助育种研究。     

基于SSR标记对33份烟草材料的聚类分析

利用与烟草赤星病抗性连锁的6对SSR标记和随机选取的21对SSR标记,对33份具有不同赤星病抗性的烟草种质资源的遗传关系进行了分析。结果表明:基于3个烟草赤星病抗性QTL两侧的6个SSR标记可以较好地将抗病品种和感病品种区分开来。在遗传相似系数（GS）为0.44的水平上,可将33个烟草品种分为4个类群:具有净叶黄（国内）和Beinhart-1000（美国）赤星病抗源的烟草品种聚为一类（Ⅰ类）;抗赤星病的CV系列烟草品种聚为一类（Ⅱ类）;长脖黄、G140、NC82等感病品种聚为一类（Ⅲ类）;香甜烟草（N.suaveolens）单独聚为一类（Ⅳ类）。基于随机选取的SSR标记的聚类结果则不能看出与赤星病抗性的联系。     

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。     

Development and characterization of SSR markers in lychee (Litchi chinensis)

Sixteen microsatellite loci were isolated from lychee (Litchi chinensis), all of which exhibited polymorphism (two or three alleles per locus), with levels of heterozygosity ranging from 0.021 to 0.900. These loci can help assess the genetic structure of lychee.     

SSR分子标记检测出的花生类型内遗传变异

花生是我国重要的食用油和蛋白质来源作物,鉴定其DNA分子多态性对品种改良和资源评价具有重要的意义。从已公布的花生Genomic-SSR和EST-SSR引物中筛选出34对引物,用来分别鉴定花生4大类型各24份共96份品种资源的分子变异,其中龙生型资源全部来自广西,普通型资源中有11份从国外引进,有13份来自广西和国内其他省市,多粒型资源只有两份来自中国,其他22份分别来自印度、美国和非洲等地,珍珠豆型资源中有22份是来自中国各地的育成品种或农家品种,有2份来自国外。研究结果为:分别有10～16对SSR引物能在4大类型花生资源中扩增出多态性DNA片段;这些多态性SSR引物都具有多位点特性;首次为SSR分子标记设立了一个新的评价指标——区别指数,多态性SSR引物的区别指数最高达0.992;资源间的平均遗传距离,多粒型为0.59,普通型为0.48,珍珠豆型为0.38,龙生型为0.17。根据遗传距离采用最长距离法对4大类型花生资源分别进行了聚类分析,构建了资源间的遗传关系图,花生4大类型可进一步分成不同类群,资源间的亲缘关系与其来源相关。观察到PM15和PMc297的扩增产物具有类型特异性,PM15能在龙生型、普通型和多粒型花生资源中扩增出多态性条带,而在珍珠豆型花生中扩增条带完全相同,PMc297也有相似的扩增结果。由于在多粒型花生资源中检测出的遗传多样性最丰富,研究结果支持西班牙专家Krapovickas 1994年公布的花生栽培种分类系统。总之在花生4大类型内资源中能检测出丰富的SSR分子标记,开发出更多的SSR分子标记将能充分揭示花生分子水平的变异,从而使花生遗传图谱构建、分子标记辅助育种成为可能。     

38份晾晒烟种质资源遗传关系的SSR分析

利用SSR标记技术对38份晾晒烟种质资源的遗传关系进行了分析。从自己开发的近3000对烟草SSR引物中随机选出30对引物,在38份供试材料中共检测出173个等位基因,每对SSR引物可检测的等位基因数为2~11个,平均为5.77个。38份材料间遗传相似系数（GS）的变化范围为0.165-0.928,平均GS 为0.546。表明38份晾晒烟的遗传多样性丰富,遗传差异较大,亲缘关系较远。聚类分析表明,在L1（GS-0.165）处可将38个品种分为2大类,即晾晒烟类群和美国从烟草起源地收集的烟草（TI：Tobacco Instruction）类群;晾晒烟类群又可进一步分为4组,其聚类结果与所期望的结果基本一致。表明SSR是一种有效、稳定和可靠的分子标记,能较好地从分子水平上揭示烟草(尤其是晾晒烟)种质资源的遗传背景和亲缘关系。     

应用SSR标记分析中国糯大麦种质的遗传多样性

利用SSR标记对来自中国不同省市的76份糯大麦种质的遗传多样性进行分析,并以遗传相似系数为基础进行聚类分析。SSR标记分析表明,50对大麦SSR引物在76份糯大麦中共扩增出203个等位基因,属于高度多态性位点范畴。当遗传相似系数为0.70时可将76个糯大麦品种划分为5个类群,在一定程度上反映了与材料的地理来源和皮裸性。糯大麦资源平均Shan-non多样性指数显示,来自云南和西藏的糯大麦品种遗传多样性略高。SSR标记分析表明,中国糯大麦具有丰富的遗传多样性,对揭示糯大麦的起源与传播以及对资源的有效利用具有现实意义。