马铃薯甲虫基因组SSR位点分析及引物效率的验证

SSR作为一种微卫星分子标记方法,被广泛用于遗传多样性相关的研究,而SSR引物是否高效是影响整个实验结果的重要因素。本研究利用生物信息学手段,对马铃薯甲虫基因组数据进行分析,搜索基因组SSR位点,并设计引物和验证SSR引物的效率。最终在马铃薯甲虫基因组中共检测出SSR位点81 937个,且这些位点中以单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸重复为主;从SSR位点的平均分布距离来看,单、三、四核苷酸重复在马铃薯甲虫基因组中平均分布距离较小,分别为2.21 kb、8.39 kb、36.21 kb。马铃薯甲虫基因组SSR位点中,优势基序总数为68 388个,比例高达83.46%,其中,单核苷酸以A/T重复基序占绝对优势,二核苷酸重复的SSR位点中,以AG/CT重复基序为主,三核苷酸重复的位点中,以AAT/ATT重复基序为主;在ClassⅠ长度的SSR位点中,以二核苷酸、三核苷酸重复的数量最多,比例高达82.32%;最后设计19对SSR引物测试效率,其中14对成功扩增条带,11对为多态性引物,其平均多态性条带6.27条。多态性引物的PIC值在0.375-0.794,平均值为0.600,大于平均值的引物为6对,占有效扩增引物的54.5%。研究表明,利用生物信息发掘SSR位点的方法简便高效,这为后续进一步利用SSR引物研究马铃薯甲虫的遗传多样性,及在其它昆虫中开发SSR引物开发奠定研究基础。     

双花木属和壳菜果属(金缕梅科)的核型研究

本文对金缕梅科Hamamelidaceae双花木属Disanthus Maxim．的长柄双花木D．cercidifolius subsp．longipes和单种属壳菜果属Mytilaria Lec.首次进行了染色体计数和核型分析。结果表明：长柄双花木与产自日本的双花木D. cercidifolius subsp．cercidifolius的体细胞染色体数目一致,均为2n＝16,前者无“st”或“t”染色体,表明该亚种可能比较原始;壳菜果Mytilaria laosensis Lec．的染色体数目为2n＝26,x=13。前人报道的金缕梅科染色体基数为x＝8和x＝12,因此x＝13可能是金缕梅科的一个新染色体基数。联系该属的形态特征及其与马蹄荷属Exbucklandia R．W．Brown的关系,作者支持将壳菜果属处理为独立的亚科,即壳菜果亚科Mytilarioideae。     

基于RNA-seq数据的窄足真蚋SSR分子标记开发

【目的】窄足真蚋Simulium(Eusimulium)angustipes属嗜血蚋种,并传播禽类疾病。本研究旨在通过RNA-seq技术获得窄足真蚋的转录组数据,进而开发其微卫星标记,为窄足真蚋的种群遗传学研究提供可靠的分子标记。【方法】以采自陕西宝鸡和新疆阿勒泰地区的窄足真蚋幼虫为材料,构建转录组数据库。使用软件MISA(microsatellite identification tool)搜索窄足真蚋unigenes库中的所有SSR位点,并随机挑选SSR位点,利用软件Primer Premier 5.0和Oligo 6.7设计微卫星引物。经PCR扩增和电泳检测,用Cervus 3.0.7等生物信息学软件进行统计分析,筛选多态性微卫星引物。利用Blast X比对Nr和Swiss-Prot蛋白质数据库,对含多态性SSR位点的unigenes进行功能注释。【结果】共鉴定出29 471个SSRs。最丰富的重复基序是单核苷酸重复类型,占总SSR数的87.05%;其次是三核苷酸重复类型,占7.95%。共发现34种碱基重复基序,主要是A/T基序重复,占86.93%。15对微卫星引物均成功扩增出特异性产物,含12对具多态性的微卫星分子标记。比对结果显示,7个SSR位点来自注释基因序列。【结论】基于RNA-seq二代测序技术可实现窄足真蚋SSR分子标记的高效率开发,对窄足真蚋的种群遗传学研究具有重要意义。     

椭圆叶花锚简化基因组的SSR信息分析及SSR引物开发

基于RAD-seq简化基因组测序技术获得椭圆叶花锚（Halenia ellipitica D.Don）简化基因组水平上的序列信息并开发SSR分子标记。利用SR search软件检测而得到双端各有至少100 bp的五种类型的SSR（二、三、四、五、六核苷酸）位点共6 201个,并成功设计其中3 865个SSR引物。在能成功设计引物的SSR位点中,三核苷酸SSR位点最多;重复序列长度包括17种（12~36 bp）;重复序列的基序共达316种,其中五核苷酸基序种类最多（91种）。从中挑选65对可对应五种SSR类型的引物,经梯度PCR检验后,利用椭圆叶花锚的4个居群32个个对可扩增的引物进行PCR和聚丙烯酰氨凝胶电泳检测,其中14对引物能在绝大多数个体中扩增,且13对具多态性。13个多态性位点的等位基因数量均值为5.462,多态性较高且不连锁（P<0.05）;其中10个位点在多数居群中偏离哈迪温伯格平衡（P<0.01）且存在较高的纯合子数量（观测杂合度H_o均值0.226）;近交系数在-0.443~1,均值为0.656;基因流N_m为0.474。     

芦笋EST资源的SSR信息分析

为了在芦笋中开发EST-SSR功能性标记,对来源于NCBI公共数据库的8590条芦笋(AsparagusofficinalisL.)EST序列进行简单重复序列SSR搜索。剔除冗余序列,得到非冗余序列8377条。在非冗余序列中共挖掘出469个EST-SSR,平均相隔14.80kb出现1个SSR。在所有的重复基序中,二核苷酸重复基序的SSR所占比例最高40.51%(190/469),其次是三核苷酸34.97%(164/469),六核苷酸21.11%(99/469)。在所有基序里,CT/AG出现的频率最高有62次,占全部重复基序的13.22%(62/469)。选取含SSR的EST序列30条,并利用primer5软件设计引物,进行SSR位点的扩增,其中27对引物扩增产物,24对有较清晰可靠的目标扩增条带,占引物数的80%,且所检测出的芦笋等位基因数量较丰富,平均4.93个/对。这些EST-SSR标记的开发将有助于芦笋群体遗传多样性、遗传图谱构建、基因定位、分子标记和系谱分析等方面的研究。     

基于转录组数据的意大利蝗微卫星位点分析与分子标记开发

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus (L.)是新疆荒漠半荒漠草原重要害虫。本研究利用已获得的意大利蝗转录组数据,鉴定其微卫星位点。【方法】使用MISA筛选SSR位点,利用Primer Premier 5设计引物,通过PCR扩增对引物进行验证。【结果】在意大利蝗转录组数据库中,共检测出156500个SSR位点,分布在126369条unigene中。其中,单核苷酸重复为60.88%,二核苷酸重复为23.58%,三核苷酸重复和四核苷酸重复分别为12.99%和2.04%。单核苷酸重复主要为A/T(44.38%),二核苷酸重复主要为AC/GT(12.99%)和AG/CT(8.05%)。基于筛选的SSR位点设计引物,随机挑选24对引物,对10个不同地理种群意大利蝗成虫DNA样品进行PCR扩增,共有6对引物扩增成功。【结论】本研究利用转录组数据发掘意大利蝗SSR位点,为意大利蝗分子标记、种群遗传及功能基因等研究奠定基础。     

美洲南瓜转录组SSR信息分析及其分子标记开发

该文对美洲南瓜(Cucurbita pepo L.)开展转录组测序分析,共获得83 650条Unigene,利用MISA软件搜索1 Kb以上的15 356条Unigene,共检测出7 478个SSR位点,分布于5 786条Unigene中,出现频率为48.7%,平均分布距离为4.08 Kb。优势重复基序为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,分别占总SSR的47.90%、20.57%和22.36%。二核苷酸重复基序中以AG/CT为优势重复基序,三核苷酸重复基序以AAG/CTT为主。利用Primer 3.0共设计出5 786对SSR引物。从114对有效扩增引物中随机选择50对引物,对28个美洲南瓜种质进行多态性验证分析,其中35对(占70%)引物表现稳定可重复的多态性。利用UPGMA作图,将28份供试材料分为2类。利用美洲南瓜转录组数据进行SSR标记开发能获得较高频率的SSR位点,且类型丰富,为美洲南瓜遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更丰富可靠的标记选择。     

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。     

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。     

龙眼顶芽转录组简单重复序列(SSR)标记信息分析及分子标记开发

随着新一代测序技术的发展,大量的转录组数据和表达序列标签(EST)成为开发简单重复序列(SSR)标记的可利用资源。本研究利用MISA软件筛选龙眼(Dimocarpus longan)顶芽转录组数据库序列,从114 445条龙眼转录组unigene序列中发现11 546个SSR位点,SSR出现频率为10.09%。其中1 975条unigene含有两个或两个以上EST-SSR位点,占所有SSR位点的比例为17.10%,SSR出现的平均距离为7.52 kb。从龙眼转录组SSR核苷酸基序类型来看,二核苷酸(52.11%)和三核苷酸(46.15%)出现频率最高,占所有核苷酸出现频率的99.26%。在龙眼转录组SSR中二核苷酸重复基元出现频率最高的是AG/CT(4 250个,占36.81%),三核苷酸重复基元出现频率最高的是AAG/CTT(1 109个,占9.61%)。对含SSR位点的9 571条unigene序列进行引物设计,共设计出了8 347对SSR位点特异引物。随机挑选合成50对EST-SSR引物,以‘石硖’、‘储良’、‘古山2号’、‘立冬本’等四份龙眼材料的基因组DNA为模板对这批引物进行PCR扩增、筛选,结果表明,其中21对引物能产生理想的PCR产物,有效扩增率为42%;16对引物扩增条带具有多态性,占有效引物的76.2%;16对多态性引物共扩增获得50个条带,其中多态性片段21个,每对引物平均产生1.31个多态性片段。     

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。     

甘薯与牵牛EST资源的SSR信息分析

为挖掘番薯（Ipomoea）属EST-SSR资源,从NCBI数据库下载23406条甘薯（Ipomoea batatas (L.) Lam.）EST和62282条牵牛（Ipomoea nil (L.) Roth）EST,利用生物信息学软件预处理、去冗余、拼接处理后得到12812条无冗余的甘薯EST（6.70 Mb）和28422条牵牛唯一序列（17.19 Mb）。对这些序列进行SSR搜索,在甘薯上获得328个SSR位点,发生频率为2.56%;牵牛上筛选到962个SSR位点,出现频率为3.38%。甘薯和牵牛EST-SSR具有多个共同特征：在SSR位点中,主要是二核苷酸重复类型,其次是三核苷酸重复;在二核苷酸重复中,出现最多的重复基序为AG/CT,其次是AT/AT;在三核苷酸重复中,主要基序是AAG/CCT;SSR位点的长度主要集中在20~22 bp。结果表明,这些搜索出的EST-SSR重复基序类型丰富、多态性潜能高,具有较高的开发和利用价值。     

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%。     

基于RNA-seq数据大规模开发中华蜜蜂幼虫的SSR分子标记

中华蜜蜂是东方蜜蜂的一个亚种,也是我国的特有蜂种。本研究基于已获得的中华蜜蜂幼虫肠道转录组数据预测SSR分子标记,并进行SSR位点的信息分析和SSR引物的发掘。利用MISA软件对幼虫肠道转录组中数据组装得到的43557条unigenes进行搜索,共预测出13448个SSR位点,它们分布于7763条unigene中,其中最主要的重复类型为二核苷酸重复(58.03%),其次为三核苷酸重复(28.23%)和四核苷酸重复(9.72%)。二核苷酸重复中的基序主要是AT/AT(占总量的30.4%)。对于所有的SSR位点,利用Primer Premier 5软件成功设计出21627对引物,随机选取48对引物对5个不同来源的中华蜜蜂幼虫肠道样品进行SSR位点扩增,共有15对成功扩增出符合预期的目的片段。研究结果表明利用转录组数据大规模开发中华蜜蜂幼虫的SSR引物是可行的,本研究开发出的SSR引物为研究中华蜜蜂分子遗传学奠定了基础。     

假眼小绿叶蝉微卫星位点的生物信息学分析

【目的】为开发假眼小绿叶蝉Empoasca vitis分子标记,采用高通量测序技术对假眼小绿叶蝉DNA进行了测序与分析。【方法】本研究基于Illumina Hi Seq测序技术,构建了PE文库(~400bp),对获得的测序数据利用生物信息学分析手段完成全基因组扫描,并进一步使用MISA分析鉴定基因组序列中出现的微卫星序列(SSR)。针对微卫星序列共设计10对引物,并使用3步法进行引物多态性筛选。【结果】共计检测Scaffold数量为183 194条,其中包含SSR的Scaffold共计1 545条,共计筛选出1 569个SSR位点。在假眼小绿叶蝉的微卫星中,共包括87种重复基元类型,二核苷酸与三核苷酸重复序列为主要重复类型,分别占SSRs总数的70.26%和27.84%;二核苷酸重复基元CA/TG和三核苷酸重复基元AAT/ATT是优势重复基元,分别占SSRs总数的33.96%和5.86%。在设计的10对引物中,5对具有多态性,在8个假眼小绿叶蝉个体中共发现16个等位基因。【结论】结果说明假眼小绿叶蝉SSR位点在多态性方面具有极大的可开发性,具有多态性的SSR位点可对假眼小绿叶蝉种群间的分化,种群间的扩散机理和途径及影响因素等问题提供分子视角。     

芜菁SSR引物的开发及多态性分析

目的:用于芜菁的简单序列重复(SSR)标记数量有限,初步探索多态性较好SSR的结构特性,开发更多的SSR引物,有助于芜菁的研究。方法:开发680对新的SSR引物,以2个芜菁品种为模板进行多态性扩增,筛选出多态性较好的引物。结果:565(83.1%)对引物在2种芜菁之间能够有效扩增,有多态性的引物有141对(20.7%);SSR的长度与其多态性水平之间没有直接的线性关系,但SSR基序碱基数与重复次数和多态性水平之间存在一定的联系,即3碱基为基序、7次重复的SSR多态性较好。结论:SSR的类型与引物的多态性之间有一定的联系。     

山地虎耳草转录组SSR信息分析

利用MISA（MicroSatellite）软件对山地虎耳草转录组拼接序列进行微卫星位点信息分析,为后期SSR标记的开发和物种遗传多样性检测提供候选序列。结果发现,在拼接得到的63 763条Unigene序列中含有4 622个SSR,发生频率为7.25%,有110种重复基元,平均每10.00 kB出现一个SSR位点。山地虎耳草转录组序列的SSR主要集中在三核苷酸重复（55.50%）,其次为二核苷酸重复（30.23%）。二核苷酸重复和三核苷酸重复中的优势重复基元分别为AG/TC和AAG/TTC。二核苷酸重复基元的重复次数类型最多,跨度最大,具有更高的多态性,三核苷酸次之,而四、五、六核苷酸重复类型很少。山地虎耳草转录组SSR以5~9次重复为主,且SSR数量随着重复次数的增加逐渐减少,基序长度主要集中于12~30 bp,多态性均在中等以上。     

黄秆乌哺鸡竹转录组EST-SSR分子标记开发与应用

基于黄秆乌哺鸡竹(Phyllostachys vivax McClure f. aureocaulis N. X. Ma)转录组数据,利用生物信息学方法分析其SSR位点分布特征,同时针对“黄秆”和“绿秆”两种类型差异表达基因序列中的SSR位点设计引物,并利用刚竹属(Phyllostachys)材料验证其通用性。结果显示,从黄秆乌哺鸡竹89 874个Unigenes序列中,共鉴定出12 651个SSR位点,分布频率为14.07%;其中单核苷酸重复基序最多(51.02%)、其次为3核苷酸(25.61%)和2核苷酸(21.94%);共发现80种重复基序,其中出现频率最高的为A/T(46.60%),其次是AG/CT(13.97%)和CCG/CGG(9.90%)。在设计的51对引物中,44对(86.27%)能有效扩增,在刚竹属材料中平均通用性为92.41%,其中39对具有多态性,多态性EST-SSR标记能区分同属的不同种,但不能有效区分种内种质资源。     

罗氏沼虾SSR标记再开发及其影响因素初探

在NCBI的Nucleotide数据库中检索到592条罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)基因组序列,其中含有SSR( simple sequence repeats)的序列占总数的16.39％,重复基元共有29种,以二核苷酸重复类型和三核苷酸重复类型为主,出现频率分别为14.02％和6.08％.整理G-SSRs序列并设计44对引物,以罗氏沼虾上海地方种群样本DNA为模板,对设计引物进行筛选,有32对引物的扩增产物条带比较清晰,占所设计引物总数的72.72％.用初步筛选得到的26对设计引物和已报道的37对SSR引物对罗氏沼虾江苏、广西以及上海地方种群进行引物的多态性筛选,分别得到9对和7对多态性引物.结果表明,种群的不同、序列的筛选和引物的设计直接影响到获得多态性引物的数量.     

李白盾蚧转录组分析及SSR位点开发

李白盾蚧Pseudaulacaspis prunicola (Maskell)寄主范围广泛,是一种重要的入侵害虫。本研究利用高通量测序平台（Illumina NovaSeq 6000）对李白盾蚧进行转录组测序、de novo从头组装及功能注释,在此基础上筛选其微卫星（SSR）位点,并挖掘微卫星引物。研究共获得李白盾蚧转录组60 296条转录本,24 967条单基因（unigenes）序列。通过GO数据库注释,将所有unigenes的功能分为生物学进程、细胞组分和分子功能三大类41个亚类功能区。KOG数据库注释结果显示,5 085条unigenes归到25个基因家族,注释到一般功能预测的数目最多。KEGG代谢通路富集分析显示6 668条unigenes注释到280个代谢通路,其中注释到内质网中蛋白质加工的数目最多。利用MISA软件共搜索到微卫星位点18 193个,分布在9 043条unigenes中,占总unigenes数量的36.22%,平均每2.29 kb出现一个SSR位点。其中主要重复类型为单核苷酸重复,占SSR位点总数的72.03%,其次为三核苷酸重复（15.90%）和二核苷酸重复（8.48%）。单核苷酸重复主要为A/T（71.16%）,二核苷酸重复主要为AG/CT（5.20%）。基于Primer Primer 3软件设计出12 538对李白盾蚧SSR引物,从中随机挑选50对引物进行PCR验证,共29对引物可以稳定扩增出目的片段。本研究成功组装了李白盾蚧转录组数据,并基于转录组数据成功筛选出其微卫星位点,为未来该虫的种群遗传学以及入侵生物学研究提供了数据支撑。