华仁杏EST-SSR标记引物设计与开发

随着生物科技的进步,ESTs（表达序列标签）已经成为开发SSR（简单重复序列）标记的重要资源。本文利用NCBI公共数据库下载蔷薇科EST序列22 458条,使用SSRHunter1.3软件进行了SSR搜索,从中获得22 527条SSR,应用Primer5.0软件设计并经由Oligo7.0软件检测,共得到61对EST-SSR引物。利用这些引物对8个华仁杏品种进行了PCR扩增及检测,得到10对能产生清晰多态性条带的EST-SSR标记,标明了10对引物的序列,为进一步开展华仁杏SSR分子标记辅助育种研究奠定了基础。     

基于转录组测序的枫香EST-SSR引物开发及有效性评价

枫香是广西重要的乡土树种之一,具有较高的用材、观赏及药用价值.为验证枫香SSR引物的实际应用效果,该研究基于转录组测序技术,检测枫香SSR位点并设计引物,通过PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选出具有较高多态性的枫香EST-SSR引物,并对1个枫香天然群体进行遗传多样性分析.结果表明:(1)共发掘到23777个SSR位点,单核苷酸重复类型SSR位点占总位点比例最高(46.54％),在重复次数上5～12次之间的SSR位点占比最高(72.36％).(2)共开发出262对SSR引物,有效扩增率为53.1％,最终筛选出扩增稳定、条带清晰的引物18对.(3)多态性检测结果显示所有位点均具有多态性,天然群体遗传多样性结果显示该天然群体中等位基因数量(Na)、有效等位基因数量(Ne)、Shannon多样性指数(I)、观测杂合度(Ho)变化范围分别为2～4、1.1128～2.6096、0.2089～1.1127和0.2759～1.0000,平均值分别为2.3333、1.9574、0.7085和0.7226.综上认为,枫香中占优势的SSR位点重复类型和重复基序与其他物种基本相同,所开发的18对枫香EST-SSR引物可以满足开展枫香群体遗传学研究的需要.该研究结果为后续枫香种群遗传多样性研究提供了丰富的标记引物,对该树种的保护、开发和利用具有重要意义.     

铁皮石斛EST-SSR引物的评价、甄选与应用研究

开发、评价已筛选的铁皮石斛EST-SSR引物,并探讨其在遗传多样性、物种鉴定、遗传图谱构建、亲缘关系鉴定等方面应用。利用前期筛选的20对多态性较好的引物用于16份材料（15份铁皮石斛与1份串珠石斛）的聚丙烯酰氨凝胶电泳,统计扩增条带。采用PopGen32软件进行Nei's基因多样度和Simpson指数等多态性指标的统计,分析单个引物和组合引物的区分率,之后采用NTSYSpc2.1软件计算遗传相似系数聚类图的构建。结果表明,引物DN4等16对引物多态性较高,而DN13、DN23、DN60和DN67多态性较低。单个引物均不能将所有供试样品区分开来,其中DN4、DN10、DN105、DN81、DN39和DN71区分率相对较高;利用组合引物能够将所有样品进行有效区分,其中DN4+DN10+DN105+DN39引物组合可作为核心引物予以使用,可用于铁皮石斛指纹图谱的构建和遗传多样性分析。聚类分析结果表明,该20对引物可以较好地应用于铁皮石斛种内、种间亲缘关系的鉴定。此外,引物DN4、DN13、DN39、DN58、DN65、DN67、DN10和DN99可用于铁皮石斛与串珠石斛的鉴定。本研究开发的20对引物可较好地应用于铁皮石斛遗传多样性分析、种质鉴定、亲缘关系鉴定和遗传图谱构建等方面,具有广泛的应用性。     

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%。     

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%。     

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。     

鲢EST-SSR标记的开发及其与生长性状关联性分析

研究采用Illumina高通量测序技术对鲢(Hypophthalmichthys molitrix)卵组织进行转录组测序分析,筛选多态EST-SSR标记并与生长性状进行关联性分析。研究结果显示:(1)测序组装总Unigene 77129个, SSR共24458个,占所测EST数据的31.7%。鲢包含SSR的EST序列主要有二碱基、三碱基、四碱基和五碱基组成。二碱基中, AC含量最丰富;(2)随机挑选175条EST序列设计SSR引物,筛选出多态EST-SSR标记36个, Blast结果显示有10条已知基因功能;(3)全同胞家系检测结果显示有两个标记与鲢的生长性状相关。SCE26与体长和体重显著相关(P<0.05), SCE65与肥满度显著相关(P<0.05)。研究结果将为鲢的分子标记辅助育种的应用提供基础理论指导。     

普通小麦SSR和EST-SSR引物对冰草通用性的比较分析

选用定位于普通小麦7个部分同源群的534对SSR引物和351对EST-SSR引物分别对普通小麦品种‘Fukuho’和四倍体冰草‘Z559’的基因组DNA进行扩增,结果显示:有475对(89.0%)SSR引物和314对(89.5%)EST-SSR引物对‘Fukuho’能有效扩增,226对(42.3%)SSR和258对(73.5%)EST-SSR引物对‘Z559’能有效扩增,表明小麦EST-SSR对冰草的通用性明显高于SSR;扩增强带比率SSR和EST-SSR引物分别为76.1%、84.1%,说明小麦EST-SSR在冰草上扩增带的质量亦优于SSR。选择上述在‘Fukuho’和‘Z559’基因组DNA之间有多态性扩增且带谱清晰的SSR和EST-SSR引物各60对,对‘Fukuho’、‘中国春’、‘北京8号’和二、四、六倍体冰草‘Z804’、‘Z559’、‘Z1075’的基因组DNA再行PCR扩增,结果显示,40对(66.7%)SSR和22对(36.7%)EST-SSR引物在‘Fukuho’、‘中国春’和‘北京8号’间扩增产物表现多态性,且前者高于后者;50对(83.3%)SSR和52对(86.7%)EST-SSR引物在冰草‘Z804’、‘Z559’和‘Z1075’间扩增产物表现多态性,两者相当。通用性、多态性和扩增强带比率综合比较表明,普通小麦EST-SSR和SSR经筛选虽都能转用于冰草,但两者相比EST-SSR更优。     

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。     

茶树EST-SSRs分布特征及引物开发

为了在茶树中开发EST-SSRs功能性标记,利用生物信息学方法对NCBI网上公开的3288奈茶树（Camellia subebsus）ESTs序列进行EST-SSRs特征分析。剔除冗余序列,得到非冗余序列2083条。在非冗余序列中发现含不同重复基元SSRs的EST序列有385条,共486个EST-SSRs,平均相隔2．10kb出现1个SSR。在2～6bp的重复基元中,二核苷酸重复基元的SSRs出现频率最高（51．97％）,其次是三核苷酸（19．55％）。对所有的重复基元类型进行统计分析发现,所占比例最高的是AG／CT（47．74％）,其次分别是AT／TA（4．73％）和AAG／CTT（4．73％）。利用Prime5软件,设计了206对EST-SSRs引物,随机选用72对引物进行SSR扩增,发现31对引物可以扩增出条带,其中29对引物具有多态性,多态性比率为93．5％。这些EST-SSRs将有助于茶树基因组学方面的研究。     

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.     

黄瓜基因组EST-SSRs的分布规律及EST-SSR标记开发

从NCBI网站下载黄瓜EST序列6 344条及本课题组对黄瓜叶片cDNA文库测序研究所得的EST 163条,在除去载体、polyA/T等序列后得到6 129条无冗余EST序列,全长为2.98×106bp.采用网络软件SSRIT从这些序列中搜索到784个SSR,分布于673条EST中,出现频率为12.79%,平均分布距离为3.80 kb;单、二和三核苷酸重复是主导类型,分别占EST-SSRs总数的32.91%、28.19%和29.34%;A/T、AG/CT和AAG/CTT分别是单、二和三核苷酸的优势重复基元,分别占EST-SSRs总数的32.40%、20.66%和14.41%.经现已报道的评价方法分析表明,这些EST-SSRs具有较好的多态性和可用性.设计了30对EST-SSR引物对22份黄瓜材料进行PCR检测,18对引物检测到多态性.根据PCR结果,这些材料被聚为三类,聚类结果与材料本身特性一致.结果说明通过黄瓜EST数据库发掘SSR标记是一条可行的途径.     

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.     

葫芦科主要瓜类作物EST-SSR标记的开发与应用

与基因组SSR(gSSR)相比,基于EST开发的SSR(EST-SSR)成本低,物种间通用性更强,同时EST-SSR来源于基因编码区,可以作为功能基因的直接标记,因此EST-SSR的开发和应用逐渐受到人们的重视.就葫芦科主要瓜类作物(西瓜、甜瓜和黄瓜)EST-SSR的研究进展进行回总结,并预测和探讨了EST-SSR标记的发展趋势,以期为今后该种新型分子标记在瓜类作物上的应用提供参考.     

用EST-SSR检测不同年代小麦育成品种基因多样性的变化趋势

EST—SSRs是一种基于基因表达序列有关基因功能的“真质”标记,其多态性直接反映了基因的多样性。本研究采用37对小麦EST—SSRs引物检测了42份我国不同年代小麦选育品种相关基因位点多样性的变化趋势。结果表明：基于表达序列设计的小麦EST—SSRs引物具有较好的扩增效果,其中37对引物共检测到134个位点,绝大多数引物有2～5个等位变异;在相似系数为0.9的水平上这些引物可将除燕大1817和旱选3号外的40份材料区分开来;供试的42份小麦选育品种的基因多样性从20世纪60年代以前到90年代呈递增趋势,但不同年代的增幅不同：20世纪60～80年代增长最快,80年代至90年代增长十分缓慢;同时,材料间相似系数变化呈下降趋势,60年代以前的选育品种相似性最高,70年代最低,70年代以后至90年代略有增加,但远低于60年代以前,这与引人大量的外来品种的育种策略有关。     

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.     

EST-SSR标记在蔬菜遗传育种中的应用

EST-SSR标记技术是一种有效的功能分子标记方法,它是从EST序列中开发的SSR标记.该文简单综述了EST-SSR标记技术开发的基本原理、相对于其他分子标记技术的优点以及该分子标记在蔬菜作物遗传育种如遗传图谱构建、种质资源和遗传多样性分析、引物通用性、比较作图和品种鉴定、亲缘关系和物种起源进化方面的应用现状.最后指出了现阶段EST-SSR标记开发过程和应用中存在的几个问题以及应采取的相应措施,并对发展前景进行了展望.     

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。