改良FIASCO方法筛选砷超富集植物蜈蚣草SSR分子标记(英文)

蜈蚣草(Pteris vittata L.)是目前用于砷污染土壤修复最好的超富集植物,但其分子水平上的研究数据较少。为了开发蜈蚣草特异性SSR遗传标记,本文采用改良的FIASCO方法从蜈蚣草AG和AC微卫星富集文库中随机挑选100个克隆,分离得到51个微卫星位点,其中60%为完美型(Perfect)SSR。根据这些位点设计、合成了25对引物,并对江西庐山及湖北恩施两地蜈蚣草种群各20个个体进行了遗传多样性检测,结果发现:其中8个完美型及1个间断型(intermittent)SSR位点的引物能够扩增出清晰、稳定且具有多态性的条带。9对引物共扩增出41个等位基因,各位点等位基因数在2~7之间,平均等位基因数为4.56个;期望杂合度在0.0494~0.8169之间;没有连锁不平衡现象发生。采用大叶井栏边草(Pteris multifida Poir.)进行跨种扩增,结果发现其中6对引物能够进行种间扩增。这些SSR分子标记的开发有助于蜈蚣草生态适应性进化分析、揭示蜈蚣草地理分布格局以及探讨蜈蚣草遗传多样性,还可用于品种鉴定及选育等。     

基于磁珠富集法的绣线菊SSR分子标记分离与筛选

微卫星序列（SSR）具有多态性高、共显性遗传等特点,是一种极具价值的分子遗传标记。采用磁珠富集法从高山绣线菊基因组DNA中分离和筛选SSR标记。高山绣线菊基因组经限制性内切酶Mse I酶切后与接头连接,并与生物素标记SSR探针（AC）15和（AG）15杂交,然后通过链霉亲和素磁珠富集、洗脱、PCR扩增、克隆,完成微卫星文库构建。利用载体通用引物和探针序列引物进行PCR扩增,筛选重组克隆并测序,获得112条序列。随机挑选其中60条序列设计的引物,经初期筛选获得多态性引物16对。用所得16对引物对4个居群92个个体的蒙古绣线菊和高山绣线菊进行PCR扩增。统计分析PCR产物的毛细管电泳结果,发现4个居群的平均等位基因数、平均期望杂合度及平均观测杂合度都比较高。64个数据系列（4个居群×16个位点）中的26个显著偏离HardyWeinberg平衡,推测可能由于无效等位基因的存在所引起。分析显示研究开发的16对多态性SSR引物可以用于后续遗传多样性、物种进化与亲缘关系等方面研究,丰富了绣线菊遗传多样性研究的分子标记。     

三叶木通微卫星分子标记开发及评价

为了获得适于三叶木通遗传多样性和遗传结构研究的微卫星分子标记,该研究采用磁珠富集法构建了三叶木通微卫星富集文库。结果表明:在150个阳性克隆中发现了70个微卫星位点,富集效率为46.67%,其中含双碱基重复单元的序列占比为79.37%,三碱基和四碱基重复含有量较少。共设计引物63对,其中筛选出16对高多态引物,对1个三叶木通自然居群48个个体进行了遗传分析,结果显示位点的等位基因数为10~22个,观察杂合度和期望杂合度分别为0.370~0.792和0.724~0.936,多态性信息指数为0.725~0.919,表明以上引物均为高多态性引物。其中,12个位点偏离哈迪-温伯格平衡,呈现出纯合子过剩状态,这可能与哑等位基因和其它因素有关。综上结果表明,该研究所开发的16对引物能够用于三叶木通遗传多样性和遗传结构评价工作。     

SSR分子标记在山茶属观赏资源遗传多样性研究中的应用

采用微卫星(SSR)分子标记的方法,利用20对SSR引物对33份山茶属资源(含种和品种)的DNA样品进行了PCR扩增,从中筛选出10对扩增效果较好的SSR引物,并对33份资源进行了遗传多样性分析。结果显示:10对引物在33个植物材料中共检测出123个等位基因,每个SSR位点的等位基因数为3~22个,SSR2引物检测到的等位基因数量最多,达22个,平均每对引物含有12.3个等位基因,平均多态性信息量为0.74,变化范围为0.06~0.96。利用遗传距离矩阵按UPGMA方法进行聚类,结果表明33份植物材料可分为9个分支,很好的区分了品种间的亲缘关系,可为杂交育种的组合选择提供理论基础。不同花型的山茶属植物在10个微卫星位点上共发现42个特异等位基因,可能与不同的花型性状有关。     

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。     

鲮微卫星DNA分子标记的筛选与遗传多样性分析

采用磁珠富集法对已建立的生长较快的西江段野生浅色鲮群体的极大、极小群体各31尾基因组DNA进行了微卫星序列的筛选,128个阳性克隆成功测序93个,其中80个为的微卫星序列,微卫星序列完美型占85%,非完美型占6.25%,混合型占8.75%。利用微卫星序列合成了23对微卫星引物,扩增结果表明,等位基因数为1～10个,扩增片段大小为92～283bp,其中14对引物扩增条带清晰,为中度或高度多态位点,极大、极小群体的平均有效等位基因数和平均多态信息含量分别为3.0784、3.2079和0.5675、0.5974,反映出2个群体遗传多样性均较丰富;高度多态性引物4的位点b,片段大小为119bp,在极大群体中出现频率为61.3%,在极小群体占22.6%,出现频率极大群体高于极小群体近3倍,初步可作为候选差异性分子标记。     

中国特有单种属血水草的微卫星分子标记开发与评价

血水草(Eomecon chionantha Hance)是中国亚热带地区特有的单种属植物。本研究采用(AG)15、(AC)15两种生物素探针及磁珠富集法从血水草基因组中开发并筛选出13个微卫星位点,且在该物种中能进行稳定的PCR扩增并表现出多态性。利用筛选出的13个SSR多态性标记对血水草4个野生居群24个个体进行PCR扩增,结果显示每个微卫星位点的等位基因数为2~7个,观测杂合度(HO)和期望杂合度(HE)分别为0.125~0.792和0.299~0.691。说明这些SSR标记可用于血水草遗传多样性的后续研究,并揭示该物种地理分布格局形成的原因,有助于保护和利用中国亚热带地区的血水草野生资源。     

基于全长转录组信息的枸杞SSR标记开发北大核心CSCD

枸杞是茄科枸杞属的重要经济植物,广泛分布于我国西北地区,环境适应性强。本研究分析了枸杞基因组中SSR的分布特征,并基于宁杞1号全长转录组开发SSR分子标记,对28个枸杞种质进行遗传多样性分析和亲缘关系分析。用MISA软件搜索全长转录组中SSR位点,设计并筛选多态性好的SSR引物,对206对引物经过毛细管电泳筛选后最终选出23对引物对28个不同分布区的枸杞种质进行遗传多样性分析,遗传相似系数用非加权组平均法(UPGMA)聚类。23对引物共扩增得到240个等位基因,每个位点的等位基因数范围为4~17,Shannon信息指数范围为1.177~2.487,期望杂合度和观测杂合度的范围分别为0.635~0.909和0.250~0.964,PIC的范围是0.580~0.902。遗传距离聚类分析显示28份枸杞种质在遗传相似系数为0.71时被分为4类,宁夏枸杞为Ⅰ类,中国枸杞为Ⅱ类,黑果枸杞为Ⅲ类,Ⅳ类中只有中国枸杞种的枸杞岛种质。利用全长转录组序列可以高质量实现枸杞SSR标记开发,新开发的23对引物后续可用于枸杞种质遗传多样性分析和分子标记辅助育种工作。     

用SSR研究栲树群体遗传结构

利用微卫星（SSR）分子标记对福建省内4个栲树（Castanopsis fargesii Franch.）群体遗传结构进行了研究。SSR标记揭示了栲树群体丰富的遗传变异：平均等位基因数A＝9.0,平均有效等位基因数Ne=4.8,平均期望杂合度He=0.65,而群 具有较低的Fst值（Fst=0.031）。SSR每个位点的等位基因频率分布在栲树群体间都存在显或极显差异,表明根据SSR等位基因频率分布亦能了解各体的分化。SSR标记使栲树群体中一些稀有等位基因得以表现,54个SSR等位基因中有15个等位基因仅出现在1个或2个群体中,且频率较低,在遗传多样性保护中更应注重保护这些稀有的等位变异。     

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。     

中国龙虾微卫星标记的筛选及遗传多样性分析

文章以M13通用引物和重复序列(CT)₁₅、(AT)₁₅引物, 利用PCR法对中国龙虾(Panulirus stimpsoni Hoehuis)部分基因组DNA文库进行筛选。共获得78个微卫星序列, 分别分布于55个阳性重组克隆中, 其中完美型(perfect)共50个, 占64%; 非完美型(imperfect)3个, 占3.8%; 混合完美型(compound perfect)6个, 占7.7%; 混合非完美型(compound imperfect)19个, 占24.5%。根据微卫星序列, 设计并筛选出15对微卫星多态性引物, 对中国龙虾的群体进行了遗传多样性分析。获得3~12个等位基因, 等位基因大小在78~425 bp之间, 基本符合引物设计的理论长度。期望杂合度范围为0.48~0.87, 平均值为0.71, 表明中国龙虾基因组微卫星具有较高的杂合度与遗传多样性。15个微卫星位点的PIC值从0.44到0.84, 平均值为0.60, 说明这些微卫星位点在中国龙虾基因组中包含丰富的遗传信息, 合适用于中国龙虾的各种分子标记及遗传学分析和应用。     

麦红吸浆虫唾腺EST-SSRs的信息分析及分子标记筛选

昆虫EST资源库的扩充为开发新的分子标记提供了宝贵的资源。本研究对NCBI的EST数据库中来源于麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana唾腺的1 217条EST序列进行了unigene组装、 SSR信息分析和EST-SSR分子标记筛选。结果表明： 在1 047个unigenes中共找到141个SSR位点, 分布于106个（10.12%）unigenes中, 平均每3.49 kb出现一个SSR位点。在1~6碱基重复基元中, 1~3碱基是主要重复类型, 占总SSR的97.16%以上。A/T（31.21%）, AC/GT（15.60%）和AAC/GTT（9.22%）分别是单、 双和三碱基中占优势的重复基元类型。利用Primer Premier 5.0软件对查找的EST SSRs进行引物设计, 并以麦红吸浆虫基因组DNA为模板, 对从中选出的26对SSR引物进行多态性检测。结果有20对（76.92%）引物能扩增出清晰的目的条带, 并且其中9对（45%）引物表现出多态性。多态性分析结果表明, 从9对EST-SSR引物中, 共检测到51个等位基因, 平均每个位点含有等位基因数为5.67, 平均期望杂合度为0.65, 平均多态信息含量为0.60。本研究能够为今后麦红吸浆虫的种群遗传结构与遗传多样性研究提供帮助。     

利用17个微卫星标记分析鳙鱼的遗传多样性

选用本实验室克隆的17个鳙鱼微卫星分子标记分析四川泸州和江西鄱阳湖的两个种群鳙鱼的遗传多样性及种质特性,计算和统计了杂合度、多态信息含量（PIC）、有效等位基因数、等位基因频率、遗传距离、遗传相似系数、Hardy-Weinberg平衡偏离指数等方面内容。结果表明：选择使用17个微卫星标记,其中有4个为单态标记,13个为多态标记。江西和四川鳙鱼群体每个微卫星位点的平均等位基因数分别为3.325及3.882,平均有效等位基因数分别为3.531及2.676,多态位点百分率分别为82.4及70.5, 17个微卫星标记共有等位基因71个,多态微卫星位点的PIC在0.114~0.960之间变动,平均为0.417 ,两群体位点平均观测杂合度为0.385和0.452,平均期望杂合度为0.360和0.422,两个群体间的遗传相似系数为0.897,群体间的遗传距离为0.109。     

基于简化基因组数据开发岭南青冈微卫星引物

微卫星标记（simple sequence repeat，SSR）在基因组中普遍存在，具有共显性、高多态性等特点，在群体空间遗传研究中应用广泛。随着测序技术的发展，SSR的开发方法也更加多样化。岭南青冈（Quercus championii Benth）是中国南方常绿阔叶林的珍贵材用树种，对其分子标记的开发可促进岭南青冈的育种和种质保护。本研究基于4个岭南青冈个体的简化基因组序列进行SSR引物的开发。使用pyRAD软件分析显示：①每个个体中包含微卫星重复片段的序列在46 000~84 000条；②个体内聚类后得到的位点数在5 500~24 000；③个体间聚类后获得1 158个一致性位点。在1 158个位点中获得186个侧翼序列没有变异且重复碱基位于序列中间位置的位点。使用Primer Premier 5.0设计了25对引物，在来自3个群体的36个岭南青冈个体中进行验证，结果表明17对引物能成功扩增，共获得106个等位位点，每个引物的等位基因数在2~12，平均为6.2。引物的期望杂合度和观测杂合度分别为0.19~0.88和0.11~0.76。本研究的引物开发方法具有速度快、效率高、成本低的特点，可应用于群体遗传学分子标记的开发。     

广西普通油茶种质资源遗传多样性的SSR分析

普通油茶( Camellia oleifera)是我国分布最广、产量最多的山茶属中一个重要油料树种。广西是普通油茶的重要分布区,种质资源十分丰富。为深入了解广西普通油茶种质资源的遗传变异,服务于种质保存和品种选育,该研究首先对已开发的SSR分子标记进行多态性筛选和评价,在此基础上利用多态性较高的引物,对97份广西有代表性的普通油茶种质资源进行遗传多样性分析。结果表明：(1)在已开发的10对油茶SSR分子标记中,7对能稳定扩增且表现为共显性,2对扩增不稳定,另外1对无法扩增出产物。(2)7对共显性SSR标记总共检测到33个等位基因,每对标记检测到等位基因数目的变化范围为3~6个,平均每个位点等位基因数为4.7143个,有效等位基因数目的变化范围为2.0842~4.3148,平均有效等位基因数为2.8288;基因多样性变化范围为0.5202~0.7682,平均每个位点基因多样性为0.6281。(3)参试群体中绝大多数位点未处于Hardy-Weinberg平衡,存在遗传结构;观测杂合度和期望杂合度的变化范围分别为0.4130~0.6701和0.5233~0.7724,其平均值分别为0.5698和0.6316。(4)种质资源间遗传距离变化范围为0.05~0.7917,平均遗传距离为0.3545;UPGMA聚类显示相同来源的种质资源无法聚成一类,在同一聚类分支上混有不同来源的种质资源。这表明已开发的油茶SSR分子标记适用于广西普通油茶,广西普通油茶种质资源拥有较丰富的遗传多样性。该研究结果为广西普通油茶资源的深度开发和高效利用提供了科学依据。     

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。     

蕙兰SSR引物开发及渝贵川地区兰属遗传多样性研究

采用磁珠富集法对野生蕙兰DNA进行SSR引物开发,并以开发出的多态性引物为研究工具,选取来自渝、责、川3省(市)的9个野生兰属居群为研究对象,探讨遗传多样性与其地理位置分布的关系,从而在分子水平上为如何保护兰属植物提供有利参考.结果 显示:8对SSR引物共扩增出53个等位基因,平均每个位点的等位基因为6.6250个,平...     

濒危植物羊踯躅全基因组SSR标记开发与鉴定研究

该研究利用基于全基因组限制性酶切位点简化基因组测序技术（RAD seq技术）,开发濒危植物羊踯躅（Rhododendron molle G. Don）全基因组SSR标记,并对3个群体共63份羊踯躅材料进行验证鉴定,为进一步研究羊踯躅的遗传多样性和群体遗传结构以及保护利用提供技术支持。结果显示：（1）羊踯躅基因组测序获得原始数据7.653G bp,过滤后为7.513G bp;经组装发现,羊踯躅171.534 M bp的基因组分布在498 252 contigs中。（2）通过SSR检测,在11 961 SSR位点中获得了11 687对SSR分子标记,并且二核苷酸为基序的重复类型最丰富,达51.76%。（3）随机选取128对SSR标记在6个羊踯躅株系中进行PCR扩增,获得20对高多态性的SSR标记。（4）用所选的20对多态性SSR标记对3个群体共63份羊踯躅材料进行验证分析发现,这些多态性SSR标记位点的等位基因数为4~16个,期望杂合度（H_e）为0.489~0.908。 研究表明,羊踯躅的SSR丰度适中,且二核苷酸为羊踯躅中最丰富的重复序列,该实验进一步证明RAD seq技术是一种经济有效的基因测序方法,实验中开发的SSR引物将有助于进一步研究羊踯躅和其他近缘种的群体结构和多样性。     

不同地理飞蝗种群的遗传多样性

用GenBank中飞蝗Locusta migratoriaL.的序列来设计微卫星引物,并对这些引物的有效性进行验证。结果表明,在所设计的3对引物中,只有1对为有效引物,可扩增出微卫星位点。序列分析表明本位点是一个不连续的重复微卫星位点。该多态微卫星位点含有14个等位基因,不同飞蝗地理种群的等位基因数目、大小和频率都存在较大的差异。对该位点各等位基因型进行χ2检验,基因型频率的观察和期望杂合度分别为0.4578和0.8836,该位点不属于Hardy-Weinberg平衡位点(χ2=733.12,P=0.0000)。该微卫星位点表现出高度的多态性说明是分析飞蝗种群遗传多样性的优良分子遗传标记。     

丹参线粒体和叶绿体微卫星标记开发及多样性分析

该研究通过生物信息学方法,对丹参线粒体、叶绿体基因组序列进行SSR位点搜索,利用Primer3.0软件在线设计SSR引物,通过PCR扩增,筛选出扩增效果好、多态性高的10对cpSSR引物和13对mtSSR引物,用于分析61份丹参品种的遗传多样性和鼠尾草属植物种间的通用性。结果显示：（1）从2条基因组序列中搜索到32个cpSSR位点和24个mtSSR位点,其中叶绿体单核苷酸的重复序列最多为31个,占96.9%,重复类型中以A/T形式的微卫星最为丰富。（2）23对SSR引物共检测出46个等位基因,平均每个SSR位点等位基因数是2个,有效等位基因数为1.566;预期杂合度(H_e)为0.346,高于双子叶植物的平均水平（H_e=0.190）;多态信息含量（PIC）为0.278,大于0.250小于0.500;Shannons信息指数为0.519,表明所采集的丹参呈中等水平的遗传多样性。（3）聚类分析表明,61份丹参材料的遗传相似系数在0.54~0.96之间,并在遗传相似系数为0.64处将 61份丹参分为6个亚群：四川、山东和安徽省的丹参聚集在Ⅰ和Ⅱ亚群中,说明四川中江、山东和安徽地区的丹参亲缘关系较近,而来源于四川中江的丹参分布于所有亚群,表明四川中江的丹参具有丰富的多态性。（4）通用性检测结果显示,11对mtSSR引物在9种鼠尾草属中的平均通用性比率为64.63%,通用性较高;9对cpSSR引物在10种鼠尾草属中的平均通用性比率为44.66%,通用性较低;引物cp5p、cp8p和cp10p在野芝麻亚科植物属间的通用性较好。研究表明,开发的23对SSR引物在鼠尾草属内具有很好的适用性,可以为该属种间的亲缘关系和种内遗传分化研究提供分子依据。