甘薯EST资源的SSR信息分析
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基于SSR标记分析31份甘薯品种(系)的遗传多样性
罗密;尹旺;吴巧玉;付梅;邓仁菊;陈运良
【期刊名称】《种子》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】为了解不同甘薯资源材料之间的亲缘关系,以收集保存的31份甘薯品种(系)为研究对象,采用SSR标记分析不同材料之间的遗传多样性。
结果表明,基于筛选获得的多态性较好的21对SSR标记,共检测到405个多态性等位位点,平均每对引物等位位点数为19.3个。
31份甘薯材料遗传相似性系数在0.2829~0.9758之间,平均值为0.430419,说明遗传多样性丰富。
聚类分析表明,在遗传距离为0.638时,可将31份甘薯品种(系)分为四个类群。
【总页数】7页(P34-40)
【作者】罗密;尹旺;吴巧玉;付梅;邓仁菊;陈运良
【作者单位】贵州省农业科学院生物技术研究所;贵州省农业生物技术重点实验室;农业农村部喀斯特山区作物基因资源与种质创新重点实验室;贵州省农作物技术推广总站;紫云县农业农村局
【正文语种】中文
【中图分类】S531
【相关文献】
1.16个茶树品种(系)遗传多样性及遗传结构的SSR标记分析
2.基于SSR分子标记的甘薯地上部专用品种遗传多样性分析
3.基于SSR标记的葡萄品种(系)遗传多
样性分析与指纹图谱构建4.中国甘薯登记品种SSR标记遗传多样性分析5.16个茶树品种(系)遗传多样性及遗传结构的SSR标记分析
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菜用和观赏甘薯种质资源多样性与品质分析随着我国大众生活水平的逐渐提高,菜用甘薯因其食用、保健价值受到了追捧,观赏甘薯以叶色叶型丰富成为了重要的园林绿化植物。
然而国内菜用和观赏用甘薯研究基础薄弱,种质资源数量及其亲缘关系等基础信息匮乏。
为了发掘菜用和观赏甘薯种质资源,分析其遗传多样性,获得菜用和观赏甘薯品质特性,本文对国家种质徐州甘薯试管苗库田间圃1100份资源进行表型特征评价,初步筛选菜用和观赏用甘薯种质96份。
针对这些种质,研究结果如下:1.基于12个表型性状对田间表现健康的89份菜用和观赏甘薯资源进行主成分和聚类分析。
结果得到了5个主要成分,累计方差贡献率为80.50%。
将主成分1与主成分2作图,得到了3个类群,并发现茎端缠绕度越大,茎端茸毛越少的现象。
UPGMA法聚类共有8个类群,但是15份资源通过聚类没有彻底区分开,说明形态学标记在种质鉴定中具有局限性。
2.利用SSR分子标记对这96份种质进行了遗传多样性和群体结构分析。
30对SSR引物扩增了269条多态性条带;将种质资源按来源地归类,通过MEGA 6.06软件分析,不同地区间平均遗传距离为0.404;用DPS软件计算了96份资源内的Nei72遗传距离为0.15-0.76,平均遗传距离是0.66,在遗传距离为0.272处可划分为3个类群,其中类群Ⅲ在遗传距离为0.267处划分为3个亚群;通过群体结构分析将96份资源划分为3个组群;通过对NJ聚类法与Structure 群体结构分析比较,认为两种方法分析结果相互吻合。
3.对部分菜用和观赏甘薯种质进行品质分析。
对其中75份菜用和观赏甘薯种质进行了食味评价和方差分析,结果发现“湛薯01-2”、“甜脆薯”、“DAJIA”、“秦薯10号”、“冀薯3号”、“三角拧”、“湘薯18”、“鲁薯4号”的食味评价极显著高于对照。
测定了58份资源的蛋白质、脂肪、膳食纤维、总多酚含量、抗氧化活性品质性状数据,构建了其品质性状数据库,为后续资源利用提供参考。
基于SSR、SNP和形态学标记的甘薯种质资源遗传多样性研究一、本文概述本文旨在利用SSR(简单序列重复)、SNP(单核苷酸多态性)和形态学标记等多种遗传学手段,对甘薯种质资源的遗传多样性进行深入研究。
遗传多样性是生物多样性的重要组成部分,对于甘薯种质资源的保护、遗传改良和新品种选育具有重要意义。
本研究将通过对不同甘薯种质资源的遗传信息进行分析,揭示其遗传背景、亲缘关系和遗传变异情况,为甘薯的遗传育种和分子标记辅助选择提供理论依据和技术支持。
本文将对SSR和SNP两种分子标记技术在甘薯遗传多样性研究中的应用进行详细介绍。
SSR和SNP作为两种常用的分子标记技术,具有高通量、高多态性和共显性等优点,能够有效地揭示甘薯种质资源的遗传差异和变异情况。
通过这两种技术的结合使用,可以更加全面地了解甘薯种质资源的遗传多样性。
本文将利用形态学标记对甘薯种质资源进行初步分类和鉴定。
形态学标记作为传统的遗传标记方法,具有直观、易操作等优点,能够直接反映甘薯植株的形态特征。
通过对甘薯种质资源的形态学特征进行观察和比较,可以初步了解其遗传背景和亲缘关系,为后续的分子标记分析提供参考。
本文将结合SSR、SNP和形态学标记的结果,对甘薯种质资源的遗传多样性进行综合分析。
通过对不同标记方法的比较和验证,可以更加准确地揭示甘薯种质资源的遗传结构和变异规律,为甘薯的遗传育种和新品种选育提供有力支持。
本研究还将探讨甘薯种质资源遗传多样性与其适应性和抗逆性之间的关系,为甘薯的种植和生产提供科学依据。
二、材料与方法本研究选取的甘薯种质资源来源于全国各地的农业科研机构、种质资源库以及部分农业生产基地。
共计收集到不同品种、不同来源的甘薯样本共计份,这些样本在地理分布、生态环境和遗传背景上均具有一定的代表性。
SSR(Simple Sequence Repeat,简单序列重复)和SNP(Single Nucleotide Polymorphism,单核苷酸多态性)分析是评估遗传多样性的常用手段。
甘肃马铃薯晚疫病菌生理小种鉴定及EST-SSR多样性分析甘肃马铃薯晚疫病菌生理小种鉴定及EST-SSR多样性分析【摘要】马铃薯晚疫病是一种严重危害马铃薯产业的病害,在全球范围内广泛存在。
本研究旨在通过生理小种鉴定及EST-SSR多样性分析,揭示甘肃地区马铃薯晚疫病的发生与传播规律,为防控该病害提供科学依据。
【关键词】甘肃;马铃薯晚疫病;生理小种;EST-SSR;多样性分析1. 引言马铃薯晚疫病(Phytophthora infestans)是一种由疫霉菌引起的病害,严重威胁马铃薯产业发展。
疫霉菌具有多个生理小种,每种小种对抗药剂和抗性马铃薯品种的敏感性不同,因此生理小种鉴定对于制定有效的防控措施具有重要意义。
此外,马铃薯晚疫病的毒力与EST-SSR多样性密切相关,因此对其多样性进行深入分析也十分有必要。
2. 材料与方法2.1 样品收集本研究采集了甘肃地区不同马铃薯晚疫病疫株及其寄主植株样品,共计XX个样品。
2.2 病原鉴定采用孢子囊判断和不同马铃薯品种传染实验的方法进行生理小种鉴定。
2.3 EST-SSR分析提取疫霉菌基因组DNA,并进行EST-SSR分析,统计每个EST-SSR位点的等位基因个数、有效等位基因个数、基因多样性指数等。
3. 结果与讨论3.1 生理小种鉴定结果通过孢子囊判断和传染实验,成功鉴定出甘肃地区晚疫病菌的生理小种。
根据不同马铃薯品种对不同疫株的感病情况,将疫株分为若干不同的生理小种。
3.2 EST-SSR多样性分析结果通过EST-SSR分析,共鉴定出XX个多态性位点,其中等位基因个数为X,有效等位基因个数为X,基因多样性指数为X。
提示甘肃地区马铃薯晚疫病的菌株在基因水平上存在一定程度的多样性。
4. 结论本研究通过生理小种鉴定及EST-SSR多样性分析,揭示甘肃地区马铃薯晚疫病的发生与传播规律。
结果表明,甘肃地区马铃薯晚疫病菌株存在多样性,对于防控该病害,应根据不同生理小种特点制定相应的防控策略。
江苏农业学报(刀■至似〜746h t t p : // w w w.j sn y x b.c o m74l董玲霞,苏一钧,戴习彬,等.基于S S R 分子标记的甘薯地上部专用品种遗传多样性分析[J ].江苏农业学报,2O l8,34 (4) :74l-746.floi:lO.3969/j.issn.lOOO-444O.2Ol8.O4.OO4基于SSR 分子标记的甘薯地上部专用品种遗传多样性 分析董玲霞,苏一钧,戴习彬,王娇,唐君,赵冬兰,曹清河(江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/农业部甘薯生物学与遗传育种重点实验室,江苏徐州221131)摘要:为明确国内外甘薯主要地上部专用品种的遗传关系,利用多态性高的3O 对SSR 分子标记对国内主栽的16份材料进行遗传多样性分析。
结果显示,3O 对SSR 分子标记共检测出169条多态性条带,每对引物可获得 2~16条多态性条带。
基于SSR 分子标记进行聚类分析,在遗传相似系数为O . 64处,将16份材料聚为3个类群。
16份材料的遗传相似系数在O . 522至O . 863之间,其中观赏甘薯黄金叶与菜用甘薯材料之间的遗传相似系数较低 (O. 522~O. 626),与鄂菜薯1O 号的遗传相似系数最低(为O . 522);而菜用甘薯材料之间,薯绿1号和台农71遗传相似系数最高,为O . 863,遗传差异较小,薯绿1号和鄂菜薯1O 号遗传相似系数最低,为O . 522,遗传差异较大。
这 些信息可为地上部专用品种选育的亲本选配提供参考。
关键词:菜用甘薯;观赏甘薯;菜观兼用甘薯;遗传多样性;SSR 分子标记中图分类号:S531.O24文献标识码:A文章编号:1OOO-444O(2O18)O4-O741-O6Genetic diversity analysis of overground sweetpotato special-purpose varieties based on simple sequence repeats(SSR) markersDONG Ling -xia,SU Yi -jun,DAI Xi -bin,WANG Jiao , TANG Jun,ZHAO Dong -lan,CAO Qing-he(Xuzhou Institute o f Agricultural Sciences o f the Xuhuai District o f Jiangsu Province/Key Lab o f Biology & Genetic Improvement o f Sweetpotato ,Ministy of Agriculture,Xuzhou 221131,China)Abstract : To understand the genetic relationship of main overground sweetpotato special-purpose varieties at home and abroad,16 varieties were chosen and used for genetic diversity analysis based on simple sequence repeats (SSR) molecular markers. Thirty pairs of markers with high polymorphism were chosen in this study. The results showed that 169 polymorphic loci were detected using the 3O SSR markers,and each primer pair could produce two to 16 polymorphic- bands. The 16 tested sweetpotato genotypes could be divided into three groups based on SSR markers when the genetic similarity coefficient was O . 64. The genetic similarity coefficients among 16 accessions varied from O . 522 to O . 863. The genetic similarity coefficients among ornamental sweetpotato Huangjinye and vegetable sweetpotatoes were lower,ranged from O . 522 to O . 626,and the genetic similarity coefficient between Sweet Carolina,and E Caishu No. 1O was the lowest (O. 522). Among vegetable sweetpotatoes , the highest genetic-similarity coefficient was O . 863 between Shulv No.1 and Tainong N o.71,while the lowest genetic similarity coefficient was O . 522 between Shulv No.1 and E Caishu No.1O.These showed that the genetic difference was smaller between Shulv No.1 and Tainong No.71,while genetic difference was larger between Shulv No.1 and E caishu No.1O.These results would be useful for choosing good parents for收稿日期:2O17-O7-O1基金项目:徐州市农业科学院科研基金项目(2O15OO4);江苏省重点研发技术项目(BK2O141144);徐州市科技创新项目 (KC16NGO58)作者简介:董玲霞( 1986-),女,山东济南人,硕士,助理研究员,从事甘暮种质创新。
甘薯EST资源的SSR信息分析黄立飞, 房伯平*, 陈景益, 张雄坚, 罗忠霞广东省农业科学院作物研究所, 广州510640提要: 从NCBI公共数据库下载获得22 371条甘薯EST序列, 去除低质量的和冗余的序列后, 得到总长为5.09×103 kb的9 204条唯一序列。
从这些序列中搜索到总共436个SSR位点, 平均相距11.68 kb出现一个SSR。
这些SSR的出现频率和平均长度分别为4.4%和24.28 bp。
在2 ̄6 bp的重复基元中, 六核苷酸重复基元出现频率最高(30.96%), 其次是三核苷酸重复基元(29.59%)和二核苷酸重复基元(24.54%)。
出现最多的重复基元是AG/CT (16.28%), 其次是AAG/CTT (11.01%)。
关键词: 甘薯; EST-SSR; 基元Analysis of SSR Information in EST Resource of Sweet Potato [Ipomoea batatas (L .) Lam]HUANG Li-Fei, FANG Bo-Ping *, CHEN Jing-Yi, ZHANG Xiong-Jian, LUO Zhong-XiaCrop Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, ChinaAbstract: In this study, 22 371 ESTs of sweet potato (Ipomoea batatas ) in the database of NCBI were down-loaded and some redundants or with low qualities were removed, finally 9 204 unique sequences with total length about 5.09×103 kb were obtained. In total, 436 SSRs (4.4%) containing unique sequences were identified. The overall average length of SSRs was 24.28 bp. This was equivalent to 1 SSR per 11.68 kb EST sequence. About 30.96% of the SSRs was hexanucleotides, 29.59% was trinucleotides, 24.54% was dinucleotides, and the remaining 14.91% consisted of tetra- and pentanucleotides. Among the identified SSRs, AG/CT was the most frequent (16.28%) followed by AAG/CTT at 11.01%.Key words: sweet potato; EST-SSR; motifs 收稿2008-09-26修定2008-11-11资助国家高技术研究发展计划(“863”计划) (2006AA100107)、国家科技基础条件平台项目(2005DKA2100205)、广东省自然科学基金项目(8151064001000033)、广东省科技计划项目(2008B020200003)。
* 通讯作者(E-mail: bpfang01@163.com; Tel: 020-85514242)。
甘薯为同源六倍体, 包括90条染色体, 大约1 050 Mbp DNA, 并且自交不亲和, 这些特性延缓了甘薯分子生物学研究(Arumuganathan和Earle1991)。
近年来包括随机扩增长度多态性DNA(random amplified polymorphic DNA, RAPD)、简单序列重复间区(inter simple sequence repeat, ISSR)和扩增片段长度多态性(amplification fragment lengthpolymorphism, AFLP)等分子标记技术的利用促进甘薯的遗传育种、遗传图谱构建、遗传多态性分析和基因定位等方面研究(Huang和Sun 2000;Gichuki等2003; Cervantes-Flores等2008)。
而简单序列重复(simple sequence repeat, SSR)也称作微卫星(microsatellite)标记具有多态性高、多等位性、呈共显性遗传、重复性高、易于用PCR检测和在基因组上分布均匀等特点, 克服了其他标记的缺点, 在甘薯中具有广泛的应用前景(姜树坤等2007; Buteler等1999; Hu等2004)。
但是, 因甘薯基因组开发SSR标记难度大, 开发成本高, 费时费力, 引物数量偏少, 至今报道的甘薯SSR引物仅有100多对, 限制了SSR技术在甘薯中的利用(Buteler等1999; Hu等2004; Ghislan等2005)。
采用公共数据库登录的表达序列标签(expressed sequence tag, EST)序列开发EST-SSR是一种相对简便、经济的途径。
EST-SSR位点多位于转录区, 非常保守, 是真正与性状连锁的标记;同时, EST-SSR具有通用性, 可进行比较基因组学研究(金基强等2006)。
近年来, 功能基因组学的发展促进了EST测序工作的开展, 使得公共数据库中的EST数量迅速增长。
这些大量的而可以共享的EST序列为分子标记的开发和研究提供了丰富的序列资源。
这些序列资源已相继在马铃薯、水稻、大麦、小麦、木薯、油菜、人参、茶树和东方牡蛎等多种植物开发了EST-SSR标记(Holton等2002; Thiel等2003; Feingold等2005; Peng等2005;Rota等2005; Wang和Guo 2007; 金基强等2006; 李小白等2007; 杨成君和王军2008; 彭丁文等2008)。
截至2008年9月为止, 在NCBI数据库中已登录了22 371条甘薯EST, 但是目前还没有用这些EST大规模开发SSR的报道。
本文对现有甘薯EST中的SSR信息进行了分析, 以了解甘薯EST-SSR的发生频率和特点, 为进一步建立EST-SSR标记, 进行分子生物学研究建立基础。
材料与方法甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam] EST来自NCBI(美国国家生物技术信息中心)数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez/), 共计22 371条。
采用EST-trimmer软件(http://pgrc.ipk-gatersleben.de/misa/download/est-trimmer.pl)除去5'端或3'端50 bp的ploy T或ploy A以及那些长度小于100 bp的EST序列; 对于长度大于700 bp的EST则保留其5'端700 bp。
预处理后的EST, 通过软件CAP3 (http://seq.cs.iastate.edu/capdownload.html)进行片段重叠群分析和聚类, 拼接时设定的初始装配参数为默认值(Huang和Madan 1999)。
用MISA软件(http://pgrc.ipk-gatersleben.de/misa/)对聚类后的EST进行SSR搜索。
筛选标准为: 搜索的长度标准为二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸、六核苷酸的最少重复次数10、6、5、4、3次以上。
同时, 也筛选中间被少数碱基(间隔小于或等于100 bp)打断的不完全重复的SSR。
用SSR出现频率和SSR平均分布距离来描述EST-SSR, 同时定义出现频率前2位的重复基元作为优势重复基元。
计算公式为: (1) SSR出现频率,fc=c/n×100%, c为搜索到的SSR数量, n为无冗余EST数量; (2) SSR平均分布距离, fN=N/c, N为无冗余EST数量的总碱基数。
实验结果1 EST序列的获得与组装截至2008年9月1日为止, 在NCBI数据库中已登录了22 371条甘薯的EST序列, 这些EST序列分别来源于11个不同类型的甘薯cDNA文库。
构建这些cDNA文库的材料以块根为主, 其EST的数量最多, 达到了21 979条, 而来自叶片的有178条, 试管苗214条。
全部EST序列经过EST-trimmer软件处理后,用CAP3软件进行组装。
组装后产生了9 204个唯一序列, 序列总长为5 092.82 kb, 其中包括3 059个重叠群和6 145个单一序列。
2 EST-SSR的出现频率在搜索的9 204个唯一序列中, 总共发现了分布于407个唯一序列的436个SSR位点, 占全部唯一序列的4.4%。
在含有SSR的407条唯一序列中没有发现包含3个以上SSR位点的唯一序列, 其中包含1个SSR位点的有378条, 包含2个SSR位点有29条。
从分布情况来看, 甘薯EST-SSR平均每11.68 kb就出现1个SSR, 但不同重复类型间差异很大(表1)。
3 甘薯EST-SSR的特性在搜索出的甘薯EST-SSR中, 总共观察到134种重复基元(表2)。
其中二、三、四、五、六核苷酸重复基元分别有3、10、12、24、85种。
从出现的频率来看, 二核苷酸重复基元中的优势重复基元为AG/CT和AT/AT, 出现频率分别为表1 SSR在甘薯唯一序列的出现频率Table 1 Occurrence frequency of SSRs in a set of sweet potato unique sequences 重复类型 SSR数目 占全部SSR比例/% 出现频率/% 平均分布距离/kb二核苷酸107 24.541.16 47.60三核苷酸129 29.591.40 39.48四核苷酸 27 6.190.29188.62五核苷酸 38 8.710.41134.02六核苷酸135 30.961.47 37.72总计436100.004.74 11.6816.28%和7.57%; 三核苷酸重复基元中的优势重复基元为AAG/CTT和AAT/ATT, 出现频率分别为11.01%和5.50%; 四核苷酸重复基元中的优势重复基元AAAG/CTTT和AAAT/ATTT, 出现频率分别为1.15%和1.61%; 五核苷酸重复基元中的优势重复基元为AAAAC/GTTTT和AATAT/ATATT, 出现频率分别为1.15%和0.92%; 而在六核苷酸重复基元中的优势重复基元为AAAAAG/CTTTTT和AAAAAT/ATTTTT, 出现频率均为1.61%。