SSR近期研究進(jìn)展速覽(二)

發(fā)稿時(shí)間：2018-04-10來(lái)源：天昊生物

 

摘要：SSR研究進(jìn)展

1、馬來(lái)西亞榴蓮遺傳變異及DNA指紋圖譜研究

 

發(fā)表雜志：PeerJ.    發(fā)表時(shí)間：2018-3-2     影響因子：2.177

榴蓮是亞洲最受歡迎的熱帶水果之一。迄今為止，馬來(lái)西亞農(nóng)業(yè)部根據(jù)表型特征登記了126種榴蓮。基于形態(tài)學(xué)的分類(lèi)方法簡(jiǎn)便、易行、快速，但由于環(huán)境因素和年齡的直接影響，存在表型不確定性。為了克服形態(tài)學(xué)分類(lèi)的局限性，需要對(duì)榴蓮的各種類(lèi)型進(jìn)行遺傳分析。這些數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)國(guó)榴蓮遺傳資源的評(píng)價(jià)和管理具有重要意義。利用簡(jiǎn)單序列重復(fù)(SSR)標(biāo)記對(duì)馬來(lái)西亞27種榴蓮類(lèi)型的遺傳變異進(jìn)行了研究。以Genbank中的DNA序列為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了7對(duì)引物，成功擴(kuò)增榴蓮DNA樣品中的SSR區(qū)段。在27種榴蓮類(lèi)型中觀察到高水平的變異(預(yù)期雜合性，He=0.35)。所有位點(diǎn)的聯(lián)合識(shí)別概率(Pi)表明，SSR標(biāo)記的DNA指紋圖譜能力為2.3×10^-3。利用5個(gè)多態(tài)性SSR標(biāo)記對(duì)27個(gè)榴蓮類(lèi)型中的21個(gè)類(lèi)型進(jìn)行了DNA指紋圖譜分析(另外2個(gè)SSR標(biāo)記為單態(tài))。通過(guò)對(duì)不同種質(zhì)資源采集點(diǎn)的榴蓮共有類(lèi)型進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)一步驗(yàn)證了這些標(biāo)記的實(shí)用性。本研究的結(jié)果不僅證明了利用SSR標(biāo)記對(duì)榴蓮類(lèi)型進(jìn)行DNA指紋圖譜分析的可行性，而且對(duì)目前榴蓮類(lèi)型的分類(lèi)提出了挑戰(zhàn)，如榴蓮的不同類(lèi)型是否應(yīng)稱(chēng)為“無(wú)性系”或“品種”等，這些對(duì)該區(qū)域榴蓮遺傳資源的管理有直接影響。

 

 

2、香型水稻品種Mushk Budji 3個(gè)顯性抗稻瘟病基因的標(biāo)記輔助導(dǎo)入

 

發(fā)表雜志：Sci Rep.    發(fā)表時(shí)間：2018-3-6     影響因子：4.21

現(xiàn)代高產(chǎn)水稻品種已經(jīng)取代了大多數(shù)傳統(tǒng)品種。Mushk Budji就是以其香氣和優(yōu)良的品質(zhì)而聞名的一個(gè)品種。然而，受病害爆發(fā)的影響會(huì)導(dǎo)致其面積顯著下降。本研究將Mushk Budji與三基因供體系DHMAS 70Q 164 - 1b雜交，在第一回交世代和第二回交世代進(jìn)行標(biāo)記輔助前景和背景選擇，這有助于整合抗稻瘟病基因Pi54、Pi1和Pita。使用78個(gè)SSR和STS標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)記輔助背景選擇，這些標(biāo)記有助于將Pi54、Pi1和Pita基因周?chē)倪B鎖累贅?lè)謩e降低到2.74、4.60和2.03 Mb。

 

3、23個(gè)蚊種基因組中SSRs的鑒定、特征和分布的比較分析

發(fā)表雜志：Insect Sci.    發(fā)表時(shí)間：2018-2-27     影響因子：2.53

簡(jiǎn)單序列重復(fù)序列(SSRs)存在于真核生物和原核生物基因組中，是目前最流行的遺傳標(biāo)記之一，但對(duì)蚊蟲(chóng)基因組SSRs的研究還不十分深入。本研究以果蠅為參照，從全基因組水平對(duì)23種蚊蟲(chóng)的SSRs進(jìn)行了鑒定和分析。結(jié)果表明，SSR值(33 076～560 175個(gè)/基因組)與基因組大小( 574.57～1342.21Mb )呈顯著正相關(guān)( R2=0.8992，P < 0.01)，但個(gè)體間的相關(guān)性因蚊種而異。在6種SSR中，單核苷酸到三核苷酸SSR占優(yōu)勢(shì)，累積百分比為95.14 % - 99.00 %，密度為195.65 / Mb - 787.51 / Mb，而四核苷酸到六核苷酸SSR很少，分別為1.12 % - 4.22 %和3.76 / Mb - 40.23 / Mb。(A/T)n、(AC/GT)n和(AGC/GCT)n分別是單核苷酸、二核苷酸和三核苷酸SSRs中最常見(jiàn)的基序，并且四核苷酸到六核苷酸SSRs的基序頻率似乎是物種特異性的。SSRs以10～20bp長(zhǎng)度為主，數(shù)量為11056193482，頻率為87.25 %±5.73 %，數(shù)量和頻率隨長(zhǎng)度的增加而下降。大多數(shù)SSRs ( 83.34 %±7.72 % )位于基因間區(qū)域，其次是內(nèi)含子區(qū)域( 11.59 %±5.59 % )、外顯子區(qū)域( 3.74 %±1.95 % )和UTRs ( 1.32 %±1.39 % )。本研究對(duì)23個(gè)蚊種的SSR多樣性、特征和分布提供了有益的認(rèn)識(shí)。

4、基因組SSR與EST-SSR標(biāo)記在甘蔗遺傳多樣性評(píng)價(jià)中的相對(duì)效率比較

 

發(fā)表雜志：3 Biotech.    發(fā)表時(shí)間：2018-3-8     影響因子：1.32

以59個(gè)甘蔗遺傳群體為材料，比較了25對(duì)SSR引物和25對(duì)EST引物的擴(kuò)增效率?；蚪MSSR的平均多態(tài)性信息含量( PIC ) ( 0.72 )比EST-SSR標(biāo)記記錄的PIC值( 0.62 )要高。EST-SSR標(biāo)記中相對(duì)低水平的多態(tài)性可能是由于這些標(biāo)記與遍布基因組的基因組序列相比多位于更加保守和可表達(dá)序列的區(qū)域?；诨蚪MSSR和EST- SSR標(biāo)記數(shù)據(jù)的樹(shù)圖顯示基因型分組存在差異。利用基因組SSR和EST-SSR將59份甘蔗材料各分為6個(gè)和4個(gè)類(lèi)群。高效的基因組SSR可以對(duì)EST-SSR標(biāo)記形成的一些簇的基因型進(jìn)行亞簇聚類(lèi)。這種差異可能是由于基因組SSR和EST-SSR所產(chǎn)生的標(biāo)記數(shù)量的差異以及這兩種標(biāo)記擴(kuò)增的基因組的不同部分造成的。組合樹(shù)圖(基因組SSR和EST-SSR )通過(guò)形成4個(gè)聚類(lèi)更清楚地顯示了甘蔗基因型間的遺傳關(guān)系。59份甘蔗材料的EST-SSR平均遺傳相似度為0.70，而基因組SSR平均遺傳相似度為0.63。雖然EST-SSR標(biāo)記顯示相對(duì)較低水平的多態(tài)性，但是EST-SSR顯示的遺傳多樣性被發(fā)現(xiàn)是有希望的，因?yàn)樗鼈兪枪δ苄詷?biāo)記。高水平PIC和低遺傳相似性值的基因組SSR在DNA指紋圖譜、雜種選擇、品種特異性標(biāo)記鑒定和遺傳多樣性分析中可能更有用。利用EST-SSR可以有效地識(shí)別不同親本，因?yàn)檫z傳相似性估計(jì)是基于與形態(tài)/農(nóng)藝性狀相關(guān)的功能屬性。

 

 

5、藥用重要黃皮基因組資源的富集及簡(jiǎn)單重復(fù)序列的鑒定

 

發(fā)表雜志：3 Biotech.    發(fā)表時(shí)間：2018-3-8     影響因子：1.32

為了拓寬和深入研究許多亞洲國(guó)家重要藥用植物黃皮的基因組信息，本研究進(jìn)行了RNA測(cè)序(RNA-seq)分析。通過(guò)de novo組裝分析，從17580456個(gè)clear reads中產(chǎn)生了總共16638個(gè)非冗余unigenes (≥300 bp )，平均長(zhǎng)度755 bp。通過(guò)GO分析對(duì)鑒定出的unigenes進(jìn)行功能分類(lèi)，得到2305個(gè)細(xì)胞成分基因，5個(gè)生物過(guò)程基因，5個(gè)分子功能基因。生物過(guò)程中最重要的亞類(lèi)是代謝過(guò)程，共有3392個(gè)基因。在基因注釋中，3006個(gè)被KEGG代謝途徑分析工具歸類(lèi)到123個(gè)代謝途徑上。通過(guò)對(duì)749個(gè)SSR unigenes的簡(jiǎn)單重復(fù)序列的搜索，獲得845個(gè)SSR，其中SSR基序最豐富的是AAG / CTT，共179個(gè)位點(diǎn)。測(cè)定了12個(gè)SSR標(biāo)記在5個(gè)黃皮種間的可轉(zhuǎn)移性；其中8個(gè)表現(xiàn)出多態(tài)性。綜上所述，這些數(shù)據(jù)為黃皮屬物種的基因組和遺傳研究提供了寶貴的資源。

 

6、水稻主要抗旱性QTLs相關(guān)SSR標(biāo)記的遺傳變異及關(guān)聯(lián)分析

發(fā)表雜志：Biochem Genet.    發(fā)表時(shí)間：2018-2-24     影響因子：0.98

干旱是主要的非生物脅迫之一，它嚴(yán)重阻礙了全世界水稻的產(chǎn)量。信息化的分子標(biāo)記是提高水稻抗旱性的重要手段。本研究對(duì)不同水稻基因型間的簡(jiǎn)單序列重復(fù)(SSR)標(biāo)記進(jìn)行了評(píng)價(jià)。利用與干旱脅迫下水稻產(chǎn)量主要數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTLs)密切相關(guān)的34個(gè)SSR標(biāo)記，對(duì)83個(gè)水稻基因型進(jìn)行了遺傳多樣性分析?？偟膩?lái)說(shuō)，本研究的結(jié)果表明多態(tài)性水平很高。此外，在干旱脅迫和非脅迫條件下，對(duì)水稻生育期的基因型進(jìn)行了篩選?；貧w分析結(jié)果表明，脅迫條件下11個(gè)SSR標(biāo)記等位基因與水稻單株重呈顯著相關(guān)。在非脅迫條件下，16個(gè)SSR標(biāo)記等位基因與水稻植株重量呈顯著相關(guān)。最后，四個(gè)標(biāo)記(RM279、RM231、RM166和RM231)在脅迫和非脅迫條件下均表現(xiàn)出與植物水稻重量的顯著相關(guān)。這些相關(guān)等位基因可用于在干旱脅迫和非脅迫條件下提高作物產(chǎn)量。

 

 

7、一個(gè)新的褐飛虱抗性位點(diǎn)Bph34在水稻種間雜交F2群體中的高分辨率遺傳定位

 

發(fā)表雜志：Theor Appl Genet.    發(fā)表時(shí)間：2018-2-23     影響因子：3.78

褐飛虱(BPH)是水稻上危害最大的害蟲(chóng)之一，每年造成嚴(yán)重的產(chǎn)量損失。利用寄主植物對(duì)BPH的抗性，在敏感型品種中引入抗性基因，是解決BPH危害的既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的方法之一。本文報(bào)道了水稻4號(hào)染色體長(zhǎng)臂上一個(gè)新的抗BPH基因位點(diǎn)BPH 34的高分辨率定位。該基因座利用來(lái)源于感病秈稻品種PR122和抗BPH野生種nivara ACC之間雜交的種間F2群體進(jìn)行定位。用F2和F2 : 3群體進(jìn)行的遺傳研究表明存在單個(gè)顯性基因。使用50k SNP芯片構(gòu)建高密度連鎖圖譜，然后進(jìn)行QTL定位，在SNP標(biāo)記、AX - 9592039和AX - 95921548之間的28.8 LOD得分處鑒定出單個(gè)主位點(diǎn)。對(duì)BPH產(chǎn)生抗性的主要位點(diǎn)為BPH 34，占表型變異總數(shù)的68.3 %。該Bph34位點(diǎn)在參考基因組上的大小為91 Kb，包含11個(gè)候選基因。除了相關(guān)的SNP標(biāo)記外，兩個(gè)SSR標(biāo)記RM 16994和rm177也與Bph34共分離，其可有效地用于標(biāo)記輔助轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室中的優(yōu)良水稻品種中。

 

 

8、與轉(zhuǎn)錄單位內(nèi)的環(huán)或莖環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的遺傳不穩(wěn)定性獨(dú)立于核苷酸切除修復(fù)

 

發(fā)表雜志：Nucleic Acids Res.   發(fā)表時(shí)間：2018-2-21     影響因子：10.14

簡(jiǎn)單序列重復(fù)( SSRs )在整個(gè)基因組中都有分布，并且在某些條件下可以隨時(shí)間改變長(zhǎng)度。生殖細(xì)胞和體細(xì)胞中三核苷酸重復(fù)序列的擴(kuò)增和收縮與包括亨廷頓氏病在內(nèi)的一系列嚴(yán)重致殘疾病有關(guān)。影響SSR擴(kuò)增和收縮的潛在機(jī)制在研究上一直很難，但是已有報(bào)道提出了DNA修復(fù)，特別是涉及轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)核苷酸切除修復(fù)( TCNER )，其從活性表達(dá)基因的轉(zhuǎn)錄鏈去除轉(zhuǎn)錄阻斷DNA損傷作用的模型。如果與SSRs相關(guān)的二級(jí)DNA結(jié)構(gòu)的形成阻礙RNA聚合酶的前進(jìn)，則TCNER可以被激活，導(dǎo)致異常結(jié)構(gòu)的去除和區(qū)域長(zhǎng)度伴隨的變化。為了測(cè)試這一點(diǎn)，在限定的DNA底物上評(píng)估人成纖維細(xì)胞中的TCNER活性，所述DNA底物含有缺乏可以辨別的內(nèi)部堿基對(duì)或者DNA莖環(huán)。結(jié)果表明，這兩種結(jié)構(gòu)都阻礙轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)，但沒(méi)有相應(yīng)的證據(jù)表明核苷酸切除修復(fù)( NER )或TCNER能去除它們。

 

9、小麥條銹病病原條銹菌中國(guó)優(yōu)勢(shì)種CYR32毒力基因的遺傳和連鎖

發(fā)表雜志：Front Plant Sci.   發(fā)表時(shí)間：2018-2-8     影響因子：4.48

小麥條銹病嚴(yán)重威脅著全世界的小麥生產(chǎn)。真菌能夠產(chǎn)生新的克服抗性的有毒菌株，用傳統(tǒng)的遺傳方法無(wú)法有效阻止Pst毒力基因的遺傳。本研究以Berberis aggregate為材料，通過(guò)自交后獲得127個(gè)中國(guó)黃銹小種CYR32后代分離物。通過(guò)對(duì)25個(gè)不同Yr抗性基因和10個(gè)簡(jiǎn)單序列重復(fù)( SSR )標(biāo)記的小麥品系的親本分離物和后代分離物的鑒定。127株子代分離物分為27個(gè)毒力表型( VPs )和65個(gè)多位點(diǎn)基因型( MLGs )。所有子代分離物和親本分離物對(duì)Yr5、Yr8、Yr10、Yr15、Yr24、Yr26、Yr32和YrTr1無(wú)毒；但對(duì)Yr1、Yr2、Yr3、Yr4、y25、y44和y76具有毒性。對(duì)9個(gè)Yr基因( Yr6、Yr7、Yr9、Yr17、Yr27、Yr28、Yr43、YrA和YrExp2 )的親本分離株的VPs和對(duì)YrSP的無(wú)毒表型為雜合型。通過(guò)毒力/無(wú)毒表型分離，發(fā)現(xiàn)Yr7、Yr28、Yr43和YrExp2的VPs受顯性基因控制；Yr6、Yr9和YrA ( Yr73、Yr74 )為兩個(gè)顯性基因；1個(gè)顯性基因和1個(gè)隱性基因?qū)?/span>Yr17和Yr27；以及兩個(gè)互補(bǔ)顯性基因?qū)?/span>YrSP的無(wú)毒表型。分子定位顯示了10個(gè)毒力/無(wú)毒基因的連鎖。本研究中毒力/無(wú)毒基因的遺傳模式與以往研究的比較表明，小麥品系致病力基因與抗性基因之間存在復(fù)雜的相互作用。研究結(jié)果有助于了解植物與病原菌的相互作用，有助于培育高效持久的小麥品種。

 

10、小麥穗部性狀連鎖分析及全基因組關(guān)聯(lián)研究

 

發(fā)表雜志：Theor Appl Genet.   發(fā)表時(shí)間：2018-2-22     影響因子：3.78

小麥穗粒數(shù)、千粒重等穗部性狀與產(chǎn)量密切相關(guān)。在小麥產(chǎn)量育種中，在分子水平上與穗部發(fā)育相關(guān)的位點(diǎn)高效等位基因起著至關(guān)重要的作用。本研究通過(guò)整合全基因組關(guān)聯(lián)圖譜和連鎖分析揭示了7個(gè)穗相關(guān)性狀的幾個(gè)顯著等位基因變異。以重組自交系( RIL )群體( F8:9 173個(gè)系)為材料，利用90K SNP陣列、多樣性陣列技術(shù)( DArT )和簡(jiǎn)單序列重復(fù)( SSR )標(biāo)記構(gòu)建高密度遺傳圖譜，在5種環(huán)境中進(jìn)行連鎖分析。此外，基于Illumina Infinium分析，在四種環(huán)境中使用205個(gè)小麥優(yōu)良品系與復(fù)合圖譜( 24355個(gè)SNPs )的不同panel進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明，除4D、5D和6D外，小麥穗部性狀共有73個(gè)顯著的標(biāo)記性狀關(guān)聯(lián)(MTAs)。通過(guò)連鎖分析和全基因組關(guān)聯(lián)研究( GWAS )，檢測(cè)了多種環(huán)境中穗重（GW）在染色體4B，小穗數(shù)密度(SD)和每穗總小穗數(shù)(TSS)在染色體5A，以及穗長(zhǎng)（SL）和單穗粒數(shù)（GNS）在染色體3A上的重合區(qū)域。此外，在組合圖的2D、3A、4B、5A和6A染色體上鑒定出6個(gè)穩(wěn)定的QTL簇，表型變異( PVE )較高，在5.40～37.70 %之間。此外，在組合圖上，在染色體2D、3A、4B、5A和6A上鑒定出6個(gè)穩(wěn)定的QTL簇，PVE %較高。本研究為分子設(shè)計(jì)育種或功能基因研究提供了潛在的有用信息。

 

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