摘要：SSR最新应用进展
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1、SSR标记在宁波地区水稻品种DNA指纹图谱构建及纯度鉴定中的应用
作者：王明湖，张孝天，吴国林，蒋琪，施勇烽
作者单位：1. 宁波市种植业管理总站 2. 江西财经大学艺术学院 3. 中国水稻研究所
出版日期：2019-11-12
利用农业行业标准NY/T-1433-2007、NY/T-1433-2014中推荐的53对SSR引物,对宁波地区34个水稻品种进行DNA指纹图谱构建和遗传多样性分析。53对引物在研究材料中共获得183个等位基因,每对引物得到的等位基因数为1～7个,平均每对引物可获得3.5个等位基因。遗传相似性和聚类分析结果表明,34份水稻品种在遗传相似系数为0.5处可分为籼粳两个类群,其中,甬优系列籼粳杂交组合、6个常规粳稻及3个糯稻归为粳稻类群,6个常规籼稻和5个杂交籼稻归为籼稻类群。用RM590和RM3331对19个甬优杂交稻系列品种进行100粒种子的纯度鉴定,仅甬优2640和甬优50检测到1个单株的混杂。结果为SSR标记在宁波水稻品种的纯度和真伪鉴定方面的应用提供了一定的技术支撑。
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2、东北杏种质资源多样性及其地理变化
作者：徐豪，刘明国，董胜君，吴月亮，张皓凯
作者单位：1. 沈阳农业大学林学院
出版日期：2019-11-25
东北杏(Armeniaca mandshurica)是集观赏、经济、用材于一体的重要树种,长期以来主要处于野生和半野生状态,鲜有相关研究报道。该研究对东北杏主要分布区内种质资源状况开展了调查,选择来自辽宁、吉林与黑龙江的47份典型种质进行了22个定量描述性状和7个定性描述性状的观测,旨在为该树种的种质资源收集、评价与保护提供重要参考。采用变异系数等指标分析定量描述性状多样性,使用频率分布等指标分析定性描述性状多样性。通过趋势面方法分析定量描述性状的地理变化规律。利用99对SSR引物对47份东北杏种质进行PCR扩增,应用遗传相似系数分析东北杏种质的遗传多样性。基于表型性状和SSR分子标记采用聚类分析方法分别对种质进行分类。东北杏不同种质间呈现出较高的表型多样性,其中19个定量描述性状指标的变异系数在9.40%–55.98%之间,变异系数最大的为小枝长度,变异系数最小的为种仁宽;7个定性描述性状的Shannon-Wiener指数在0.58–1.22之间。由于调查区域的地理位置与主要气候因子间存在着显著的相关性,东北杏种质的定量描述性状与其地理位置有着密切的关系。其中,小枝长度呈由东向西逐渐增大的梯度变化,小枝粗度、种子质量呈由北向南逐渐增大的梯度变化,果柄长呈由东北向西南逐渐增大的梯度变化;小枝长度、果柄长与海拔呈正相关关系,小枝粗度与海拔呈负相关关系,种子质量与海拔相关性很小。基于26个表型性状进行系统聚类,将47份东北杏种质分为4类,分类结果主要体现了东北杏种质特征的差别,同时也在一定程度上体现了种质产地的效应;基于遗传相似系数进行聚类分析,将47份东北杏种质也分为4类,分类结果体现了种质产地效应;卡方检验表明,两种聚类结果相关性不显著,外在环境是影响东北杏表型变异的重要因素。
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3、甜高粱生物学性状与SSR分子标记遗传多样性分析
作者：赵文杰，徐薇，张景龙，程爽，郑甲成，刘言龙，殷世霞，李杰勤，詹秋文
作者单位：1. 安徽科技学院农学院 2. 南京农业大学草业学院
出版日期：2019-11-25
为探讨甜高粱的遗传多样性,选取31份甜高粱品种资源,通过生物学性状的方差分析、相关分析、主成分分析、聚类分析和SSR分子标记试验,获得如下结果:13个生物学性状在品种资源间存在显著差异,说明品种资源间的产量和品质差异真实存在;生物学性状之间存在一定相关性,其中株高与茎粗、鲜质量和叶片数呈极显著正相关,茎粗与鲜质量、粗蛋白和粗脂肪呈极显著正相关;分蘖数与茎粗呈极显著负相关,茎粗与粗纤维极显著负相关。主成分分析可以将前4个主成分作为品质主因子、产量主因子、糖分和产量次因子,以及产量辅助因子;基于生物学性状的聚类分析可以将全部品种资源分成6大类群,其中第Ⅰ类属于高产型,第Ⅱ类属于高产低质型,第Ⅲ类属于高含糖量型,第Ⅳ、Ⅴ类群利用价值不大,第Ⅵ类属于高分蘖型。根据SSR分子标记分析结果计算得到甜高粱品种资源每个位点的多态信息含量(PIC)为0～0.757,基于SSR分子标记的聚类分析将全部品种资源聚为6大类群,这与生物学性状聚类结果相类似,但又不完全一致。
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4、云南水稻种质资源的遗传多样性及群体结构分析
作者：陈越，陈玲，张敦宇，肖素勤，殷富有，王玲仙，王波，钟巧芳，付坚，程在全
作者单位：1. 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所云南省农业生物技术重点实验室农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室
出版日期：2019-11-26
利用SSR分子标记对覆盖云南16个州(市)的908份水稻种质资源进行遗传多样性及群体结构分析。结果表明,22对SSR标记共检测到193个等位基因,每对标记的等位基因数为4～18,平均8.78;主要等位基因的频率为0.204 8～0.794 1,平均0.380 3;基因多样性指数为0.347 7～0.887 6,平均0.730 7;多态信息含量为0.320 2～0.877 7,平均0.698 6。以地理来源进行分类并分析其遗传多样性,结果表明,云南水稻种质资源在不同州(市)间的遗传差异较大,其中普洱市水稻种质资源的多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性及Shannon’s指数最高,而迪庆州和楚雄州相对较低,说明普洱市水稻种质资源的遗传多样性最丰富,而迪庆州和楚雄州相对较低;遗传距离和遗传一致度分析表明,普洱市与西双版纳州水稻种质资源的遗传距离最小、遗传一致度较高,亲缘关系最近,而昆明市与楚雄州水稻种质资源的遗传距离最大、遗传一致度较低,亲缘关系最远。遗传分化分析显示,908份水稻种质资源的遗传变异主要来源于种质内个体间,且种质间的基因流为2.838 8,该值大于1,说明云南水稻种质资源间存在频繁的基因交流现象;NJ聚类分析、PCA主成分分析及Sturcture群体遗传结构分析均将供试材料分为2大类群,其中NJ聚类分析和PCA分析又在2大类群的基础上分为4个亚群,908份云南水稻种质资源并没有按照地理来源进行聚类,交错分布于各个类群中。表明云南水稻种质资源具有极其丰富的遗传多样性,且不同州(市)水稻种质资源的遗传差异较大,将为今后水稻新品种选育提供宝贵的资源材料。
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5、基于天竺桂转录组测序的SSR序列分析及EST-SSR标记开发
作者：段豪，施钦，王紫阳，宣磊，徐建华，杨颖，芦治国
作者单位：1. 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)落羽杉属树木种质创新与繁育工程研究中心
出版日期：2019-11-26
为开发天竺桂EST-SSR引物，采用Illumina测序平台对天竺桂根部和叶片组织进行转录组测序，拼接得到80 149条Unigenes，利用MISA软件在17 328条大于1kb的Unigene中检索到10 540个SSR位点，出现频率为60.83%，分布于7 804条Unigene，发生频率为9.7%。共检测到60种SSR重复基元类型，单核苷酸重复(52.4%)、二核苷酸重复(16.1%)和三核苷酸重复(9.9%)为主要的重复类型。A/T、AG/TC和AAG/CTT分别为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸类型中主导的重复基元。利用Primer 3软件设计EST-SSR引物，并随机挑选50对SSR引物，以四个省份5个群体30株不同的天竺桂为材料进行验证，聚丙烯酰胺银染法检测出23对引物可进行有效扩增其中7对具有多态性。利用毛细管荧光电泳法检测7对多态性引物的位点多态信息含量为0.199～0.832，平均值为0.46，表现出较高的多态性。本研究首次基于天竺桂转录组高通量测序数据开发了EST-SSR分子标记，为天竺桂构建遗传连锁图谱、DNA指纹图谱、遗传多样性评价和分子标记辅助育种等工作提供科学基础。
6、基于高通量转录组测序的云南栘[木衣]微卫星位点特征分析
作者：彭劲谕，朱泽莉，李恩良，王大玮，唐红燕，段安安
作者单位：1. 西南林业大学云南省高校林木遗传改良与繁育重点实验室 2. 西南林业大学西南山地森林保育与利用省部共建教育部重点实验室3. 云南省墨江西岐桫椤省级自然保护区管护局 4. 普洱市林科所
出版日期：2019-11-27
利用illumina Novaseq 6000对云南栘[木衣]进行高通量转录组测序，使用MIcroSAtellite identification tool (MISA)分析转录组中SSR位点分布类型与特征。组装获得云南栘[木衣] 111 655条Unigene，并搜索检测到32 360个SSR位点，出现频率为28.98%，分布平均距离为3.76 kb。其中以二核苷酸所占比例最高(46.75%)，其次是单核苷酸(34.70%)和三核苷酸(17.10%)。在单核苷酸的重复类型中，A/T重复基元占有较大比例(33.01%)；二核苷酸各重复类型所占比例差距较大，分别为：AG/CT (39.76%)＞AC/GT (3.20%)＞AT/TA (3.71%)＞CG/CG (0.09%)；三核苷酸各重复类型及其所占比例依次为AAG/CTT (4.52%)、AGG/CCT(3.51%)、ACC/GGT (2.33%)、AGC/CTG (2.28%)和ATC/ATG (1.20%)，而AAC/GTT、AAT/ATT、ACG/CGT、ACT/AGT、CCG/CGG基元所占比例较低。在云南栘[木衣]转录组中，由于云南栘[木衣]SSR具有高出现频率，高重复类型和高多态性，为其SSR开发和遗传多样性分析等研究提供科学的数据参考。
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7、SSR标记在毛木耳种质资源遗传多样性研究中的应用
作者：姚方杰，黄程远，孔祥会，王鹏，鲁丽鑫，方明，张友民
作者单位：1. 吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心 2. 吉林农业大学园艺学院
出版日期：2019-11-27
本研究利用基于毛木耳全基因组开发的SSR标记对27份毛木耳菌株（野生14株、栽培13株）的遗传多样性进行分析。首先随机选取3个菌株（2个野生菌株、1个栽培菌株）的DNA为模板，从144对SSR引物中筛选出扩增条带清晰、稳定性强、多态性丰富的引物24对。24对SSR引物共检测到116个多态性SSR片段，每对引物的多态性片段有3–7个，引物平均检测效率为4.83个，Shannon’s遗传多样性指数范围是0.866–1.885，多态性位点比率100%。供试菌株遗传相似系数范围是0.618–0.971，说明毛木耳种质资源具有丰富的遗传多样性。野生菌株与栽培菌株间平均遗传相似系数分别为0.746、0.779，说明毛木耳野生菌株遗传多样性更为丰富。经聚类分析，在遗传相似系数为0.680时，可将供试菌株分为无色（白色）类群Ⅰ和有色（浅黄色到红褐色）类群Ⅱ。遗传相似系数为0.704时，可将供试菌株中栽培菌株和野生菌株明显区分（14株野生菌株均在类群Ⅱ-2中，13株栽培菌株分别在类群Ⅰ和Ⅱ-1中）。本研究表明基于全基因组的SSR标记能从分子水平上揭示各菌株间的遗传差异，丰富毛木耳遗传多样性的研究手段，并为进一步进行毛木耳的品种选育、遗传学研究等提供有力手段。
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8、川明参转录组分析及SSR分子标记开发
作者：沙秀芬，袁灿，陈媛媛，彭芳，陶珊，李群，张超
作者单位：1. 四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所 2. 四川师范大学生命科学学院 3. 四川农业大学水稻研究所
出版日期：2019-11-29
获得川明参转录组信息,探索川明参多糖和黄酮类化合物生物合成途径相关的基因,开发高效的SSR分子标记。方法:利用Illumina HiSeq2500高通量测序对川明参全株进行转录组测序,经CAP3软件拼接组装后获得Unigenes,然后进行生物信息学分析。结果获得了46 576 691条clean reads。从头组装产生了64 984条Unigenes。通过Blastx比对分析显示,比对到Uniprot数据库的Unigene有35 604条(54.8%),Nr数据库有35 591(54.8%)条,GO数据库有18 291条(28.20%),COG数据库有19 950条(30.70%)。8 141条Unigenes(12.50%)映射到242条代谢通路,其中,58个Unigenes参与黄酮类化合物的生物合成,128个Unigenes参与川明参多糖的生物合成,共编码了28种不同的酶。此外检测到18 271个SSR位点,设计SSR引物842对,选择30对引物用于36份川明参样品的遗传多样性分析,13对引物能在36份样品中成功扩增出条带。川明参转录组数据为探索川明参次生代谢产物的生物合成机制提供了重要的参考,也为川明参的遗传多样性研究和分子标记辅助育种提供了依据。
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9、金铁锁SSR-PCR反应体系的建立与优化
作者：高丽云，陈杰，胡小龙，李斌，董章宏，李文清，辛培尧，杨生超
作者单位：1. 西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室 2. 西南林业大学云南省高校林木遗传改良与繁育重点实验室 3. 毕节市中药研究所 4. 毕节市林业科学研究所 5. 云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心
出版日期：2019-11-29
建立和优化金铁锁SSR-PCR反应体系。以金铁锁嫩叶为试验材料,采用Ezup柱式植物基因组DNA抽提试剂盒、SDS法和CTAB法提取金铁锁DNA,并对提取结果进行比较。利用初筛并合成的20对金铁锁EST-SSR引物,对影响SSR-PCR体系的模板DNA、引物、Taq DNA聚合酶和dNTP用量这4个因素进行L16(44)正交实验,从而建立较为稳定的金铁锁SSR-PCR反应体系。试剂盒法提取得到的金铁锁DNA质量最好且符合SSR分子标记试验;在20对金铁锁EST-SSR引物中,有2对可用于SSR多态性分析;各因素对PCR扩增效果的影响程度为引物>Taq DNA聚合酶>模板DNA>dNTP。试验最终确定的金铁锁SSR-PCR最佳反应体系(20μL):1.0 mL模板DNA(40 ng/μL)、1.5μL引物(10μmol/L)、0.3μL dNTP(10 mmol/L)、0.3μL Taq DNA聚合酶(5U/μL)以及2.0μL 10×PCR Buffer(含Mg2+15 mmol/L),用ddH2O补足至总体积20μL。所建立的金铁锁SSR反应体系可为金铁锁不同种群的遗传变异研究及杂交育种时亲缘关系的分子鉴定提供前期研究基础。
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10、基于甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列的微卫星位点鉴定和SSR标记开发
作者：徐志军，赵胜，胡小文，孔冉，苏俊波，刘洋
作者单位：1. 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所 2. 中国热带农业科学院湛江实验站 3. 广东省旱作节水农业工程技术研发中心 4. 中国农业科学院农业基因组研究所
出版日期：2019-11-29
分子标记缺乏是制约甘蔗分子标记技术发展的重要因素。本研究利用甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列，使用MISA软件分别鉴定出512835和97839个微卫星位点，分别占割手密基因组和甘蔗参考序列的0.32%和0.35%。在两个基因组序列中，优势重复单元均为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸，各重复单元均以AT富集的基元为主。割手密和甘蔗基因组序列中分别有472117和89748个位点可以开发SSR标记。对割手密、甘蔗与高粱基因进行同源性分析，分别鉴定出16691个和13271个对应到高粱1～10号染色体上的同源基因，利用基因序列中的SSR位点，开发出13224和7624对SSR引物。对开发的引物分别以AP85-441和R570基因组为模板进行e-PCR检测，这些引物在AP85-441基因组中以多位点扩增为主，在两个基因组中的有效标记比例分别为79.35%和36.13%、79.01%和93.36%。部分SSR引物在基因组中表现出特异性扩增，有1368对仅在AP85-441中单扩增，有1420对仅在R570序列中单扩增，共有752对SSR引物可在两个基因组中单扩增，且这些SSR的扩增位点和来源基因均分布于所在基因组的全部染色体上。在禾本科作物基因组中e-PCR检测表明，开发的单扩增SSR标记具有较好的特异性。本研究鉴定的SSR位点，有助于进一步丰富甘蔗的分子标记；开发的3540对SSR引物对于栽培种甘蔗遗传图谱构建中遗传来源区分和同源连锁群确定具有重要的参考意义。
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