相关序列扩增多态性分子标记及其在植物研究中的应用

在阐述相关序列扩增多态性(SRAP)的原理和流程后,详细论述了SRAP标记目前在植物遗传多样性分析、遗传图谱构建、绘制基因组转录图谱、重要性状基因标记、标记测序与基因克隆等方面的研究进展及应用前景。

基于相关序列扩增多态性分子标记的桂花栽培品种演化分析

为了进一步揭示桂花栽培品种的演化历程,为桂花育种工作提供借鉴,采用相关序列扩增多态性分子标记技术和毛细管电泳技术,对45份桂花材料进行遗传多样性和群体结构分析,以木犀属中最为原始的牛矢果(Osmanthus matsumuranus)为外部群体,构建桂花栽培品种系统发生树,计算不同演化水平两性花品种的比例,分析桂花性别系统进化情况。结果显示:10对高多态性引物共检测到137个多态性位点,平均每对引物13.7个位点,多态性信息含量为0.202 8~0.302 7;Nei遗传多样性指数为0.220 3~0.350 2;Shannon多样性信息指数为0.348 3~0.519 3。45份桂花材料分为7个亚群和1个混合群体,亚群间遗传分化明显,基因交流较少。系统发生树表明,桂花栽培品种演化历程大致分为10个阶段,大部分银桂品种和四季桂品种最先形成,雄性丹桂品种最晚形成,其他品种处于演化的中间阶段。两性花品种比例随着演化水平的增高呈现逐渐降低的趋势,证明桂花的雄全异株性别系统是雌雄同花演化为雌雄异株的中间状态。此外,桂花花色连续变异可能受到多个CCDs家族同源基因突变的影响,而遗传漂变导致新等位基因丢失,这可能是野生桂花罕见橙红色个体的原因。

基于内转录间隔区和β-微管蛋白部分基因及相关序列扩增多态性分子标记技术推断红曲霉系统发育关系

目的基于内转录间隔区(ITS)、β-微管蛋白(β-tubulin)部分基因和相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术结合形态学鉴定方法 ,推断不同种红曲霉的系统发育关系,寻找快速、准确鉴定红曲霉的方法。方法以红曲霉基因组为模板,聚合酶链式反应(PCR)扩增红曲霉ITS、β-tubulin部分基因,利用Mega 7.0软件中最大似然树法构建进化树,扩增SRAP分子标记技术的特征结合序列,利用R软件phangorn包中的FigTree软件进行建树,使用除权配对(UPGMA)法进行聚类分析,通过分析不同种红曲霉系统发育关系,找寻快速、准确的鉴定方法。结果利用ITS和β-tubulin部分基因可将31株供试菌株分为两大类,而SRAP分子标记技术可将供试菌株分为四大类,结合表型分析和3种分子鉴定方法 ,参照15株红曲霉参考菌株将16株未鉴定到种的红曲霉分别鉴定为安卡红曲霉、橙色红曲霉和紫色红曲霉。结论 SRAP分子标记技术具有更多的分类依据,结合表型分析能够帮助更快、更精确的将红曲霉鉴定到种。

棉花耐盐相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记筛选

利用相关序列扩增多态性(SRAP)和群体分离分析法(BSA)对棉花耐盐材料×敏盐材料组合的F2群体及26个耐、敏品种(系)进行分析和鉴定,筛选与棉花耐盐相关的分子标记。在88对正反引物组合中,筛选出在2个亲本间具有多态性的引物6对,经F2群体分析,发现1对引物能够在耐盐单株中扩增出350 bp的特异片段,而在敏盐单株中没有。品种鉴定显示,耐盐材料均能扩增出该片段,而敏盐材料没有该片段扩增。推测该片段是与棉花耐盐性紧密连锁的分子标记。

相关序列扩增多态性(SRAP)一种新的分子标记技术

SRAP是一种新的DNA分子标记,具有简便、稳定、中等产率和容易得到选择条带序列的特点。SRAP是一种基于PCR技术的新的分子标记技术,其利用独特的引物设计对ORFs进行扩增,上游引物长17bp,对外显子进行特异扩增,下游引物长18bp,对内含子区域、启动子区域进行特异扩增,因个体不同以及物种的内含子、启动子与间隔长度不等而产生多态性。扩增产物用变性的聚丙烯酰胺凝胶分离,然后用放射自显影检测。本文在阐述SRAP的原理和流程后,详细论述了SRAP标记目前在植物遗传图谱构建、遗传多样性、基因定位、比较基因组学、杂种优势预测等方面的研究进展及应用前景。

黄瓜白粉病抗性序列相关扩增多态性的分子标记研究

以高抗和高感白粉病的黄瓜亲本及其杂交后代F2分离群体为材料,应用序列相关扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)技术开展与黄瓜白粉病抗性基因连锁的SRAP分子标记研究.结果表明:从437对SRAP引物组合中筛选出62对能够在2个亲本抗、感池间扩增出稳定多态性条带的引物组合,进一步用这些引物分析F2群体,发现有1对引物组合Me1/Em9扩增出的SRAP标记(Me1/Em9—284 bp)能与黄瓜抗白粉病基因连锁,遗传距离为9.8 c M.获得的分子标记对克隆抗病基因和利用分子标记辅助选择提高育种效率具有重要意义.

简单重复序列标记和序列相关扩增多态性标记在草莓遗传多样性分析中的比较

利用简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)和序列相关扩增多态性(sequence related amplifiedpolymorphism,SRAP)标记分析了来自国内外43个草莓品种的遗传多样性,并比较了这2种分子标记的效果差异。结果表明:30对SSR引物平均多态性位点数为6.43个,每个位点的平均多态性信息含量(polymorphisminformationcontent,PIC)值为0.6284;20个SRAP引物组合平均多态性位点数为14.30个,PIC值高达0.9114。基于SSR标记的聚类结果与基于SRAP标记的聚类结果的相关系数为0.817,呈显著水平。而SSR标记、SRAP标记分别与SSR+SRAP联合标记的相关系数为0.938和0.966,都达到极显著水平。SSR和SRAP标记都能较好地分析草莓遗传多样性,其中SRAP标记的效果略优于SSR标记,而SSR+SRAP联合标记分析则能更好地评估种质的遗传多样性和亲缘关系。

一种基于表达序列标签(EST)的新型目标分子标记技术——保守区域扩增多态性(CoRAP)

CoRAP分子标记技术是一种基于表达序列标签的目标分子标记新技术,具有操作简单、重复性高和特异性强等优点。该分子标记的原理是:根据表达序列标签来设计1个固定引物,根据大多数内含子内部的一段保守序列设计另1个随机引物,在退火温度为52℃的常规3步法PCR程序下,扩增产生偏向表达序列标签附近区域的显性或共显性标记。该分子标记可以作为SRAP、TRAP标记有效补充的目标分子标记新技术,在生物多样性分析、遗传图谱构建、重要性状基因标记、QTL定位及分子标记辅助育种等方面均有较大的应用潜力。

应用简单序列重复区间扩增多态性分子标记鉴定我国12个城市与地区常见嗜尸蝇类的研究

目的探讨应用ISSR分子标记鉴定我国不同地区常见嗜尸蝇类,分析其亲源关系及基因差异。方法采集广州、深圳、阳江、南京、长春、宜昌、北京、武汉等12个城市与地区常见嗜尸蝇类:家蝇(Musca domestica),丝光绿蝇(Lucilia sericata),大头金蝇(Chrysomyia megacephala),黑尾麻蝇(Helicophagella melanura),棕尾别麻蝇(Boetthcherisca peregrina)。设计22个ISSR引物,对采集的蝇类基因组DNA进行PCR扩增,从中筛选出8个引物用于我国不同地区法医蝇类的鉴定,进行ISSR分析,用PAUP聚类分析软件绘制聚类图。结果8种ISSR引物鉴定我国部分城市与地区5种蝇类,总共扩增样品次数为121,可放大679个清晰和稳定的带,其中516个是多态性。结果表明我国不同城市与地区的家蝇、大头金蝇、丝光绿蝇、棕尾麻蝇、黑尾麻蝇分别呈现不同带谱,不同地区的家蝇呈现种内与地域多态性的遗传带谱,而5种腐尸性蝇种间呈现完全不同的带谱,发现种特异性的片段。聚类分析结果显示:10个不同地区的家蝇聚类为一棵分枝树,细分为4个不同层次的类群,不同地区的大头金蝇、丝光绿蝇的绝大多数种类聚类在一起,亦存在种内基因型与地理株的基因组DNA差异。结论应用ISSR技术,首次对我国12个城市和地区的常见嗜尸蝇类做出鉴定,揭示我国10个城市与地区的家蝇种类存在种内基因型和遗传的差异;不同地区的大头金蝇、丝光绿蝇亦存在种内基因型与地理株基因组DNA的差异。

相关序列扩增多态性标记技术(SRAP)及其在植物中的应用

相关序列扩增多态性(Sequence-Related Amplified Polymorphism,SRAP)是最近发展起来的新型分子标记,具有简便、可靠、易于测序等优点。主要介绍了相关序列扩增多态性标记技术的概念、原理、特点及该技术在植物中的应用。

微型反向重复转座元件(MITE)靶区域扩增多态性:一种基于MITE的分子标记方法在水稻及其他植物上的应用

利用根据水稻微型反向重复转座元件（miniature inverted repeat transposable element，MITE）序列设计的特异引物，以及靶区域扩增多态性（target region amplification polymorphism，TRAP）方法中的随机引物及扩增程序对不同的水稻材料进行PCR扩增来检测MITE侧翼为基因区域的多态性，称之为微型反向重复转座元件靶区域扩增多态性（MITE-TRAP）。每次扩增能产生1条或多条清晰条带，条带的大小为100～1500bp，可在1．5％的琼脂糖凝胶上分离，有较好的可重复性，并发现了不同水稻品种间的多态性条带。进一步用基于水稻预测的MITE序列设计的特异引物对来自棉花、番茄及拟南芥的DNA样品进行MITE-TRAP扩增，均能成功扩增出条带，显示这种方法可以直接在其他植物中应用。还进一步讨论了该方法的优点及其可能的应用。

水稻相关序列扩增多态性反应体系的建立及其多态性位点在F_2群体中的分离分析

建立了一套完整、稳定、高效的水稻相关序列扩增多态性(SRAP)反应体系,同时利用110对SRAP引物对水稻品种沈农606和丽江新团黑谷进行比较扩增,其中35对引物可以检测到多态性,约占所用引物的31.82%。用该35对引物进一步对上述两个品种配制的杂交后代的F2进行检测,共扩增出1683条带,平均每对引物48条带,其中多态性条带143条,平均每对引物4.09条多态性条带。有24个多态性位点在F2群体中的分离显著或极显著地偏离了理论比值而表现异常分离,比率为16.78%。这些偏分离位点中偏向沈农606基因型的有11个;偏向丽江新团黑谷基因型的有12个;仅有1个偏杂合体类型。卡方检验说明,标记位点的偏分离是配子体和合子体选择共同作用的结果。

麻疯树遗传多样性的相关序列扩增多态性(SRAP)分析

采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记对中国6省(区)及印度尼西亚共8个麻疯树Jatropha curcas种源样本进行研究,旨在阐明麻疯树种源间的遗传关系和遗传多样性。结果表明:麻疯树相关序列扩增多态性-聚合酶链式反应(SRAP-PCR)最佳反应体系为:10×PCR buffer2μL,DNA模板20ng,Taq酶16.67nkat,Mg2+2.50mmol·L-1,三磷酸脱氧核苷酸(dNTP)120.00μmol·L-1,引物0.15μmol·L-1,总体积为20μL;并从274对引物中选出具有多态性的45对引物,共检测出500条清晰的条带,其中多态性条带141条,占总条带数的28.20%。非加权成对算术平均法(UPGMA)聚类分析及主成分分析表明,各个种源间的亲缘关系均很近,其相似系数为0.791～0.940,8个种源被聚为3类,其中印度尼西亚种源单独聚为1类,来自不同地域的7个中国种源被混聚为另外2类。

三叶青相关序列扩增多态性-聚合酶链式反应体系的建立与优化

目的建立浙江和江西产的三叶青(Tetrastigma hemsleyanum)SRAP-PCR的反应体系和扩增程序。方法应用L9(34)正交设计方法,以三叶青基因组DNA为模板,研究了Mg2+、dNTP、引物和模板DNA 4种PCR反应组分浓度变化对扩增结果的影响,根据梯度PCR仪引物的条带数量及清晰度选择退火温度。结果优化后的25μL反应体系包含:10×PCR buffer2.5μL,2.5mmol/L MgCl2,0.15mmol/Ld NTP,0.15μmol/L引物,1.0U Taq DNA聚合酶,50ng DNA模板。扩增程序的最佳退火温度为51℃。并筛选出8对扩增产物丰富,多态性好的引物。结论正交设计优化的三叶青SRAP反应体系,经过10份样品检验,证明该体系稳定可靠,多态性好,可用于三叶青遗传多样性分析。

何首乌及其混伪品序列相关扩增多态性反应体系的优化

目的建立何首乌及其混伪品序列相关扩增多态性(SRAP)分子鉴定技术体系。方法正交优化影响SRAP-PCR的Mg2+、dNTPs、引物浓度与Taq聚合酶量。结果20μl反应体系的优化组合为:Mg2+2.5 mmol/L,dNTPs 0.4 mmol/L,引物0.35μmol/L,Taq酶1U。结论Mg2+、dNTPs、引物浓度与Taq聚合酶量对不同物种SRAP-PCR结果有不同程度影响,利用SRAP分子鉴定前应对此4因素进行优化。

红花cDNA相关序列扩增多态性的扩增体系优化

目的:建立一种适合以红花cDNA为模板进行相关序列扩增多态性(SRAP)扩增的体系,筛选最佳的SRAP-PCR反应条件。方法:提取红花RNA并反转录成cDNA,以此为模板,使用正交设计表设计PCR反应中的3个重要因素Taq酶、三磷酸脱氧核苷(dNTPs)、引物的反应浓度。随后设计Mg2+的反应浓度以及模板含量,分别进行单因素试验。结果:本研究建立的红花cDNA-SRAP扩增条件为:25μL反应体系中含模板cDNA 20 ng,1×PCR缓冲液2.5 mmol/L,Mg2+2.0 mmol/L,Taq DNA聚合酶0.04 U/μL,dNTPs 0.2 mmol/L,引物0.2μmol/L。优化后扩增结果稳定性好,条带清晰,多态性好。结论:该体系为红花功能基因的研究奠定了基础。

正交设计优化半夏相关序列扩增多态性-聚合酶链式反应体系

目的采用正交设计优化半夏SRAP-PCR的反应体系。方法以半夏基因组DNA为模板,应用L_(16)(4~5)正交表,研究了Taq酶、Mg^(2+)、随机引物、dNTPs和模板DNA 5种SRAP反应组分浓度变化对扩增结果的影响。结果优化反应体系为:25μL反应体系中含有buffer2.5μL、Taq酶1.0U、Mg^(2+)2.5mmol/L、引物0.8μmol/L、dNTPs0.1 mmol/L、模板DNA 50 ng。结论正交设计能客观高效的优化半夏SRAP反应体系。

随机扩增多态性DNA的重复性和可靠性问题

随机扩增多态性DNA分子标记技术,由于其在基因定位、遗传标记、基因图谱构建、种群亲缘关系和系统进化等研究方面具独到之处及快速方便的特点而得到广泛应用。本文作者结合工作中的体会就RAPD的重复性和可靠性问题进行讨论。

高羊茅单株耐热性相关分子标记的筛选及其与越夏性的关系研究

筛选与高羊茅单株耐热性和越夏性相关的分子标记有利于建立高效育种体系。以来自于耐热性不同的12个高羊茅种质资源的216个单株为耐热性分子标记筛选的基础群体,在人工高温(40℃/35℃,昼/夜各12h)和夏季田间自然条件下分别进行了耐热性和越夏性鉴定。运用简单重复序列区间(inter-simple sequence repeat,ISSR)和随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphism DNA,RAPD)分子标记技术,采用改良的集团分离分析法(modified bulked segregant analysis,BSA),从800个RAPD和100个ISSR分子标记中筛选与耐热性相关分子标记,并研究其与单株越夏性的关系。结果表明,单株的耐热性与越夏性的相关程度较低(决定系数为3.4%);引物351扩增的750bp条带(351-T750)与耐热性显著相关,而引物138扩增的950bp条带(138-T950)则与耐热性和越夏性均显著相关。可以推论,耐热性强和/或越夏性强单株材料需要分别在人工高温和夏季田间自然条件下加以鉴定筛选;351-T750可应用于耐热性强单株的辅助选择,而138-T950则可以用于耐热性强与越夏性强单株的辅助选择。

大麦DNA单限制性酶切选择性扩增多态性技术及其优化

建立和优化了大麦DNA单限制性酶切选择性扩增多态性技术体系 (SADF)。分别用限制酶PstI、EcoRI和MseI酶切大麦基因组DNA ,再与各自相应的人工接头连接 ,使用带三个选择碱基的引物进行选择性扩增。结果表明 :采用分别优化建立的标准PCR扩增检测体系 ,六个识别碱基的PstI和EcoRI的SADF均能得到丰富稳定的带形 ,四个识别碱基的MseI不能得到明显谱带。SADF扩增产物片段大小范围为 :PstI一般在 2 0 0～ 2 0 0 0bp ,而EcoRI在 2 0 0～ 10 0 0bp ;两者在不同大麦品种中均能检测到多态性 ,可用于不同大麦品种的检测 ,但PstI得到的带型明显优于EcoRI,在大麦中得到的片段具有范围宽、分布均匀、易于观察、多态性高等特点。