小麦EST-SSR标记的开发、染色体定位和遗传作图

论文摘要

EST-SSR标记是基于EST或cDNA数据开发的一种分子标记。作为一种新型SSR标记,EST-SSR标记来自表达基因,因而除具备传统基因组来源的SSR标记所有优势外,可能与基因功能表达具有直接或间接关系,从而强化了SSR标记在遗传研究中的应用。本研究利用GenBank的小麦、玉米、大麦、高粱、水稻5种主要的禾本科作物的EST序列分析SSR的分布规律;开发SSR引物,筛选在小麦中的有效引物;利用中国春缺体-四体系将部分引物进行染色体定位;利用RIL群体构建遗传图谱;利用BLAST程序比对将EST-SSR标记与特定的生物学功能联系起来。主要结果如下:1对5种禾本科作物的407,663条EST序列进行了微卫星序列的筛选,共发现SSR重复序列10,253个,占整个搜索EST数据库的2.52%,平均每24.67Kb出现一个SSR。其中水稻SSR重复序列出现频率最高,占整个搜索EST数据库的3.59%,每14.59Kb出现一个SSR;小麦SSR序列出现频率最低,占整个搜索EST数据库的1.93%,每40.13Kb出现一个SSR。玉米、大麦、高粱中SSR分别为每1.99、1.30、3.21Kb出现一个SSR。2根据筛选EST数据库得到的微卫星序列设计了1,367个EST-SSR引物对。其中选择合成了质量比较好的715对引物。PCR扩增和银染检测表明,500个引物对在不同小麦材料中显示出稳定清晰的条带,可以作为小麦和相关物种的新的EST-SSR标记。其中,来源于小麦、玉米、大麦、高粱、水稻EST的SSR引物对分别为140（89.74%）、119（60.71%）、39（79.59%）、21（67.74%）、181个（63.96%）。3利用中国春缺体-四体对500个EST-SSR引物进行了染色体定位,共定位了139个引物对、240个位点,覆盖全部21条小麦染色体。其中,86个引物对涉及1条染色体,33个引物对涉及2条染色体,14个引物对涉及3条染色体,5个引物对涉及4条染色体,1个引物对涉及6条染色体。从染色体组看,D染色体组位点最多,为97个;其次是B组,为81个;A组为64个,最少。从同源群来看,位点最多的是第1同源群,为58个,最少的是第5和第4同源群,分别有14和16个,不同同源群间差别较大。4利用RIL群体,检测到54个EST-SSR多态性位点,将47个位点绘制在1A、1B、1D、2B、3B、4A、5A、5B、5D、6A、6D和7B等12条染色体上。其中,缺体-四体定位位点10个,其它37个位点根据连锁关系绘制到遗传图谱。5利用NCBI的BLAST程序比对分析了EST-SSR标记对应的EST,获得其可能的功能、表达模式等信息。经过比对,有305条EST序列与具有生物功能的核酸或蛋白质有同源性,其中175条BLASTN和BLASTX比对结果一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 分子标记的类型
• 1.2 真核生物SSR 或微卫星序列
• 1.2.1 真核生物基因组中SSR 的类型及分布
• 1.2.2 SSR 的变异与进化
• 1.2.3 SSR 的功能
• 1.3 SSR 引物的开发
• 1.3.1 基于基因组文库的SSR 引物开发
• 1.3.2 序列标签微卫星整合技术
• 1.3.3 基于EST 的SSR 引物开发
• 1.4 EST-SSR 标记的应用
• 1.4.1 EST-SSR 标记的通用性
• 1.4.2 EST-SSR 标记的遗传多样性
• 1.4.3 EST-SSR 标记与重要基因的发现
• 1.4.4 EST-SSR 标记与物种起源进化
• 1.4.5 EST-SSR 标记的开发、定位
• 1.5 小麦遗传作图
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 植物材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 EST-SSR 的查找
• 2.2.2 EST-SSR 引物的设计
• 2.2.3 PCR 扩增与电泳检测
• 2.3 遗传图谱绘制
• 2.4 EST 序列功能分析
• 3 结果与分析
• 3.1 EST-SSR 的分布特点
• 3.2 EST-SSR 引物设计和扩增结果检测
• 3.3 EST-SSR 标记的缺体－四体定位
• 3.4 遗传图谱绘制
• 3.5 EST 功能分析
• 4 讨论
• 4.1 EST-SSR 标记的开发与遗传作图
• 4.2 EST-SSR 分布
• 4.3 EST-SSR 引物的通用性和电泳检测
• 4.4 EST-SSR 标记的染色体定位
• 4.5 EST 的功能分析
• 5 结论
• 参考文献
• 附表1 500 个 ESR-SSR 引物对的序列
• 附表2 推测有同源产物的 EST 序列及其功能
• 致 谢
• 攻读学位期间发表论文情况