辣椒EST-SSR标记的开发与应用

论文摘要

EST （Expressed sequence tag,表达序列标签）是通过从cDNA文库中随机挑取克隆进行测序所获得的部分cDNA的3′端或5′端序列。EST反映了基因的编码部分,可以对决定重要表型性状的等位基因进行直接鉴定。它来源于DNA的转录区域,将其用于作物的遗传多样性检测,可直接反映群体中相关基因的多样性,而且EST的侧翼序列保守性强,在家系和种间的通用性上比来源于非编码序列的标记好。蔬菜作物尤其是辣椒在EST数据库应用上相对薄弱,尽管有一些SSR标记被引用到辣椒的分子连锁图谱中,但是仅有少数可以共享。EST已被许多作物用于功能基因组研究,但在雄性不育相关方面还少有报道。目前,辣椒雄性不育相关标记主要有RAPD、AFLP、SSR等,未见EST-SSR的相关标记。本研究搜索了4000条辣椒EST序列,获得了119条含有SSR的EST序列,共设计出35对EST-SSR引物。以辣椒胞质雄性不育系和保持系基因组DNA为模板,对这35对引物进行筛选,首次获得Pe21、Pe26、Pe27三对特异引物,扩增出特异片段分别为CMSPe2160、CMSPe26250、CMSPe27300。EST因其编码DNA序列高度保守而具有自身的特殊性质,它的应用将对进一步研究辣椒胞质雄性不育分子机理带来一定的促进作用。江苏农科院蔬菜研究所最近引进了15个辣椒材料,但是这批引进材料与课题组原有种质资源遗传关系如何,在利用这些材料前需进一步了解。本研究选用辣椒属（C.annuum）的47份辣椒材料（32份原有材料,15份引进材料）用于辣椒EST标记的亲缘关系鉴定,分析C.annuum种内不同变种材料的遗传变异情况。在所有引物中选取10对用于遗传多样性筛选,70%的引物有多态性,不同引物检测到的等位基因有1～9个,平均每对引物有4.5个,其中多态性带1645条,占77.8%。以遗传相似性系数0.732为阈值,按UPMGA法进行聚类,将所有辣椒材料分为六个类群。实验结果在分子水平上说明了现有辣椒种质资源之间的亲缘关系,为将这些材料进一步分类、保存和利用提供理论依据,证明了EST-SSR标记在分析辣椒遗传多样性方面的可行性。为检测辣椒EST-SSR标记在茄子中的通用性,本实验用在辣椒亲缘关系检测中典型的7对引物在8个茄子品种进行了PCR扩增。其中6对引物在茄子中扩增出产物,占所有辣椒引物的85.7%。这6对引物共扩增出36条带,平均每条引物5.1条带,多态性条带26条,占所有条带的72.2%。按UPMGA法以遗传相似性系数0.654为阈值将茄子材料分为三类。实验结果验证了辣椒EST-SSR标记在茄子中具有较高的通用性,可用于茄子分子标记和茄科作物比较基因组的研究。开发一套辣椒与茄子都通用的分子标记,不仅可以节约引物的合成成本,用于不同物种间EST-SSR的比较研究,更能了解基因在物种间的进化,从而加速对基因组结构和功能的了解。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 引言
• 上篇 文献综述
• 第一章 EST-SSR标记及其在辣椒上的应用
• 1.SSR与EST-SSR标记
• 1.1 SSR标记
• 1.2 EST-SSR标记
• 2.EST-SSR国内外研究现状
• 2.1 EST-SSR在作物上的研究
• 2.2 EST-SSR在辣椒上的研究
• 3.EST-SSR的应用
• 3.1 EST-SSR在遗传多样性方面的应用
• 3.2 EST-SSR在种质资源鉴定方面的应用
• 3.3 EST-SSR在通用性方面的应用
• 3.4 EST-SSR在比较作图方面的应用
• 3.5 EST-SSR在胞质雄性不育方面的应用
• 3.5.1 植物雄性不育的研究进展
• 3.5.2 辣椒胞质雄性不育的研究现状
• 4.EST-SSR的存在问题
• 5.EST-SSR的展望
• 下篇 研究报告
• 第二章 辣椒EST-SSR的开发与胞质雄性不育标记初步研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 EST-SSR来源
• 1.3 EST-SSR筛选
• 1.4 EST-SSR引物开发
• 1.5 DNA提取
• 1.6 SSR扩增和检测
• 2 结论与分析
• 2.1 辣椒EST中SSR筛选结果
• 2.2 EST-SSR对辣椒CMS 21A与保持系21B的筛选
• 3 讨论
• 第三章 辣椒遗传多样性的EST-SSR分析
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 EST-SSR引物设计
• 1.3 DNA提取,SSR扩增和检测
• 1.4 数据处理与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 EST-SSR标记的多样性扩增结果
• 2.2 EST-SSR标记的聚类分析
• 3 讨论
• 第四章 辣椒EST-SSR标记在茄子中的通用性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 EST-SSR引物设计
• 1.3 DNA提取,SSR扩增和检测
• 1.4 数据处理与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 辣椒EST-SSR标记在茄子中的扩增结果
• 2.2 辣椒EST-SSR标记对茄子的聚类结果
• 3 讨论
• 全文结论
• 创新之处
• 参考文献
• 论文发表
• 致谢