基于高通量測序的石刁柏基因組SSR標記的開發(fā).pdf

1、石刁柏是一種可食用的雌雄異株植物，具有較高的經(jīng)濟價值。在生產(chǎn)栽培上，雄株產(chǎn)量顯著高于雌株產(chǎn)量，但是現(xiàn)有種質資源混雜，遺傳背景不清。其次，在基礎研究方面，石刁柏也是研究植物性染色體演化及性別決定機制的模式材料之一。因此，從分子水平上對石刁柏種質資源的遺傳多樣性進行研究有助于新種質資源的培育，也能為石刁柏性別決定及分化機制的研究提供基礎資料?；蚪M中廣泛存在的簡單串聯(lián)重復序列(simple sequence repeat，SSR)標記具有多

2、態(tài)性高、位點豐富、重復性高等優(yōu)點，能夠用于遺傳多樣性研究、分子標記輔助育種、基因定位、種質資源評價等方面。因此，本研究采用重復序列測序技術首次對石刁柏基因組中SSR分布特點進行分析，并在此基礎上對石刁柏主流雜交種的遺傳多樣性及性別連鎖標記進行分析。主要研究結果如下:
　　1.石刁柏基因組的SSR種類非常豐富，對銜接的scaffolds進行SSR挖掘，共發(fā)現(xiàn)13497個SSR位點。重復堿基包括二、三、四、五、六、七、八、九和十核苷酸

3、共九種重復類型，但各類型出現(xiàn)的頻率相差較大。石刁柏基因組SSR種類中二核苷酸和三核苷酸重復類型最多，占總SSR的87％，且二核苷酸明顯重復數(shù)量明顯大于三核苷酸，分別含7315個和4427個，占SSR總數(shù)的54.2％和32.8％。其次是四核苷酸重復1321個，占9.79％。五核苷酸和六核苷酸較少，分別為238個和165個，分別1.76％和1.22％。而七核苷酸、八核苷酸、九核苷酸和十核苷酸重復最少，分別為24個、4個、1個、2個，共占0.

4、23％。石刁柏SSR重復次數(shù)主要集中在5-11次較低重復次數(shù)，共9656個SSRs，占總數(shù)的71.54％，在石刁柏基因組SSRs中占主要部分。12-23次重復為較高重復次數(shù)，共3407個SSRs，占總數(shù)的25.24％。其余重復次數(shù)共434個，僅占總數(shù)的3.22％。
　　2.用22個SSR分子標記對40個石刁柏不同雌雄單株進行擴增，共得到175個擴增位點，其中多態(tài)性位點有150個，多態(tài)位點百分率（PPB）為85.71％。擴增多態(tài)性條

5、帶最多的引物為ssr-41，有16條。開發(fā)的22個分子標記中，平均每個位點的觀測等位基因數(shù)(Na)為1.2758。平均有效等位基因數(shù)(Ne)為1.1912。Nei's基因多樣性(He）平均值為0.1082。Shannon信息指數(shù)（I)平均為0.1588。Nei's基因多樣性（He）與Shannon信息指數(shù)(I)在品種內(nèi)的變化趨勢大體上基本一致。Shannon信息指數(shù)(I)與多態(tài)性位百分比在品種內(nèi)的的變化趨勢大體一致。品種間的遺傳分化系數(shù)

6、為0.5324，表明總的變異中有53.24％的變異發(fā)生在品種間，而品種內(nèi)不同單株間發(fā)生的變異為46.76％。品種間的基因流Nm=0.4392＜1，說明在石刁柏的十個品種中，遺傳漂變?yōu)橛绊戇z傳結構的主導因素。根據(jù)popgene32得出石刁柏品種間的遺傳距離在0.078-0.183之間。根據(jù)Nei's遺傳距離進行UPGMA聚類分析，用MEGA6軟件建立聚類分析樹發(fā)現(xiàn)可以分為四支:UC309和UC157各為一支，TD818、Grande和UC

7、308為一支，Jersey Giant、Apollo、UC800、U88、MLJZ為另一支。這說明本研究中的石刁柏的種質資源具有一定的遺傳多樣性。
　　3.對石刁柏不同品種的雌雄單株進行UPGMA聚類分析發(fā)現(xiàn)，39個單株表現(xiàn)出較為特殊的聚類模式，主要表現(xiàn)在:1）雌雄性別在不同品種間的聚類模式存在差異，如UC309和UC157的雌雄單株聚為一支，其他的品種雌雄單株未聚在一起。2）聚類結果中出現(xiàn)雌雄特異的聚類模式，即有多個品種的10個