基于高通量測(cè)序的石刁柏基因組SSR標(biāo)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(jì)價(jià)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(zhì)資源混雜，遺傳背景不清。其次，在基礎(chǔ)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(jī)制的模式材料之一。因此，從分子水平上對(duì)石刁柏種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行研究有助于新種質(zhì)資源的培育，也能為石刁柏性別決定及分化機(jī)制的研究提供基礎(chǔ)資料。基因組中廣泛存在的簡(jiǎn)單串聯(lián)重復(fù)序列(simple sequence repeat，SSR)標(biāo)記具有多

2、態(tài)性高、位點(diǎn)豐富、重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，能夠用于遺傳多樣性研究、分子標(biāo)記輔助育種、基因定位、種質(zhì)資源評(píng)價(jià)等方面。因此，本研究采用重復(fù)序列測(cè)序技術(shù)首次對(duì)石刁柏基因組中SSR分布特點(diǎn)進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)石刁柏主流雜交種的遺傳多樣性及性別連鎖標(biāo)記進(jìn)行分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1.石刁柏基因組的SSR種類非常豐富，對(duì)銜接的scaffolds進(jìn)行SSR挖掘，共發(fā)現(xiàn)13497個(gè)SSR位點(diǎn)。重復(fù)堿基包括二、三、四、五、六、七、八、九和十核苷酸

3、共九種重復(fù)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(fù)類型最多，占總SSR的87％，且二核苷酸明顯重復(fù)數(shù)量明顯大于三核苷酸，分別含7315個(gè)和4427個(gè)，占SSR總數(shù)的54.2％和32.8％。其次是四核苷酸重復(fù)1321個(gè)，占9.79％。五核苷酸和六核苷酸較少，分別為238個(gè)和165個(gè)，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(fù)最少，分別為24個(gè)、4個(gè)、1個(gè)、2個(gè)，共占0.

4、23％。石刁柏SSR重復(fù)次數(shù)主要集中在5-11次較低重復(fù)次數(shù)，共9656個(gè)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(fù)為較高重復(fù)次數(shù)，共3407個(gè)SSRs，占總數(shù)的25.24％。其余重復(fù)次數(shù)共434個(gè)，僅占總數(shù)的3.22％。
　　2.用22個(gè)SSR分子標(biāo)記對(duì)40個(gè)石刁柏不同雌雄單株進(jìn)行擴(kuò)增，共得到175個(gè)擴(kuò)增位點(diǎn)，其中多態(tài)性位點(diǎn)有150個(gè)，多態(tài)位點(diǎn)百分率（PPB）為85.71％。擴(kuò)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(gè)分子標(biāo)記中，平均每個(gè)位點(diǎn)的觀測(cè)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(shì)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(shì)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(gè)品種中，遺傳漂變?yōu)橛绊戇z傳結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)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(jìn)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(zhì)資源具有一定的遺傳多樣性。
　　3.對(duì)石刁柏不同品種的雌雄單株進(jìn)行UPGMA聚類分析發(fā)現(xiàn)，39個(gè)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(jié)果中出現(xiàn)雌雄特異的聚類模式，即有多個(gè)品種的10個(gè)