本發(fā)明屬于分子標(biāo)記技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組、其獲取方法及應(yīng)用。
背景技術(shù):
川芎為是傘形科藁本屬藥用植物,主要種植于四川彭州,都江堰等地,是我國著名傳統(tǒng)中藥材,以其干燥根莖入藥,其味辛,性溫,有活血行氣、祛風(fēng)止痛功效,用于治療頭痛、風(fēng)濕、月經(jīng)不調(diào)等。
川芎有效成分研究十分深入,研究者分離出了包括川芎嗪、阿魏酸、藁本內(nèi)酯等多種有效成分。檢索川芎研究文獻結(jié)果顯示,對川芎活性成分提取,藥理藥性上的研究較多。對川芎遺傳多樣性、種質(zhì)指紋圖譜、基因定位、遺傳圖譜構(gòu)建、分子育種等研究卻鮮有報道,川芎中能夠用于上述研究的分子標(biāo)記甚少,都是一些通用引物,如RAPD、ISSR、ITS等,使得川芎分子研究難以深入,嚴(yán)重限制了川芎優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源快速、有效的選育及生產(chǎn)應(yīng)用。
微衛(wèi)星序列又稱簡單重復(fù)序列(SSR)、短串聯(lián)重復(fù)序列,由若干個串聯(lián)重復(fù)單元組成,每單元含1-10個核苷酸,廣泛分布在真核生物基因組中(9-10)。SSR具有標(biāo)記之間密度大、材料間多態(tài)性好、易擴增、重復(fù)性高等優(yōu)點,已被廣泛在水稻,玉米,小麥等作物上應(yīng)用。SSR按來源分為兩類genome-SSR和EST-SSR,隨著EST數(shù)據(jù)庫的不斷豐富,EST-SSR被大量開發(fā)。截止目前,藥用植物已有紅花、丹參、黨參、人參、西洋參、金銀花等開發(fā)了EST-SSR,逐漸代替通用引物應(yīng)用于遺傳多樣性、道地性鑒定等研究。
近年來二代測序飛速發(fā)展,成本急劇降低。使得利用轉(zhuǎn)錄組測序開發(fā)EST-SSR成為一種便捷高效的手段。但目前還未有利用川芎轉(zhuǎn)SSR標(biāo)記引物的報道。因此,利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)批量開發(fā)川芎EST-SSR引物。該標(biāo)記能直接用于川芎種質(zhì)資源指紋圖譜構(gòu)建、遺傳作圖、基因定位和比較基因組學(xué)研究,對川芎品種的標(biāo)準(zhǔn)化、真?zhèn)纹贩N的鑒定、分子標(biāo)記輔助選擇育種都有重要作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明提供了一種基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組、其獲取方法及應(yīng)用。
本發(fā)明提供了一種基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組,所述引物組包括74對引物,其中各引物的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1至SEQ ID NO:148所示。
本發(fā)明還提供了一種基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組的獲取方法,該方法包括以下步驟:
(1)對川芎轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)拼接,拼接去冗余得到unigene;
(2)利用MISA軟件對拼接到的unigene進行SSR位點發(fā)掘;
(3)利用Primer 3.0軟件對上述SSR檢測結(jié)果進行引物設(shè)計,得到設(shè)計的EST-SSR引物;
(4)采用CTAB方法提取川芎的基因組DNA,用設(shè)計的EST-SSR引物對川芎DNA進行PCR擴增,然后進行毛細管電泳,根據(jù)電泳結(jié)果數(shù)據(jù)篩選出EST-SSR標(biāo)記引物組。
進一步的,步驟(2)中,SSR位點發(fā)掘時的基本參數(shù)設(shè)置為:單核苷酸至少重復(fù)10次,雙核苷酸至少重復(fù)6次,三核苷酸至少重復(fù)5次,四核苷酸至少重復(fù)5次,五核苷酸至少重復(fù)5次,六核苷酸至少重復(fù)5次。
進一步的,步驟(3)中,引物設(shè)計時參數(shù)設(shè)置為:引物長度18-25bp;退火溫度52.0-60.0℃,且上游引物和下游引物的Tm值相差不大于5℃;GC含量40%-60%;PCR擴增產(chǎn)物長度100-300bp。
進一步的,步驟(4)中,PCR擴增的反應(yīng)體系為:DNA2μL、5U·μL-1Tap酶0.2μL、10mmol·L-1引物2μL、2.5mmol·L-1dNTP 2μL、25mM 10×Buffer2μL、ddH2O 11.8μL。
進一步的,步驟(4)中,PCR擴增的反應(yīng)程序為:94℃預(yù)變性4min;94℃變性30s、56℃退火30s、72℃延伸30s,35個循環(huán);72℃延伸6min。
本發(fā)明基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組在川芎種質(zhì)資源遺傳多樣性分析中的應(yīng)用。
本發(fā)明基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組在鑒定川芎品種中的應(yīng)用。
本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明首次公開了川芎EST-SSR標(biāo)記引物組,該引物經(jīng)驗證后得到多態(tài)性較高的74對EST-SSR,與通用引物相比,川芎EST-SSR標(biāo)記引物組具有多態(tài)性高,易擴增,重復(fù)性好,結(jié)果更準(zhǔn)確等優(yōu)點,可用于后續(xù)川芎的遺傳圖譜構(gòu)建、川芎品種指紋圖譜構(gòu)建等基礎(chǔ)研究,促進川芎分子育種和功能基因發(fā)掘、中藥品種標(biāo)準(zhǔn)化等應(yīng)用研究。
附圖說明
圖1是本發(fā)明開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組的UPGMA聚類圖譜;
圖2是本發(fā)明利用引物對25得出的川芎樣品擴增產(chǎn)物的毛細管電泳圖;
圖3是本發(fā)明利用引物對43得出的川芎樣品擴增產(chǎn)物的毛細管電泳圖;
圖4是本發(fā)明利用引物對52得出的川芎樣品擴增產(chǎn)物的毛細管電泳圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細地解釋說明。
本發(fā)明的一種基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組,其中,各引物的核苷酸序列如表1(序列表SEQ ID NO:1至SEQ ID NO:148)所示。
一種基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組的獲取方法,該方法包括以下步驟:
(1)拼接川芎轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù),得到通用基因庫(unigene);
(2)利用MISA軟件發(fā)掘川芎EST-SSR位點;
(3)利用Primer3進行批量設(shè)計SSR引物;
(4)挑選235對引物進行合成,對收集的川芎資源進行擴增、驗證;
(5)用NTSYS-pc2.l0e軟件對川芎資源進行聚類分析,使用POPGENE對川芎各個引物多樣性指數(shù)進行檢測。
實施例1
本實施例制備川芎EST-SSR標(biāo)記引物組,包括以下步驟:
(1)川芎轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的SSR引物獲得
(1.1)對川芎根轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)拼接,拼接去冗余得到unigene。
(1.2)利用MISA軟件對拼接到的unigene進行SSR位點發(fā)掘,基本參數(shù)設(shè)置為單核苷酸至少重復(fù)10次,雙核苷酸至少重復(fù)6次,三核苷酸至少重復(fù)5次,四核苷酸至少重復(fù)5次,五核苷酸至少重復(fù)5次,六核苷酸至少重復(fù)5次。
(1.3)采用Primer 3.0軟件對上述SSR檢測結(jié)果進行引物設(shè)計,參數(shù)設(shè)置為引物長度18-25bp;退火溫度52.0-60.0℃,且上游和下游引物的Tm值相差不大于5℃;GC含量40%-60%;PCR擴增產(chǎn)物長度100-300bp。去重復(fù)后,得到設(shè)計出的引物共計3602個,合成其中的235對。
(2)利用CTAB方法提取川芎的基因組DNA,川芎材料如表2所示。用設(shè)計的EST-SSR引物對上述材料的DNA進行PCR擴增,用于驗證引物設(shè)計的效率,同時篩選出多態(tài)性較高的核心引物。
(2.1)取新鮮幼嫩的川芎葉片,采用CTAB提取法提取川芎DNA。
(2.2)PCR擴增:總體積20μL,DNA2μL、Tap酶(5U·μL-1)0.2μL、引物(10mmol·L-1)2μL、dNTP(2.5mmol·L-1)2μL、10×Buffer(25mM)2μL、ddH2O 11.8μL。擴增反應(yīng)程序為:預(yù)變性94℃5min,34個循環(huán)(94℃變性30S,56℃退火30s,72℃延伸30s),72℃延伸10min,降溫到20℃,-4℃保存)。
(2.3)PCR產(chǎn)物中加入5μL的dilution buffer,最后一孔加25μL DNALadder,30-1500bp分離膠進行毛細管電泳。
(2.4)利用毛細管電泳自動數(shù)據(jù)分析軟件PROSizeTM分析數(shù)據(jù),有條帶的數(shù)據(jù)為“1”,沒有條帶的為“0”。
(2.5)使用NTSYS-pc2.l0e軟件對34份川芎樣品進行聚類分析,使用POPGENE軟件計算各引物的等位基因數(shù)(Na)、基因多樣性(h)和Shannon值(I)。
(2.6)利用實施步驟2.1-2.5對235對SSR引物進行檢測,發(fā)現(xiàn)74對擴增條帶清晰、且有多態(tài)性的引物。聚類分析結(jié)果顯示34份川芎遺傳相似系數(shù)為0.58-0.91,被分成兩大類。Nei基因多樣性為0.31,Shannon指數(shù)為0.46,川芎聚類結(jié)果沒有明顯的地域關(guān)系,這與四川川芎種植時相互引種有關(guān)。
表1
表2
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡單改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
序列表
<110> 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物育種栽培研究所
<120> 基于川芎轉(zhuǎn)錄組序列開發(fā)的EST-SSR標(biāo)記引物組、其獲取方法及應(yīng)用
<160> 148
<210> 1
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列
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gccaaaaagt attgaatatg acaaa 25
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<212> DNA
<213> 人工序列
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<212> DNA
<213> 人工序列
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agtgtgatgg agatggaggc 20
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<212> DNA
<213> 人工序列
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<212> DNA
<213> 人工序列
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gccagtcccc tttcctctta 20
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tgttttcacc ccgttgtttt 20
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