石蒜微卫星分子标记的制作方法

文档序号:586942阅读:305来源:国知局
专利名称:石蒜微卫星分子标记的制作方法
技术领域
本发明涉及分子标记技术,具体涉及一种石蒜微卫星分子遗传标记。
背景技术
微卫星DNA又称作短串连重复(Short Tandem R印eats,STRs)、简单重复序列 (Simple Sequence Repeat, SSRs)、简单序列长度多态性(SSLP)。是指基因组中以1 6 个核苷酸为单位串联组成的核苷酸序列。.根据重复单元的构成,微卫星DNA序列被分为3 种类型单一型,复合型(compound)和间断型(interrupted)。例如单一型:ATATATATATATATATATATATAT复合型:ATATATCACACACACACACAC间断型ATATATCA ATATATCA ATATATA微卫星DNA作为一种分子标记具有以下特点广泛分布于真核生物的基因组中, 据估计每6kb长度中就有1个微卫星位点;核心序列的重复次数在个体间呈高度变异性,多 态性信息容量高呈共显性,遵循盂德尔法则遗传;选择中性等等。基于以上特点,微卫星DNA被广泛用于植物遗传图谱的构建、基因定位、品种鉴定 和种质保存、数量性状基因的分析、辅助育种、构建指纹图谱、遗传多样性及物种进化与亲 缘关系等方面的研究。石蒜是石蒜科石蒜属为多年生的草本花卉植物。石蒜属植物不仅具有极高的观赏 价值,还是一类重要的药用植物。石蒜属植物鳞茎有毒性,性甘温,《闽东本草》载“本品内 服可清热、解毒、散结、消肿”。经研究,石蒜属鳞茎含有石蒜碱,石蒜胺碱、石蒜伦碱、加兰他 敏、多花水仙碱、伪石蒜碱、类石蒜碱、二氢石蒜碱、雪花莲胺碱、石蒜酊、石蒜醇等十多种生 物碱。石蒜药理作用主要有如下几个方面(1)作用于心血管系统;(2)作用于神经系 统;(3)细胞毒作用;(4)抗癌抗肿瘤作用;(5)抗炎、抗菌抗病毒作用。我国天然药物研究 人员从20世纪50年代开始石蒜科生物碱的研究和药物开发。1964年10月,新药氢溴酸加 兰他敏通过临床鉴定,现已收入中国药典(二部)中。后来又研发出二氢加兰他敏,主要用 于治疗小儿麻痹后遗症和外伤性截瘫等病症,其毒性比加兰他敏小,该药是我国具有创新 性的胆碱酯酶抑制剂;1983年,抗肿瘤新药氧化石蒜碱(石蒜碱内铵盐)通过临床鉴定,用 于多种肿瘤的治疗而毒副作用较低。石蒜中提出药物——加兰他敏的药效作用已获得了世 界神经病学会的认可。2002年该药已获准在美国、加拿大上市,先前已在21个国家,含大多 数的欧洲主要市场获得了批准和上市。石蒜鳞茎含有淀粉40%,可加工成浆糊和浆沙,或制 成石蒜粉,用于建筑涂料;也可利用石蒜试制酒精,如果工艺成熟后运用到生产中,将在一 定程度上减少对粮食的利用;提取的植物胶可代替阿拉伯胶;石蒜碱等毒性较大,将其提 取制成高效杀虫、杀菌的低浓度生物农药,可用于防治农作物害虫,且不会产生环境污染。石蒜的分子标记研究起步很晚,目前报道的只是RAPD分子标记,ISSR分子标记, 微卫星标记尚未见报道。但RAPD分子标记稳定性,重复性差,ISSR分子标记通常为显性标记,不能区分纯和基因型和杂合基因型。

发明内容
本发明解决的技术问题分离克隆石蒜的微卫星DNA分子标记,建立石蒜微卫星 DNA技术体系并用这些分子标记研究石蒜遗传多样性保护,石蒜属植物种间和居群间的变 异和进化关系以及进行石蒜品种鉴定。实现上述发明的技术方案包括石蒜微卫星(CT)n富集文库的构建;含微卫星序 列阳性克隆的筛选及测序,得到33个含有微卫星重复序列的克隆;筛选得到10个多态性 MWil^IllM^^l^id Lyra-1> Lyra-2> Lyra-3> Lyra-4> Lyra-5> Lyra-6> Lyra-7> Lyra-8> Lyra-9、Lyra-10 ;Lyra-I 为 328 个核苷酸,Lyra-2 为 469 个核苷酸,Lyra-3 为 439 个核苷 酸,Lyra-4为538个核苷酸,Lyra-5为432个核苷酸,Lyra-6为422个核苷酸,Lyra-7为 547个核苷酸,Lyra-8为400个核苷酸,Lyra-9为410个核苷酸,Lyra-IO为416个核苷酸。


图1 :Lyra-l位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE2 Lyra-2位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE3 Lyra-3位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE4 Lyra-4位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE5 Lyra-5位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE6 Lyra-6位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE7 Lyra-7位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE8 =Lyra-S位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE图
图9 Lyra-9位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE10 =Lyra-IO位点的特异性引物扩增21个石蒜的DNA的银染PAGE图具体实施方法实施例1 1、石蒜微卫星DNA富集文库的构建1. 1基因组的提取与酶切用 Doyle J介绍的 CTAB法(Doyle J. DNA protocols for ρlants-CTAB total DNA isolation A. In Hewitt GM, JohnstonA(eds. ), Molecular Techniques in Taxonomy [M] · Berlin =Springer, 1991,283-293)提取石蒜基因组。用限制性内切酶Sau3AI (购 自TaKaRa公司)酶切基因组。酶切产物在1 %的琼脂糖凝胶上电泳,紫外光下切下 300bp-900bp的DNA片段并用胶回收试剂盒(购自上海生工)纯化回收。1. 2 加接头将纯化回收的胶回收产物加入接头LA (5,-GGCCAGAGACCCCAAGCTTCG-3,), LB (5,-P04-GATCCGAAGCTTGGGGTCTCTGGCC-3,),在T4连接酶(购于Promega公司)作用下16°C水浴连接过夜。1.3PCR检测接头连接
以LA为引物,以1. 2工序制的连接产物为模板进行PCR,(50 μ 1反应体系如下 25 μ ITaqGreen (购于Promega公司),5μ 1引物LA,5y 1连接产物,加水补至50 μ 1。PCR 反应程序如下94°C预变性5分钟,94°C变性50秒,56°C退火1分钟,72°C延伸2分钟,变性 至退化三个步骤重复25次。最后72°C充分延伸10分钟。)PCR产物用纯化试剂盒(购于 Axygen公司)进行纯化。1. 4磁珠富集将1.3所制纯化产物与杂交探针(CT) 15在701下杂交一个半小时。将杂交液加 入已平衡好的磁珠,室温放置30分钟。将离心管依次用6XSSC,2XSSC,IXSSC于60°C下 洗两次,最后用0. 1 X SSC室温下洗一次。加入TE缓冲液,在PCR机上95°C变性15分钟,收
集上清。1. 5PCR 富集以磁珠富集产物为模板,LA为引物进行PCR扩增,25μ1反应体系如下 TaqGreen 12. 5 μ 1, LA 1. 5 μ 1,富集后的DNA2. 5 μ 1,加水补至25 μ 1。PCR反应程序如下 94°C预变性3分钟,94°C变性35秒,60°C退火35秒,72°C延伸1分钟,变性至退火三个步骤 重复25次。最后72°C充分延伸12分钟。PCR产物用纯化试剂盒进行纯化。1. 6感受态细胞的制备将ImL过夜培养的E. coli DH_5a培养液接于50mL液体LB培养基中,37°C振荡培 养12小时至对数生长期(OD6tltl^O. 3-0.6)时取出。将菌液于4°C离心10分钟,弃上清,加 入ImLO. lmol/L预冷的Cacl2重新悬浮细胞用枪头轻轻打勻。4°C离心10分钟。弃上清, 加入预冷甘油/Cacl2混合物重新悬浮菌体,用枪头打匀,-80°C保存。1.7 倒平板将LB固体培养基完全融化,冷却至50°C左右,配成LB/Amp/X-Gal/IPTG平板培养 基(比例为LB固体培养基IOOmL ;Amp青霉素100 μ 1 ;20%异丙基一 β -D 一硫代半乳糖 昔(IPTG) 7ul ;20% 5-嗅-4 一氯一 3-吲哚一 β -D 一半乳糖昔(X-Gal) 40 μ 1)混合均勻 后倒入一只培养皿里,待培养基凝固后放入37°C烘箱,晾干水蒸气。1. 8连接转化取1. 5工序所制的PCR富集后的纯化产物加入PMD19-T载体(购自TaKaRa公司) 于16°C水浴连接2小时,制成连接产物。取出感受态细胞,冰上复苏至液态,加入上述连接产物,混勻。冰浴30分钟后放入 42°C水浴锅,热激90秒,立即放入冰中冰浴2分钟,加入新鲜的LB培养基,37°C振荡培养 1-1. 5小时。取70u 1培养液涂布于LB/Amp/X-Gal/IPTG培养基上,37°C倒置培养过夜。2、阳性克隆的筛选将平板上的白色单菌落分别放入事先装有LB/Amp培养基的EP管中。37°C振荡培 养至菌液浑浊。15ul PCR 反应体系包括Taq 酶 0. 075U (购自 TaKaRa 公司),IOX Buffer 1. 5ul, dNTPO. 2uM,mg2+l. 5uM,引物 0. 4uM(LA,primer-c (CT15)),水。反应程序94°C预变性 3 分钟, 94°C变性50秒,56°C退火35秒,72°C延伸1分钟,变性至延伸三个步骤重复30次。最后 72°C充分延伸12分钟,1. 5%琼脂糖凝胶电泳检测。3、阳性克隆测序及引物设计阳性克隆送生物公司测序,共得到33条含有微卫星DNA的序列。根据微卫星DNA两侧的序列,利用软件primerprimer5设计引物,如表1所示。实施例2 2. 1筛选有多态性的引物用1. 1的CTAB法提取石蒜基因组。用设计的引物(表1)扩增基因组。反应程序 94 V预变性4分钟,94 V变性45秒,退火30秒(退火温度见表1),72 °C延伸35秒,变性至退 火三个步骤重复35次。最后72°C充分延伸8分钟。1.5%琼脂糖凝胶电泳检测。PCR产物 用PAGE电泳进行检测,共得到10个多态性的微卫星标记;Lyra-I为328个核苷酸,Lyra_2 为469个核苷酸,Lyra-3为439个核苷酸,Lyra-4为538个核苷酸,Lyra-5为432个核苷 酸,Lyra-6为422个核苷酸,Lyra-7为547个核苷酸,Lyra-8为400个核苷酸,Lyra-9为 410个核苷酸,Lyra-IO为416个核苷酸。2. 2结果分析使用CervuS3. 0软件计算期望杂合度和观察杂合度。使用Gen印op3. 4软件计算 哈代一温伯格以及连锁不平衡的值,以此来描述10个石蒜微卫星DNA多态位点的特征。由附图1-10看出,本发明的10个微卫星序列的长度在供试的21个石蒜中都出现 了多样性,由此可见,本发明的这10个微卫星标记能用于研究石蒜的遗传多样性保护,石 蒜属植物种间和居群间的变异和进化关系及石蒜品种的鉴定,具有重复性好的特点,是一 种可靠有效的分子标记。表1引物特性表位点 基序引物序列退火温度ΓΟ
Lyra-I(CT) 1δLyra-IS5,TCTGTTCACCTTTACCCTCTC 3'57Lyra-IA5,CAGCCTCAACTCCAATCTCG 3Lyra-2(TC)35Lyra-2S5,CCATCGCCGCTACTATCAC 3'56Lyra-2A5,AAAGGAGAAGAGGGTATCAAC .3'Lyra-3(CT)24Lyra-3S5,CCAATGTTCACTACCACCCC 3'53Lyra-3A5,GAAGGTTTTGGTTTCAGGAT 3'Lyra-4(TC)31Lyra-4S5,CCTTGCTCACGACTCCTTTA 3'60Lyra-4A5'CCAATGCTGTTGCCACCTTC 3'Lyra-5(TC) 12C (CT)7Lyra-5S5,CCTTCTTTGGCTACTCACAT 3'59Lyra~5A5,CAGTCAGTCCATCCTCTTGC 3'Lyra~6’ (TC)19I.yra-6S5'CATCCCCTCCCCGAACTAT 3'59Lyra~6A5,GCTTCTCACCGCCGCTAAT 3Lyra-7(AG) 19Lyra-7S5,GGGTGATGAAATGAACTG 3'53Lyra-7A5,ACTCCTATTGCCACCCTC 3'Lyra-8(AG)7N(GA) 19Lyra_8S 5'CAGTCGCTAAACTAAGCCCTAT 3'59Lyra-8A5,CCCACAACTTGCCTTCCTCT 3'Lyra-9(GA) 24Lyra~9S5,AACTCCAACCACCCTTTA 3'54Lyra-9A5,ACTTGCCTTCCTCTTTCT .3'Lyra-10(CT)22Lyra-IOS5,TCGCTCAACTTACCTCTA 3'51Lyra-丄OA5,TGATTCCTCCATGCTTCT 3'表1中S表示5’端引物,A表示3’端引物。序列表<110>安徽师范大学<120>石蒜微卫星分子标记<130>1<160>10<170>PatentIn version 3. 3
<210>1<211>328<212>DNA<213> ^m (Lycoris radiata)<400>1gatcagacct tactgcaagg atggaatttt gaggggtcga tatacaaaat gtctgtcttc 60tcaacttaaa ctctcaaaac tctctctctc tctctctcat ctctctttcc cgctcttttc 120tctctccatc tctgttcacc tttaccctct cactctctct ctctctctct ctctctctct 180ctctactctc aagacagctc aagatggctg cggagacaag ggtctaagag cttgagatgt 240tgggttcgtg gtgaagtggt cggggaaggt cggcgtggga gctcgagatt ggagttgagg 300ctgtggggct gagctgggac tgaaggat 328<210>2<211>469<212>DNA<213> ^m (Lycoris radiata)<400>2gatcaagatt tgtttcatgc taatttaacc ctaaaaccca agatctacct agccctagat 60gctgtcgccg accctttctt atgcccatcg ccgctactat caccataatc ccccttgctg 120tgtgcatgcc cctcccttct ttttctcctc atcttctctc tctctctctc tctctctttc 180tctctctctc tctctctctc tctctctctc tctctctctc tctcccctcc attatcttct 240ctctcttctg tccttgcgtc gcaccccttt gcgtcgccga tctgtagttg ataccctctt 300ctcctttgcc ttcgatcgct tcctaccccc aaagattgag gctgctacca taaaacccta 360ggttcccctc gatctttatg cacgtgcact tgtgcacccc cttcatggaa atcccgatgc 420ccccttcatg caagtttcga tgccctttca tgtcactccc gctctaagt 469<210>3
<211>439<212>DNA<213> ^m (Lycoris radiata)<400>3aatcagacac cccacggatc caaacattgt tccagagcct tctcccccaa tgttcactac 60caccccagct ctctctctct ctctctctct ctctctctct ctctctctct ctctctccct 120ctccccctcc aaccctagta gcttaagctt caaggtggtc aggccaggct cgaacagcag 180cagaagctct ctctctctct ctctctcacc cttcttgctg aatttagaac agcttaagga 240agtctgccca tataaagctg ccacattatc caccgagtac tcctgaaacc aaaaccttca 300tttcaaaaca ttattagact gagaatatca tcaattataa gattcagtgg tctacatatg 360ttttgaaaca atcttttatt tctttcgccc cgcaaaccgt aagcacaggc caaaacacat 420gtatcatatctgcccctct 439<210>4<211>538<212>DNA<213> ^m (Lycoris radiata)<400>4gatcatcttc 60tctcatatca 120ctatctctct 180tcatatctca 240ggcttcaact 300cttggaggtt 360gagctcaagc 420
11
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422<210>7<211>547<212>DNA<213> ^m (Lycoris radiata)<400>7gatcagagat tagtataacg attccatcta aataatgaac caaaatgatt aaatgtaaag 60tgggtgatga aatgaactgg ataaataaag gcttgaatat catcaacaag ggaaccctac 120taagactatt aaagcagctt aggaatttta agagagaaat gttactctaa gtcaatgcat 180tcaattctgt cagagagaga gagagagaga gagagagaga gagagagaga ataataataa 240cagggcgacg aattatggtt agccggcgat gaactcaaca atgcgggagg ggaggggagg 300ggagggtggc aataggagta cctgttgaag aaaagagtgg gtattgagct taaacaacca 360ttgagatagt agagaaagag aaagggcaat tcgatctaaa gtcaatgggg tattgggcaa 420cggagcaaat attaagggtg cttttaaaca tcaagtgaat gtcaaggtag tttctagaca 480ttaggcctaa aagtaggatg gtttttggat aataccccat ttatgttatc aaattgctag 540tttggat 547<210>8<211>400<212>DNA<213> ^m (Lycoris radiata)<400>8gatcagccct atcaccacca ttagagctcg accttattaa tgaccattac tatggtgacc 60tctgaacctc atcaactcca accacccttt aaccattgca ctaagctcag tcgctaaact 120aagccctatc ttcaacatga actccaccac ctcaatggca gacctctctc attcttcaaa180gcttcaaacc cctaatccat gagcttgcac ttcccatcca tgatccatgc tgaagagaga 240gagagaggga gagggagagg gagagggaga gagagagaga gagagagaga gagagagaga 300gagaacttag tagtagagag aagaaaaatg aaatcaagtg agagagaaag aggaaggcaa 360gttgtgggtg cactttagct gagggcatga tggagaagat 400<210>9<211>410<212>DNA<213> 石蒜 (Lycoris radiata)<400>9gatcagccct atcaccacca ttagagctcg accttattaa tgaccattac tatggtgacc 60tctgaacctc atcaactcca accacccttt aaccattgca ctaagctcag tcgctaaact 120aagccttatc ttcaacatga actccaccac ctcaatggca gacctctctc attcttcaaa 180gcttcaaacc cctaatccat gagcttgcac ttcccatcca tgatccatgc tgaagagaga 240gggagaggga gagggagagg gagagggaga gagagagaga gagagagaga gagagagaga 300gagagagaga gagaacttag tagtagagag aagaaaaatg aaatcaagtg agagagaaag 360aggaaggcaa gttgtgggtg cactttagct gagggcatga tggagaagat 410<210>10<211>416<212>DNA<213> 石蒜 (Lycoris radiata)<400>10gatcaaagaa ataggaaaga gtacacctga attcaaactt ctccgttata tgtaataaat 60cgctcaactt acctctacag agattctctc aaacaaaatc tcgatctttt cctctggatc 120tccaatggtt gcccttgatc tcccttgtaa aactctctct ctctctctct ctctctctct 180ctctctctct ctctcttcct ttcttgattt ttcttgagac tatatcttaa ctagggttga aaatcccttt tataaacctt aaacacgtaa ccagacatcc accgttggat tagaagcatg gaggaatcaa aaccatcgaa aatgggtccc aaacgtgcaa gttcgacccg aacccgtgaa actgatctgc gactagtcgc ttagtagatg cgaccggccg cccgccggtc gctcgt 41权利要求
一种石蒜微卫星DNA分子标记,其特征在于,所述微卫星标记的标号分别为Lyra 1、Lyra 2、Lyra 3、Lyra 4、Lyra 5、Lyra 6、Lyra 7、Lyra 8、Lyra 9、Lyra 10,其核苷酸序列分别为Lyra 1gatcagacct tactgcaagg atggaatttt gaggggtcga tatacaaaat gtctgtcttc 60tcaacttaaa ctctcaaaac tctctctctc tctctctcat ctctctttcc cgctcttttc 120tctctccatc tctgttcacc tttaccctct cactctctct ctctctctct ctctctctct 180ctctactctc aagacagctc aagatggctg cggagacaag ggtctaagag cttgagatgt 240tgggttcgtg gtgaagtggt cggggaaggt cggcgtggga gctcgagatt ggagttgagg 300ctgtggggct gagctgggac tgaaggat 328Lyra 2gatcaagatt tgtttcatgc taatttaacc ctaaaaccca agatctacct agccctagat 60gctgtcgccg accctttctt atgcccatcg ccgctactat caccataatc ccccttgctg 120tgtgcatgcc cctcccttct ttttctcctc atcttctctc tctctctctc tctctctttc 180tctctctctc tctctctctc tctctctctc tctctctctc tctcccctcc attatcttct 240ctctcttctg tccttgcgtc gcaccccttt gcgtcgccga tctgtagttg ataccctctt 300ctcctttgcc ttcgatcgct tcctaccccc aaagattgag gctgctacca taaaacccta 360ggttcccctc gatctttatg cacgtgcact tgtgcacccc cttcatggaa atcccgatgc 420ccccttcatg 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2.根据权利要求1所述的石蒜微卫星标记,其特征在于所述的Lyra-1、Lyra-2, Lyra-3,Lyra~4, Lyra-5, Lyra-6, Lyra-7,Lyra-8, Lyra~9, Lyra-10 上个位点的引物序列为Lyra-IS TCT GTT CAC CTT TAC CCT CT Lyra-IA CAG CCT CAA CTC CAA TCT CG Lyra-2S CCA TCG CCG CTA CTA TCA C Lyra-2A AAA GGA GAA GAG GGT ATC AAC Lyra-3S CCA ATG TTC ACT ACC ACC CC Lyra-3A GAA GGT TTT GGT TTC AGG AT Lyra-4S CCT TGC TCA CGA CTC CTT TA Lyra-4A CCA ATG CTG TTG CCA CCT TC Lyra-5S CCT TCT TTG GCT ACT CAC AT Lyra-5A CAG TCA GTC CAT CCT CTT GC Lyra-6S CAT CCC CTC CCC GAA CTA T Lyra-6A GCT TCT CAC CGC CGC TAA T Lyra-7S GGG TGA TGA AAT GAA CTG Lyra-7A ACT CCT ATT GCC ACC CTC Lyra-8S CAG TCG CTA AAC TAA GCC CTAT Lyra-8A CCC ACA ACT TGC CTT CCT CT Lyra-9S AAC TCC AAC CAC CCT TTA Lyra-9A ACT TGC CTT CCT CTT TCT Lyra-IOS TCG CTC AAC TTA CCT CTA Lyra-IOA TGA TTC CTC CAT GCT TCT。
全文摘要
本发明公开了石蒜微卫星DNA分子标记,包括石蒜微卫星(CT)n富集文库的构建,微卫星序列阳性克隆的筛选及测序,得到33个含有微卫星DNA的克隆,确定了10个多态性丰富的微卫星分子标记Lyra-1、Lyra-2、Lyra-3、Lyra-4、Lyra-5、Lyra-6、Lyra-7、Lyra-8、Lyra-9、Lyra-10。本发明可用于研究石蒜的遗传多样性保护,石蒜属植物种间和居群间的变异和进化关系及石蒜的品种鉴定;重复性好,是一种可靠有效地分子标记。
文档编号C12N15/11GK101988063SQ20101053625
公开日2011年3月23日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者宣守芹, 朱国萍, 李雪, 王晖, 郑基阳, 高鹏 申请人:安徽师范大学
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