一种山楂EST-SSR标记引物的制备方法及应用与流程

文档序号:15038951发布日期:2018-07-27 20:57阅读:311来源:国知局

本发明涉及分子标记制备与应用技术领域,具体是一种山楂est-ssr标记引物的制备方法及应用。



背景技术:

山楂是蔷薇科(rosa-ceae)山楂属(crataegusl.)植物,原产于中国的山楂属植物有18个种,6个变种,经过长期培育和选择,形成了丰富的变异类型。对山楂资源进行准确的鉴定和分类,是进一步有效利用山楂资源的基础。目前山楂资源遗传基础研究比较落后,至今仍然是以形态分析方法进行资源评价鉴定为主,且在山楂上开展分子生物学研究的报道也较少,山楂基因组背景研究较少,通常只能利用近缘物种的相关信息进行参考,利用山楂转录组序列开发est-ssr引物的研究也未见报道。

ssr又称简单重复序列,(simplesequencerepeat,ssr),也可称为微卫星dna,它以1-6个碱基序列为基本单位进行多次重复组成的dna序列,因为每个ssr序列的基本单元重复次数在不同的基因型间有很大差异,进而形成了ssr的多态性。ssr具有很多优点:(1)分布在整个基因组中,具有随机性、均匀性以及广泛性;(2)ssr序列两端较为保守,同种而不同类型间基本相同;(3)为共显性标记;(4)操作简便且快速,结果较为稳定。(4)而est-ssr来源于表达的基因组区域,可直接反映物种相关基因的多样性。基于此,ssr标记已被广泛应用于果树大量的遗传研究中(高志红,章镇,韩振海.2002.ssr技术及其在果树上的应用,果树学报.19(5):281-285)。ssr也是果树分子遗传图谱构建中重要的标记类型(kijasjmh,etal.integrationoftrinucleotidemicrosatellitesintoalinkagemapofcitrus.1997,94:701-706;joobeart.etal.developmentofasecondgenerationlinkagemapforalmondusingrapdandssrmarkers.genome,2000,43:649-655)。本发明首次提出基于山楂转录组序列开发est-ssr引物技术方法的建立及带有山楂基因组信息的est-ssr引物的开发,为今后山楂的相关研究提供参考,促进和提高山楂的基础研究水平。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种山楂est-ssr标记引物的制备方法及应用,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种山楂est-ssr标记引物的制备方法,包括以下步骤:

1)从山楂转录组数据中筛选组装长度大于5000bp的片段序列;

2)使用ssrhunter软件对每条片段进行ssr发掘,单一序列中挑出占富含二、三、四或五核苷酸重复且长度≥10bp的est序列;

3)使用primer3软件对ssr上游和下游各150bp的碱基序列进行est-ssr引物的筛选,即得山楂est-ssr标记引物。

作为本发明进一步的方案:步骤3)的引物长度为18-23bp,退火温度为55-63℃,gc含量为40-60%,pcr扩增产物的长度为150-300bp。

作为本发明进一步的方案:步骤3)的最适引物长度为20bp,退火温度为58℃,gc含量为50%,pcr扩增产物长度为200bp。

一种山楂est-ssr标记引物的应用,所述的山楂est-ssr标记引物用于进行山楂杂交群体进行分子标记分析。

一种山楂est-ssr标记引物的应用,用设计完成的ssr引物对田间采回的山楂种间杂交f1群体及双亲进行ssr引物的筛选和扩增;计算每对ssr引物在山楂种间杂交群体中扩增的多态性信息。

一种山楂est-ssr标记引物的应用,将在种间杂交f1群体以及双亲中扩增的est-ssr数据进行整理,以双假侧交理论为依据进行山楂分子遗传图谱的构建。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明提出山楂est-ssr标记引物的制备方法及应用,为今后山楂的相关研究提供参考,促进和提高山楂的基础研究水平。

附图说明

图1为山楂est-ssr标记引物“h32”在群体中的扩增效果图(作图群体单株1-24)。

图2为山楂est-ssr标记引物“h32”在群体中的扩增效果图(作图群体单株25-48)。

图3为山楂est-ssr标记引物“h32”在群体中的扩增效果图(作图群体单株49-72)。

图4为山楂est-ssr标记引物“h32”在群体中的扩增效果图(作图群体单株73-96)。

图5为山楂est-ssr标记引物构建的母本‘大绵球’遗传图谱。

图6为山楂est-ssr标记引物构建的父本‘秋金星’的遗传图谱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-6,一种山楂est-ssr标记引物的制备方法,包括以下步骤:

1)从山楂转录组数据中筛选组装长度大于5000bp的片段序列,用于后续山楂est-ssr标记的开发;

2)使用ssrhunter软件对每条片段进行ssr发掘,单一序列中挑出占富含二、三、四或五核苷酸重复且长度≥10bp的est序列;

3)使用primer3软件对ssr上游和下游各150bp的碱基序列进行est-ssr引物的筛选,即得山楂est-ssr标记引物。引物长度为18-23bp,退火温度为55-63℃,gc含量为40-60%,pcr扩增产物的长度为150-300bp。优选的,最适引物长度为20bp,退火温度为58℃,gc含量为50%,pcr扩增产物长度为200bp。

4)一种山楂est-ssr标记引物的应用,所述的山楂est-ssr标记引物用于进行山楂杂交群体进行分子标记分析。用设计完成的ssr引物山楂杂交f1群体及双亲进行ssr引物的筛选和扩增;计算每对ssr引物在山楂种间杂交群体中扩增的多态性信息。

5)一种山楂est-ssr标记引物的应用,所述的山楂est-ssr标记引物用于山楂分子遗传图谱的构建。将在种间杂交f1群体以及双亲中扩增的est-ssr数据进行整理,以双假侧交理论为依据进行山楂分子遗传图谱的构建。

实施例1

1、供试材料:以山楂品种‘大绵球’为母本,‘秋金星’为父本创建杂交群体,选用92株杂交f1代为作图群体,采用ssr分子标记技术构建山楂分子遗传图谱;

2、选取山楂品种及杂交后代植株上嫩绿的叶片提取总dna,基因组dna提取依照马明等(2007)提出的改良ctab法;

3、利用本发明的山楂est-ssr标记引物进行分析,具体步骤如下:

3.1、est-ssr筛选及扩增;

3.1.1、pcr反应体系:本试验的ssr-pcr反应体系为16μl,各组分如下:10×buffer(含mg2+)1.6μl,dntp0.8μl(浓度2.5mm/μl),引物2*0.8μl(浓度5nmol/μl),taq聚合酶1μl(1u/μl),模板dna1μl(20ng/μl),ddh2o10μl;

3.1.2、pcr反应程序:ssr-pcr扩增在bio-radt100tmthermalcycler上运行,程序如下:1阶段:94℃下预变性5min;2阶段:94℃下变性1min,x℃退火1min(x为退火温度,根据不同引物而不同,一般在50-63℃之间),72℃延伸1min,重复25次;3阶段:72℃延伸7min,4℃下保存;

3.1.3、显色:①配制5%聚丙烯酰胺凝胶,倒入玻璃槽中,待其冷却凝固之后放到电泳仪上(北京市六一仪器厂生产的dycz-24a型电泳仪);②预电泳,使电流提前在聚丙烯酰胺凝胶中流通,冲刷掉一些杂质,以防pcr产物在电泳时受到阻碍,使得带型不整齐;③点样,每个点样孔点6-7μl的pcr产物,点样速度要快,不然前边点的样品可能会扩散;④电泳,进行电泳的恒定电压为240v,时间为2h左右,具体时间根据pcr产物的大小来定;⑤显色,首先将电泳完成的聚丙烯酰胺凝胶放到1g/l的agno3溶液中染色10min,然后用蒸馏水清洗,之后将凝胶放到含0.5mol/lnaoh和4%甲醛的混合溶液中显色直到出现清晰的条带为止,最后用蒸馏水清洗;

3.1.4、est-ssr标记筛选:根据已有山楂转录组数据设计了86对ssr引物,在北京鼎国昌盛生物技术有限公司合成;ssr引物筛选是以双亲提供模板dna,根据上文提到的ssr-pcr反应体系分别加入相应的物质,分别对双亲模板dna进行扩增,退火温度设置为54℃;根据电泳结果分析符合ssr标记的条带(只有符合hk*hk、ab*cd、ab*cc、aa*bc、nn*np、lm*ll以及ef*eg此7种带型的引物才能用于山楂分子遗传图谱构建),进而确定引物是否符合要求;已经确定的ssr引物有可能会因为退火温度不够而出现杂带,此时应该对这些ssr引物进行温度梯度筛选;每对引物设置8个温度梯度分别从63℃到50℃,依次为63.0℃、62.0℃、60.4℃、57.9℃、55.0℃、52.5℃、50.9℃以及50.0℃。经pcr扩增后,根据电泳结果找出与退火温度相对应的清晰、稳定且没有杂带的条带,以此确定退火温度;

3.2、ssr标记的统计:ssr分子标记在遗传图谱中是用引物名称来表示的;杂交群体在ssr分子标记上的条带带型只有符合hk*hk、ab*cd、ab*cc、aa*bc、nn*np、lm*ll以及ef*eg7种带型的才能用于遗传图谱的构建,hk*hk类型群体有hk、hh和kk3种带型,ab*cd类型群体有ac、ad、bc和bd4种类型,ab*cc类型群体有ac和bc2种带型,aa*bc类型群体有ab和ac2种带型,nn*np类型群体有nn和np2种带型,lm*ll类型群体有lm和ll2种带型,ef*eg类型群体有ee、ef、eg和fg4种带型;

3.3、遗传图谱的构建:应用joinmap3.0软件,设置lod为4.0,最大重组值为0.4,分别将母本分离位点+双亲共有分离位点和父本分离位点+双亲共有分离位点进行运算,通过kosambi函数将重组率转换为图距(cm),并应用mapchart2.2软件分别绘制出双亲的分子遗传图谱;

在构建的遗传图谱中,母本‘大绵球’的遗传图谱包括21个连锁群,有153个标记位点,覆盖总图距1085.4cm,位点之间平均遗传距离为7.05cm;连锁群的平均长度为51.69cm,每个连锁群平均包含7.33个位点。在21个连锁群中,位点数最多的连锁群(dmq1)含76个位点,位点数最少的连锁群含有2个位点。最长的连锁群dmq3覆盖图距为138.987cm,最短的连锁群dmq17覆盖图距为7.285cm;父本‘秋金星’的遗传图谱包括22个连锁群,有170个标记位点,覆盖总图距1097.7cm,位点间平均遗传距离为6.45cm,连锁群平均长度49.89cm,每个连锁群平均包含7.73个位点。在22个连锁群中,位点数最多的连锁群(qjx1)含82个位点,位点数最少的连锁群分布含有2个位点。最长的连锁群qjx1覆盖图距为135.156cm,最短的连锁群qjx20覆盖图距为1.673cm。共包含est-ssr标记4个,分别位于连锁群5、19、20和21。

表1山楂est-ssr标记引物的序列

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

序列表

<110>沈阳农业大学

<120>一种山楂est-ssr标记引物的制备方法及应用

<160>1

<170>siposequencelisting1.0

<210>1

<211>3615

<212>dna

<213>脱氧核糖核酸(2ambystomalateralexambystomajeffersonianum)

<400>1

tctccactgctcaatcgtcttgaccatctccactgctcaatctgccaccaatttctcctt60

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