CN104195245B - 基于转录组测序开发的红掌ssr引物对及试剂盒 - Google Patents
基于转录组测序开发的红掌ssr引物对及试剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于转录组测序开发的红掌SSR引物对及试剂盒。本发明提供22对红掌SSR引物的序列及鉴定红掌亲缘关系和遗传特性的试剂盒。本发明的22对引物在50个红掌品种中具有多态性，对50个红掌品种进行的遗传多样性分析与植物分类常识相吻合，可以直接把本发明提供的22对引物应用于更多的红掌植物品种上，进行种质资源遗传多样性分析。
Description
技术领域
本发明涉及SSR引物，具体地说是一套基于红掌转录组测序开发的SSR引物对及试剂盒，属于生物技术领域。
背景技术
红掌是天南星科花烛属多年生常绿草本植物，其花型美观、花期长，观赏性高，在全球热带花卉贸易中仅次于兰花名列第二。我国自20世纪90年代开始引种红掌，目前已成为我国主产花卉之一，其种质类型也越来越多，主要是从形态特征方面来区分，同种异名、同名异种现象普遍存在，无法反映真实的亲缘关系和遗传特性，给品种收集、保存和利用带来影响，给红掌新品种培育和资源利用带来困难。因此应用分子标记技术对红掌种质资源多样性进行系谱分析是必要的。
随着现代生物学技术的发展，分子标记广泛应用于种质资源遗传多样性分析以及辅助育种工作中。AFLP、ISSR、RAPD等标记均是采用无基因组序列信息的标记，尽管有一定的实用性，但随机性强，稳定性差。与其他分子标记相比，SSR标记具有共显性好、重复性好等优点，是目前进行遗传多样性分析和图谱构建等的首选标记。
目前，红掌SSR应用很少。NCBI数据库中红掌核苷酸序列仅141条，甚至花烛属序列也仅793条。2013年，台湾大学Jau-Yueh Wang et al.利用GeneBank公布的花烛属序列开发了8对SSR引物，具有多态性的仅有4对，同时他利用同科Colocasia esculenta属的EST序列开发了32对引物，仅得到1对多态性可用引物，利用同科Zantedeschia aethiopica属的EST序列开发了60对引物，也仅得到1对多态性可用引物，6对SSR引物中他选择其中多态性大于90％的4对引物在28个红掌品种上应用，相对信息量较少。而分子标记的数量影响着种质资源遗传多样性分析的准确性和遗传图谱构建的精确性，现有的红掌SSR分子标记数量远远不能满足红掌分子生物学研究的需求。为了提高EST-SSR标记的密度和提高更多红掌品种鉴定的效果，有必要开发更多的SSR引物。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供基于转录组测序开发的红掌SSR引物对及试剂盒。本发明利用红掌转录组测序所得的unigene以及MISA软件寻找SSR，开发了SSR引物，合成了200对，经6个不同红掌品种筛选，及50个红掌品种验证，得到22个不同于前人的具有较高多态性的通用型引物。
一种基于转录组测序开发的红掌SSR引物对，在检测过程中使用一对或多对引物；所述引物共有22对，分别为：
第1对引物，其序列如SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2所示；
第2对引物，其序列如SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4所示；
第3对引物，其序列如SEQ ID NO：5和SEQ ID NO：6所示；
第4对引物，其序列如SEQ ID NO：7和SEQ ID NO：8所示；
第5对引物，其序列如SEQ ID NO：9和SEQ ID NO：10所示；
第6对引物，其序列如SEQ ID NO：11和SEQ ID NO：12所示；
第7对引物，其序列如SEQ ID NO：13和SEQ ID NO：14所示；
第8对引物，其序列如SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：16所示；
第9对引物，其序列如SEQ ID NO：17和SEQ ID NO：18所示；
第10对引物，其序列如SEQ ID NO：19和SEQ ID NO：20所示；
第11对引物，其序列如SEQ ID NO：21和SEQ ID NO：22所示；
第12对引物，其序列如SEQ ID NO：23和SEQ ID NO：24所示；
第13对引物，其序列如SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26所示；
第14对引物，其序列如SEQ ID NO：27和SEQ ID NO：28所示；
第15对引物，其序列如SEQ ID NO：29和SEQ ID NO：30所示；
第16对引物，其序列如SEQ ID NO：31和SEQ ID NO：32所示；
第17对引物，其序列如SEQ ID NO：33和SEQ ID NO：34所示；
第18对引物，其序列如SEQ ID NO：35和SEQ ID NO：36所示；
第19对引物，其序列如SEQ ID NO：37和SEQ ID NO：38所示；
第20对引物，其序列如SEQ ID NO：39和SEQ ID NO：40所示；
第21对引物，其序列如SEQ ID NO：41和SEQ ID NO：42所示；
第22对引物，其序列如SEQ ID NO：43和SEQ ID NO：44所示。
一种鉴定红掌亲缘关系和遗传特性的试剂盒，包括上述的一对或多对引物。
一种所述的红掌SSR引物对的应用。
本发明的有益效果是：
本发明的22对SSR引物是通过来源于3个种且形态差异大的6个品种筛选得到，在50个红掌品种(表1)中均具有多态性(部分如图2)，在50个红掌品种中进行的遗传多样性分析与红掌分类常识相吻(图3)，是稳定存在的新标记，可以直接将本发明所提供的22个引物对应用于更多红掌品种上，进行种质资源和遗传多样性分析，为红掌分子标记辅助育种奠定了良好的基础。
附图说明
图1是基于转录组测序开发红掌SSR引物对的流程图。
图2是本发明的部分红掌SSR引物对在50个红掌品种上的扩增效果图。
图3是基于22对SSR引物构建的50个红掌品种UPGMA聚类图。
具体实施方式
基于转录组测序开发的红掌SSR引物对，是通过红掌转录组测序、SSR引物开发、DNA提取、SSR引物筛选及品种鉴定等过程得到(图1)。
本发明中，用转录组测序得到的EST序列开发红掌SSR引物对的具体做法是：
一、红掌转录组测序
采用Trizol法提取红掌(阿拉巴马)叶片总RNA后，用带有Oligo(dT)的磁珠富集真核生物mRNA。加入fragmentation buffer将mRNA打断成短片段，以mRNA为模板，用六碱基随机引物(random hexamers)合成第一条cDNA链，然后加入缓冲液、dNTPs、RNase H和DNApolymerase I合成第二条cDNA链，在经过QiaQuick PCR试剂盒纯化并加EB缓冲液洗脱之后做末端修复、加poly(A)并连接测序接头，然后用琼脂糖凝胶电泳进行片段大小选择，最后进行PCR扩增，建好的测序文库用Illumina HiSeqTM 2000进行测序，获得32391个unigene。
二、SSR引物开发
利用红掌转录组测序得到的32391个unigene，利用MISA软件寻找到3944个含有SSR的重复基元，选择SSR位点的重复基元为二核苷酸重复次数≥6次，三、四核苷酸重复次数≥5次，五、六核苷酸重复次数≥4次的SSR序列，用软件Primer3.0设计SSR引物，引物设计的原则为：最终产物长度为100-200bp,引物长度为18-24bp,退火温度为48-65℃。挑选其中的200对引物，委托上海生工生物工程股份有限公司合成。
三、品种DNA提取
用CTAB(十六烷基三乙基溴化铵)法提取50个红掌品种(表1)基因组DNA，具体步骤：
表1 本发明实现方案中所用到的不同红掌品种
(1)配制DNA提取缓冲液：2％CTAB，1M Tris，0.5M EDTA(pH8.0)，5M NaCl和10mg/ml的RNAase酶。
(2)对上述红掌材料分别进行如下处理：
A、在65℃水浴锅中预热CTAB提取液；用天平迅速称取约0.3g嫩叶，在液氮中迅速研磨样品，将粉末状材料转入2ml离心管中，加入预热的CTAB提取液900ul，65℃保温30–60min，每隔10min轻轻颠倒混匀；加入等体积900ul的氯仿：异戊醇(24:1)，混匀，4℃下12000rpm离心10min，取上清转入新离心管，并再次加入900ul氯仿/异戊醇(24:1)，混匀，12000rpm离心10min。
B、在上述步骤A离心后所得的上清液中加入0.5ml 5M NaCl和0.75ml冷异丙醇，轻轻混匀至DNA沉淀(置4℃冰箱静置30min以上)；后15℃下8000rpm离心8min，弃上清。
C、将步骤B所得DNA沉淀物用1ml左右的75％的乙醇漂洗，室温条件下12500rpm离心2min，弃上清，重复洗一次；再用无水乙醇清洗一次。
D、将上述步骤C洗涤后的DNA室温风干并溶于100～200ul的超纯水中，加入1.2ul左右的RNAase酶(10mg/ml)，37℃水浴30分钟或室温下静置1小时以去除RNA。
E、紫外分光光度法检测上述步骤D所得的DNA样品的浓度，0.8％的琼脂糖凝胶电泳检测DNA的完整性。
四、SSR引物筛选
以步骤三提取的待测样品中，选择来源于三个种且形态差异大的6个红掌品种(An1、An2、An3、An4、An6、An15)基因组DNA为模板进行步骤二所得200对引物的筛选，PCR采用20ul反应体系：10×PCR buffer2μl,25mM MgCl21.2ul,10mM dNTP 0.4μl,10U/ul TaqDNA polymerase 0.1μl,10uM正向引物1μl，10uM反向引物1μl，20ng/μl DNA模板1μl，加ddH2O至20μl。使用PCR S1000TMThermal Cycler进行DNA扩增，PCR扩增条件如下：94℃预变性4min,94℃(45s)/TM(45s)/72℃(60s)36个循环，最后72℃延伸8min。产物检测：PCR产物在6％的聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离后，染色显色后在看胶灯下观察并照相记录结果，6个品种均能扩增出多态性清晰条带的22对引物对用于下一步的品种鉴定。
五、品种鉴定
根据步骤四分析结果，电泳检测6个品种有多态性清晰条带的22对引物在50个不同红掌品种(表1)上进行上述步骤四中相同条件的PCR扩增，扩增产物以步骤四相同方法电泳检测，发现这22对引物在50个不同红掌品种上均有扩增产物，且多态性高(部分引物对扩增结果如图2所示)，聚类分析结果(图3)表明这22对引物能将50个不同红掌品种分为三大类，这种分类与经典的形态学分类相符合，说明这22对引物(即本发明所述引物对，其特征如表2所示)可以用于红掌种质资源遗传多样性分析和亲缘关系研究中。
本发明提供22对红掌SSR引物，22对SSR引物的特征如表2所示：
表2 红掌SSR引物对特征
表2续
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 浙江省萧山棉麻研究所
<120> 基于转录组测序开发的红掌SSR引物对及试剂盒
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Claims (2)
1.一种基于转录组测序开发的红掌SSR引物对，其特征在于，在检测过程中使用22对引物；所述引物分别为：
第1对引物，其序列如 SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2所示；
第2对引物，其序列如 SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4所示；
第3对引物，其序列如 SEQ ID NO：5和SEQ ID NO：6所示；
第4对引物，其序列如 SEQ ID NO：7和SEQ ID NO：8所示；
第5对引物，其序列如 SEQ ID NO：9和SEQ ID NO：10所示；
第6对引物，其序列如 SEQ ID NO：11和SEQ ID NO：12所示；
第7对引物，其序列如 SEQ ID NO：13和SEQ ID NO：14所示；
第8对引物，其序列如 SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：16所示；
第9对引物，其序列如 SEQ ID NO：17和SEQ ID NO：18所示；
第10对引物，其序列如 SEQ ID NO：19和SEQ ID NO：20所示；
第11对引物，其序列如 SEQ ID NO：21和SEQ ID NO：22所示；
第12对引物，其序列如 SEQ ID NO：23和SEQ ID NO：24所示；
第13对引物，其序列如 SEQ ID NO：25和SEQ ID NO：26所示；
第14对引物，其序列如 SEQ ID NO：27和SEQ ID NO：28所示；
第15对引物，其序列如 SEQ ID NO：29和SEQ ID NO：30所示；
第16对引物，其序列如 SEQ ID NO：31和SEQ ID NO：32所示；
第17对引物，其序列如 SEQ ID NO：33和SEQ ID NO：34所示；
第18对引物，其序列如 SEQ ID NO：35和SEQ ID NO：36所示；
第19对引物，其序列如 SEQ ID NO：37和SEQ ID NO：38所示；
第20对引物，其序列如 SEQ ID NO：39和SEQ ID NO：40所示；
第21对引物，其序列如 SEQ ID NO：41和SEQ ID NO：42所示；
第22对引物，其序列如 SEQ ID NO：43和SEQ ID NO：44所示。
2.一种鉴定红掌亲缘关系和遗传特性的试剂盒，其特征在于，它包括如权利要求1所述的引物对。
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