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作物杂志,2024, 第3期: 23–31 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.03.004

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

油茶基因组SSR位点挖掘及遗传多样性分析

代涵1(), 申铁1(), 石桃雄2, 黎瑞源1()   

  1. 1贵州师范大学贵州省信息与计算科学重点实验室，550001，贵州贵阳
    2贵州师范大学生命科学学院/荞麦产业技术研究中心，550001，贵州贵阳
  • 收稿日期:2023-07-10 修回日期:2023-08-26 出版日期:2024-06-15 发布日期:2024-06-18
  • 通讯作者: 黎瑞源，主要从事作物遗传育种研究，E-mail：ruiyuan_li@126.com；申铁，主要从事生物信息技术研究，E-mail：shentie@gznu.edu.cn
  • 作者简介:代涵，研究方向为生物信息学和作物遗传育种，E-mail：dh_0038@qq.com
  • 基金资助:
    贵州师范大学2017年度学术新苗培养及创新探索专项(黔科合平台人才[2017]5726-18);贵州省科技计划项目(黔科合基础[2017]1126);油茶分子设计育种和绿色丰产关键技术创新与应用(黔科合支撑[2022]重点017号)

Genomic SSR Loci Mining and Genetic Diversity Analysis of Camellia oleifera Based on Genome Sequences

Dai Han1(), Shen Tie1(), Shi Taoxiong2, Li Ruiyuan1()   

  1. 1Guizhou Provincial Key Laboratory of Information and Computing Science, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, Guizhou, China
    2College of Life Sciences / Buckwheat Industry Technology Research Center, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, Guizhou, China
  • Received:2023-07-10 Revised:2023-08-26 Online:2024-06-15 Published:2024-06-18

RichHTML

4

PDF (PC)

120

摘要：

利用NCBI数据库中油茶（Camellia oleifera Abel）全基因组序列挖掘SSR位点，并基于Primer 3.0软件设计引物，筛选多态性较高的引物进行遗传多样性的评价。以油茶全基因组序列数据为基础，检测1 661 881个SSR位点，总长为2 889 508 820 bp，发生频率为63.22%。单核苷酸重复类型最多（61.72%），其次为二核苷酸（28.59%）和三核苷酸重复单元（6.90%）。分析重复序列位点发现，油茶SSR中包含337种类型重复基序，主要以A/C为主要重复单元，优势基序依次为A/T（60.46%）、AG/TC（13.88%）、AT/TA（12.09%）、AC/TG（2.86%）、AAT/TTA（2.54%）。在每条染色体上挑选10对引物进行引物合成（共150对），并检测其多态性。结果得出129对引物能扩增出目标条带，其中25对引物能在材料间扩增出特异性条带。利用油茶全基因组序列可实现SSR标记的大规模开发，并可鉴定出适用于油茶遗传多样性分析、遗传图谱构建和品种鉴定等研究的SSR引物。

关键词: 油茶, 基因组, SSR, 种质资源, 遗传多样性

Abstract:

SSR (Simple Sequence Repeat) loci were excavated from the whole genome sequence of Camellia oleifera Abel available in the NCBI database. Primer pairs were designed using Primer 3.0 software, and those with high polymorphism were selected for genetic diversity evaluation. A total of 1 661 881 SSR loci were detected with a cumulative length of 2 889 508 820 bp, occurring at a frequency of 63.22%. Mono-nucleotide repeats were the most abundant (61.72%), followed by di-nucleotide repeats (28.59%) and tri-nucleotide repeat units (6.90%). Analysis of repeat sequence motifs revealed the presence of 337 types of repeat elements, with A/C being the predominant repeat unit, followed by A/T (60.46%), AG/TC (13.88%), AT/TA (12.09%), AC/TG (2.86%), and AAT/TTA (2.54%). The 10 pairs of primers per chromosome (a total of 150 pairs of primers) were synthesized and assessed for polymorphism. The results indicated that 129 primer pairs successfully amplified target bands, with 25 primer pairs displaying specificity among different materials. The utilization of the whole genome sequence of C.oleifera enabled the large-scale development of SSR markers, which could be employed for genetic diversity analysis, construction of genetic maps, variety identification, and other related research in C.oleifera.

Key words: Camellia oleifera, Genome, SSR, Germplasm resource, Genetic diversity

表1

15份样品来源

样品编号
Sample number		 采集地点
Sampling site		 树龄
Tree age
X1-1 铜仁市松桃县正大镇长征村 70
X2-1 铜仁市松桃县正大镇长征村 70
X3-1 铜仁市松桃县正大镇长征村 70
X4-1 铜仁市松桃县正大镇长征村 70
X5-1 铜仁市松桃县正大镇长征村 70
X6-1 铜仁市松桃县正大镇丫山塘村 12
X7-1 铜仁市松桃县正大镇丫山塘村 12
X8-1 铜仁市松桃县正大镇丫山塘村 12
X9-1 铜仁市松桃县正大镇丫山塘村 12
X10-1 铜仁市松桃县正大镇丫山塘村 12
X11-1 铜仁市碧江区滑石乡新寨村 6
X12-1 铜仁市碧江区滑石乡新寨村 6
X13-1 铜仁市碧江区滑石乡新寨村 6
X14-1 铜仁市碧江区滑石乡新寨村 6
X15-1 铜仁市碧江区滑石乡新寨村 6

图1

SSRs在油茶染色体上的分布情况

图2

油茶基因组中各SSR位点的分布特征

图3

不同长度重复单元SSR中基序的数量

图4

不同长度重复单元SSR的数量

图5

不同长度重复单元SSR的发生频率

表2

SSR-PCR筛选引物

序号
Number		 名称
Name		 重复基序
Repeat
motif		 引物序列
Primer sequence		 扩增片段大小
Amplified fragment
size (bp)		 等位
基因数
Na		 杂合度
He		 多态性
信息含量
PIC		 基因多样性
Gene
diversity
1 CoAb086 (CAT)5 F: CCCTGAAGATATCCGCACCC 257 4 1.00 0.57 0.63
R: TTCTTCCACCGGGTTCCATG
2 CoAb089 (AAAT)5 F: CGAAACACCGGCCCATATCT 268 1 0.00 0.52 0.67
R: TTCTTCTTCGGGGTTCCGTG
3 CoAb090 (TTTTC)5 F: GGCCGCAATGTGTTAGCTTT 339 6 1.00 0.66 0.70
R: TTGTTGTGGGGGGTTACTCT
4 CoAb091 (TTATT)5 F: AACTGGAGATTGCGACACGT 294 9 1.00 0.78 0.80
R: TTATTATTAAGGGTTCCACA
5 CoAb095 (GCT)5 F: GCTGCCTAGCCTTGACTGAA 265 3 0.67 0.58 0.66
R: TTGTTGAGGCGGGTTAGTAA
6 CoAb096 (ACA)7 F: ACACAACACACAACGGATGA 228 6 0.73 0.74 0.78
R: TTATTACCACGGGTTAGGGT
7 CoAb097 (TGA)10 F: CCACGTTGGATCTTGAGGCT 292 8 0.73 0.64 0.68
R: TTCTTCGACCGGGTTAGAGA
8 CoAb098 (AAC)5 F: TGCACACAGCCACAAATCCT 254 3 0.60 0.38 0.46
R: TTTTTTACTGGGGTTTGGCA
9 CoAb099 (CAT)6 F: TCCGATTCGACGCATCATCA 319 1 0.00 0.32 0.00
R: TTTTTTGCTCGGGTTTGACC
10 CoAb100 (AAC)5 F: GGGCAGGTCTACACCAACAA 296 3 0.73 0.41 0.50
R: TTGTTGATGGGGGTTCCAAC
11 CoAb101 (GCT)7 F: TACTGGCACTGCTTTCGGAG 286 2 0.87 0.37 0.49
R: TTTTTTAATAGGGTTCTCAG
12 CoAb110 (GCT)5 F: AATTCTGCTGGTCTGCTGGC 127 7 1.00 0.70 0.73
R: TTATTATTAAGGGTTAAACT
13 CoAb111 (TGA)5 F: TTATAGGCGTGACTCCCGGT 241 2 1.00 0.38 0.50
R: TTTTTTTGTTGGGTTCTGAG
14 CoAb114 (AAC)5 F: TGCCAGGAGGAGAATTTGGG 276 4 1.00 0.50 0.58
R: TTTTTTTCTGGGGTTGGCAA
15 CoAb134 (TAAA)5 F: TCGCTGAAACAAACAGACCT 193 6 1.00 0.66 0.70
R: TTTTTTGCTCGGGTTACAAA
16 CoAb148 (ATAA)5 F: GGCTGAGTGGGCATGTTAGT 145 5 1.00 0.56 0.63
R: TTGTTGGGGGGGGTTGAGCA
17 CoAb169 (AATA)5 F: GCATGCAGAGGGAAGAGTGT 114 3 1.00 0.55 0.62
R: TTGTTGGTGCGGGTTCGCCA
18 CoAb176 (TTTTA)5 F: TCCCACCTGCTACACCTTCA 243 6 1.00 0.76 0.79
R: TTTTTTAATCGGGTTCCGCC
19 CoAb179 (ATTTT)5 F: TCCGACAATTTGAAGCACCT 183 5 1.00 0.62 0.67
R: TTTTTTGCTCGGGTTCATGA
20 CoAb183 (TTATT)5 F: CTTCCATCGTTCGAGGACCA 136 7 1.00 0.75 0.78
R: TTCTTCGGCTGGGTTGTCGG
21 CoAb211 (TTATT)5 F: TCATGCTTTGCCTCCAAACC 324 4 1.00 0.57 0.64
R: TTTTTTCCTCGGGTTAGGGC
22 CoAb214 (AAACC)6 F: TCGAAACCAAGTGACCTGGA 186 4 1.00 0.50 0.59
R: TTTTTTTGTCGGGTTAATCA
23 CoAb225 (TTGGT)7 F: CATCTCCAGCCCGTACTCAC 187 8 1.00 0.67 0.71
R: TTCTTCACCAGGGTTGCCGA
24 CoAb230 (AAACC)5 F: AAATGTGCCTACCCTTGTGG 178 6 1.00 0.73 0.77
R: TTATTATGAAGGGTTGATCG
25 CoAb235 (TTGGT)6 F: GGAGAGAGAAGGGAGAGCCA 130 6 1.00 0.74 0.77
R: TTGTTGAAGGGGGTTAAAAC
均值Mean 4.76 0.85 0.58 0.63

图6

SSR标记在染色体上的分布

图7

15个油茶样品聚类分析

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