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基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组及应用

阅读:1017发布:2020-11-20

专利汇可以提供基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组及应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组及应用。它包括17对引物,其核苷酸序列依次如 序列表 SEQ ID No.1~34所示。本发明筛选出的17对SSR核心引物在大白菜基因组中分布均匀、带型清晰容易判读,同时适合普通变性聚丙烯酰胺凝胶 电泳 检测平台和毛细管 荧光 检测平台检测;多态性高;扩增重复性好,可用于大白菜遗传多样性分析、品种鉴定、DNA指纹图谱构建等领域。,下面是基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组及应用专利的具体信息内容。

1.基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组,其特征是,它包括17对引物,分别为:CRIB1-3、CRIB2-4、CRIB2-23、CRIB3-22、CRIB3-28、CRIB4-10、CRIB4-15、CRIB5-8、CRIB5-11、CRIB5-26、CRIB6-3、CRIB6-23、CRIB7-19、CRIB8-5、CRIB8-12、CRIB9-3和CRIB9-
8,其核苷酸序列依次如序列表SEQ ID No.1~34所示。
2.权利要求1所述的SSR核心引物组在大白菜遗传多样性分析方面的应用。
3.权利要求1所述的SSR核心引物组在大白菜品种鉴定方面的应用。
4.权利要求1所述的SSR核心引物组在大白菜DNA指纹图谱构建方面的应用。

说明书全文

基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及大白菜SSR标记,具体地说是基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组及应用,属于分子生物学技术领域。

背景技术

[0002] 大白菜是十字花科二年生草本植物,在我国北方的冬季,大白菜更是餐桌上必不可少的,故有“冬日白菜美如笋”之说。大白菜具有较高的营养价值,有“百菜不如白菜”的说法。大白菜中含有大量的粗纤维,可促进肠壁蠕动,帮助消化,大白菜味美清爽,开胃健脾,含有蛋白质、脂肪、多种维生素及、磷、等矿物质,常食有助于增强机体免疫功能,对减肥健美也有帮助。大白菜中的有效成分能降低人体胆固醇平、增加血管弹性,常食可预防动脉粥样硬化和某些心血管疾病。因此,可以开发、加工成一系列食用方便的食品。
[0003] 大白菜是我国原产蔬菜,有悠久的栽培历史,在中国的种植面积约占蔬菜播种面积的9%~15%,并且先后传入日本、韩国、朝鲜等国家。由于大白菜在中国及东亚国家的蔬菜生产和消费中占有举足轻重的地位,因此大白菜新品种培育具有重要的意义。近年来,我国大白菜新品种培育呈现良好的发展势头,培育出大量新品种。准确、快速进行农作物品种的鉴定,对于农作物品种审定、品种保护、真假品种辨别、品种的产权纠纷等方面均有重要作用。传统的品种鉴定方法是田间种植鉴定,是将鉴定品种种植在相同的生长条件下,在幼苗、开花期、成熟期等各个阶段对多个质量性状、数量性状及抗病性等做出观察记载,并进行品种比较,鉴定品种的异同。传统品种鉴定方法存在鉴定周期长、易受环境影响、测试性状多、工作量大等问题,无法适应大量品种的鉴定需求。
[0004] 分子标记是以个体间核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传多态性的直接反映。分子标记检测技术具有测试周期短、不受环境影响和季节限制、没有组织特异性、供选择的标记数量多、可以进行高通量测试分析等优势,已逐步用于品种鉴定、种子纯度及品种真实性检测中。利用RAPD、AFLP、RFLP标记,可以将不同生态类型的大白菜品种区别开。但是,RAPD重复性较差;AFLP操作较复杂,稳定性较差;RFLP操作过程繁琐,效率低,成本高。SSR(Simple Sequence Repeats)是以1~6个核苷酸为单位、呈串联重复的DNA序列,广泛分布于真核生物基因组中。与其他分子标记相比,SSR标记具有共显性、多态性高、重复性好、操作简单等优点,已经作为重要的DNA标记广泛应用于植物遗传多样性研究、品种鉴定、遗传图谱的构建、QTL定位、标记辅助选择及比较基因组研究等领域。与水稻、小麦等作物相比,现有的大白菜SSR标记数量少,不能满足大白菜研究的需要,大量开发覆盖全基因组的SSR标记仍是目前大白菜研究的重要工作之一。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一套基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组,这些引物具有扩增稳定、电泳条带清晰、多态性丰富的优点,可有效用于大白菜遗传多样性分析、品种鉴定、DNA指纹图谱构建等研究。
[0006] 本发明的技术方案是:基于大白菜全基因组序列开发的SSR核心引物组,其特征是,它包括17对引物,分别为:CRIB1-3、CRIB2-4、CRIB2-23、CRIB3-22、CRIB3-28、CRIB4-10、CRIB4-15、CRIB5-8、CRIB5-11、CRIB5-26、CRIB6-3、CRIB6-23、CRIB7-19、CRIB8-5、CRIB8-12、CRIB9-3和CRIB9-8,其核苷酸序列依次如序列表SEQ ID No.1~34所示。
[0007] 上述的SSR核心引物组在大白菜遗传多样性分析、品种鉴定、DNA指纹图谱构建方面的应用。
[0008] 本发明的有益效果:本发明筛选出的17对SSR核心引物(即SSR标记)在大白菜基因组中分布均匀、带型清晰容易判读,同时适合普通变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测平台和毛细管荧光检测平台检测;多态性高;扩增重复性好,可用于大白菜遗传多样性分析、品种鉴定、DNA指纹图谱构建等领域,有利于保护育种者、生产者和消费者的合法权益,促进大白菜遗传育种水平的提高和大白菜产业的发展。附图说明
[0009] 图1为SSRHunter1.3软件搜索结果示意图;
[0010] 图2为引物在大白菜中检测的多态性;其中A、B、C图分别为引物CRIB6-23、CRIB5-26和CRIB9-8在大白菜中检测的多态性,从图中可以看出:引物的多态性最丰富且带型清晰;
[0011] 图3为17对引物对37个品种的聚类图。

具体实施方式

[0012] 1.大白菜基因组DNA的提取
[0013] (1)材料37份大白菜品种(表1)
[0014] 表1 37份大白菜品种
[0015]DNA序号 品种名称 DNA序号 品种名称
1 W4-1 20 W33-2
2 W13-8 21 W32-5
3 W28-8 22 141-3
[0016]4 659 23 W46-6
5 695-7 24 玉青2
6 267-1 25 黄心娃
7 金贝-2 26 津绿2
8 229-1 27 津绿3
9 W3 28 龙园红1号
10 福山包头 29 京秋56
11 西388-1 30 青绿王
12 玉青 31 秋绿55
13 Z61-2-3 32 豫早1号
14 734-11 33 绿星大棵菜
15 726-2 34 精选中白81
16 南路1号 35 中白76
17 127-1 36 科萌75
18 W34-2 37 秋绿60
19 W38-1    
[0017] (2)CTAB法提取基因组DNA
[0018] 采用CTAB法提取供试品种的DNA:取幼嫩组织混合样0.2g,放入1.5mL离心管中,在液氮中研碎。或将种子研碎,放入1.5mL离心管中。将DNA提取液预热到65℃,每管加入400μL,混匀样品。将离心管置于65℃金属浴或水浴锅中,保温23min后取下,保温过程中震荡离心管,使样品与提取液充分混合。向离心管中加入400μL 24:1氯仿-异戊醇(V/V),振荡混匀。10000g离心10min。将上清液200μL转入另一只1.5mL离心管,加入400μL-20℃预冷无水乙醇沉淀DNA。10000g离心1min,弃上清液,加入500μL乙醇-乙酸铵溶液(称取154.6mg乙酸铵,加入140ml无水乙醇,用去离子水定容至200mL),6000g离心5min收集沉淀。室温晾干,加入100μL TE(pH 8.0)溶液溶解DNA,检测DNA浓度。-20℃保存。
[0019] 其中,DNA提取液的配方为:分别称取20.0g十六烷基三乙基溴化铵和81.82g氯化钠放入烧杯中,然后加入40mL乙二胺四乙酸二钠盐溶液(pH8.0)、100mL 1mol/L三羟甲基基甲烷盐酸溶液(pH8.0)和10.0g聚乙烯吡咯烷(PVP),再加入800ml去离子水,65℃水浴中加热溶解,冷却后定容至1000mL。在103.4kPa(121℃)条件下灭菌20min。于4℃保存。
[0020] 2.大白菜基因组SSR引物的开发
[0021] (1)大白菜基因组序列的获得
[0022] 大白菜全基因组测序结果从大白菜基因组数据库Brassica Database(http://brassicadb.org/brad/downloadOverview.php)下载,约277Mb,共包含40550条序列。
[0023] (2)大白菜全基因组序列中SSR序列的鉴定
[0024] 以染色体为单位,每条染色体选取约150条序列(约占每条染色体序列的45%),采用SSR搜索软件SSRHunter1.3对序列进行SSR位点搜索。搜索条件为:重复次数至少为5、构成重复基元的核苷酸数最多是6个。统计完全型SSR、不完全型SSR和复合型SSR。SSRHunter1.3软件搜索结果如图1所示。
[0025] (3)大白菜基因组SSR引物的设计
[0026] 依据步骤(2)获得的SSR位点,选择重复次数在10以上或者重复基数在20以上的SSR位点,利用重复序列两端的保守侧翼序列,用Primer 5.0设计引物。引物设计的条件是:PCR产物长度为100~350bp;退火温度(Tm)为50~70℃,保证两引物间Tm值相差不超过4℃;
GC%含量为40~65%;引物长度为18~28bp;引物5’端最好是G/C,3’端避免出现A。为了保证引物的特异性,用于设计引物的保守侧翼序列与微卫星位点至少间隔20~23个碱基。成功设计出240对引物,由苏州金唯智生物科技有限公司合成。
[0027] 3.大白菜基因组SSR引物的筛选
[0028] 选择8份大白菜品种,用于检测大白菜基因组SSR标记的扩增情况及多态性。
[0029] 采用合成的240对引物,以8份材料的基因组DNA进行扩增,根据扩增结果,筛选可稳定扩增、带型清晰且多态性丰富的引物。
[0030] PCR扩增采用25μL的反应体积,含每种dNTP 0.25mmol/L,正向引物、反向引物各0.4μmol/L,Taq DNA聚合酶1.0单位,1×PCR缓冲液(不含Mg2+),MgCl21.5mmol/L,样品DNA10-40ng。反应程序为:94℃预变性4min;94℃变性45s,65℃退火45s,72℃延伸45s,每循环降1℃,共15个循环;94℃变性45s,50℃退火30s,72℃延伸45s,共30个循环;72℃延伸
10min,4℃保存。
[0031] 根据筛选结果,从大白菜每条染色体上选取2~4对多态性最丰富且带型清晰的引物(如图2所示),共17对(表2)。
[0032] 表2 17对引物
[0033]
[0034] 3.利用17对SSR引物对37份大白菜品种进行PCR扩增及毛细管电泳
[0035] PCR扩增采用25μL的反应体积,含每种dNTP 0.25mmol/L,正向引物、反向引物各0.4μmol/L,Taq DNA聚合酶1.0单位,1×PCR缓冲液(不含Mg2+),MgCl21.5mmol/L,样品DNA10-40ng。反应程序为:94℃预变性4min;94℃变性45s,65℃退火45s,72℃延伸45s,每循环降1℃,共15个循环;94℃变性45s,50℃退火30s,72℃延伸45s,共30个循环;72℃延伸
10min,4℃保存。
[0036] 毛细管电泳按照以下步骤进行:将6-FAM和HEX荧光标记的PCR产物用超纯水稀释30倍,TAMRA和ROX荧光标记的PCR产物稀释10倍。分别取等体积的上述4种稀释后溶液混合,从混合液中吸取1μL加入到DNA分析仪专用深孔板孔中。板中各孔分别加入0.1μL LIZ500分子量内标和8.9μL去离子甲酰胺。将样品在PCR仪上95℃变性5min,取出,立即置于碎上,冷却10min以上。瞬时离心10s后置放到DNA分析仪上(ABI3730XL)。除待测样品外,每个SSR位点还应同时包括3~4个参照品种的扩增产物。
[0037] 分析毛细管电泳结果。根据参照品种的扩增片段大小,确定待测样品该位点的等位变异大小。纯合位点的等位变异记录为X/X,杂合位点的等位变异记录为X/Y,其中X、Y为该位点上两个不同的等位变异片段大小,小片段在前,大片段在后。无效等位变异记录为0/0,多个位点的数据整合在一起形成不同大白菜品种的SSR指纹图谱(表3)。依据17对SSR引物的检测结果进行判定:品种间差异位点数≥3为不同品种;品种间差异位点数<3为近似品种,形成鉴定结果。比较37份品种的指纹数据,发现任两个品种间的差异位点数都大于3,说明这17对核心引物可以有效的把这些品种鉴别开。
[0038] 利用PowerMarker V3.25软件计算引物的等位基因数(Na)、基因多样性指数(He)、多态性信息量(PIC)。利用NTSYS-pc V2.10e软件计算品种间的遗传相似系数,用UPGMA法进行聚类分析,绘制树状图(图3)。从图3中可以看出:大多数品种的遗传相似性系数小于0.05,可以把所有品种区别开。
[0039] 表3 37份品种的指纹数据
[0040]DNA B7-19 B8-12 B8-5 B1-3 B2-4 B2-23 B5-11 B5-26
1 224/224 227/227 0/0 118/118 180/180 207/207 198/198 280/280
2 218/218 227/227 345/354 118/118 196/196 201/201 198/198 280/280
3 221/221 227/227 357/357 118/118 183/183 207/207 192/192 277/277
4 221/221 227/227 351/351 118/118 183/183 207/207 198/198 277/277
5 218/221 227/233 348/351 112/118 189/189 207/210 154/195 246/280
6 199/199 227/227 351/351 112/112 189/189 207/207 192/192 0/0
7 224/224 227/233 357/357 118/118 189/189 204/204 154/195 277/280
8 224/224 227/227 351/351 118/118 189/189 207/207 192/192 277/277
9 221/224 0/0 351/351 112/118 183/183 207/207 154/192 260/277
10 221/221 233/233 351/351 118/118 189/189 207/207 157/157 277/277
11 221/221 227/227 0/0 118/118 183/183 207/207 198/198 277/277
12 221/221 233/233 357/357 0/0 180/180 0/0 0/0 246/246
13 218/218 233/233 348/348 118/118 0/0 204/204 195/195 260/260
14 221/221 233/233 345/345 118/118 180/180 210/210 154/154 246/246
15 221/221 233/233 351/351 112/112 180/180 204/204 160/160 277/277
16 218/224 227/233 351/351 118/118 0/0 207/207 154/154 277/280
17 221/221 227/227 348/348 118/118 189/189 207/207 192/192 277/277
18 221/221 233/242 345/348 118/118 189/189 0/0 195/195 277/277
19 224/224 227/233 348/348 112/118 189/189 201/207 192/198 246/277
20 218/218 233/233 351/351 112/112 189/189 207/207 195/195 0/0
21 221/221 233/233 351/351 118/118 189/189 207/207 195/195 246/246
22 221/221 242/242 348/354 118/118 183/183 207/207 195/195 260/260
23 218/224 227/242 0/0 106/118 180/180 207/207 195/195 246/246
24 221/221 0/0 0/0 118/118 0/0 210/210 154/154 0/0
25 224/224 233/233 348/348 118/118 0/0 204/207 0/0 277/277
26 221/221 233/233 345/348 112/112 0/0 207/207 192/192 280/280
27 221/221 233/233 351/351 118/118 180/180 210/210 154/154 246/246
28 224/224 227/242 345/348 118/118 180/180 207/207 192/192 277/277
29 221/224 233/242 348/348 118/118 183/183 204/207 157/189 260/283
30 218/221 227/242 0/0 118/118 183/189 204/207 160/160 246/260
31 221/221 233/233 348/348 112/112 180/183 201/201 195/195 246/260
32 218/224 227/233 351/357 112/118 180/183 204/207 185/185 277/283
33 221/221 227/227 351/351 118/118 180/183 207/210 154/204 260/277
34 224/227 227/233 0/0 118/118 180/196 201/207 154/154 269/277
35 221/221 233/242 0/0 118/118 180/180 207/209 195/198 260/277
36 221/221 233/233 0/0 112/118 180/180 207/210 0/0 260/260
37 221/224 233/233 345/348 112/112 180/180 207/207 189/189 260/280
[0041] 续表3
[0042]DNA B9-8 B3-22 B3-28 B5-8 B6-3 B6-23 B9-3 B4-10 B4-5
1 191/191 192/192 369/369 197/197 0/0 244/244 0/0 0/0 266/266
2 177/177 186/186 343/343 197/197 210/210 232/232 251/251 245/245 266/266
3 191/191 183/183 391/391 197/197 216/216 262/262 255/255 245/245 256/256
4 177/177 189/189 331/331 197/197 216/216 244/244 246/246 0/0 266/266
5 191/191 186/186 0/0 193/193 210/210 244/262 255/255 225/225 266/266
6 191/191 180/180 331/331 197/197 213/213 262/262 216/216 216/245 266/266
7 179/179 189/189 0/0 193/193 210/210 244/262 251/251 216/216 266/266
8 188/188 189/189 371/371 197/197 216/216 262/262 232/232 245/245 275/275
9 191/197 183/183 360/371 177/177 210/210 250/262 251/251 245/245 260/260
10 179/179 189/189 374/374 177/177 210/210 244/244 250/250 216/216 272/272
11 177/177 189/189 331/331 197/197 216/216 244/244 246/246 245/245 266/266
12 179/191 189/189 371/371 0/0 0/0 244/244 255/255 0/0 256/256
13 191/191 189/189 366/366 193/193 210/210 244/244 250/250 216/225 266/266
14 179/179 189/189 371/371 193/193 0/0 244/244 259/259 225/225 256/256
15 177/177 189/189 331/360 195/195 204/204 244/244 280/280 216/216 260/260
16 179/191 195/195 360/360 193/203 176/210 256/262 246/251 216/225 260/260
17 191/191 183/183 371/371 193/193 213/213 262/262 251/251 245/245 266/266
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