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DNA polymerase 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 Taq DNA 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 S1000TM Thermal 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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