基于大豆EST序列发展豆科SSR穿梭标记

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作 者
巩鹏涛; 木金贵; 赵德刚; 方宣钧
作者单位
海南省热带农业资源开发利用研究所; 海南省农作物分子育种重点实验室; 贵州大学生命科学学院; 海南省热带农业资源开发利用研究所
关键词
豆科  大豆  穿梭标记  比较基因组学  共线性  
论文摘要
比较基因组手段是研究复杂植物基因组的重要方法之一。基于基因组不同尺度大小的序列间的保守性,对复杂基因组可从宏共线性(Macrosynteny)和微共线性(Microsynteny)两个方向展开研究。共线性(Synteny)分析可以使人们了解物种间的进化关系,阐明不同物种或近缘物种在进化过程中基因组发生的缺失、倍增、倒位以及转位等事件。借助Well-Documented 基因组的物种的基因组信息,如拟南芥、水稻等模式植物,可以对复杂基因组或基因组信息缺乏的物种开展便捷的研究。同时,也可借助具有良好遗传操作系统的模式物种对缺乏有效遗传转化系统的物种的重要功能基因开展研究。穿梭标记(cross-species markers)顾名思义是指在不同物种或近缘物种中能够表现出多态性的DNA 标记,是不同物种基因组间的重要桥梁和纽带。因此,穿梭标记是比较基因研究的重要组成部分,用于物种间的基因组结构、基因组成排列顺序等的比较分析。在庞大的豆科家族中,有两个物种即截叶苜蓿(Medicago truncatula)和百脉根(Lotus japonicus),被认为是豆科家族的模式物种,各国科学家正在通力合作开展基因富含区段及全基因组的测序工作,预计在未来几年时间内可完成测序工作。大豆基因组是一个复杂基因组。在大豆中开展遗传作图、构建物理图谱,图位法克隆基因等比那些简单基因组的植物而言要困难的多,加之大豆仍然缺乏高效的遗传转化等基因操作系统,这些都严重影响了大规模功能基因研究。采用比较基因组的技术手段,利用大豆等豆科物种已有的丰富的遗传信息以及EST 序列信息,研发豆科穿梭标记,对大豆在内的豆科植物中进行重要功能基因的克隆和功能研究具有重要的意义。本课题利用大豆EST 序列信息,通过大豆和截叶苜蓿(Medicago truncatula)、百脉根(Lotus japonicus)建立的微共线性关系,锁定目标BAC,基于目标BAC 的基因组序列信息搜寻重复序列位点和SNP 位点,利用序列设计软件设计出大量的SSR 标记和SNP 标记。我们根据自有的利用DDRT-PCR 技术克隆的受SCN 侵染诱导表达的目标EST(cDNA)序列设计了基于截叶苜蓿的SSR 标记,百脉根的SSR 标记。并将这些标记在大豆、截叶苜蓿、百脉根中检测多态性,进一步利用大豆作图群体将其定位到大豆遗传连锁图上。这样设计的SSR 标记即可以为目标功能基因的定位克隆提供重要的参考位点,又可以在比较基因组学的验证中起到桥梁作用。
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