EST—SSRs的开发及应用研究进展

王家麟 孙佳莹 于清岩 李亮 王艳丽 宋金壑 刘春燕 胡国华 陈庆山
[1]东北农业大学大豆研究所,黑龙江哈尔滨150030 [2]黑龙江省农垦科研育种中心,黑龙江哈尔滨150090

文章摘要:综述了EST—SSR标记的开发方法及其在构建遗传学图谱，筛选与定位目的基因，遗传多样性的研究，比较基因组学的研究和品种鉴别等方面的应用。
文章主题:表达序列标签（EST） 简单重复序列（SSR） EST—SSRs

文章内容：生物信息学专论与综述—的开发及应用研究进展王家麟,孙佳莹,于清岩,李亮,王艳丽,宋金壑,刘春燕2,胡国华2,陈庆山(1.东北农业大学大豆研究所,黑龙江哈尔滨150030;2.黑龙江省农垦科研育种中心,黑龙江哈尔滨1509)摘要:综述了—标记的开发方法及其在构建遗传学图谱,筛选与定位目的基因,遗传多样性的研究,比较基因组学的研究和品种鉴别等方面的应用.关键词:表达序列标签();简单重复序列();—中圈分类号:343.1文献标识码:文章编号:1672—5565(207)一03—140～03—-—,—,—,,一1,—,—(.【如.,,61,150030;2.田/,砌如2￡'哪,/,15030,ⅱ):,一协,80瑚舡1】,[18,,棚0壬.:();();—简单重复序列().即微卫星(—),是真核生物基因组中16个核苷酸的串联重复.在动植物基因组中具有高信息量,多态性,共显性,随机分布和孟德尔遗传等优点,在遗传图谱的构建,遗传多样性分析,亲缘关系鉴定,指纹图谱构建,功能基因标记和比较作图等方面具有公认的优越性和广阔的应用前景.表达序列标签('),是从文库中生成的一些很短的序列(3一5),代表在特定组织或发育阶段表达的基因,有时可代表特定的.基因组计划由美国科学家于1989年提出,并首先应用于人类基因组研究,之后被广泛用于植物基因组研究.它反映了基因的编码部分可以直接获得基因表达的信息.为功能基因的直接鉴定提供了可能性.并且省去了引物开发过程中的克隆和测序步骤,充分利用了现有测序数据,降低了开发成本,在不同物种间通用性好.1—开发方法1.1根据已知姗数据库开发—1.1.1序列的来源序列主要来源于公共数据库,包括数据库中的部分和中的.1.1.2—序列的查找应用1(001)软件在线搜索,或登陆://.//.///网站查找.1.1.3—引物的设计根据侧翼保守序列,用或5.0等软件进行上,下游引物设计.1.1.4提取,扩增和电泳对植物材料的基因组进行扩增与电泳检测,确定—的有效性.1.1.5其他为最终得到质量较高的—序列,可以收稿日期-'2006—08—20;修回13期:2006—10—18基金项目:国家科技攻关项目(200426),黑龙江省教育厅科技研究项目(10551029);国家863项目(.200600104);黑龙江省博士后科学研究基金(卸一04014)作者简介:王家麟,黑龙江哈尔滨人,男,东北农业大学农学院生物技术系,本科学生.*通讯作者:陈庆山,东北农业大学大豆研究所,副教授.硕士生导师,主要研究方向:大豆分子育种.第3期王家麟,等:—的开发及应用研究进展141应用不同的软件对大量的序列进行更精确的宿主序列,以及同源序列比对等.常用软件见表1.分析,如片段重叠群分析,除去载体序列,重复序列,表常用软件的获取方式及其功能描述"1】*叩并非程序,为模块1.2根据已知文库开发—将在文库测序过程中得到的序列与已知的数据库进行比对,就可得知哪些是已知基因,哪些是未知基因.再用上述的软件进行分析,就可能得到新的—标记.2—的应用2.1构建遗传学图谱遗传图谱,物理图谱和转录图谱是基因组计划要获得的三张遗传学图谱.植物的遗传学图谱既是植物遗传理论研究的重要内容,又是植物种质资源,品种选育和基因克隆等许多应用研究的理论基础.等利用小麦3个作图群体对478个—引物进行了筛选,将88个引物的101个位点定位于硬粒小麦的20个染色体,并进一步将其定位在已有450个位点的小麦遗传图谱上.其中有74个与已知基因类似,这些基因控制着新陈代谢,细胞结构,转录等,还有53个假定功能的基因被首次定位在遗传图谱上[8】.等将420个从数据库中新开发的标记对5张已有的大豆遗传图谱进行了完善.陈海梅等利用普通小麦数据库(./)中最新的151695条序列筛选出了2038个序列.并根据筛选得到的序列设计并合成了249个引物对.其中,166个引物对在不同小麦品种中显示出稳定清晰的带型,可以作为小麦和相关物种的新的—分子标记.将其中的93个引物对,193个位点定位到除4和4外的19条特定的染色体.利用群体将43个—位点绘制到遗传图谱的条染色体上犯】.2.2通用性与比较作图同一种引物在不同物种间的通用性,依赖于—侧翼序列的保守程度和进化的稳定性.不同物种之间引物的通用性可显着提高标记的利用价值,增加现有标记数目】.作为基因的一部分,—侧翼序列在物种之间高度保守.因此,—引物在物种之间具有较高的通用性.等采用78对小麦—引物,对大麦基因组进行扩增,发现有55.12%的引物具有通用性['】.等从小麦和水稻的中,开发出了58个—标记.这些标记为构建物种间的比较框架图谱提供了依据,并且有助于小麦和水稻之间分子遗传以及育种信息的表达和传递.等从来源于55种双子叶植物的154万条序列中,发现了大量的序列,其中单核苷酸重复多为15—25次,二核苷酸和三核苷酸重复次数一般为5—10次.等采用478个—标记的引物对水稻,玉米,大豆等作物进行了扩增,其中有255个标记表现出了高度的通用性.这有助于比较作图和同源基因克隆的发展.2.3遗传多样性的研究遗传多样性的核心是基因多样性,—正好反映了生物基因表达转录部分.利用—具有多态性的特点,可将—应用于物142生物信息学第5卷种遗传多样性的分析和研究.李宏伟等采用35对小麦—标记检测了96份小麦材料的遗传多样性,共检测到129个等位变异,其中87.6%有多态性.等采用37个?一标记,对加拿大1845年至24年的75个小麦品种进行了遗传多样性的分析.结果表明,1990年后的品种丢失了1910年之前的品种的4个位点上的6个等位基因.这一发现暗示了加拿大的育种方法减少了小麦的遗传多样性.2.4品种鉴别和亲缘关系的鉴定对某一物种基因组序列分布和变异的研究,可以阐明该物种的起源,进化的分支点和人工选择的历史过程,进而对品种及其亲缘关系进行鉴别.?一标记与基因组标记相比,能够更准确地检测出品种问的亲缘关系】.等用3对?一引物对葡萄科的4个属8个种的遗传