桑树转录组测序及SSR标记的开发与鉴定

【摘要】：中国是世界丝绸业的发源地,蚕桑生产有着五千多年的悠久历史。桑叶作为家蚕仅有的食物来源,是生产蚕茧、生丝的物质基础。近年来,桑树不仅在传统蚕桑产业发挥着重要作用,而且桑树资源的综合利用也得到了迅速发展。桑树可用于防风固沙、园林绿化,桑叶可作为中药材及动物饲料,桑果可用于果汁果酒加工,桑枝桑根也是中药材的一种,桑树在多个产业中展现出巨大的开发潜力和经济效益。中国幅员辽阔,生态环境复杂,气候多变,桑树广泛分布在中国各地区。桑树因分布广泛,地理环境各异,在经过长期物种选择后形成了丰富多样的种质资源。随着分子生物学的发展,利用分子学的方法研究桑树种质成为了当前热门的研究方向。本研究对桑树品种“抗青10号”的根和叶进行高通量转录组测序研究和生物信息学分析。基于转录组信息分析,开发和筛选SSR分子标记,为桑树核心种质的建立、遗传多样性分析、遗传图谱的构建等提供理论和技术支持。本文研究的主要结论如下:(1)通过对桑品种“抗青10号”根和叶进行Illumina高通量测序,共得到105,000,000个90bp的reads,拼接后获得60,069个Unigene,总长度为47.63Mb。所有的Unigene在Nr、GO、COG、Swissprot等已知蛋白库中进行比对,结果显示42,218个unigenes成功匹配,有31,548个Unigene注释分为55个GO功能分类,7,790个是同源分类组,23,188个被分为128个生物代谢途径。功能分类的结果显示,大量基因参与次生代谢反应过程,尤其是黄酮类、萜类、生物碱的生物合成过程。(2)基于桑树转录组共开发了10,268个SSR分子标记,并根据其序列特征设计SSR引物。从中随机挑选出100对SSR引物进行PCR扩增验证实验,琼脂糖凝胶电泳结果显示87对引物可以扩增出产物。其中,58对引物扩增的片段大小与预期片段大小一致,26对引物扩增的片段长于预期片段,3对引物扩增的片段短于预期片段。进一步利用聚丙烯酰胺凝胶分析,结果显示大多数引物扩增的条带数都是1,扩增条带数2的引物所涵盖的SSR基序重复次数都3。综上所述,利用转录组测序得到的EST数据库开发的EST-SSR引物是可行、高效的,可用于桑树遗传结构、遗传多样性分析及连锁图谱的构建。