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        主頁 &amp;gt; 技術服務 &amp;gt; 動植物多倍體SSRseq

        動植物多倍體SSRseqTM超高通量SSR分型技術

        動植物多倍體SSRseqTM超高通量SSR分型技術

        技術簡介:

               SSRseqTM簡單重復序列(Simple Sequence Repeat,SSR),也稱微衛星(Microsatellite)或短串聯重復序列(Short Temdem Repeats,STR),其串聯重復的核心序列常為1-6 bp,是一種廣泛分布在真核生物基因組中的重復序列。由于其自身具有共顯性遺傳,多態位點多,信息含量豐富,物種間轉移性好,易于檢測,重復性好的特點,因此廣泛應用于動植物遺傳多樣性、親緣關系分析、品種鑒定、分子標記輔助選擇、QTL定位等研究。
               SSRseqTM天昊生物依托自身技術優勢,開發出了基于Illumina二代測序平臺的SSRseqTM超高通量SSR分型技術。該技術針對目的區域SSR設計多重PCR擴增體系,一個擴增反應體系可以完成16-20個SSR標記的PCR反應,然后對目的片段進行二代測序。此技術可以直接檢測到同一SSR位點不同等位基因的序列信息,不但能達到單堿基分辨率,并且能夠準確給出每個等位基因SSR重復單元的具體重復次數和不同等位基因的相對比例,不需要人工判讀基因型,基于生物信息學分析流程高效、準確分型,適用于二倍體物種,尤其適合異源多倍體物種SSR位點檢測。您只需提供樣品DNA及SSR位點信息,我們便可幫您完成從實驗檢測到數據分析整體服務。



        技術優勢:


             • 采用二代測序平臺,精確檢測重復單元數目和不同等位基因的相對比例;
             • 獨創的“滑移校正”及“擴增效率校正”,避免將滑移峰誤判為等位基因;
             • 目標序列已知情況下,避免插入缺失引起的基因型誤判;
             • 避免將非特異性擴增條帶誤判為等位基因;
             • 不同SSR標記擴增產物長度不需要分子量大小梯度變化;
             • 不需要人工判讀基因型,基于生物信息學分析流程高效、準確分型;
             • 相對于傳統技術,高通量、低費用。

        技術參數與實驗流程


        技術參數


        樣本要求 位點要求 測序策略 數據要求
        • 樣品類型: DNA
        • 樣品總量:總量需求(單個Panel需要40 ng)
        • 樣本濃度:不能低于20 ng/μl
        • 樣品質量:260/280介于1.7-2.0之間
        • ? 重復單元不少于3 bp
        • ? 重復數10個以內
        • ? 重復單元不全由GC或AT組成
        • ? SSR位點周圍不存在其他SSR位點
        • ? 測序深度:1000X~5000X(根據物種染色體倍數,如二倍體1000 X;四倍體的2500 X;六倍體5000 X)
        • ? 測序平臺:Nextseq500 2 X 150 bp
        • ? ?總分型成功率大于90%

        技術路線


        經典文章解讀


        案例:Genetic diversity analysis of cultivated and wild grapevine (Vitis vinifera L.) accessions around the Mediterranean basin and Central Asia

        發表雜志:BMC Plant Biology

        影響因子:3.93

        發表時間:2018年6月

        背景:

              高加索和中國之間的山區被認為是葡萄馴化的中心。盡管中亞在葡萄種植歷史上非常重要,但與地中海盆地周圍的野生和栽培葡萄相比,關于該地區葡萄遺傳變異程度和分布的信息有限。本研究的主要目的是調查高加索、中亞和地中海盆地野生和栽培葡萄種質的遺傳多樣性和相互關系,了解基因流動、可能的馴化事件和適應性滲入。

        結果:

              利用20個SSR標記對地中海盆地周圍和中亞收集的1378種野生和栽培葡萄進行了基因分型。遺傳數據經過分析(聚類分析、主坐標分析和群體結構分析)確定了群體分組情況,結果還通過Nei’s遺傳距離、成對FST分析和分配檢驗得到驗證。所有這些分析確定了三個遺傳群體: G1,來自克羅地亞、法國、意大利和西班牙的野生資源;G2,來自亞美尼亞、阿塞拜疆和格魯吉亞的野生資源;G3,來自西班牙、法國、意大利、格魯吉亞、伊朗、巴基斯坦和土庫曼斯坦的品種,其中包括來自格魯吉亞和克羅地亞的少量野生資源。喬治亞的野生資源與同一地區種植的葡萄聚集在一起,但也與西歐聚集在一起,支持喬治亞成為葡萄馴化的古老中心。此外,聚類分析表明,西歐野生葡萄與來自同一地區的栽培葡萄聚在一起,表明栽培的西方proles occidentalis區比來自東歐的野生葡萄對葡萄酒葡萄的早期發展貢獻更大。

        結論:

              通過對基因型遺傳關系的分析,為地中海盆地和中亞野生和栽培品種間遺傳關系提供的新的證據。遺傳結構表明有相當多的基因流動,這限制了這兩個亞種之間的分化。結果還表明,在野生葡萄被馴化的地區,有著混合祖先葡萄的出現。

        研究結果:

            ;  表1、根據地理來源對1378種栽培和野生資葡萄的分類列表

        --

            ;  表2、為1378種不同葡萄基因型多樣性指數計算結果

        --

            ;  表3、野生和栽培葡萄群體遺傳多樣性估計

        --

        圖1、1378種栽培葡萄和野生葡萄NJ聚類圖 --

        圖2、1378種栽培葡萄和野生葡萄PCoA圖 --

        圖3、1378種栽培葡萄和野生葡萄群體結構(K = 3)分析 --

            ;  表4、野生和栽培葡萄群體內成對Nei’s遺傳距離(對角線以下)和FST值(對角線以上)估計


        結論:

        1、本研究對葡萄sativa和sylvestris兩個亞種進行了系統分析,SSR基因分型結果表現出高度的多態性和雜合性,說明葡萄亞種內部和亞種之間都存在顯著的多樣性(表2和3)。
             • 來自佐治亞地區的sativa和sylvestris具有最高的有效等位基因數量和等位基因豐富度,這表明該地區是釀酒葡萄多樣性的中心。
             • 對Ho、He值及FIS的比較結果表明,來自同一野生種群的個體之間存在高度的遺傳關系,特別是在西班牙和格魯吉亞的種群中,這種交配會影響個體和群體的動態,增加近親交配幾率。然而,在隨機交配群體中,一些野生群體的FIS值接近于零,這些相反的結果可以用樣本大小導致的亞群中等位基因的隨機遺傳漂移來解釋。
             • 與其他研究類似,本研究也發現sylvestris樣本中觀察到的多樣性水平的降低。由于森林砍伐和城市化,世界許多地方的sylvestris品種被認為瀕臨滅絕,支離破碎。人為的和自然的地理障礙也可能導致野生群體在他們的自然棲息地被隔離,并可能導致顯著的近親繁殖,減少不同地理群體內部和之間的基因流動,從而降低雜合度。
             • 除了意大利品種外,栽培品種的FIS值接近于零,表明為隨機交配。意大利群體的負FIS值表明雜合子過多,但在統計學上沒有顯著性(表3)。大多數栽培群體中純合子的缺失表明,它們是由具有不同群體統計學(奠基者效應、瓶頸、擴散)和選擇歷史的種質組成的。種質收集通常是基因型的混合物。因此,這些集合中的地理群體表現出相對較高的分化水平,導致雜合度高于預期水平。

        2、聚類分析和PCoA分析表明,亞種內部和亞種之間的遺傳結構和分化具有顯著差異(圖1和圖2)。
             • 兩種分析都發現西歐野生葡萄和高加索地區野生樣品之間有明顯的區別,而法國和西班牙野生葡萄關系密切,有著密切的遺傳關系。
             • 西班牙野生葡萄表現出等級分化,表明相鄰種群間的基因流動導致了種群結構的墊腳石模型?;蛘?,等級差異可能是不同地理區域氣候差異的結果。
             • 克羅地亞的sylvestris與歐洲的sylvestris個體相關,形成了一個基礎姐妹群,表明它們有著共同的基因庫。包括亞美尼亞、阿塞拜疆和格魯吉亞在內的外高加索野生葡萄藤組成了一個獨特的亞群。
             • 在sativa中,觀察到來自格魯吉亞的兩組不同的品種,一組是意大利、法國和西班牙品種的姐妹品種(圖1),另一組與意大利sativa和格魯吉亞sylvestris亞組密切相關。這一結果可能表明,中亞和高加索地區的第一批馴化品種在西歐資源中留下了遺傳足跡。這種遺傳親緣關系也可能是地中海地區早期育種計劃的反映,在那里,具有優良果實的sylvestris或雜交野生藤本植物被用于與馴化品系的雜交。
             • 描繪的總體分化模式非常類似于NJ聚類分析。來自格魯吉亞和亞美尼亞的sylvestris品種中的集群重疊,并與來自格魯吉亞、巴基斯坦和土庫曼斯坦的栽培形式密切相關。

        3、STRUCTURE分析支持主要群體之間的差異,而一些群體之間的細微差異,尤其是那些混合群體之間的差異并不明顯(圖3)。
             • 遺傳結構的貝葉斯推斷表明,這兩個亞種之間有相當大的基因流動,并有適度的分化。這些結果表明釀酒葡萄的種植和釀酒促進了野生葡萄的馴化、新品種的創造和葡萄歷史早期生長技術的進步。
             • 本研究結果表明西歐sylvestris向一些當前西歐品種存在著滲入現象。
             • 對高度瀕危的栽培葡萄樹祖先作為抗病育種基因資源的潛力提供了的支持。鑒于歐亞、北非和亞洲野生葡萄種質和種質在很大程度上還未被開發,它們的鑒定、保存以及生物和非生物抗性和漿果品質的特征對于葡萄酒和葡萄產業的未來非常重要。

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