摘 要

在自然状态下，石蒜属（Lycoris）的居群形成有其特殊的机制，并有多种模式。研究石蒜居群遗传结构比较常用的方法是利用各种分子标记技术。目前，围绕石蒜属植物的分子标记工作已进行较多，但对种内居群（或者种下单位）的分子标记工作还有待进一步加强。

本文以我校实验室已收集的石蒜居群材料为对象，利用GeneBank数据库中有关石蒜属植物的EST序列、本课题组完成的石蒜和稻草石蒜RNA-Seq测序结果为研究材料，利用生物信息学方法对目前已知的石蒜植物进行进行SSR分析，开发出石蒜植物的SSR分子标记，为今后进行石蒜植物的居群遗传结构、遗传多样性分析和地理种源研究提供基础。

关键词：石蒜植物;分子标记;SSR序列;相关联系

SSR information analysis of Lycoris radiata plant’s EST resources and EST -SSR markers development

ABSTRACT

Under the natural state, Lycoris in formation has its special mechanism, and a variety of patterns. Study of lycoris radiata population genetic structure are more commonly used a variety of molecular marker technology. At present, lots of plant molecular marker work around the lycoris has completed, but within the population (or unit) of molecular marker work remains to be further strengthened.

Based on the laboratory in our school have collected lycoris radiata in material as the object, using the GeneBank database of lycoris plant ESTs and RNA sequencing results of lycoris radiata and Lycoris straminea Lindl as the research material, using bioinformatics methods analysis the known lycoris radiata plant’s SSR. Developed the SSR molecular markers of lycoris radiata plants, for the future lycoris radiata plant population genetic structure, genetic diversity analysis and research .Provides the basis of geographical provenance.

Key words：Lycoris radiata plants; Molecular markers; SSR sequence; Related links

目录

1 课题研究背景 5

1.1 石蒜属植物简介 5

1.2 石蒜属植物分子标记研究简介 5

1.2.1 分子遗传标记 5

1.2.2 石蒜属植物分子标记技术 6

1.2.3 EST-SSR简介 7

1.2.4 EST-SSR研究 8

1.2.5 Blast本地化 9

2 课题研究内容 11

2.1 课题研究材料 11

2.2 课题研究目的及意义 11

2.3 课题研究步骤及方法 11

2.3.1 研究步骤 11

2.3.2 研究方法 12

2.3.3 技术路线 12

3 结果分析 13

3.1 石蒜属植物SSR类型分析 13

3.1.1 长筒石蒜EST-SSR合计 13

3.1.2 稻草石蒜SSR合计 14

3.1.3 石蒜SSR合计 15

3.2 石蒜属植物混合型SSR比对分析 16

3.2.1 长筒石蒜混合型SSR比对分析 16

表1 32号序列与部分比对相似序列 17

3.2.2 稻草石蒜混合型SSR比对分析 17

3.2.3 石蒜混合型SSR比对分析 17

3.2.4 三种石蒜混合型SSR比对分析 17

结论 18

致谢 20

参考文献 21

图1 本次课题技术路线图 ……………………………………………………………………………11

图2 长筒石蒜EST-SSR类型所占比例分布图 ……………………………………………………12

图3 长筒石蒜中二碱基重复类型分布图 ……………………………………………………………13

图4 稻草石蒜SSR类型所占比例分布图 ……………………………………………………………13

图5 稻草石蒜中二碱基重复类型分布图 ……………………………………………………14

图6 石蒜SSR类型所占比例分布图 ……………………………………………………14

图7 石蒜中二碱基重复类型分布图 …………………………………………15

表1 32号序列与部分比对相似序列………………………………………………16

1 课题研究背景

1.1 石蒜属植物简介

石蒜属(Lycoris)是单子叶植物纲石蒜科(Amaryllidaceae)中一个重要的属，全世界约20种。我国种类最多，约15种，其中特有种有12种，江苏、浙江、安徽三省为其多样性分布中心，种质资源丰富^[1]。石蒜属植物为多年生球根草本，叶带状基生成丛，花茎挺拔，花形优美，花色丰富艳丽，具有很高的观赏价值，生产上可作盆栽和切花，也可作地被植物应用于园林绿地；同时因其鳞茎富含多种生物碱和淀粉，所以又是一类具有较高药用价值和经济价值的植物^[2]。石蒜属植物因具有特殊的生长发育规律，如花叶不相见，自然花期短，种子至开花的周期长(通常5-6年)，且种间容易杂交，花色多样形成许多中间类型，从而给以花、叶等形态为主的传统分类及种质鉴定带来困难^[3]。因此，近年来，包括RAPD、AFLP和SSR等一批分子标记技术都先后被在石蒜属植物中^[4]。

1.2 石蒜属植物分子标记研究简介

1.2.1 分子遗传标记

遗传标记(genetic marker)是指在遗传分析上用作标记的基因，其主要用途是追踪染色体、染色体的某一节段或某一个基因座在家系中传递。目前，应用较为广泛的遗传标记主要有形态标记(morphological maker)、细胞标记(cytological maker)、生化标记(biochemical maker)和分子标记(molecular maker)。前3类遗传标记都是对基因的间接表达，并且标记位点少，多态性差，容易受到环境因素、季节变化等影响，因此发展比较缓慢^[5]。但在石蒜属植物中，有研究表明同工酶变异分析可以作为探讨石蒜属种间亲缘关系和石蒜遗传多样性的有效手段^[6]。同时近几年来随着表观遗传学的发展与突破，包括形态学标记在内的基因的间接表达类分子标记技术是新的发展趋势。

分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种较为理想的遗传标记形式，它以蛋白质、核酸分子序列变化为突变分析点，检测生物遗传结构及其变异^[7]。分子标记技术从本质上讲都是以检测生物个体在基因或基因型上所产生的变异来反映生物个体之间的差异。广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质，狭义的分子标记指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段。目前广泛应用的DNA分子标记有三代，分别为第一代的限制性片段长度多态性(RFLP)，随机扩增多态性DNA(RAPD)，第二代的扩增酶切片段长度多态性(AFLP)，简单序列重复长度多态性(SSR)，第三代的单核苷酸多态性(SNP)等^[8]。随着测序技术的提高，开发EST-SSR类分子标记已成为研究热点。

1.2.2 石蒜属植物分子标记技术

近十年来，在石蒜属植物中涉及到利用分子标记研究亲缘关系鉴定与分类、遗传多样性、进化和系统发育分析和品种指纹图谱方面的报道越来越多，包括有RAPD、SSR、ISSR、AFLP和SNP等DNA分子标记技术。