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本文选取五对大豆作图群体亲本为材料,以大豆功能基因为研究对象,从DNA序列水平上进一步研究大豆单核苷酸多态性的频率、特征及其分布,为更有效地发展大豆功能基因的SNP标记,构建大豆SNP连锁图谱提供必需的研究基础。主要结果如下:
1、从Genbank数据库中查找并筛选出455条大豆功能基因的DNA序列。通过对这455条基因序列设计引物,PCR扩增和测序分析,发现有300对引物(65.9%) 测序峰图清晰,其中231对引物发现了 SNPs 位点;其后,将之前PCR扩增或测序结果不好的155对引物和未发现SNPs位点的69对引物,在相应基因片段的其他区域重新设计引物,共104对,检测后发现151对(67.4%)引物所扩增出的片段测序峰图清晰,其中120对引物发现了SNPs位点;之后,再对第二次实验PCR扩增和测序结果不好及未发现SNP位点的基因第三次设计引物104对,发现63对(60.6%)引物所扩增出的片段测序峰图清晰,其中35对引物发现了SNPs位点。在三次实验中,设计引物测序的成功率均明显高于前人的研究结果,可能与本研究引物设计的方法有关。
2、在514个DNA片段共219 581 bp的序列中发现了1 419个SNPs位点,其中编码区含有528个SNPs位点,非编码区含有891个;两者的核苷酸多态性(θ值)分别为 0.00143和 0.00235,表明非编码区的单核苷酸多态性高于编码区;这与前人的研究结果是一致的。同时本实验所测得的SNP频率高于 Zhu等人的结果,可能与实验选材有关。在这1 419个SNPs位点中,有650个转换、519个颠换和250个插入缺失,转换和颠换的比值为1.3:1。
3、我们发现,南农86-4×PI342618B和南农99-10×PI326582B这两对野生栽培型组合的多态性相似且较高;亲本组合绥农14×绥农20的多态性最低;而组合科丰一号×南农1138-2和Essex×兴县灰不支具有相似的多态性,且介于以上二者之间。将10份亲本材料按不同的方式组合查找SNP位点和多态基因位点,两两组合时发现南农86-4×PI326582B是一对很好的组合,查找的SNPs位点和多态基因位点最多;将现有亲本组合两两组合时发现查找到的SNP位点和多态基因位点有较大提高,达到总数的70%以上;而三对亲本相互组合时查找SNP位点和多态性的的效率没有明显提高;将五对亲本组合在一起时,能大大提高SNP挖掘的效率,是最佳组合。