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Isolation and characterization of 49 polymorphic microsatellite loci for Decapterus maruadsi using slaf-seq, and cross-amplifi cation to related species

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Journal of Oceanology and Limnology 2019年第1期37卷 245-255页

作者： NIU Sufang ZHAI Yun WU Renxie ZHANG Haoran TIAN Letian DENG Jiaxin XIAO Yao College of Fisheries Guangdong Ocean University

Decapterus maruadsi is a commercially important species in China, but has been heavily exploited in some areas. There is a growing need to develop microsatellites promoting its genetic research for the adequate management of this ?shery resources. The recently developed speci?c-locus ampli?ed fragment sequencing(slaf-seq) is an effcient and high-resolution method for genome-wide microsatellite markers discovery. In this study, 28 905 microsatellites(mono-to hexa-nucleotide repeats) were identi?ed using slaf-seq technology, of which di-nucleotide was the most frequent(13 590, 47.02%), followed by mono-nucleotide(8 138, 28.15%), tri-nucleotide(5 727, 19.81%), tetra-nucleotide(1 104, 3.82%), pentanucleotide(234, 0.81%), and hexa-nucleotide(112, 0.39%). One hundred and thirty-two microsatellite loci(di-and tri-nucleotide) were randomly selected for ampli?cation and polymorphism, of which 49 were highly polymorphic and well-resolved. The average number of alleles per locus was 13.63, ranging from 4 to 25, and allele sizes varied between 110 bp and 309 bp. The observed heterozygosity( Ho) and expected heterozygosity( He) ranged from 0.233 to 1.000 and from 0.374 to 0.959, with mean values of 0.738 and0.836, respectively. The polymorphism information content(PIC) ranged from 0.341 to 0.941(mean=0.806).However, 12 loci deviated from Hardy-Weinberg equilibrium. Furthermore, transferability tests were also successful in validating the utility of the developed markers in ?ve phylogenetically related species of family Carangidae. A total of 48 microsatellite markers were successfully cross-ampli?ed in Decapterus macarellus, Decapterus macrosoma, Decapterus kurroides, Trachurus japonicus, and Selaroides *** present microsatellites provided the ?rst known set of microsatellite DNA markers for D. maruadsi,D. macarellus, D. kurroides, and D. macrosoma, and would be useful for further population genetic and molecular phylogeny studies as well as help with the ?sheries man

关键词： Decapterus maruadsi slaf-seq microsatellite markers cross-amplification

Population Structure Analysis and Genome-Wide Association Study of Tea(Camellia sinensis(L.)Kuntze)Germplasm in Qiannan,China,Based on slaf-seq Technology

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Phyton-International Journal of Experimental Botany 2022年第4期91卷 791-809页

作者： Fen Zhang Weili Tian Lu Cen Litang Lv Xiaofang Zeng Yulu Chen Yichen Zhao Yan Li The Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Germplasm Innovation in Mountainous Region(Ministry of Education) Institute of Agro-Bioengineering and College of Life SciencesGuizhou UniversityGuiyang550025China College of Tea Sciences Guizhou UniversityGuiyang550025China

Duyun Maojian tea is a famous tea in *** this study,the specific-locus amplified fragment(slaf)sequencing method was used to analyze the population structure and conduct a genome-wide association study(GWAS)of 2 leaf traits of 123 tea plants in Qiannan,China.A total of 462,019 slaf tags and 11,362,041 single-nucleotide polymorphism(SNP)loci were *** results of phylogenetic tree analysis,cluster analysis,and principal component analysis showed that 123 tea germplasms were clustered into three groups,and the heterozygosity rates for Groups I,II,and II were 0.206,0.224,and 0.34,***,tea germplasms in a production area are clustered in a group,indicating that tea germplasms in different production areas have certain genetic *** traditional Duyun Maojian tea core production areas,TS and DC-SJ,are clustered into Group I and Group II respectively,while the ZY production area is relatively independent in Group ***,based on GWAS analysis,11 candidate genes related to leaf apex and 7 candidate genes related to leaf shape were *** study clarified the genetic relationship among eight Duyun Maojian tea production areas and obtained candidate genes related to leaf apex and leaf shape *** results showed that population structure and candidate genes are an effective basis for the breeding of Duyun Maojian tea germplasm.

关键词： Duyun maojian tea plant slaf-seq SNP genetic structure leaf character GWAS

苹果属植物种质多样性的slaf-seq分析

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园艺学报 2020年第10期47卷 1869-1882页

作者：高源王大江王昆丛佩华李连文朴继成中国农业科学院果树研究所农业部园艺作物种质资源利用重点实验室辽宁兴城125100

利用简化基因组测序技术—特异性位点扩增片段测序技术(Specific-locus amplified fragment sequencing,slaf-seq)对509份苹果属植物种质进行测序,获得586454个slaf标签,其中多态性slaf标签463612个;经过序列比对,根据完整度>0.94、次... 详细信息

利用简化基因组测序技术—特异性位点扩增片段测序技术(Specific-locus amplified fragment sequencing,slaf-seq)对509份苹果属植物种质进行测序,获得586454个slaf标签,其中多态性slaf标签463612个;经过序列比对,根据完整度>0.94、次要等位基因频率(MAF)>0.05,过滤筛选得到46460个多态性单核苷酸(SNP)位点;基于这些SNP位点构建苹果属植物不同种的系统发生树并分析主成分。结果表明,通过slaf-seq技术能够在全基因组范围内快速开发高通量的SNP标记,并直接用于苹果属植物种质资源遗传多样性研究中。34种509份苹果属植物的多样性水平较高(He=0.318,I=0.488,Ae=1.520),在多于1份试材的种群中,变叶海棠的遗传多样性水平最高,中国苹果的遗传多样性水平最低。综合聚类分析和主成分分析结果表明,供试苹果属植物分为5个基本的类群,Ⅰ山荆子类群,Ⅱ苹果属植物野生种类群,Ⅲ苹果栽培品种类群,Ⅳ以中国苹果、八棱海棠、花红、楸子和海棠花为主的类群,Ⅴ新疆野苹果类群。野生种丽江山荆子、山楂海棠、陇东海棠、变叶海棠、花叶海棠、滇池海棠和沧江海棠聚类比较紧密,栽培种之间的亲缘关系相对较近,栽培品种与东方苹果和森林苹果等野生种聚在一起,新疆野苹果与中国原产苹果属栽培种的亲缘与起源演化关系有待于进一步考究。

关键词：苹果属 slaf-seq SNP 遗传多样性

基于slaf-seq技术的葡萄种质遗传多样性分析

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园艺学报 2019年第11期46卷 2109-2118页

作者：李贝贝张恒姜建福张颖樊秀彩房经贵刘崇怀中国农业科学院郑州果树研究所郑州450009 南京农业大学园艺学院南京210095

利用简化基因组测序技术(slaf-seq)对304份葡萄种质进行测序,最终获得466618个slaf标签,其中多态性slaf标签392374个。通过序列分析,获得481192个有效单核苷酸(SNP)多态标记,并基于这些SNP分析和构建了304个葡萄种质的群体结构和系统发... 详细信息

利用简化基因组测序技术(slaf-seq)对304份葡萄种质进行测序,最终获得466618个slaf标签,其中多态性slaf标签392374个。通过序列分析,获得481192个有效单核苷酸(SNP)多态标记,并基于这些SNP分析和构建了304个葡萄种质的群体结构和系统发生树。结果表明,slaf-seq技术能高效、低廉地开发出大量可用于群体遗传分析的SNP标记。通过构建进化树分析发现,欧亚种、欧美杂种及野生种葡萄彼此分开,其中姊妹系品种及具有亲子代关系的品种各自聚在一起,中国葡萄地方品种与国外古老葡萄品种的亲缘关系最近,且起源及遗传背景不详的古老葡萄品种与野生种的亲缘关系较改良品种更近。该结果可为后期进一步研究葡萄的起源进化提供参考,同时为构建SNP指纹数据库提供了基础数据。

关键词：葡萄 slaf-seq SNP 遗传多样性

基于slaf-seq技术的舒玛栎群体遗传多样性与遗传结构分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第2期46卷 81-87页

作者：何旭东郑纪伟教忠意窦全琴黄利斌江苏省林业科学研究院江苏南京211153

【目的】对美国引进的不同种源舒玛栎群体进行遗传多样性与遗传结构分析,揭示其遗传分化特点及单株间遗传关系,为舒玛栎种质资源的保护与品种选育提供理论依据。【方法】以舒玛栎6个种源30个单株以及外类群纳塔栎5个单株为材料,基于slaf... 详细信息

【目的】对美国引进的不同种源舒玛栎群体进行遗传多样性与遗传结构分析,揭示其遗传分化特点及单株间遗传关系,为舒玛栎种质资源的保护与品种选育提供理论依据。【方法】以舒玛栎6个种源30个单株以及外类群纳塔栎5个单株为材料,基于slaf-seq技术进行简化基因组测序,开发一批SNP标记并选择其中多态性的SNP标记进行基因分型。利用GenAlex､Arlequin､MEGA､Admixture和Cluster等软件进行遗传多样性参数估算､F统计量及分子分差分析､进化树构建､遗传结构与PCA主成分分析。【结果】35个栎树个体slaf测序平均深度11×,碱基质量(Q_(30))平均为93%,GC含量平均为38.9%。共获得4256436个slaf标签,开发多态性SNP标记8459025个,SNP完整度平均为79.29%,杂合率平均为14.15%。舒玛栎6个种源平均有效等位基因数为1.31个,多态性位点比例平均为49.21%;观测杂合度(H_(o))与期望杂合度(H_(e))变化范围分别为0.13~0.16和0.17~0.21;多态信息含量(PIC)､香农指数(I)､Nei's基因多样性指数(H)和群体内的近交系数(F_(IS))平均值分别为0.15､0.34､0.09和0.19。不同种源间Nei's遗传距离和遗传分化系数(F_(ST))变化范围为0.08~0.18和0.15~0.39。分子方差分析表明舒玛栎遗传变异主要来自个体间。遗传结构分析显示30个舒玛栎个体来源于3个原始的祖先。【结论】舒玛栎群体遗传多样性水平较高,群体间遗传分化程度较大,在品种选育中应注重群体内个体优树的选择。

关键词：舒玛栎遗传多样性遗传结构 slaf-seq SNP

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利用slaf-seq简化基因组数据挖掘甜橙果实品质性状基因

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中国农业科学 2023年第16期56卷 3168-3182页

作者：李仁静申晚霞赵婉彤程莉李沛江东西南大学柑橘研究所

【目的】通过对240份不同甜橙资源群体利用slaf-seq测序数据进行Fst与XP-CLR选择性清除分析，挖掘调控甜橙中优良性状的相关基因，为甜橙的分子育种工作提供重要参考。【方法】对国家柑橘种质资源圃（重庆）中保存的具有广泛遗传多样性... 详细信息

【目的】通过对240份不同甜橙资源群体利用slaf-seq测序数据进行Fst与XP-CLR选择性清除分析，挖掘调控甜橙中优良性状的相关基因，为甜橙的分子育种工作提供重要参考。【方法】对国家柑橘种质资源圃（重庆）中保存的具有广泛遗传多样性和不同地理来源的240份甜橙种质资源进行slaf-seq测序，获得全基因组范围内的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）基因型数据和单果重、果脐有无、可滴定酸含量等性状的表型数据，分析不同亚群之间Fst与XP-CLR数值。【结果】采用slaf-seq技术对240份甜橙进行测序，共获得497.82 Mb短读数据，用BWA软件将测序数据比对到甜橙参考基因组上，取GATK和samtools两种方法得到的SNP标记交集，共得到1 467 968个SNP。利用Fst与XP-CLR分析筛选出了与甜橙果脐有无、单果重以及可滴定酸相关的候选基因。对受选择SNP位点附近区域进行基因注释，结果表明基因orange1.1g044639m和orange1.1g023641m参与编码生长素外排载体，可能与脐的形成相关；orange1.1g023641m在单果重性状中的Fst得分最高，其参与编码E3泛素连接酶，可能影响果实大小和重量，orange1.1g046891m可能通过调节碳水化合物的形成来影响果实重量；orange1.1g011684m编码丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰胺转乙酰基酶，其CDS序列发生碱基突变，可能影响了柠檬酸在不同品种间的含量；orange1.1g034502编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，基因注释功能与磷酸化/去磷酸化相关。【结论】本研究利用Fst方法对甜橙的slaf-seq数据进行筛选。最终在甜橙资源的有无果脐、单果重和可滴定酸等性状上筛选出了6个相关的基因，可作为后期验证的候选基因，为甜橙品种的定向改良提供了依据。

关键词： slaf-seq Fst XP-CLR 甜橙单果重可滴定酸含量果脐有无

基于slaf-seq技术的白皮松SNP分子标记开发

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北京林业大学学报 2021年第8期43卷 1-8页

作者：田倩刘双委钮世辉李伟北京林木分子设计育种高精尖创新中心北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室北京100083

【目的】在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。【方法】本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用... 详细信息

【目的】在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。【方法】本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术(slaf-seq),在多态性slaf标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。【结果】通过序列对比分析,共获得23597049个slaf标签,其中具多态性的slaf标签有370659个,共开发得到1291290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率(MAF)大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰(JF)群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田(LT)群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山(MJS)群体中存在变异的SNP位点、1466个仅在陕西午子山(WZS)群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山(BWS)群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。【结论】研究结果表明,利用slaf-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。

关键词：白皮松 slaf-seq SNP 遗传多样性

基于slaf-seq的茶组子房室数不稳定居群种质亲缘关系分析

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园艺学报 2022年第11期49卷 2455-2470页

作者：吴致君李伟王兴华张成蒋勋黎盛罗理勇孙康曾亮西南大学食品科学学院重庆400715 重庆市南川区农业特色产业发展中心重庆408400 云南农业大学茶学院昆明650201 云南普洱市茶叶科学研究所云南普洱665000 西南大学茶叶研究所重庆400715

为了进一步探究子房室数不稳定(子房无毛、3~5室、花柱3~5裂)茶组(section Thea)居群种质(UONG)的亲缘关系,明确居群内个体的变异是否引起了种间变异,以重庆、云南及其他部分省份87个山茶属茶组和非茶组植物(外类群对照)种质为材料,利用... 详细信息

为了进一步探究子房室数不稳定(子房无毛、3~5室、花柱3~5裂)茶组(section Thea)居群种质(UONG)的亲缘关系,明确居群内个体的变异是否引起了种间变异,以重庆、云南及其他部分省份87个山茶属茶组和非茶组植物(外类群对照)种质为材料,利用slaf-seq技术进行简化基因组测序和分子标记分析。测序共获得2804071个SALF标签,平均测序深度为11.73×。通过SALF标签比对参考基因组,共获得25069219个群体SNP分子标记。基于高一致性SNP数据,系统发育树、遗传结构和PCA分析等方法均将调查种质分为3种类型,即云南等的茶组和非茶组种质(Ⅰ类)、重庆大茶树居群种质(Ⅱ类)和多个省份来源的茶系(常见栽培种和‘川小种’)种质(Ⅲ类)。Ⅰ类种质中茶组植物,包含了五室茶系、五柱茶系、秃房茶系和茶系种质。Ⅱ类种质由UONG和茶系种质(形态特征介于UONG与常见茶系种质之间)组成。此外,遗传分化系数FST表明,Ⅱ类种质与其他几类种质遗传分化程度最高(>0.3),Ⅰ类与Ⅲ类种质之间也存在较高的遗传分化(>0.2)。简化基因组测序分类结果和FST值表明,调查的UONG为一类相对独立种质,居群内个体的变异并未引起种间变异。因此,将该类种质归入到一个种下的处理较为合理。此外,在重庆地区存在一类与UONG遗传结构交叉的茶系种质,可能为自然远缘杂交后代。

关键词：茶组子房室数亲缘关系 slaf-seq SNP

基于slaf-seq的天竺桂群体遗传变异分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第5期46卷 33-39页

作者：杨颖刘向东段豪芦治国江苏省中国科学院植物研究所江苏省落羽杉属树木种质创新与繁育工程研究中心江苏南京210014

【目的】探讨我国天竺桂资源的遗传多样性及群体的空间分布格局。【方法】分别对来自7个天然群体的30份天竺桂资源进行特异位点扩增片段测序(specific-locus amplified fragment sequencing,slaf-seq)。基于检测到的SNP位点信息进行遗... 详细信息

【目的】探讨我国天竺桂资源的遗传多样性及群体的空间分布格局。【方法】分别对来自7个天然群体的30份天竺桂资源进行特异位点扩增片段测序(specific-locus amplified fragment sequencing,slaf-seq)。基于检测到的SNP位点信息进行遗传变异分析。【结果】各样品的平均测序深度为15.11倍,开发获得1 296 000个slaf标签,其中377 250个slaf标签在不同样品间具有多态性,共包含3 409 402个群体SNP,经过滤,最终获得268 821个高度一致性的群体SNP。基于这些SNP的系统进化分析发现,天竺桂是由中国东部向中国西部逐渐进化的。系统进化、主成分分析和群体结构分析均表明,来自5省(直辖市)7个天然群体的群体内变异小于群体间变异。30份天竺桂资源可分为2个大的亚群,其中,第1亚群位于中国第2阶梯上,第2亚群位于中国第3阶梯上,2个亚群间被大兴安岭—太行山脉—巫山—雪峰山山脉阻隔。第2亚群又可进一步分为3个小亚群,其中,来自浙江省和安徽桃岭的为第1个小亚群,来自安徽霍山的为第2个小亚群,而来自河南伏牛山的为第3个小亚群,第1个和第2个小亚群间被长江阻隔。【结论】山脉和湖泊的阻隔可能是造成天竺桂遗传分化的重要因素。本研究首次揭示天竺桂遗传结构及地理变化规律,为我国天竺桂资源的有效利用与科学保护提供理论依据。

关键词：天竺桂 slaf-seq SNP 遗传分析