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柳树是杨柳科(Salicaceae)柳属(Salix)树种的统称。柳属树种十分丰富,世界上共有500多个乔灌木树种,为重要的林木类群,具有重要的生态和经济价值。柳树种间杂交及无性繁殖容易,有些树种世代很短,一年生就能开花结实,是林木中进行遗传学研究的理想材料。 微卫星(SSR)是指由1-6个核苷酸为单位、呈串联重复的DNA序列,广泛分布于真核生物的整个基因组中。微卫星标记具有共显性、多态性高、重复性好等特点,是较为理想的分子标记。被广泛地用于群体遗传研究、遗传图谱构建、数量性状基因QTL定位、辅助选择等。由于可用于柳树研究的微卫星标记很少,限制了对柳树这些领域的研究,急需开发适于柳树研究的SSR标记,以促进柳树分子遗传学研究的发展。 本研究从几个方面来探索柳属SSR引物的开发,重点构建黄花柳微卫星富集文库来开发,首次在柳属中提出了一种高效的微卫星筛选分离策略:以生物素标记的(CT)15和(GT)15为探针进行杂交,借助磁珠筛选出含微卫星的Sau3A Ⅰ酶切片段,共得到1056个质粒,然后用地高辛标记(CT)8和(GT)8混合探针点杂交对384个克隆进行二次筛选;从没经过二次筛选的克隆中随机挑取360个和经过二次筛选的24个阳性克隆进行测序,发现含微卫星的克隆有183个(360个文库克隆中,162个克隆中含微卫星序列(45%),24个二次杂交阳性克隆中有21个含有微卫星序列(89%))。 最后得到的44个非同源性克隆中,共含有53个微卫星位点;对微卫星种类进行分析,其中(TC/AG)n,(GA/CT)n,(CA/GT)n比例最高,共占74%,并发现(A/T)n,(AT/TA)n,及三碱基重复微卫星(GGT)n,(ACC)n,(CTC)n,(GCT)n,(CCT)n,(GGC)n。 利用软件Repeatmasker在线对480条柳属核酸序列进行微卫星统计,发现78条含有微卫星(16.25%)。二碱基重复(AT)n、(CT)n、(TG)n含量最多,选取蒿柳(Salix viminalis)叶子的Lambda TriplEx载体cDNA文库中微卫星序列设计出8对引物,为利用数据库数据开发SSR标记提供了一条有效的途径。 选取从黄花柳富集文库中得到的19个各种类型微卫星位点设计引物,用5个种个体混合DNA组成模板池方法检测引物种间的多态性信息,结果表明:5对引物(Scs1,Scs2,Scs3,Scs16,Scs17)多态性较好,其中引物Scs1检测到的等位基因最多有6个;最少的Scs3中检测到3个。这5对引物适于柳属种间遗传学研究。引物Scs1和Scs3还进一步分别在簸箕柳16个个体、杞柳10个体中进行了扩增,结果均表明有较好的多态性。 用杨属毛果杨(P.trichocarpa Hook.)23对微卫星标记在柳属种间进行了扩增:6对引物在簸箕柳和杞柳种间成功扩增,其中一对引物还在杞柳23个个体中检测到6个等位基因;验证了SSR引物在杨属和柳属间有较好的通用性。