金花菜与苜蓿属主要物种基因组SSR分布特征的比较分析

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2022.09.016

新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (9): 2217-2223.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.09.016

• 园艺特产·贮藏保鲜加工·土壤肥料·节水灌溉·草业·食品工艺技术 • 上一篇下一篇

金花菜与苜蓿属主要物种基因组SSR分布特征的比较分析

周勃¹(), 任海龙¹^,², 张龑³, 高强³, 徐麟³, 邹集文²()

1.新疆农业科学院海南三亚农作物育种试验中心，海南三亚 572014
2.广州市农业科学研究院，广州 510308
3.新疆农业科学院农作物品种资源研究所，乌鲁木齐 830091

收稿日期:2021-12-06 出版日期:2022-09-20 发布日期:2023-01-16
通信作者: 邹集文
作者简介:周勃（1979-），男，甘肃临洮人，高级农艺师，硕士，研究方向为作物土肥水技术，（E-mail）82570049@qq.com
基金资助:
海南省自然科学基金(319QN264);广州市级财政补助资金农业农村项目(20101292);广州市支农资金项目([2021] 12)

Characteristics and Analysis of Simple Sequence Repeats（SSR） in Medicago polymorpha and Main Medicagospecies genome

ZHOU Bo¹(), REN Hailong¹^,², ZHANG Yan³, GAO Qiang³, XU Lin³, ZOU Jiwen²()

1. Hainan center of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Sanya Hainan 572014， China
2. Guangzhou Institute of Agriculture Science， Guangzhou 510308， China
3. Institute of Crop Germplasm Resources， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091， China

Received:2021-12-06 Online:2022-09-20 Published:2023-01-16
Correspondence author: ZOU Jiwen
Supported by:
Natural Science Foundation of Hainan(319QN264);Agricultural and Rural Project of Guangzhou Municipal Financial Subsidy Fund(20101292);Agricultural Fund Project of Guangzhou([2021] 12)

摘要/Abstract

摘要：

【目的】 分析金花菜基因组SSR序列的分布特征，并与苜蓿属主要物种进行比较，为金花菜SSR分子标记的开发提供理论依据。【方法】 利用MISA软件对金花菜、蒺藜苜蓿和紫花苜蓿的高质量基因组进行搜索，比较分析搜索到的SSR序列分布特征。【结果】 在金花菜、蒺藜苜蓿和紫花苜蓿的基因组中，分别筛选到195 753个，242 434个和390 496个完整的SSR序列，相对密度分别为428、564和478个/Mb，SSR序列的总长度分别为3 611 698、3 657 503和6 307 211 bp，占各自基因组序列总长度的0.79%、0.85%和0.77%。在1~6个不同核苷酸重复单元中，金花菜和蒺藜苜蓿的SSR序列均是单核苷酸重复单元最多，依次是二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸，而紫花苜蓿的六核苷酸重复单元多于五核苷酸重复单元。A、T、AT、TA、AG和TC是3种苜蓿共有的常见重复单元类型，金花菜基因组低片段长度的SSR比例高于蒺藜苜蓿和紫花苜蓿。【结论】 金花菜基因组SSR的分布密度低于蒺藜苜蓿和紫花苜蓿，重复单元类型较丰富，具有较大的多态性标记开发潜力。

关键词: 金花菜; 蒺藜苜蓿; 紫花苜蓿; 基因组; SSR

Abstract:

【Objective】 The distribution characteristics of SSR sequence of the Medicago polymorpha genome were analyzed and compared with the main species of Medicago， in order to provide theoretical basis for the development of SSR molecular markers in Medicago polymorpha. 【Method】 MISA software was used to search the high-quality genome of Medicago polymorpha， Medicago truncatula and Medicago sativa， and then the SSR sequence distribution characteristics were compared and analyzed. 【Result】 In the genome of Medicago polymorpha， Medicago truncatula and Medicago sativa， 195，753， 242，434 and 390，496 complete SSR sequences were screened， with relative densities of 428 /Mb， 564 /Mb and 478 /Mb， respectively. Total length of SSR sequences were 3，611，698 bp， 3，657，503 bp and 6，307，211 bp accounted for 0.79%， 0.85% and 0.77% of the total genome sequence length respectively. Among the 1~6 different nucleotide repeat units， the single nucleotide repeat units were the most in Medicago polymorpha and Medicago truncatula， followed by dinucleotide， trinucleotide， tetranucleotide， pentanucleotide and hexanucleotide repeat units， while the hexanucleotide repeat units were more than pentanucleotide repeat units in Medicago sativa. A， T， AT， TA， AG and TC were common repeat unit types among the three alfalfa species， and the proportion of SSR with low fragment length in Medicago polymorphagenome was higher than that in Medicago truncatula and Medicago sativa.【Conclusion】 The SSR distribution densityin the genome of Medicago polymorpha was lower than that of Medicago truncatula and Medicago sativa. SSR repeat unit types in Medicago polymorphagenomeare abundant and have great potential for developing polymorphic markers， which has important application value in the genetic diversity and molecular marker-assisted breeding of Medicago polymorpha.

Key words: Medicago polymorpha; Medicago truncatula; Medicago sativa; genome; SSR

中图分类号:

S188
S5517

周勃, 任海龙, 张龑, 高强, 徐麟, 邹集文. 金花菜与苜蓿属主要物种基因组SSR分布特征的比较分析[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(9): 2217-2223.

ZHOU Bo, REN Hailong, ZHANG Yan, GAO Qiang, XU Lin, ZOU Jiwen. Characteristics and Analysis of Simple Sequence Repeats（SSR） in Medicago polymorpha and Main Medicagospecies genome[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(9): 2217-2223.

图/表 7

参考文献 21

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物种 Species	品种 Varieties	测序平台 Sequencing platform	基因组大小 Genome size	染色体数 Number of chromosomes	发表时间 Published time
金花菜 Medicago polymorpha	Huaiyang Jinhuacai	PacBio、Illumina、Hi-C	457.53 Mb	2N=2X=14	2021年
蒺藜苜蓿 Medicago truncatula	Jemalong A17	PacBio、BioNano	430.01 Mb	2N=2X=16	2018年
紫花苜蓿 Medicago sativa	Zhongmu No.1	PacBio、Bionano、Hi-C	817.12 Mb	2N=4X=32	2020年

物种 Species	品种 Varieties	测序平台 Sequencing platform	基因组大小 Genome size	染色体数 Number of chromosomes	发表时间 Published time
金花菜 Medicago polymorpha	Huaiyang Jinhuacai	PacBio、Illumina、Hi-C	457.53 Mb	2N=2X=14	2021年
蒺藜苜蓿 Medicago truncatula	Jemalong A17	PacBio、BioNano	430.01 Mb	2N=2X=16	2018年
紫花苜蓿 Medicago sativa	Zhongmu No.1	PacBio、Bionano、Hi-C	817.12 Mb	2N=4X=32	2020年

物种 Species	重复单元Repeat type
物种 Species	单核苷酸 Mononucleotide	二核苷酸 Dinucleotide	三核苷酸 Trinucleotide	四核苷酸 Tetranucleotide	五核苷酸 Pentanucleotide	六核苷酸 Hexanucleotide
金花菜 Medicago polymorpha	147 953 （75.58%）	29 975 （15.31%）	15 548 （7.94%）	1 670 （0.85%）	390 （0.20%）	217 （0.11%）
蒺藜苜蓿 Medicago truncatula	188 141 （77.61%）	35 691 （14.72%）	16 354 （6.75%）	1 692 （0.70%）	355 （0.15%）	201 （0.08%）
紫花苜蓿 Medicago sativa	281 075 （71.98%）	70 628 （18.09%）	31 793 （8.14%）	4 845 （1.24%）	985 （0.25%）	1 170 （0.30%）

物种 Species	重复单元Repeat type
物种 Species	单核苷酸 Mononucleotide	二核苷酸 Dinucleotide	三核苷酸 Trinucleotide	四核苷酸 Tetranucleotide	五核苷酸 Pentanucleotide	六核苷酸 Hexanucleotide
金花菜 Medicago polymorpha	147 953 （75.58%）	29 975 （15.31%）	15 548 （7.94%）	1 670 （0.85%）	390 （0.20%）	217 （0.11%）
蒺藜苜蓿 Medicago truncatula	188 141 （77.61%）	35 691 （14.72%）	16 354 （6.75%）	1 692 （0.70%）	355 （0.15%）	201 （0.08%）
紫花苜蓿 Medicago sativa	281 075 （71.98%）	70 628 （18.09%）	31 793 （8.14%）	4 845 （1.24%）	985 （0.25%）	1 170 （0.30%）

金花菜与苜蓿属主要物种基因组SSR分布特征的比较分析

Characteristics and Analysis of Simple Sequence Repeats（SSR） in Medicago polymorpha and Main Medicagospecies genome

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物种 Species	SSR总长度 Total lengh of SSR/bp	SSR数量 Number of SSR	SSR分布密度 Density of SSR/Mb	SSR平均长度 Average lengh of SSR/bp
金花菜 Medicago polymorpha	3 611 698	195 753	428	18
蒺藜苜蓿 Medicago truncatula	3 657 503	242 434	564	15
紫花苜蓿 Medicago sativa	6 307 211	390 496	478	16

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