EST-SSR Marker Development and Utilization Based on Transcriptome of Lagenariasiceraria (Mol.) Stand.

doi:10.3969/j.issn.1000-2561.2020.03.015

Abstract

Abstract:

In order to enrich the molecular marker library, the SSR markers of Lagenariasiceraria (Mol.) Stand. 87 518 unigene sequences from bottle gourd transcriptome database were developed by the MISA software. A total of 11 029 SSR loci with an occurrence frequency of 9.85% were obtained from the transcriptome of Lagenariasiceraria (Mol.), the distribution distance of the SSRs was about 1 SSR per 8.3 kb ESTs. Around 6759 unigene sequences contained a single SSR loci, and the occurrence frequency was 7.72%. Average of 1858 unigene contained 2 or more than 2 SSR loci, and the occurrence frequency was 2.123%. 920 unigene contained the mixed SSR loci, and the occurrence frequency was 1.051%. Among the SSR locis, mononucleotide, trinucleotide and dinucleotide were the major types, accounting for 55.51%, 25.41% and 17.07% of the total, respectively. A/T, AG/CT and AAG/CTT were the dominant elements among mononucleotide, dinucleotide and trinucleotide, accounting for 98.22%, 55.39% and 39.86% of the total SSRs. 8617 pairs of SSR primers were found by Primer 3.0, six primer pairs were selected and applied in PCR amplification of 36 varieties, based on the clear and repeatable polymorphism, the fingerprint of the cultivars was constructed, however, there were no differences in some loci probably due to narrow genes. The cluster analysis showed that 36 bottle gourd varieties were divided into six categories when the genetic similarity coefficient was 0.68. The results aslo showed that the genetic diversity basis of bottle gourd germplasm resources in China was very low, limiting the potential of variety development using the existing bottle gourd germplasm resources. The introduction and exploration of specific wild bottle gourd germplasm should be highly emphasized. The results indicated that SSR markers could be acquired in bottle gourd by transcriptome sequencing analysis and abundant SSR markers would provide more reliable markers for genetic diversity analysis and genetic mapping construction in bottle gourd.

Key words: bottle gourd, transcriptome, EST-SSR, fingerprint, genetic diversity

CLC Number:

S188+.1

XU Duanxiang,DU Wenli,CHEN Zhongshan,ZHAO Ruili,XU Tongwei,GAO Shan. EST-SSR Marker Development and Utilization Based on Transcriptome of Lagenariasiceraria (Mol.) Stand.[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2020, 41(3): 529-537.

Figures/Tables 7

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编号Code	品种名（系） Cultivar (Strain)	瓜形 Fruit shape	瓜长 Fruit length/cm	瓜皮色 Fruit basal color	来源地 Source
1	闽引6号	棒形	26~33	绿	中国福建
2	汉蒲1号	棒形	30~32	绿	中国湖北
3	汉蒲2号	棒形	30~34	绿白	中国湖北
4	汉蒲3号	长棒形	40~45	绿	中国湖北
5	优秀505	短棒形	24~28	绿	泰国
6	安然	短棒形	20~24	绿	泰国
7	青玉	长棒形	47~55	绿	中国湖北
8	致富	短棒形	20~25	绿	中国广东
9	碧秀	长棒形	38~47	绿	中国湖北
10	青丽	长棒形	40~50	绿	中国湖北
11	鸿尾2号	长棒形	35~49	亮绿	中国福建
12	长乐瓠瓜	棒形	25~29	绿白	中国福建
13	闽侯瓠瓜	棒形	28~34	亮绿	中国福建
14	漳平瓠瓜	棒形	25~33	绿	中国福建
15	新峰瓠瓜	棒形	24~32	绿白	中国广东
16	芽力瓠瓜	棒形	26~33	绿	中国福建
17	粤引1号	长棒形	38~44	绿	泰国
18	粤引2号	长棒形	35~40	绿	泰国
19	9089	短棒形	20~28	绿	泰国
20	佳味	短棒形	18~24	绿	中国广东
21	闽引5号	棒形	22~28	绿	中国福建
22	闽引4号	长棒形	35~40	绿	中国福建
23	闽引3号	长棒形	35~38	绿	中国福建
24	闽引2号	长棒形	34~39	绿	中国福建
25	闽引1号	棒形	25~32	绿	中国福建
26	福州芋瓠	长棒形	36~42	绿	中国福建
27	59K	长棒形	34~40	绿	中国福建
28	金铭瓠瓜	棒形	28~32	绿	中国福建
29	浙蒲2号	长棒形	34~44	绿	中国浙江
30	浙蒲6号	长棒形	34~40	绿	中国浙江
31	华瓠1号	棒形	26~32	绿	中国广东
32	青优小童子	短棒形	22~28	绿白	中国广东
33	汉蒲4号	短棒形	25~30	绿白	中国湖北
34	早棒	短棒形	25~32	绿	中国广东
35	靓丽	短棒形	24~28	绿	中国广东
36	早生瓠瓜	短棒形	23~28	绿白	中国广东

编号Code	品种名（系） Cultivar (Strain)	瓜形 Fruit shape	瓜长 Fruit length/cm	瓜皮色 Fruit basal color	来源地 Source
1	闽引6号	棒形	26~33	绿	中国福建
2	汉蒲1号	棒形	30~32	绿	中国湖北
3	汉蒲2号	棒形	30~34	绿白	中国湖北
4	汉蒲3号	长棒形	40~45	绿	中国湖北
5	优秀505	短棒形	24~28	绿	泰国
6	安然	短棒形	20~24	绿	泰国
7	青玉	长棒形	47~55	绿	中国湖北
8	致富	短棒形	20~25	绿	中国广东
9	碧秀	长棒形	38~47	绿	中国湖北
10	青丽	长棒形	40~50	绿	中国湖北
11	鸿尾2号	长棒形	35~49	亮绿	中国福建
12	长乐瓠瓜	棒形	25~29	绿白	中国福建
13	闽侯瓠瓜	棒形	28~34	亮绿	中国福建
14	漳平瓠瓜	棒形	25~33	绿	中国福建
15	新峰瓠瓜	棒形	24~32	绿白	中国广东
16	芽力瓠瓜	棒形	26~33	绿	中国福建
17	粤引1号	长棒形	38~44	绿	泰国
18	粤引2号	长棒形	35~40	绿	泰国
19	9089	短棒形	20~28	绿	泰国
20	佳味	短棒形	18~24	绿	中国广东
21	闽引5号	棒形	22~28	绿	中国福建
22	闽引4号	长棒形	35~40	绿	中国福建
23	闽引3号	长棒形	35~38	绿	中国福建
24	闽引2号	长棒形	34~39	绿	中国福建
25	闽引1号	棒形	25~32	绿	中国福建
26	福州芋瓠	长棒形	36~42	绿	中国福建
27	59K	长棒形	34~40	绿	中国福建
28	金铭瓠瓜	棒形	28~32	绿	中国福建
29	浙蒲2号	长棒形	34~44	绿	中国浙江
30	浙蒲6号	长棒形	34~40	绿	中国浙江
31	华瓠1号	棒形	26~32	绿	中国广东
32	青优小童子	短棒形	22~28	绿白	中国广东
33	汉蒲4号	短棒形	25~30	绿白	中国湖北
34	早棒	短棒形	25~32	绿	中国广东
35	靓丽	短棒形	24~28	绿	中国广东
36	早生瓠瓜	短棒形	23~28	绿白	中国广东

重复基序 Repeat motif	重复次数 Repeat number											总计 Total	比例/% Ratio
重复基序 Repeat motif	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	≥15	总计 Total	比例/% Ratio
2核苷酸	0	744	366	241	143	108	75	54	13	18	121	1883	31.29
3核苷酸	1521	1323	646	202	15	56	34	30	21	20	44	3912	65.02
4核苷酸	95	27	6	4	1	0	0	1	0	0	1	135	2.24
5核苷酸	34	6	3	0	0	0	0	0	1	0	1	45	0.75
6核苷酸	22	11	4	0	2	2	1	0	0	0	0	42	0.70
总计	1672	2111	659	447	161	166	110	85	35	38	167	6017
比例/%	27.79	35.08	10.95	7.43	2.68	2.76	1.83	1.41	0.58	0.63	2.78	100

重复基序 Repeat motif	重复次数 Repeat number											总计 Total	比例/% Ratio
重复基序 Repeat motif	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	≥15	总计 Total	比例/% Ratio
2核苷酸	0	744	366	241	143	108	75	54	13	18	121	1883	31.29
3核苷酸	1521	1323	646	202	15	56	34	30	21	20	44	3912	65.02
4核苷酸	95	27	6	4	1	0	0	1	0	0	1	135	2.24
5核苷酸	34	6	3	0	0	0	0	0	1	0	1	45	0.75
6核苷酸	22	11	4	0	2	2	1	0	0	0	0	42	0.70
总计	1672	2111	659	447	161	166	110	85	35	38	167	6017
比例/%	27.79	35.08	10.95	7.43	2.68	2.76	1.83	1.41	0.58	0.63	2.78	100

重复基序类型 Repeat type	重复基序 Repeat motif	数量 Number	发生频率/% Frequency	所占比例/% Proportion
2核苷酸	AC/GT	125	2.55	6.64
	AG/CT	1043	21.26	55.39
	AT/AT	552	11.25	29.31
	CG/CG	163	3.32	8.66
3核苷酸	AAC/GTT	126	2.57	4.50
	AAG/CTT	1117	22.76	39.86
	AAT/ATT	380	7.74	13.56
	ACC/GGT	92	1.87	3.28
	ACG/CGT	82	1.67	2.93
	ACT/AGT	22	0.45	0.79
	AGC/CTG	155	3.16	5.53
	AGG/CCT	149	3.04	5.32
	ATC/ATG	158	3.22	5.64
	CCG/CGG	521	10.62	18.59
4核苷酸	AAAC/GTTT	10	0.20	7.41
	AAAG/CTTT	50	1.02	37.04
	AAAT/ATTT	32	0.65	23.70
	AACC/GGTT	1	0.02	0.74
	其他	42	0.86	31.11
5核苷酸	AAAAC/GTTTT	1	0.02	2.22
	AAAAG/CTTTT	22	0.45	48.89
	AAAAT/ATTTT	3	0.06	6.67
	AAATC/ATTTG	1	0.02	2.22
	其他	18	0.37	40.00
6核苷酸	AAAAAG/CTTTTT	2	0.04	4.76
	AAAATC/ATTTTG	1	0.02	2.38
	AAAGAG/CTCTTT	3	0.06	7.14
	AAATGC/ATTTGC	1	0.02	2.38
	其他	35	0.71	83.33