在今年的“十五”重大成果展中,世界第一张家蚕基因图谱暨家蚕基因组测序及功能基因组的研究不仅为基因组计划贡献了中国的力量,也是中国分子生物学家们的骄傲。但这一家蚕基因组“框架图”绘制工作的完成并不代表整个研究的结束,来自中国科学院上海生命科学研究所植物生理生态研究所的研究人员于2005年11月1日在美国国家科学院院刊《PNAS》上以“Simple sequence repeat-based consensus linkage map of Bombyx mori”为题公布了完整家蚕SSR遗传连锁图谱。
SSR,即简单重复序列(Simple Sequence Repeats),也称为微卫星标记。在生物基因组中,尤其是高等生物基因组中含有大量重复序列,根据重复单位长度可分为卫星DNA、微卫星DNA和小卫星DNA等。微卫星DNA由1-6个核苷酸组成的基本单位重复多次构成,长度一般在200bp以下,广泛分布于基因组不同位置。
由于SSR重复单位数目存在高度变异,表现为序列突变或微卫星数目的整倍性变异,导致多个位点的多态性。因此,利用SSR标记数量多、多态性高、呈共显性和分布均匀的特点,可以构建SSR标记遗传连锁图,为家蚕重要功能基因定位克隆提供研究平台。
现任中国科学院上海生命科学院植物生理生态研究所环境生物学与分子生态学研究室主任的黄勇平教授领导的研究小组,利用国内SSR遗传图谱研究和家蚕遗传资源优势,与美国、日本的科学家共同构建了包括518个SSR标记、28个连锁组(每个连锁组含7-40个标记)、长度约为3431.9cM的新一代完整遗传连锁图谱。虽然早在1995年就已构建了RAPD遗传图谱,之后又有AFLP和RFLP遗传图谱,但这些标记方法各有缺点,因此需要应用价值大、种属特异性强的SSR标记。在构建过程中,研究人员首先利用2,500个(CA)n-和(CT)n-based SSR标记确定了17%-24%的多态性,在作图群体Dazao和C108(回交群体)中建立了29个SSR连锁组,接着进一步将其聚类到28组中并整合到28条染色体上,最后在SSR连锁图上整合一个可见突变p和29个昆虫保守基因,得到了一张包含之前未知的518个SSR标记的家蚕遗传连锁第二代图谱。
这一研究是家蚕基因组研究的一部分,中科院上海生命科学研究所昆虫功能基因组学研究组自2003年一直开展家蚕SSR遗传连锁图谱构建。利用这些图谱可以对与变态和发育相关的基因、家蚕丝质相关基因以及鳞翅目昆虫的重要基因进行定位分析,因此这一研究在应用和理论上都是一项重要成果。
原文出处:Xue-Xia Miao, et al. Simple sequence repeat-based consensus linkage map of Bombyx mori. PNAS 2005, 102: 16303-16308; published online before print November 1, 2005, 10.1073/pnas.0507794102