Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khảo sát và xác thực các dấu hiệu lặp đơn giản mới (SSR) được phát sinh từ bộ gen dừa (Cocos nucifera L.)
Tóm tắt
Trong quá khứ, việc phát triển các dấu hiệu lặp đơn giản (SSR) ở dừa được thực hiện thông qua việc thăm dò microsatellite trong các dòng chromosome nhân tạo vi khuẩn (BAC) hoặc sử dụng các dấu hiệu SSR đã được phát triển trước đó từ các bộ gen có quan hệ gần gũi. Những dấu hiệu SSR của dừa này hiện có sẵn công khai trong tài liệu đã xuất bản và cơ sở dữ liệu trực tuyến; tuy nhiên, số lượng khá hạn chế. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng một quy trình dự đoán SSR toàn bộ bộ gen dừa được thiết lập tại địa phương để tạo ra một lượng lớn các dấu hiệu SSR dừa. Tổng cộng có 7139 dấu hiệu SSR mới được tạo ra từ lắp ráp bộ gen của dừa ‘Catigan Green Dwarf’ (CATD). Một tập hợp con của các dấu hiệu, tổng cộng 131, đã được chọn để tổng hợp dựa trên việc lọc motif, phân bố contig, loại trừ kích thước sản phẩm và độ thành công của PCR in silico trong lắp ráp bộ gen CATD. Công cụ OligoAnalyzer cũng được sử dụng với các tham số mong muốn sau: %GC, 40–60%; giá trị ΔG tối thiểu cho vòng lặp hairpin, −0.3 kcal/mol; giá trị ΔG tối thiểu cho tự dimer, −0.9 kcal/mol; và giá trị ΔG tối thiểu cho heterodimer, −0.9 kcal/mol. Chúng tôi đã tổng hợp, tối ưu hóa và khuếch đại thành công 131 dấu hiệu SSR mới trong dừa bằng cách sử dụng các kiểu gen ‘Catigan Green Dwarf’ (CATD), ‘Laguna Tall’ (LAGT), ‘West African Tall’ (WAT), và SYNVAR (LAGT × WAT). Trong số 131 dấu hiệu SSR, 113 đã cho thấy tính đa hình giữa các kiểu gen dừa được phân tích. Việc phát triển các dấu hiệu SSR mới cho dừa sẽ phục vụ như một nguồn tài nguyên quý giá cho việc lập bản đồ các vị trí tính trạng định lượng (QTLs), đánh giá sự đa dạng di truyền và cấu trúc quần thể, kiểm tra tính lai giống, và các ứng dụng nhân giống cây trồng có trợ giúp từ dấu hiệu khác.
Từ khóa
#dấu hiệu lặp đơn giản #SSR #dừa #Cocos nucifera #lắp ráp bộ gen #di truyền #tính đa hình #nhân giống cây trồngTài liệu tham khảo
Anderson JR, Lubberstedt T (2003) Functional markers in plants. Trend Plant Sci 8:554–560
Batugal P, Bourdeix R, Baudouin L (2009) Coconut breeding. In: Jain SM, Priyadarshan PM (eds) Breeding plantation tree crops: tropical species. Springer Science Business Media, LLC, pp 327–373
Doyle JJ, Doyle JL (1990) Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus 12:13–15
FAOSTAT Database. 2013. http://faostat.fao.org/
Foale M (2003) The coconut odyssey: the bounteous possibilities of the tree of life. ACIAR Monograph 101:132
Harries HC (1978) Evolution, dissemination and classification of Cocos nucifera L. Bot Rev 44(3):265–320
Kesawat MS, Kumar BD (2009) Molecular markers: it’s application in crop improvement. J Crop Sci Biotechnol 12(4):169–181
Konan KJN, Koffi KKE, Konan JL, Lebrun P, Dery SK, Sangare A (2007) Microsatellite gene diversity in coconut (Cocos nucifera L.) accessions resistant to lethal yellowing disease. Afr J Biotechnol 6(4):341–347
Lantican D, Strickler S, Canama A, Gardoce R, Mueller L, Galvez H (2019) De novo genome sequence assembly of dwarf coconut (Cocos nucifera L. ‘Catigan green dwarf’) provides insights into genomic variation between coconut types and related palm species. G3 (Bethesda) 9(8):2377–2393. https://doi.org/10.1534/g3.119.400215 PMID: 31167834; PMCID: PMC6686914
Lebrun P, N'cho Y, Seguin M, Grivet L, Baudouin L (1998) Genetic diversity in coconut (Cocos nucifera L.) revealed by restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers. Euphytica 101(1):103–108. https://doi.org/10.1023/a:1018323721803
Mason AS (2015) SSR genotyping. In: Batley J (ed) Plant genotyping. Springer, New York, pp 77–89
Meerow AW, Krueger RR, Singh R, Low ETL, Maizuraithnin M, Ooi LCL (2012) Coconut, date, and oil palm genomics. In: Schnell RJ, Priyadarshan PM (eds) Genomics of tree crops. © Springer Science Business Media, LLC, pp 299–351. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-0920-5_10
Palliyarakkal MK, Ramaswamy M, Vadivel A (2011) Microsatellites in palm (Arecaceae) sequences. Bioinformation. 7(7):347–351
Perera L, Russell JR, Provan J, Powell W (1999) 1999. Identification and characterization of microsatellites in coconut (Cocos nucifera L.) and the analysis of coconut population in Sri Lanka. Mol Ecol 8:344–346
Perera L, Russell JR, Provan J, Powell W (2003) Studying genetic relationships among coconut varieties/populations using microsatellite markers. Euphytica 132:121–128
Perera L, Russell RJ, Provan J, Mcnicol WJ, Powell W (1998) Evaluating genetic relationships between indigenous coconut (Cocos nucifera L.) accessions from Sri Lanka by means of AFLP profiling. Theor Appl Genet 96(3):545–550. https://doi.org/10.1007/s001220050772
Perera PIP, Hocher V, Verdeil JL, Yakandawala DMD, Weerakoon LK (2007) Recent advances in anther culture of coconut (Cocos nucifera L.). In: Xu Z, Li J, Xue Y, Yang W (eds) Biotechnology and sustainable agriculture 2006 and beyond. Springer, Dordrecht, p 451
Philippine Statistics Authority. 2017. Agricultural foreign trade statistics of the Philippines: 2015. https://psa.gov.ph
Philippine Statistics Authority. 2018. Selected Statistics on Agriculture 2013-2017. https://psa.gov.ph
Powell W, Machray GC, Provan J (1996) Polymorphism revealed by simple sequence repeats. Trends Plant Sci 1(7):215–222
Rivera R, Edwardds KJ, Barker JHA, Arnold GM, Ayad G, Hodgkin T, Karp AA (1999) Isolation and characterization of polymorphic microsatellites in Cocos nucifera L. Genome 42:668–675
Rotmistrovsky K, Jang W, Schuler GD (2004) A web server for performing electronic PCR. Nucleic acids research, 32 (web server issue), W108–W112. https://doi.org/10.1093/nar/gkh450
Sharma A, Namdeo AG, Mahadik KR (2008) Molecular markers: new prospects in plant genome analysis. Pharmacogn Rev 2(3):23–34
Sindhumole P, Ambili SN (2011) Marker assisted breeding in coconut (Cocos nucifera L.). Gregor Mendel Foundation Proceedings 2011:30-32
Teulat B, Aldam C, Trehin R, Lebrun P, Barker JHA, Arnold GM, Karp A, Baudouin L, Rognon F (2000) 2000. An analysis of genetic diversity in coconut (Cocos nucifera L.) populations from across the geographic range using sequence-tagged microsatellites (SSRs) and AFLPs. Theor Appl Genet 100:764–771. https://doi.org/10.1007/s001220051350
Vavilov NI (1926) Centres of origin of cultivated plants. Bull Appl Bot Genet Plant Breed 16:1–248
Wang X, Wang L (2016) GMATA: an integrated software package for genome-scale SSR mining, marker development and viewing. Front Plant Sci 7:1350
Wu Y, Yaodong Y, Qadri R, Iqbal A, Li J, Fan H, Wu Y (2019) Development of SSR markers for coconut (Cocos nucifera L.) by selectively amplified microsatellite (SAM) and its applications. Trop Plant Biol 12(1):32–43
Xia W, Xiao Y, Liu Z, Luo Y, Mason A, Haikuo F, Yang Y, Zhao S, Peng M (2014) Development of gene-based simple sequence repeat markers for association analysis in Cocos nucifera. Mol Breed 34(2):1–11
Xiao Y, Luo Y, Yang Y, Fan H, Xia W, As M, Zhao S, Sager R, Qiao F (2013) Development of microsatellite markers in Cocos nucifera and their application in evaluating the level of genetic diversity of Cocos nucifera. Plant Omics J 6(3):193–200
Xu Y, Crouch JH (2008) Marker-assisted selection in plant breeding: from publications to practice. Crop Sci 48:391–407. https://doi.org/10.2135/cropsci2007.04.0191