杉木SSR分子标记多态性引物的筛选开题报告

1. 研究目的与意义

杉木cunninghamia lanceolata （lamb.）hook.，属松柏目，杉科杉木属乔木，高达30米，胸径可达2.5-3米；树皮灰褐色；冬芽近圆形，雄球花圆锥状，雌球花单生，球果卵圆形，长2.5-5厘米，径3-4厘米；种子扁平，遮盖着种鳞，长卵形或矩圆形，花期4月，球果10月下旬成熟。杉木为亚热带树种，较喜光。喜温暖湿润，多雾静风的气候环境，不耐严寒及湿热，怕风，怕旱。适应年平均温度15℃~23℃，极端最低温度-17℃，年降水量800~2000mm的气候条件。为中国长江流域、秦岭以南地区栽培最广、生长快、经济价值高的用材树种。栽培区北起秦岭南坡、河南桐柏山、安徽大别山、江苏句容、宜兴，南至广东信宜、广西玉林、龙津、云南广南、麻栗坡、屏边、昆明、会泽、大理，东自江苏南部、浙江、福建北部、西部山区，西至四川大渡河流域（泸定磨西面以东地区）及西南部安宁河流域。垂直分布的上限常随地形和气候条件的不同而有差异。在东部大别山区海拔700米以下，福建戴云山区1000米以下，在四川峨眉山海拔1800米以下，云南大理海拔2500米以下。越南也有分布。[1]

目前杉木分子研究所用的标记仍以rapd ( 尤勇等，1998) 、issr ( 齐明，2008 ) 和aflp ( chung et al．2004) 等显性标记为主。近年来，杉木微卫星标记开发有所报道( 张圣等，2013; 徐阳等，2014) ，其原始序列来源于公共数据库中有限的est 或基因组数据，因而开发得到的ssr位点多态性均不理想。为解决杉木ssr标记数量不足、多态性位点质差等问题，需要批量挖掘ssr位点。目前ssr标记在杉木中的应用多数处在开发新的ssr位点以及引物设计这一方面[2]。为了进一步扩大杉木ssr位点的数量，发掘更多的ssr位点，需要对est-ssr进行分析总结，规划出一个高效可行的试验方法，设计出多态性丰富的引物，这就是本课题选题的意义。

参考文献

2. 国内外研究现状分析

（一）杉木种子资源的收集、保存和评价

1、种质资源的收集

杉木优良的种质资源是培育良种的来源，我国从20世纪50年代开始杉木种质资源的研究工作，成果显著。俞新妥教授最早于1957年开始杉木的种源实验（1975福建林学院林业科技资料），与此同时由南京林业大学主持的全国杉木子代测定课题组从20世纪60年代开始进行杉木子代测定、杂交实验、种子园建设、多世代改良等（2004郑仁华、施季森）、在杉木地理种源试验方面，1976年以来先后进行了两次全分布区试验和一次中间试验。1986年初杉木地理种源变异及种源区划分研究通过成果鉴定。20世纪70年代和80年代初建立的初级种子园，已经逐步向改良种子园发展。陈岳武教授之后由施季森教授主持制定了杉木多世代遗传改良方案。在第1代改良的基础上进行了第2代改良，于1985年在沙县官庄国有林场建成我国第一个杉木第二代生产种子园（2004郑仁华、施季森）。我国杉木的第2代改良已初见成效，目前已经进入第3代育种阶段。2000年福建洋口国有林场营建了杉木第3代育种群体收集区，收集无性系291个，有关无性系的生长、材性、适应性、结实性等性状的评价已经基本完成。

3. 研究的基本内容与计划

1、本课题的研究方法及规划

目前植物ssr引物开发方法有多种，有基于生物信息学手段开发ssr引物，基于实验手段开发ssr引物和磁珠富集法开发ssr引物等^[9]，为了节省时间，本课题选择基于生物信息学手段开发ssr引物。具体规划如下：

实验分为两个方面

4. 研究创新点

1、ssr标记的原理

简单序列重复（simple sequence repeats，ssr）标记是基于ssr中核苷酸单位串联重复数目的不同而开发的一种分子标记技术，具有多态性丰富、呈共显性遗传、易于用pcr检测，且在基因组上分布均匀等特点^[1].ssr 通常可以分为基因组ssr (genomic ssr)和est-ssr(genic ssr)两大类。genomic ssr 是基于基因组序列开发的，开发起来费时费力，而且因为探针的缘故，种类比较局限(chen et al., 2006)；est-ssr是指存在于表达的基因序列内的ssr，不包括存在于内含子及非表达的调控区等之中的ssr，通常三个碱基重复的占多数，与不引起基因翻译过程中移码现象的发生相一致(tang et al., 2006)，est-ssr 有更强的种属转移性(lindqvist et al., 2006)。不过一般est-ssr 的重复序列要短于基因组中的ssr，而且从est 中筛选的微卫星要比从基因组中筛选的微卫星多态性低。eujayl 等(2001)发现小麦基因组微卫星多态性53%远高于其est 微卫星多态性25%。作为一种特异引物标记，ssr 标记必须在物种dna 序列已知的情况下才能设计引物进行pcr 扩增，因此开发种属特异的ssr 引物是首要的关键问题。ssr 引物的开发即ssr 位点的发掘，根据特定物种研究背景情况可以分成两大方面：一方面是通过序列数据库发掘ssr 位点，然后设计ssr 位点两侧的特异引物；另一方面是先通过实验的手段得到ssr 位点，再设计相应的引物。^[2]

2、ssr标记在杉木研究中应用的实例