刺叶苏铁EST序列中SSR信息分析

摘要基于NCBI数据库中刺叶苏铁的21 997条EST序列，统计分析了其EST-SSR的组成与分布特点。经过剔除冗余和低质量序列后，得到长度为7 926 783 bp的无冗余EST序列13 640条。在这些序列中共搜索出了875条EST序列含有1 176个SSR，出现频率为8.6%。这些SSR的主要重复基序有A/T，C/G，AC/GT，AG/CT，AT/AT，CG/CG，AAC/GTT，AAG/CTT，AAT/ATT，ACC/GGT，ACG/CGT，AGC/CTG，AGG/CCT，ATC/ATG，AAAT/ATTT，AAGG/CCTT，AATT/AATT，ACAT/ATGT和AAACCC/GGGTTT。一、二、三核苷酸重复类型是主体，三者共占总数的99.1%。A/T、AT/AT、AG/CT、AAG/CTT和AAT/ATT分别是其优势重复基元，分别占总数的41.7%、11.5%、11.9%、2.6% 和2.5%。该研究为刺叶苏铁EST-SSR标记的开发与应用奠定了基础。

关键词刺叶苏铁；EST；SSR

中图分类号 S791.11；Q524 文献标识码A文章编号 1007-5739（2012）08-0044-02

简单重复序列（Simple Sequence Repeat，SSR）是由核苷酸重复基元串联组成的高度重复序列，广泛存在于真核生物基因组的编码区和非编码区。分子标记SSR具有共显性、多态性高和重复性好的特点[1]，广泛应用于物种鉴定、遗传连锁图谱的构建和种质资源遗传多样性等研究中。但SSR没有物种之间广泛通用的引物，而基因组SSR引物的开发需要构建DNA文库，SSR克隆筛选和测序以弄清楚SSR两端的DNA序列信息。这一过程费时耗力，成本也很高。

表达序列标签（expressed sequence tags，ESTs）是在生物体特定时空表达基因的一段cDNA序列总和，其长度一般为150～500 bp。EST中7%～10%的序列含有可用于建立标记的SSR[2]。因此，日益快速增加的EST信息成为开发SSR的重要资源。与基因组SSR相比，EST-SSR标记由于源自基因的转录序列，可直接用于基因作图和基因发掘，同时还具有信息量大、近缘物种之间通用性好、开发简捷等优点，是目前一种主要的功能性分子标记。

苏铁是最古老、最原始的现存种子植物。其历经了2亿多年的沧桑演化，蕴涵着丰富的遗传变异信息。这对研究古生物学、古气候学和古地理学以及种子植物的起源与早期演化都具有重要价值[3-4]。同时，苏铁植物是一种人们十分喜爱的观赏园林植物，其树形优美，羽叶宛如孔雀开屏，且四季长青。近几十年来，因为生境的丧失和过度采挖，野生苏铁植物急剧减少，日益变得稀有、濒危，甚至面临灭绝的危险。因此，世界保护联盟（IUCN）的《世界野生植物濒危物种红皮书》把苏铁誉为“植物界的大熊猫”，将其所有物种列为重点保护对象。刺叶苏铁（Cycas rumphii Miq.）自然分布于巴布亚新几内亚、印度尼西亚与斐济等局部地区，但在我国华南地区亦能见到这个珍稀物种，或为植物园的迁地保护对象，或为家庭庭院的观赏植物。可能是因为引入的历史比较久远，我国华南地区的人们习惯地称之为“华南苏铁”。

该文对美国国家生物技术信息中心（NCBI）数据库中刺叶苏铁的21 997条EST-SSR信息（截至2012年2月）进行发掘和比较，对其组成和分布特点进行统计和分析，并对其多态性潜能进行前瞻性评价，为刺叶苏铁 EST-SSR分子标记的开发与应用，及开展相关分子遗传学研究奠定了基础。

1材料与方法

1.1刺叶苏铁EST序列来源与前处理

首先，以FASTA格式从NCBI下载刺叶苏铁的EST序列。然后利用EST-trimmer软件（http：//.cn/qkimages//xdny/xdny201208/xdny20120820-1-l.jpg" hspace="15" vspace="5" align="">

刺叶苏铁EST-SSR的重复类型比较丰富。除了五碱基重复基元的SSR没有检测到之外，其余的5种碱基重复基元均有不同类型重复，而各种类型出现的频率差异很大（表1）。重复基元主要集中在一至三核苷酸重复上，占总EST-SSR的99.1%，其中1个核苷酸重复基元的SSR数量最多，共有668个，占SSR总数的56.8%；其次为2个核苷酸重复重复基元的SSR，有360个，占SSR总数的30.6%；3个核苷酸重复基元的SSR有138个，占SSR总数的11.7%。而4个核苷酸重复基元的SSR只检测到为9个，占总数的0.8%；仅发现1个由6个核苷酸构成重复基元的SSR，仅占总数的0.1%。所占比例随着重复基元核苷酸数目的变化而变化。

2.3不同重复基元SSR的分布频率

刺叶苏铁EST-SSR中共有19种不同的重复基元（表2）。其中，1个核苷酸的有2种，即A/T、C/G，所占比例分别为73.4%和26.6%（图1A）；2个核苷酸的有4种，即AC/GT、AG/CT、AT/AT和CG/CG，所占比例依次为 AG/CT重复基元出现频率（38.9%）>AT/AT（37.5%）> AC/GT（23.3%）>CG/CG（0.3%）（图1B）；3个核苷酸的有8种，其中有5个主要的重复基元，即AAG/CTT、AAT/ATT、AGC/CTG、ATC/ATG和AGG/CCT，它们所组成的SSR占3个核苷酸SSR的88%，其余3个重复基元分别是AAC/GTT、ACC/GGT和ACG/CGT，它们所组成的SSR仅占3个核苷酸SSR的12%（图1C）；而4个和6个核苷酸重复基元分别只有4种和1 种。总体而言，刺叶苏铁中，重复基元A/T组成的EST-SSR所占比例最高（41.7%），而4个和6个碱基重复基元的EST-SSR种类和数量都相对较少。