カリカルパ・ヌディフローラのSSRのゲノム調査と特性解析

[Genome survey and characteristic analysis of SSR in Callicarpa nudiflora].

• Fu-Lai Yu
• Mei Huang
• Ying-Bo Zhang
• Zhen-Xia Chen
• Yu-Xin Pang
• Zhi-Xin Gu
• Wei Li
• You-Gen Wu

抄録

海南の特徴を持つ李国民薬の一大ブランドであるカリカルパヌディフローラは、解血、止血、抗炎症、抗菌などの効果があり、現在のところ参照ゲノムの情報が不足している。現在、C. nudifloraのリファレンスゲノムに関する情報は不足しています。C. nudifloraのゲノムサイズ、ヘテロ接合率、SSRの特徴を調べることは、全ゲノムde novoシークエンシング戦略の策定や、C. nudifloraのSSR分子マーカー開発のための有効な基礎となる。この目的を実現するために、ハイスループットシークエンシングプラットフォームIllumina Hiseqを用いてC. nudifloraのゲノム構造を解析し、K-mer解析を用いてゲノムサイズ、リピート配列、ヘテロ接合率を推定した。また、MISAソフトウェアを用いて、マーカーとして適したSSR（Simple-sequence repeat）遺伝子座を同定した。その結果、C. nudifloraのゲノムサイズは822.43Mb、ヘテロ接合率は0.85であった。43 Mb、ヘテロ接合率は0.85％、リピート率は71.67％であった。67%のリピートがあり、ゲノムのGC含量は約49.20%.このことから、C. nudifloraは高いヘテロ接合率と繰り返しを持つ複雑なゲノムに属していると考えられる。ゲノム配列中のSSR分子遺伝マーカーを解析したところ、1塩基、2塩基、3塩基の繰り返しモチーフを含む合計206,049個のSSRが同定され、そのうち1塩基、2塩基、3塩基の繰り返しモチーフの合計は198,993個で96％を占めた。57%を占めた。2-6ヌクレオチド繰り返しの中では、AT/AT、AAT/ATT、AGCC/CTGG、AAAAT/ATTTT、AGATAT/ATATCTがそれぞれ最も多く、2-6ヌクレオチド繰り返しの中では、AT/AT、AAT/ATT、AGCC/CTGG、AAAAT/ATTTT、AGATAT/ATATCTが最も多い。本報告書は、C. nudifloraの最初のゲノムワイドな特徴を示すものであり、ゲノムの精密シークエンシングのためのライブラリ構築の参考となるとともに、SSR分子マーカーの開発や遺伝子資源の保護・利用のための分子基盤を提供するものである。

Callicarpa nudiflora,which is a big brand of Li nationality medicine with Hainan characteristics,has the effects of dissolving stasis,hemostasis,anti-inflammatory and antibacterial. At present,there is a lack of information about the reference genome of C. nudiflora. The study of the genome size,heterozygosity rate and characteristics of SSR of C. nudiflora,can provide an effective basis for the formulation of the whole genome de novo sequencing strategy and development of SSR molecular markers of C. nudiflora. To realize this purpose,high throughput sequencing platform Illumina Hiseq was used to sequence the genome structure of C. nudiflora and K-mer analysis was applied to estimate genome size,repeat sequences and heterozygosity rate. Simple-sequence repeat( SSR) loci that are suitable as markers were identified by MISA software. The results showed the estimated genome size of C. nudiflora was 822. 43 Mb,with a 0. 85% heterozygosity rate and 71. 67% repeats,and the GC content of genome was about 49. 20%. Therefore,C. nudiflora belongs to a complex genome with high heterozygosity and repetition. SSR molecular genetic markers were analyzed in the genome sequence,and a total of 206 049 SSRs were identified,among which mono-nucleotide,di-nucleotide and tri-nucleotide repetitive motifs summed up to 198 993,accounting for 96. 57% of the total SSRs. Among the 2-6 nucleotide repeats,AT/AT,AAT/ATT,AGCC/CTGG,AAAAT/ATTTT and AGATAT/ATATCT have the largest number,respectively. This report represents the first genome-wide characterization of C. nudiflora,and provides a reference for the construction of the library for the fine sequencing of the genome,and a molecular basis for the development of SSR molecular markers as well as for the protection and utilization of gene resources.