Panax notoginsengにおける葉緑体分子マーカーの開発と応用

[Development and application of chloroplast molecular markers in Panax notoginseng].

• Jia-Ling Sun
• Yan Han
• Xiu-Ming Cui
• Yuan Liu

抄録

これらの分子マーカー（cpSSR, cpSNP, cpIndel）は、Panax notoginseng葉緑体ゲノムの全ゲノム配列に基づいて開発されたものであり、将来のP. notoginsengの生殖資源の評価・解析のための強力なツールとなる。実験に使用したP. notogoginsengのサンプルは9群89点であり、本研究のデータはNCBIから得たものであり、GenBank番号は以下の通りである。KJ566590、KP036468、KR021381およびKT001509であった。配列解析の結果、30の多型部位（SNPとIndel）が同定され、そのうち16のcpSNPと14のcpIndelが遺伝子間領域に占める割合をはるかに超えていることがわかった。発達したcpSSRは87-89に達し，リピート単位は主にトリヌクレオチドで構成され，70-71％を占め，ジヌクレオチドは7％と最も少なかった．cpSSRプライマー7本、cpIndelプライマー6本、cpSNPプライマー5本を含む18種類のcpDNA分子マーカーを開発した。コントロールとしてMatK遺伝子とycf1プライマーを選択した。DNAゲル電気泳動の結果，cpSSR-5，pgcpir019およびpncp08は，P. notoginsengの異なる栽培個体群を区別するために使用できることがわかった。これらの中でも、cpSSR-5とpgcpir019は、包括的な配列長、集団π値、平均ヌクレオチド差により、高麗人参の種間資源を区別するためにも使用することができる。しかし、pncp08は、P. notoginsengの異なる集団を区別するためにのみ使用することができる。また、プライマーpncp-M(MatK遺伝子に基づく)がcpSSR-5、pgcpir019、pncp08よりも弱いP. notoginsengの集団を区別する効果もある。

The molecular markers(cpSSR, cpSNP and cpIndel) were developed based on the whole genome sequence of Panax notoginseng chloroplast genome, which provide a powerful tool for the evaluation and analysis of the future P. notoginseng germplasm resources. The 89 P. notoginseng samples from 9 groups were used for the experiment, and the data for the study were derived from NCBI and the GenBank numbers were: KJ566590, KP036468, KR021381 and KT001509. Through sequence alignment, 30 polymorphic sites(SNP and Indel) were identified, including 16 cpSNP and 14 cpIndel; cpSNP and cpIndel accounted for far more than the gene region in the intergenic region. The developed cpSSR reached 87-89, the repeat unit was mainly composed of trinucleotide, accounting for 70%-71%, and the dinucleotide was the least, accounting for 7%. Eighteen cpDNA molecular markers were developed, including 7 cpSSR primers, 6 cpIndel primers, and 5 cpSNP primers. The MatK gene and ycf1 primers were chosen as control. According to the results of DNA gel electrophoresis, cpSSR-5, pgcpir019 and pncp08 can be used to distinguish different cultivated populations of P. notoginseng. Among them, cpSSR-5 and pgcpir019 can also be used to distinguish the inter-species resources of ginseng by comprehensive sequence length, population π value and average nucleotide difference. However, pncp08 can only be used to distinguish different populations of P. notoginseng. In addition, the effect of distinguishing the groups of P. notoginseng, which the primer pncp-M(based on the MatK gene) is weaker than the cpSSR-5, pgcpir019 and pncp08.