Development and application of perfect SSR markers in cotton
Creators
- 1. Cotton Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Abstract Background This study aimed to develop a set of perfect simple sequence repeat (SSR) markers with a single copy in the cotton genome, with the objective of constructing a DNA fingerprint database that is suitable for authenticating cotton cultivars. We optimized the PCR system for multi-platform compatibility and improving detection efficiency. Based on the reference genome of upland cotton and 10× resequencing data of 48 basic cotton germplasm lines, single-copy polymorphic SSR sites were identified and developed as diploidization SSR markers. The SSR markers were detected by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis for initial screening, then fluorescence capillary electrophoresis for secondary screening. The final perfect SSR markers were evaluated and verified using 210 lines from different sources among Chinese cotton regional trials. Results Using bioinformatics techniques, 1,246 SSR markers were designed from 26,626 single-copy SSRs. Adopting a stepwise (primary and secondary) screening strategy, a set of 60 perfect SSR markers was selected that showed high amplification efficiency and stability, easy interpretation of peak type, multiple allelic variations, high polymorphism information content (PIC) value, uniform chromosome distribution, and single-copy characteristics. A multiplex PCR system was established with ten SSR markers using capillary electrophoresis detection. Conclusions A set of perfect SSR markers of cotton was developed and a high-throughput SSR marker detection system was established. This study lays a foundation for large-scale and standardized construction of a cotton DNA fingerprint database for authenticating cotton varieties.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة تهدف هذه الدراسة إلى تطوير مجموعة من علامات تكرار التسلسل البسيط المثالي (SSR) مع نسخة واحدة في جينوم القطن، بهدف بناء قاعدة بيانات بصمة الحمض النووي المناسبة لمصادقة أصناف القطن. لقد قمنا بتحسين نظام تفاعل البوليميراز المتسلسل للتوافق متعدد المنصات وتحسين كفاءة الكشف. استنادًا إلى الجينوم المرجعي لقطن المرتفعات وبيانات إعادة التسلسل 10× لـ 48 خطًا أساسيًا من البلازما الجرثومية للقطن، تم تحديد وتطوير مواقع SSR متعددة الأشكال بنسخة واحدة كعلامات SSR ثنائية الصيغة الصبغية. تم الكشف عن علامات SSR عن طريق تغيير طبيعة الرحلان الكهربائي لهلام بولي أكريلاميد للفحص الأولي، ثم الرحلان الكهربائي الشعري الفلوري للفحص الثانوي. تم تقييم علامات SSR المثالية النهائية والتحقق منها باستخدام 210 خطًا من مصادر مختلفة بين التجارب الإقليمية للقطن الصيني. النتائج باستخدام تقنيات المعلوماتية الحيوية، تم تصميم 1246 علامة SSR من 26626 SSRs أحادية النسخة. اعتمادًا على استراتيجية الفحص المتدرج (الأولي والثانوي)، تم اختيار مجموعة من 60 علامة مثالية من علامات SSR التي أظهرت كفاءة واستقرارًا عاليين للتضخيم، وتفسيرًا سهلاً لنوع الذروة، واختلافات أليلية متعددة، وقيمة عالية لمحتوى معلومات تعدد الأشكال (PIC)، وتوزيعًا موحدًا للكروموسوم، وخصائص نسخة واحدة. تم إنشاء نظام تفاعل البوليميراز المتسلسل متعدد الإرسال مع عشرة علامات تفاعل البوليميراز المتسلسل باستخدام الكشف عن الرحلان الكهربائي الشعري. الاستنتاجات تم تطوير مجموعة من علامات SSR المثالية للقطن وتم إنشاء نظام كشف علامات SSR عالي الإنتاجية. تضع هذه الدراسة أساسًا لبناء واسع النطاق وموحد لقاعدة بيانات بصمة الحمض النووي للقطن لمصادقة أصناف القطن.Translated Description (French)
Contexte Cette étude visait à développer un ensemble de marqueurs parfaits de répétition de séquence simple (SSR) avec une seule copie dans le génome du coton, dans le but de construire une base de données d'empreintes digitales d'ADN adaptée à l'authentification des cultivars de coton. Nous avons optimisé le système PCR pour une compatibilité multiplateforme et améliorer l'efficacité de la détection. Sur la base du génome de référence du coton des hautes terres et des données de reséquençage 10× de 48 lignées de germoplasme de coton de base, des sites SSR polymorphes à copie unique ont été identifiés et développés en tant que marqueurs SSR de diploïdisation. Les marqueurs SSR ont été détectés par électrophorèse sur gel de polyacrylamide dénaturant pour le criblage initial, puis par électrophorèse capillaire par fluorescence pour le criblage secondaire. Les marqueurs finaux parfaits de la SSR ont été évalués et vérifiés à l'aide de 210 lignées provenant de différentes sources parmi les essais régionaux sur le coton chinois. Résultats En utilisant des techniques bioinformatiques, 1 246 marqueurs SSR ont été conçus à partir de 26 626 SSR à copie unique. En adoptant une stratégie de criblage par étapes (primaire et secondaire), un ensemble de 60 marqueurs SSR parfaits a été sélectionné qui ont montré une efficacité et une stabilité d'amplification élevées, une interprétation facile du type de pic, des variations alléliques multiples, une valeur de contenu d'information de polymorphisme (CIP) élevée, une distribution chromosomique uniforme et des caractéristiques de copie unique. Un système de PCR multiplex a été mis en place avec dix marqueurs SSR utilisant la détection par électrophorèse capillaire. Conclusions Un ensemble de marqueurs SSR parfaits du coton a été développé et un système de détection de marqueurs SSR à haut débit a été mis en place. Cette étude jette les bases d'une construction à grande échelle et standardisée d'une base de données d'empreintes digitales d'ADN de coton pour l'authentification des variétés de coton.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes Este estudio tuvo como objetivo desarrollar un conjunto de marcadores perfectos de repetición de secuencia simple (SSR) con una sola copia en el genoma del algodón, con el objetivo de construir una base de datos de huellas dactilares de ADN que sea adecuada para autenticar cultivares de algodón. Optimizamos el sistema de PCR para la compatibilidad multiplataforma y la mejora de la eficiencia de detección. Con base en el genoma de referencia del algodón de tierras altas y datos de resecuenciación 10x de 48 líneas básicas de germoplasma de algodón, se identificaron y desarrollaron sitios de SSR polimórficos de una sola copia como marcadores de SSR de diploidización. Los marcadores SSR se detectaron mediante electroforesis en gel de poliacrilamida desnaturalizante para el cribado inicial, luego electroforesis capilar de fluorescencia para el cribado secundario. Los marcadores SSR perfectos finales se evaluaron y verificaron utilizando 210 líneas de diferentes fuentes entre los ensayos regionales de algodón chino. Resultados Utilizando técnicas bioinformáticas, se diseñaron 1.246 marcadores SSR a partir de 26.626 SSR de una sola copia. Adoptando una estrategia de detección gradual (primaria y secundaria), se seleccionó un conjunto de 60 marcadores SSR perfectos que mostraron alta eficiencia y estabilidad de amplificación, fácil interpretación del tipo de pico, múltiples variaciones alélicas, alto valor de contenido de información de polimorfismo (PIC), distribución cromosómica uniforme y características de copia única. Se estableció un sistema de PCR múltiple con diez marcadores SSR utilizando detección por electroforesis capilar. Conclusiones Se desarrolló un conjunto de marcadores SSR perfectos de algodón y se estableció un sistema de detección de marcadores SSR de alto rendimiento. Este estudio sienta las bases para la construcción a gran escala y estandarizada de una base de datos de huellas dactilares de ADN de algodón para autenticar variedades de algodón.Files
v1.pdf.pdf
Files
(479.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:254c3a1b2247f9b9acbc952e610c6d64
|
479.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تطوير وتطبيق علامات SSR المثالية في القطن
- Translated title (French)
- Développement et application de marqueurs SSR parfaits en coton
- Translated title (Spanish)
- Desarrollo y aplicación de marcadores SSR perfectos en algodón
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4249174880
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-23020/v1