摘 要

银杏(Ginkgo biloba)，作为迄今为止的最古老的一种裸子植物，被称为植物中的活化石，具有很高的研究和利用价值。SNP标记是多态性最丰富的共显性标记，在生物遗传和育种研究中具有广阔的应用前景。然而，是否存在SNP标记的位点，需通过序列的比对进行验证。在本次研究中，利用挖掘软件预测的银杏SNP位点，通过设计特异性引物、PCR扩增、目标序列片段的测序和分析，验证SNP挖掘软件的可靠性；另一方面利用直接测序法开发SNP位点，探索在银杏中开发SNP的效率。结果表明，SNP挖掘软件在SNP开发实验中可提供一定的参考，但准确性还有待于进一步的提高；对银杏SNP位点的开发实验中，我们在20个基因片段中发现了140个潜在位点，说明直接测序法对于开发潜在的SNP位点是可行的。

关键词：银杏；生物信息学；SNP挖掘；SNP开发；实验验证

Mining and experimental verification of SNPs in Ginkgo

ABSTRACT

Ginkgo biloba, as one of the oldest gymnosperms, known as the living fossil plant, has great value in research and use. The polymorphic is richest in SNP comparing to other markers, so that there is a board application prospects of SNP marker in genetic and breeding research. However, the existence of the SNP markers need to be verified by sequence comparison when we make a research. In this study, we have predicted SNP sites in Ginkgo by mining software. We have verified SNP mining software reliability via a series of work like designing specific primers, doing PCR amplification, sequencing and analyzing the sequence fragment; and meanwhile, we have explored the efficiency of the method of direct sequencing when developed SNP sites in Ginkgo. The results showed that SNP mining software can provide a reference in the development of SNP experiments, but the accuracy needs to be further improved; on the experiment of developing SNP sites in Ginkgo, we have found 140 potential sites in 20 gene fragments point, it indicated it is feasible to develop the potential SNP sites in forest by direct sequencing .

Key words：Ginkgo biloba；bioinformatics；SNP mining；SNP developing；experimental verification

目 录

1 前言 - 1 -

1.1 银杏概况 - 1 -

1.1.1 银杏简介 - 1 -

1.1.2 银杏的应用 - 1 -

1.1.3 银杏的研究 - 2 -

1.2 SNP标记概况 - 2 -

1.2.1 SNP标记简介 - 2 -

1.2.2 SNP标记种类 - 2 -

1.2.3 SNP标记应用以及在林木中研究 - 2 -

1.3 软件开发SNP标记 - 3 -

1.3.1 软件分析数据来源 - 3 -

1.3.2 软件开发SNP位点一般过程 - 4 -

1.4 SNP位点验证方法 - 5 -

1.4.1 概况 - 5 -

1.4.1 根据技术属性分类 - 5 -

1.4.2 根据数据处理通量分类 - 6 -

1.4.3 对验证方法的选择 - 7 -

1.5 目的与意义 - 8 -

2 SNP位点的软件挖掘 - 9 -

2.1 软件处理 - 9 -

2.1.1 软件选择 - 9 -

2.1.2 比对软件选择 - 9 -

2.1.3 数据集选择 - 9 -

2.1.4 评价标准的选择 - 9 -

2.2 软件挖掘效率初判 - 10 -

2.2.1 运行效率初判 - 10 -

2.2.2 不同比对软件对SNP预测的影响 - 10 -

2.2.3 不同SNP软件预测位点数比较 - 10 -

3 SNP位点的验证与开发 - 12 -

3.1 材料与方法 - 12 -

3.1.1 实验材料 - 12 -

3.1.2 实验主要仪器、设备 - 12 -

3.1.3 DNA的提取 - 12 -

3.1.3.1验证实验的DNA提取 - 13 -

3.1.3.2 开发实验的DNA提取 - 13 -

3.1.4 引物设计 - 14 -

3.1.5 目标产物扩增 - 15 -

3.1.6 测序结果分析 - 17 -

3.2 结果与分析 - 17 -

3.2.1 DNA质量检测 - 17 -

3.2.2 PCR产物检测结果 - 18 -

3.2.2.1 验证实验PCR产物检测 - 18 -

3.2.2.2 开发实验PCR产物检测 - 18 -

3.2.3 测序结果分析 - 19 -

3.2.3.1 验证实验测序结果分析 - 19 -

3.2.3.2. 开发实验测序结果分析 - 20 -

…………………………………………………………………………………………………………………

结 论 - 22 -

4.1 SNP软件挖掘效率分析 - 22 -

4.2 SNP位点开发实验分析 - 22 -

4.3 研究展望 - 22 -

致 谢 - 24 -

参考文献 - 25 -

1 前言

1.1 银杏概况

1.1.1 银杏简介

银杏(Ginkgo biloba)，银杏纲（Ginkgo）银杏目（Ginkgopsida）银杏科（Ginkgoaceae）银杏属（Ginkgo）植物，是迄今为止的最古老的一种裸子植物，被称为植物中的活化石。银杏自古种植至今，整体变异却较小，这一特点使其在分类学上占据着特殊的位置^[1]。银杏是我国特有的珍贵植物物种，其寿长，有长寿的寓意，又因挺拔的树姿和美丽的秋季叶景，深得人们喜爱。作为唯一保留至今的古代生存种，它是除化石外今人对史前植物进行研究的重要材料，称之为活化石也正是说明了它的存在价值。作为古老的孑遗树种，银杏的遗传多样性和遗传结构一直以来都是学者们关注的课题。而随着人们对其研究进程的不断加深，银杏的经济价值也逐渐被开发出来，成为集果用、叶用、材用、防护与观赏于一身的多用途树种^[2]。

1.1.2 银杏的应用