呂學高,樓肖成,朱正梅,趙軍華
(浙江省東陽玉米研究所,浙江 東陽 322105)
SSR (simple sequence repeats)標記因具有快速、準確,信息含量高、呈共顯性分離、易于分析、重復(fù)可靠等優(yōu)點,被廣泛用于玉米指紋圖譜構(gòu)建、品種真實性鑒定以及純度檢驗[1-3]。利用SSR指紋技術(shù)鑒定區(qū)域試驗品種的一致性和真實性在普通玉米中已于2002年開展,并出臺了相應(yīng)標準,2006年在鮮食甜、糯玉米上也開展了此項工作[4]。作者以浙江省4個甜玉米和3個糯玉米品種為材料,選用38 對玉米SSR 核心引物分析檢測純度,以期為浙江特用玉米新品種保護和種子生產(chǎn)提供參考,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧食安全和農(nóng)民利益提供幫助。現(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報道如下。
7個特用玉米品種,4個甜玉米是超甜3號(三交種)、超甜4號、浙甜6號、浙甜8號;3個糯玉米分別是浙糯玉1號 (三交種)、浙糯玉3號、浙糯玉4號。38 對引物參照北京農(nóng)林科學院玉米研究中心核心引物篩選[2,5](表1),由上海生工生物工程(上海)有限公司合成。SSR 標記在浙江省農(nóng)科院作物與核技術(shù)應(yīng)用研究所分子育種中心檢測。
玉米基因組DNA 提取。隨機選取超甜3號和浙糯玉1號玉米種子15粒,其余品種10粒,將玉米種子置于20 (夜12 h)~26℃ (晝12 h)培養(yǎng)箱培養(yǎng)至2 葉1 心,取第2 葉片放入1.5 mL 離心管研磨,采用CTAB 法提取玉米總DNA。
SSR 檢測。PCR 擴增反應(yīng)體系10 μL,反應(yīng)體系組成:1 μL 10×Buffer、0.6 μL 25 mmol MgCl2、0.8 μL dNTP (各2.5 mmol)、0.05 μL Taq 酶(5 U·μL-1)、2 μL DNA 模板、2 μL SSR 引物、ddH2O 定容。反應(yīng)程序:94℃預(yù)變性2 min;94℃變性30 s,55~60℃退火40~60 s,72℃延伸1 min,35個循環(huán);72℃延伸5 min[2,5]。
電泳檢測:3%瓊脂糖凝膠 (0.5× TBE+EB)電泳,10 μL PCR 產(chǎn)物點樣,恒壓300 V,電泳30~60 min,AlphaImager EP 凝膠成像系統(tǒng)檢測。
38 對SSR 引物在7個品種中共篩選出具有多態(tài)性差異引物23對,其中 umc1125y3、bnlg1520K1、phi233376y1、phi041y6 在4個以上品種中均表現(xiàn)多態(tài)性差異,差異多態(tài)性頻率較高。umc2007y4、bnlg1702k1、umc1545y2、bnlg1671y17、umc1429y7 可作為超甜 3號品種純度檢測;umc1125y3、umc1506k12、umc2115k3 可作為超甜4號品種純度檢測;umc1125y3、umc2115k3、phi233376y1 可作為浙甜 6號品種純度檢測;umc1125y3、bnlg240k1、phi080k15、umc2115k3、phi299852y2、phi041y6 可作為浙甜8號品種純度檢 測;umc1125y3、umc1999y3、phi233376y1、umc2163w3 可作為浙糯玉1號品種純度檢測;umc1125y3、umc1429y7 可作為浙糯玉3號品種純度 檢 測;bnlg1702k1、umc1999y3、umc1429y7、phi299852y2、umc2160k3、phi233376y1、phi041y6可作為浙糯玉4號品種純度檢測。
表1 雜交種純度分析的引物
由表2 可以看出,7個特用玉米品種超甜3號、超甜4號、浙甜6號、浙甜8號、浙糯玉1號、浙糯玉3號、浙糯玉4號的SSR 平均檢測純度分別為87%,96.8%,96.5%,98.9%,89.3%,95.8%和99.0%。其中超甜3號和浙糯玉1號為三交種,單個引物位點檢測純度最低值分別為78.6% 和66.7%。由于SSR 檢測缺乏三親本完全差異位點,對無差異位點是否來自雙親遺傳難以判定,可能降低該位點檢測純度。
表2 雜交種純度的檢測結(jié)果
選用的38 對玉米SSR 引物對7個特用玉米品種進行純度檢測結(jié)果,共篩選差異性引物23 對,其 中,umc1125y3、bnlg1520K1、phi233376y1、phi041y6 等引物在多個品種中表現(xiàn)多態(tài)性。經(jīng)SSR檢測7個特用玉米品種超甜3號、超甜4號、浙甜6號、浙甜8號、浙糯玉1號、浙糯玉3號、浙糯玉4號的純度分別為87.0%,96.8%,96.5%,98.9%,89.3%,95.8%和99.0%。
玉米SSR 標記豐富的多態(tài)性和目前已開發(fā)出2 000 多對玉米SSR 引物數(shù)量,為玉米雜交種純度鑒定提供保障。影響雜交玉米種子純度,通常有多種綜合因素,利用一種SSR 引物可能不能區(qū)分開是什么原因引起的混雜,因此選取那些擴增條帶位置各不相同的引物,將它們組合起來擴增得到的特異分子標記,可以大大提高檢測的準確度[6-8]。
SSR 標記檢測方法是在DNA 分子水平上的檢測手段,SSR 多態(tài)性是與性狀連鎖的DNA 標記,與性狀間有一定的遺傳距離,因而在繁殖過程中可能出現(xiàn)交換導致基因重組,從而造成檢測的誤差。表現(xiàn)在檢測結(jié)果上,分子鑒定獲得的雜交種純度一般低于常規(guī)方法。要解決這一問題,可通過大量樣本的檢測分析,求出校正純度值的回歸方程,計算出更準確的純度值[3]。
目前國內(nèi)外玉米生產(chǎn)上普遍利用單交種,這類雜交種遺傳性狀穩(wěn)定,雜交優(yōu)勢強,增產(chǎn)顯著。三交種的整齊度不如單交種,制種技術(shù)及環(huán)節(jié)也比單交種復(fù)雜,但制種產(chǎn)量比單交種成倍提高,且在特用玉米上有改善品質(zhì)、提高抗性等優(yōu)勢,這類雜交種在國內(nèi)外仍有少量利用[9]。三交種是一個雜合程度較大的遺傳平衡群體,具有較復(fù)雜的遺傳基礎(chǔ),目前SSR 分子標記技術(shù)應(yīng)用于三交種測定的研究報道較少,如三個親本SSR 完全差異引物的大量篩選、基因交換重組比例、測定群體的擴大等研究有待深入。
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