秦 玥 ,劉夢培 ,傅大立 ,2,朱高浦 ,趙 罕
(1.中國林業(yè)科學研究院 經(jīng)濟林研究開發(fā)中心,河南 鄭州 450003;2.北京林業(yè)大學,北京 100083)
華仁杏Armeniaca cathayanaD. L. Fuet al.屬于薔薇科Rosaceae李亞科Subfam. Prunoideae杏屬ArmeniacaScop.,是2010年傅大立等發(fā)表的我國杏屬一新種[1]。華仁杏是我國重要的木本糧食與油料兼用樹種,具有果核薄、杏仁大、無苦味、含油率高、油質(zhì)上乘、抗性強等優(yōu)良特性。華仁杏種質(zhì)資源豐富,栽培品種較多,但其相關的分子標記研究鮮見報道,新種發(fā)表至今,僅有極少數(shù)學者就其不同品種與雜交種進行了分子標記研究[2-5]。
研究華仁杏的SSR引物,對尋求科學準確的種質(zhì)鑒定技術,解決其生產(chǎn)中存在的品種混雜、同名異物現(xiàn)象具有重要意義。SSR分子標記是近幾年發(fā)展起來的利用范圍較廣的分子標記技術,具有多態(tài)性高、重復性好、共顯性遺傳、數(shù)量豐富、對基因組覆蓋性高等優(yōu)勢[6-8]。目前,SSR分子標記技術以其獨特的優(yōu)勢在遺傳多樣性分析[9-10]、遺傳連鎖圖譜構建[11-12]、基因定位[13]等研究中均發(fā)揮了重要作用。由于華仁杏為近年發(fā)現(xiàn)的新種,目前適用于華仁杏研究的SSR引物未見報道,無法滿足其品種鑒別和起源演化等研究的需要,因此,加快開發(fā)華仁杏SSR引物篩選工作顯得尤為重要。關于其它物種的研究表明[14-16],SSR分子標記在屬內(nèi)不同種間具有一定的通用性,甚至在不同屬間也具有一定的通用性。因此對近緣物種已開發(fā)的SSR引物進行篩選,也是一條獲取SSR引物的重要途徑。
本研究中利用SSR分子標記技術,以華仁杏為供試材料,篩選適合的多態(tài)性引物,旨在為華仁杏遺傳資源的進一步評價研究奠定基礎。
供試華仁杏材料均采集于中國林業(yè)科學研究院張家口實驗基地,共60份(見表1)。SSR引物均由上海英俊公司合成,試驗中所用試劑均購于Takara公司。
表1 供試的華仁杏品種Table 1 The tested cultivars of Armeniaca cathayana
1.2.1 DNA提取
取60份華仁杏幼嫩健康的葉片,利用試劑盒法提取基因組DNA,并用瓊脂糖凝膠電泳和紫外分光光度計檢測其質(zhì)量和濃度。
1.2.2 PCR擴增
PCR反應體系總體積20 μL,其中Premix Taq Version 2.0(Loading dye mix) 9 μL,上下游引物各1 μL(10 μmoL/L)、DNA模板1.5 μL(20 mg/L),ddH2O 7.5 μL。循環(huán)體系 94 ℃預變性 4 min,94 ℃變性40 s,53 ℃退火40 s,72 ℃延伸80 s,35個循環(huán),72 ℃延伸10 min,4 ℃保存。
1.2.3 擴增產(chǎn)物檢測
擴增產(chǎn)物在110 V電壓下,利用1.5%的瓊脂糖凝膠進行電泳,40 min后取出在全自動紫外與可見分析裝置中拍照。
具有清晰條帶的產(chǎn)物在6%聚丙烯酰胺凝膠(PAG)上電泳,200 V電壓,電泳2 h后,將膠取出放入之前配置好的染色液中染色。染色液的配制方法:10 mL 1 moL/L 的NaCl溶液中加入10 μL的10 000×Gelred原液,再用1×TBE定容到100 mL)。30 min后取出拍照[17]。
1.2.4 數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計分析
將電泳圖譜上同一位置清晰出現(xiàn)的條帶記為1,沒有條帶記為0,記錄過程中,統(tǒng)計主要帶型,忽略弱雜帶型,構建SSR引物擴增結果的數(shù)據(jù)庫。統(tǒng)計每對SSR引物PCR擴增出的不同等位位點數(shù),計算每個SSR位點的多態(tài)性信息含量指數(shù)(PIC),,其中Pi為某個SSR位點的第i個等位變異出現(xiàn)頻率占該位點全部等位變異出現(xiàn)頻率的比率。并用PopGene軟件計算雜合度、Shannon指數(shù)等信息。
利用8份華仁杏樣品進行65對李亞科SSR引物的篩選,其中31對引物多態(tài)性較高、穩(wěn)定性較好并且分辨率較高。利用這31對SSR引物對60份華仁杏材料進行擴增,得到產(chǎn)物片段大小在67~394 bp之間,部分電泳結果如圖1與圖2所示,篩選出的31對引物的信息見表2。
利用篩選出的31對SSR引物在60個華仁杏樣品中檢測到138個等位基因位點,每對引物可檢測2~7個等位位點,平均等位位點數(shù)為4.5個。其中,以引物aprigms20、aprigms24和BPPCT030檢測的等位基因最多。平均多態(tài)性信息含量指數(shù)(PIC)為0.72,變化范圍為0.28~0.90,以引物aprigms18的值最高,引物Pchgms2的值最低。
利用PopGene軟件分析31對引物對60份華仁杏材料的檢測結果,結果見表3。從表3可以看出:平均觀測雜合度為0.533 6;引物BPPCT002的值最高,為0.867 9;引物Pchgms2的最低,為0.050 0。平均期望雜合度為0.580 8;引物BPPCT030的值最高,為0.785 9;引物Pchgms2的最低,為0.065 4。Nei指數(shù)(h)的分布范圍在0.064 9~0.779 1之間,平均每個位點的h值為0.575 4。平均每個位點的Shannon信息指數(shù)(I)值為0.646 5;引物BPPCT030的I值最高,為1.674 6;引物Pchgms2的值最低,為0.164 9。
圖1 引物BPPCT030的部分擴增產(chǎn)物的6%聚丙烯酰胺凝膠電泳圖Fig.1 6% PAGE gel electrophoresis of part of ampli fied products with primer BPPCT030
圖2 引物Pchgms2的部分擴增產(chǎn)物的6%聚丙烯酰胺凝膠電泳圖Fig.2 6% PAGE gel electrophoresis of part of ampli fied products with primer Pchgms2
表2 篩選出的31對SSR引物對60份供試材料的擴增結果Table 2 Amplification result of 60 samples by using 31 pairs of primers
表3 華仁杏引物的SSR擴增統(tǒng)計結果和基因多樣性分析Table 3 SSR amplification results of primers and analysis of genetic diversity in Armeniaca cathayana
本研究以華仁杏不同品種作為試驗材料,從65對已公開發(fā)表的SSR引物中篩選出31對引物,可以擴增出清晰的條帶。該31對引物中既包括杏屬引物,也包括李屬及少量其它薔薇科引物,由此可見,SSR標記具有較好的通用性。
利用31對引物在60份華仁杏材料中進行PCR擴增,共檢測到138個等位基因位點,每對引物可檢測2~7個等位位點,其中有3對引物等位位點數(shù)達到7。較高的多態(tài)性顯示了SSR標記具有較高的應用價值,同時也反映了供試材料在該位點存在較大的遺傳差異[18]。
PIC值、雜合度、Nei’s基因多樣性、Shannon信息指數(shù)均是描述引物多態(tài)性的指標。計算每對引物的PIC值,最高可達0.9,平均值也高達0.72,較玉米[19]、辣椒[20]、甜瓜[21]等其它多數(shù)物種偏高。一般認為當PIC>0.5時,該引物為高度多態(tài)性信息引物;當0.25<PIC<0.5時,為中度多態(tài)性信息引物;當PIC<0.25時,為低度多態(tài)性信息引物[22]。本研究中所得平均期望雜合度及觀測雜合度分別為0.533 6及0.580 8,較Fatemeh等[23]和張淑青等[24]試驗所得值0.628和0.68偏低。
綜合幾個指標,31對引物中鑒別能力最強的2對引物為BPPCT030和aprigms18,最弱的2對引物為Pchgms2和aprigms23。
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