張超凡,黃艷嵐,周 虹,易九紅
(湖南省作物研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410125)
簡(jiǎn)單重復(fù)序列(simple sequence repeat,SSR),又稱微衛(wèi)星DNA和短串聯(lián)重復(fù),可依據(jù)微衛(wèi)星序列兩端互補(bǔ)序列設(shè)計(jì)引物,通過(guò)PCR反應(yīng)擴(kuò)增微衛(wèi)星片段,將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳,再根據(jù)分離片段的大小決定基因型并計(jì)算等位基因頻率。SSR標(biāo)記缺點(diǎn)是引物開(kāi)發(fā)難度大,但由于是共顯性標(biāo)記,具有用量少,數(shù)量豐富、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)[1]。目前,SSR 標(biāo)記已廣泛應(yīng)用于水稻[2-4]、小麥[5-6]、玉米[7]、大豆[8]、油菜[9-10]等的遺傳多樣性分析和圖譜構(gòu)建。本研究利用SSR分子標(biāo)記對(duì)來(lái)自湖南31份甘薯品種進(jìn)行遺傳多樣性分析及親緣關(guān)系鑒定,目的在于探討湖南甘薯地方品種與育成品種之間的遺傳多樣性,為進(jìn)一步分析湖南甘薯遺傳多樣性提供可靠的標(biāo)記手段。
1.1.1 供試材料 本研究所用甘薯材料取自湖南省作物研究所,包括11份育成品種和20份地方品種(表1),均來(lái)自于湖南省。
1.1.2 試 劑 SSR引物如表2所示,由北京奧科生物技術(shù)有限責(zé)任公司合成。Taq DNA聚合酶(2.5 U/mL)和DNA Marker購(gòu)自天根生化有限公司,其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.2.1 基因組的提取 DNA取頂部展開(kāi)新鮮葉片3~4片,置已編號(hào)保鮮袋中,采用CTAB[11]法對(duì)甘薯幼嫩葉片進(jìn)行基因組DNA提取。
1.2.2 SSR分析 SSR的PCR擴(kuò)增體系:2μL的10×PCR Buffer,2.5 μL 的 2.0 mM dNTPs,50 ng 甘薯DNA,1U Taq酶,2μL的5 mM引物(對(duì)),加ddH2O至20μL。SSR擴(kuò)增條件為:94℃預(yù)變性4min;然后進(jìn)行以下35個(gè)循環(huán):94℃變性30 s,58℃復(fù)性30s,72℃延伸1min,最后72℃充分延伸7min。PCR產(chǎn)物加上樣緩沖液(98%甲酰胺,10 mmol/L EDTA pH 8.0,0.25%溴酚藍(lán),0.25%二甲苯腈)變性后自然冷卻,用5%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,硝酸銀染色,并拍照保存。
表1 本研究所用的品種名稱
1.2.3 統(tǒng)計(jì)方法 膠板晾干后在燈箱上讀帶。統(tǒng)計(jì)方法參照文獻(xiàn)[12]。
對(duì)SSR分子標(biāo)記分析的12對(duì)SSR引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物對(duì)SSR11電泳結(jié)果如圖1所示,共檢測(cè)出74等位基因位點(diǎn),每對(duì)引物檢測(cè)出的等位基因位點(diǎn)3~10個(gè),平均為6個(gè)。其中引物SSR7擴(kuò)增的等位基因位點(diǎn)最多,為10個(gè),引物SSR12擴(kuò)增的等位基因位點(diǎn)最少,為3個(gè)。
表2 SSR引物組合及擴(kuò)增條帶
圖1 SSR引物組合SSR11對(duì)31個(gè)甘薯品種的擴(kuò)增結(jié)果
用SSR標(biāo)記對(duì)31份甘薯品種進(jìn)行了聚類分析,供試材料的遺傳距離為0.272 7~0.626 9,平均0.520 4,表明供試材料之間遺傳多樣性豐富,遺傳差異大。根據(jù)甘薯SSR標(biāo)記分析,對(duì)供試材料進(jìn)行UPGMA聚類分析(圖2)。從聚類圖可以看出,湘78-150與湘薯12號(hào)的遺傳距離最近。
圖2 基于SSR標(biāo)記得到的31份甘薯品種的聚類圖
經(jīng)過(guò)遺傳距離計(jì)算,20份湖南地方品種遺傳距離為 0.288 1~0.814 8,平均 0.524 0;11 份育成品種遺傳距離為0.272 7~0.894 7,平均0.511 5。兩類材料平均遺傳距離大小為GDMC>GDL。湖南甘薯地方品種與湖南育成品種的遺傳距離0.288 1~0.7037,平均 0.516 7。
分子標(biāo)記技術(shù)可以不受環(huán)境、發(fā)育時(shí)期、不同器官等的限制,從基因組水平上揭示遺傳變異程度。利用SSR標(biāo)記進(jìn)行研究時(shí),需要知道研究材料兩端的序列信息,開(kāi)發(fā)有一定困難,費(fèi)用也較高,使得其在甘薯遺傳多樣性研究中受到限制。研究利用SSR方法分析31份湖南甘薯地方品種與育成品種的遺傳多樣性,擴(kuò)增的等位基因位點(diǎn)豐富。聚類圖上可以看出湘薯10號(hào)與湘薯6號(hào)的親緣關(guān)系較近;湘薯17號(hào)與湘薯86-75親緣關(guān)系較近,這與它們的系譜圖相吻合,說(shuō)明SSR標(biāo)記適用于檢測(cè)甘薯的遺傳多樣性。
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