(1.天津科潤(rùn)蔬菜研究所,蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市蔬菜遺傳育種企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384;2.天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,天津 300072)
蘿卜(RaphanussativusL.)又名萊菔,屬十字花科蘿卜屬,是我國(guó)重要的蔬菜作物之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年蘿卜播種面積保持在120萬(wàn)hm2左右,總產(chǎn)量達(dá)4 000 t,是僅次于白菜的第二大蔬菜作物[1-2]?!八}卜”是人們對(duì)蘿卜中最適宜生食、味佳形美、可與水果媲美的優(yōu)良品種類型的統(tǒng)稱。肉質(zhì)翠綠的天津“衛(wèi)青蘿卜”和山東“濰縣蘿卜”是水果型青蘿卜中頗負(fù)盛名的2個(gè)地方品種[3]?!捌咝恰鼻嗵}卜是天津科潤(rùn)蔬菜研究所育成的水果蘿卜雜交新品種,其肉質(zhì)根長(zhǎng)圓柱形,外形美觀,表皮淺綠色、光滑亮澤,肉色綠,口感脆甜,生食品質(zhì)極佳,春秋均可種植,近3年在國(guó)內(nèi)累計(jì)應(yīng)用面積已超過(guò)2 600 hm2以上[4]。
種子純度是保證優(yōu)良品種潛力得以發(fā)揮的關(guān)鍵因素,目前傳統(tǒng)的種子純度鑒定方法,仍以田間觀察為主,具有工作量大、周期長(zhǎng)、易受環(huán)境影響等不利因素,由于需要較長(zhǎng)的觀察周期,還可能錯(cuò)過(guò)最佳的銷售和播種時(shí)間?;蚪M水平的分子標(biāo)記具有遺傳穩(wěn)定、多態(tài)性高等優(yōu)點(diǎn),目前已被廣泛應(yīng)用于蔬菜作物的種子純度檢測(cè)當(dāng)中[5-6]。張小康等[7]利用SSR標(biāo)記對(duì)漢青一號(hào)蘿卜雜種一代進(jìn)行純度鑒定,結(jié)果純度為95.1%,與田間鑒定結(jié)果96.0%基本相符。任雪松等[8]利用RAPD標(biāo)記對(duì)胭脂蘿卜種子進(jìn)行純度鑒定,發(fā)現(xiàn)其純度為72.7%,與田間檢測(cè)結(jié)果一致。本研究通過(guò)篩選合適的SSR引物,來(lái)完成“七星”青蘿卜的種子純度鑒定,以期為建立準(zhǔn)確、高效的雜交種分子純度鑒定技術(shù)體系提供參考。
“七星”青蘿卜雜交種及其父母本,市售青蘿卜商品種10份,均由天津科潤(rùn)蔬菜研究所大白菜研究室提供。
表1 商品種來(lái)源
代號(hào)商品名來(lái)源1西星蘿卜5號(hào)山東登海種業(yè)股份有限公司2琴萌青青島國(guó)際種苗有限公司3德高青德高蔬菜種苗研究所4喜諾青蘿卜青島金海種苗有限公司5喜諾曉青青島金海種苗有限公司6喜諾春青綠青島金海種苗有限公司7蘋(píng)果脆山東昌邑市隆達(dá)種業(yè)8青脆甜北京中農(nóng)金土地農(nóng)業(yè)發(fā)展研究中心9菜星青秀山東省泰安菜星種業(yè)有限公司10春夏青玉青島金海種苗有限公司
注:白色箭頭指出的為假雜種。圖1 引物QX-SSR 1在七星蘿卜雜交種群體中的擴(kuò)增結(jié)果
1.2.1樣品DNA提取
參試材料播種于露地,正常管理,2~3片真葉時(shí)采集幼嫩葉片,利用CTAB法提取基因組DNA,具體的步驟為:取幼嫩葉片0.1 g入1.5 mL離心管中,加50μL 2% CTAB提取緩沖液,研磨,后補(bǔ)齊至400μL,65 ℃水浴30 min;加入400μL氯仿∶異戊醇(24∶1),輕搖5 min。12 000 r/min離心5 min;取上清200μL,加入預(yù)冷的異丙醇200μL混勻,-20 ℃放置20 min;12 000 r/min離心10 min;棄上清,加入150μL預(yù)冷乙醇,輕輕混勻洗凈,10 000 r/min離心5 min;棄上清,晾干或吹干;加蒸餾水100μL溶解DNA,室溫放置1 h;用蒸餾水將DNA稀釋到50 ng/μL,作為PCR模板使用或-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2SSR 擴(kuò)增與電泳分析
采用10μL的反應(yīng)體系,包括:10×PCR Buffer,1.0μL;2.5 mM dNTP,0.2μL;10μmol/L primers,0.4μL;5 U/μL Taq,0.2μL;50 ng/μL DNA,1.5μL;ddH2O,6.7μL。
PCR擴(kuò)增采用的程序?yàn)椋?4 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,57 ℃復(fù)性30 s,72 ℃延伸30 s,35 個(gè)循環(huán);72 ℃終延伸5 min。
對(duì)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,通過(guò)銀染后觀察結(jié)果。
1.2.3引物篩選
根據(jù)蘿卜基因組信息,設(shè)計(jì)SSR引物在七星蘿卜親本及F1代間進(jìn)行篩選,篩選具有共顯性差異標(biāo)記條帶的引物進(jìn)行純度鑒定。
1.2.4數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法參照薛艷等[9]的方法。
SSR純度(%)=(檢測(cè)株數(shù)-母本帶型數(shù)-父本帶型數(shù))/檢測(cè)株數(shù)×100%。
田間鑒定:試驗(yàn)中所用的材料進(jìn)行正常管理,根據(jù)成熟期的田間表現(xiàn)進(jìn)行調(diào)查,田間鑒定純度(%)=(檢測(cè)株數(shù)-父本株數(shù)-母本株數(shù))/檢測(cè)株數(shù)×100%。
根據(jù)蘿卜基因組信息,設(shè)計(jì)了20對(duì)SSR引物在七星蘿卜親本及F1代間進(jìn)行多態(tài)性篩選,獲得了具有共顯性差異標(biāo)記條帶的引物對(duì)QX-SSR 1,該標(biāo)記重復(fù)性好,條帶清晰,序列如下:
上游引物:5’-ATAATGGAAATCCCTGACCA-3’
下游引物:5’-AGCAAATGAAAGGCAAAACT-3’
用該引物對(duì)在七星蘿卜雜交種中能同時(shí)擴(kuò)增出133 bp和138 bp兩條帶,七星母本僅擴(kuò)增出138 bp的條帶,七星父本僅擴(kuò)增出133 bp的條帶。
為驗(yàn)證準(zhǔn)確性,利用篩選到的引物QX-SSR 1對(duì)七星蘿卜雜交種的純度進(jìn)行鑒定,結(jié)果表明雜交種純度為94%(圖1),與田間鑒定結(jié)果94%一致,說(shuō)明分子標(biāo)記鑒定結(jié)果準(zhǔn)確,可以應(yīng)用于七星蘿卜雜交種純度的快速檢測(cè)。
為驗(yàn)證篩選獲得的引物QX-SSR 1的特異性,收集市場(chǎng)上常見(jiàn)的10個(gè)青蘿卜商品種,提取商品種的基因組DNA作為模板,用引物QX-SSR 1為特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,跑膠檢測(cè),發(fā)現(xiàn)10個(gè)商品種的電泳結(jié)果都只有1條特異性條帶(圖2),與七星蘿卜商品種2條不同條帶的結(jié)果(圖1)完全不同,說(shuō)明該引物不僅能用于區(qū)分七星蘿卜雜交種中的假雜種,還能用來(lái)區(qū)分七星蘿卜與其他青蘿卜商品種,具有很高的特異性。
圖2 引物QX-SSR 1在10個(gè)青蘿卜商品種中的擴(kuò)增結(jié)果
蘿卜田間純度鑒定一般需要2~3個(gè)月的時(shí)間,易受種植環(huán)境的影響,造成鑒定結(jié)果不準(zhǔn)確,較長(zhǎng)的鑒定周期可能會(huì)導(dǎo)致商品種錯(cuò)過(guò)最佳銷售時(shí)期。利用SSR分子標(biāo)記進(jìn)行純度鑒定從播種到獲得檢測(cè)結(jié)果只需要1周左右的時(shí)間,而且鑒定結(jié)果不受環(huán)境條件以及人為因素的影響,與田間鑒定相比有簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確等顯著優(yōu)勢(shì)。
本研究利用新開(kāi)發(fā)的引物QX-SSR 1對(duì)七星蘿卜雜交種的純度進(jìn)行鑒定,結(jié)果表明,雜交種純度為94%,與田間鑒定結(jié)果94%一致,說(shuō)明該分子標(biāo)記鑒定結(jié)果準(zhǔn)確,而且經(jīng)多批次檢測(cè),均表現(xiàn)穩(wěn)定,此外該引物不僅能區(qū)分出七星青蘿卜雜交種中混入的父、母本,還能夠區(qū)分出七星青蘿卜與其他青蘿卜商品種,具有很高的應(yīng)用價(jià)值。