42个花生品种的SSR标记指纹图谱构建

个花生品种的 标记指纹图谱构建 尹 亮 李双铃 任 艳 石延茂 袁 美 山东省花生研究所 山东 青岛 摘要 以不同地区的 个花生品种为材料 利用 对 引物进行分析 对 引物在 个 花生品种中共检测到 个等位变异 平均每对引物 个等位基因 平均 值为 进一步分 析表明 对引物就可以将 个花生品种完全区分开 对引物共产生 个等位变异 利用这 个等位变异构建了 个花生品种的 指纹图谱 聚类分析结果显示 在相似系数 处 可 将 个供试品种分为 个类群 本研究结果为花生品种保护和育种实践提供了理论依据 关键词 花生 指纹图谱 聚类分析 中图分类号 文献标识码 收稿日期 基金项目 国家自然科学基金 十二五 农村领域国家科技计划 山东省农业科学院 农业科技创新工程 作者简介 尹亮 男 山东胶南人 山东省花生研究所助理研究员 硕士 从事花生遗传育种研究 通讯作者 袁美 女 研究员 博士 主要从事花生生物技术研究 花生 是我国重要的 油料作物和经济作物 近年来 随着大量花生新 品种的推广与应用 以及在育种过程中高频率使 用少数骨干亲本 造成花生品种遗传基础趋于狭 窄 遗传多样性降低 使以形态性状鉴定为主的传 统品种鉴定方法已经很难满足现在的生产需要 以分子标记为基础的 指纹图谱技术的出现 为品种鉴定提供了新的快捷途径 目前 用于 指 纹 图 谱 构 建 的 分 子 标 记 包 括 和 等 与传统 的形态学鉴定相比 指纹图谱技术具有简 单 快 速 易 于 自 动 化 等 优 点 已 在 水 稻 玉 米 大豆 棉花 高粱 等农作物品种鉴定 及遗传分析中得到广泛使用 在花生品种鉴定研究方面 已有多家单位构 建 了特定 类 型 或 部分 区域的花生主栽品种的 指纹图谱 翁跃进等 利用 技术对 从国际半干旱所引进的 份花生抗旱品种绘制指 纹图谱 李双铃等 利用 和 酶切和 对引物组合构建了 个山东花生主栽品种的 指纹图谱 近年来 随着花生 标记引 物的不断开发 其以数量丰富 共显性遗传 花 生 学 报 信息含量高 结果重现性好 检测手段简便易行等 优点 现已成为构建花生品种 指纹图谱的 主要分子标记 国内相关研究报道 已利用 分子标记分别构建了 个南方花生品种 个珍珠豆型花生品种 山东审定的 个花生 品种 以及河南审定的 个花生品种 的指纹 图谱 此外 任小平等 利用 荧光引物构 建了 份花生的指纹图谱 本研究利用 标记构建了不同地区的 个花生品种的 指纹图谱 并对 标记多态性进行分析 为品 种保护和育种实践提供理论依据 材料与方法 试验材料 采用来自山东 四川 河南 河北 广东 福建 等省的 个品种为材料 表 所有花生材料 均种植于山东省花生研究所莱西试验农场 提取 选取花生幼嫩健康叶片 使用天根生化科技 北京 有限公司的植物基因组 提取试剂盒 提取花生叶片基因组 利用 琼脂糖凝 胶电泳和紫外分光光度计检测 纯度及浓 度 并将 稀释为 标记分析 选取经本研究组初筛具有多态性的 对 引物 表 对 份 花 生 品 种 进 行 检 测 引物序列均来源于 网站 引物均由北京六合华大基因科技有限公司合成 反应使用 青岛 的 聚合 酶 反 应 体 系 参 照 说 明 书 反 应 条 件 为 下变性 下 下 下 个循环 下延伸 产物 采用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测 方法参考郑 永胜等的方法 数据分析 分别以 和 记载各品种 等位变异 在 相同迁移率位置上 有带记为 无带记为 位点 数据缺失记为 组成原始矩阵 利用 数据处 理宏程序 对数据进行格式转换 并 使用 对 标记进行分析 计算出每个 标记的主基因频率 基因型数 等 位基因数 基因多样性指数 杂合度以及 值 使用 软件的 程序和 方法对供试材料进行聚类分析 生成聚类图并 计算出各品种间的遗传相似系数 表 试验材料及来源 编号 品种名称 来源 编号 品种名称 来源 花育 山东 豫花 河南 花育 山东 郑农花 河南 花育 山东 郑农花 河南 花育 山东 驻 河南 山花 号 山东 冀花 号 河北 山花 号 山东 冀 河北 山花 山东 冀 河北 山花 山东 中花 湖北 山花 号 山东 中花 湖北 山花 号 山东 中花 号 湖北 丰花 号 山东 中花 号 湖北 海花 号 山东 仲恺花 号 广东 潍花 号 山东 仲恺花 号 广东 天府 四川 仲恺花 广东 天府 四川 泉花 福建 濮花 河南 泉花 福建 濮花 河南 闽花 号 福建 濮花 河南 徐花 号 江苏 豫花 河南 徐花 号 江苏 豫花 河南 铁花 辽宁 豫花 河南 远杂 河南 期 尹 亮 等 个花生品种的 标记指纹图谱构建 表 引物及序列 编号 引物名称 正向引物 反向引物 结果与分析 标记多态性分析 对 对 引物的电泳图谱进行分析 图 在 个花生品种中共检测到 个等位变异 其 中每个标记等位基因数 个 平均每个标记 个等位基因 其中 和 分别 检测到 个和 个等位变异 引物 值为 平均 值超过 的引物有 对 其中 的 值超过 和 的 值最低 为 引物基因多样性指数为 表 主基因频率为 在 个 图 引物 和 在 个花生品种中的扩增结果 注 对应供试材料编号 编号与表 相同 花 生 学 报 卷 表 引物扩增等位基因数及多态性信息 引物 主基因频率 基因型数 等位基因数 基因多样性指数 杂合度 表 个 标记构建的 个花生品种的指纹图谱 编号 指纹图谱 编号 指纹图谱 期 尹 亮 等 个花生品种的 标记指纹图谱构建 品 种 中 存 在 杂 合 位 点 在 个品种中存在杂合位点 综合分 析比较各参数 值变化趋势与基因多样性指 数变化趋势一致 值越高则该引物对于不同 品种的鉴别能力越强 个花生品种 指纹图谱构建 采用 对 引物对 个花生品种进行 指纹分析 远杂 郑农花 冀花 号在引物 检测图谱中有特征谱带 中花 号 中花 在引物 检测图谱中有特征谱 带 仲恺花 号在引物 和 检测 图谱中均有特征谱带 山花 号 远杂 在引 物 检测图谱中有特征谱带 除上述少 数品种外 其他品种都不具有特征谱带 因此需要 利用引物组合进行鉴定 通过分析 仅需要 对引 物 进行组合 即可将 个花生品种完全区分开 利用上述 对引物扩增结果构建 个花生品种的 指 纹图谱 表 图 个花生品种的 聚类分析 个花生品种特异性分析 利用 对引物扩增得到的 条多态性条带 进行聚类分析 得到供试材料的遗传关系树状图 图 结果表明 所有供试品种间差异位点数 均 其中山花 号与山花 号 豫花 与冀 郑农花 与郑农花 相似系数较高 仅 有 对引物可以将其分开 在相似系数 处 可以将 个花生品种分为 个类群 第 类群 包含 个花生品种 分别为花育 花育 山 花 号 山花 号 花育 豫花 冀 豫花 郑农花 郑农花 潍花 号 冀 豫花 天府 豫花 中花 号 和徐花 号 第 类群包含 个花生品种 分 别为花育 山花 铁花 山花 海花 花 生 学 报 卷 号 濮花 驻 远杂 天府 山花 号 中花 号 濮花 冀花 号 濮花 中花 山花 号和丰花 号 第 类群包含 个花 生品种 分别是中花 和中花 号 第 类群包 含 个花生品种 分别是仲恺花 号 泉花 闽 花 号 泉花 仲恺花 号和仲恺花 讨论与结论 简单序列重 复 又称为微卫星 或 短串联重复 是一种真核生物基因组中普 遍存在 的 重 复 序 列 等 研 究 表 明 在 对已开发的 分子标记中 对具有 多态性 多态性比率为 标记因其在 基因组分布广泛 多态性高以及共显性遗传等优 点 是构建 指纹图谱的理想技术 本研究 首先从实验室已筛选出的 余对具有多态性的 引物中选出 对扩增稳定 带型简单清晰 的 引物对 个不同地区花生品种进行遗传 分析 结果表明所有品种均有 个或 个以上差 异位点 其中远杂 郑农花 冀花 号 中 花 号 中花 仲恺花 号 山花 号 个品种 可以用单一引物进行区分 其他品种用 对引物 进行组合就可以全部区分开 并构建了 个花生 品种 指纹图谱 从聚类分析结果来看 同 一地区及同一育种单位培育的花生品种相似系数 较高 这与各地区 各育种单位在育种过程中高频 使用少数骨干亲本有关 导致花生品种遗传基础 趋于狭窄 本研究结果为品种保护和育种实 践提供了理论依据 参考文献 佘花娣 陈景堂 黄亚群 等 利用 指纹图谱进 行农作物品种鉴定的研究进展 河北农业大学学 报 唐浩 余汉勇 张新明 等 水稻新品种测试的标准品 种 指纹图谱多样性分析 植物遗传资源学 报 王伟 杨文鹏 戴保威 等 指纹图谱技术及其 在玉米遗传育种上的应用 种子 陈亮 郑宇宏 范旭红 等 大豆 指纹图谱身份证 的研究进展与展望 大豆科技 匡猛 杨伟华 许红霞 等 中国棉花主栽品种 指纹图谱构建及 标记遗传多样性分析 中国 农业科学 王瑞 张福耀 程庆军 等 利用 荧光标记构建 个高粱品种指 纹 图 谱 作 物 学 报 翁跃进 花生 指纹图谱 中国油料作物学报 李双铃 任艳 陶海腾 等 山东花生主栽品种 指纹图谱的构建 花生学报 刘冠明 郑奕雄 黎国良 个花生品种的 标 记指纹图谱构建 中国农学通报 詹世雄 刘冠明 郑奕雄 等 个珍珠豆型花生 指纹图谱的构建 种子 胡晓辉 毛瑞喜 苗华荣 等 山东省 个花生品种 指纹图谱构建与遗传多样性分析 核农学 报 孙子淇 张新友 徐静 等 河南省审定花生品种的指 纹图谱构建