馬鈴薯新品種系指紋圖譜的構(gòu)建及應(yīng)用

馬鈴薯新品種系指紋圖譜的構(gòu)建及應(yīng)用

水稻是貴州省的三大糧食。隨著新品種引進(jìn)和選育力度的加大,每年參加貴州省馬鈴薯新品種區(qū)域試驗(yàn)的品種(品系)較多,從而增加了馬鈴薯新品種鑒定、審定和管理的難度。如何快速準(zhǔn)確鑒別馬鈴薯品種已成為當(dāng)前馬鈴薯生產(chǎn)及科研中的關(guān)鍵問題。SSR標(biāo)記由于數(shù)量豐富,廣泛分布于整個基因組,具有較多的等位性變異,試驗(yàn)重復(fù)性好,結(jié)果可靠,因此被廣泛應(yīng)用子親緣關(guān)系分析、指紋圖譜構(gòu)建。許鯤等應(yīng)用SSR標(biāo)記技術(shù)構(gòu)建了2005—2006年湖北省油菜區(qū)試品種的指紋圖譜。劉?；鄣扔肧SR標(biāo)記對12個玉米自交系進(jìn)行遺傳多樣性分析,劃分了雜種優(yōu)勢群。段艷鳳等利用SSR標(biāo)記構(gòu)建了中國2000—2007年審定的88個馬鈴薯品種的指紋圖譜并進(jìn)行了遺傳多樣性分析。由此可見,SSR技術(shù)的應(yīng)用十分成熟。因此,筆者等以2009年主要參試的5個地方選育的馬鈴薯新品種、2個引進(jìn)品種和1個輻射品系為試驗(yàn)材料,進(jìn)行了指紋圖譜構(gòu)建和遺傳多樣性分析,該試驗(yàn)的開展對于貴州省馬鈴薯新品種的鑒定、管理和保護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義。1材料和方法1.1輻射材料品種8個馬鈴薯品種分別是米拉、B9910-9、B01-31-9、費(fèi)烏瑞它、超米拉、9902-4、B01-21-1、F-02,其中F-02為輻射材料,米拉和費(fèi)烏瑞它是從國外引進(jìn)的品種。各品種(系)及供試單位見表1。1.2測試方法1.2.1提取的dna在苗期,取植株幼嫩、健壯且新鮮的葉片,利用CTAB法用液氮研磨提取樣本DNA。樣品稀釋到25μg/μL,置-20℃冰箱保存。1.2.2pcr擴(kuò)增程序SSR引物由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所馬鈴薯課題組提供,PCR擴(kuò)增程序參見段艷鳳等。利用5對SSR引物:S192、S118、S168、S174和S180對供試材料進(jìn)行擴(kuò)增(表2)。1.2.3多態(tài)性信息的位位頻率和基因頻率SSR擴(kuò)增譜帶在相同遷移率位置上有帶記為1、無帶記為0,組成原始矩陣。多態(tài)性位點(diǎn)百分率P=(k/n)×100%式中,k是多態(tài)位點(diǎn)數(shù)目,n為所測位點(diǎn)總數(shù)。多態(tài)性信息量P/C=1?ΣIif2iΡ/C=1-ΣΙifi2式中,fi基因座位上第i等位基因的頻率。用NTSYS-PC2.11軟件的SAHN程序和UPGMA方法進(jìn)行聚類分析,并通過Treeplot模塊生成聚類圖。2結(jié)果與分析2.1多態(tài)性位點(diǎn)的使用5對SSR引物對8份供試材料的擴(kuò)增結(jié)果顯示:共擴(kuò)增出43個等位位點(diǎn),其中41個都為多態(tài)性位點(diǎn),占95.35%。平均多態(tài)性信息量為0.8130,變幅為0.7128(S168)～0.8861(S192)。擴(kuò)增產(chǎn)物片段在130～250bp。2.2對馬鈴薯材料的擴(kuò)增根據(jù)上述的5對SSR引物的0、1統(tǒng)計(jì)結(jié)果,以1對(S118)引物進(jìn)行鑒定,可將75%(6個)的品種區(qū)分開,結(jié)合S118和S192可將8份馬鈴薯材料完全區(qū)分開,從S118和S192對8份馬鈴薯材料的擴(kuò)增結(jié)果(圖1)看出,S118分開的6個品種是米拉、B9910-9、B01-31-9、費(fèi)烏瑞它、9902-4、F-02,未能將超米拉和B01-21-1分開。而S192能將B01-31-9、費(fèi)烏瑞它、超米拉、9902-4、B01-21-1、F-02分開,未能將米拉和B9910-9分開。擴(kuò)增結(jié)果對應(yīng)的條帶見圖2。按照S118/S192組合構(gòu)建了8份馬鈴薯材料的指紋圖譜,其指紋圖譜數(shù)據(jù)見表3。2.3供試材料的a、c、d以5對SSR引物的0、1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)按照UPGMA進(jìn)行聚類分析,得到8份供試材料的遺傳關(guān)系樹狀圖(圖3)。以遺傳相似系數(shù)0.660為標(biāo)準(zhǔn),可將所有供試材料分為4類,一個大類為A和3個較小類B、C、D。A類包含5個品種,占所有供試材料的62.5%,在相似系數(shù)0.685處可被分為2個亞類,即A1和A2。A1類中包含3個品種,可進(jìn)一步劃分為2組,一組由米拉和超米拉組成,兩者遺傳相似系數(shù)為0.81;另一組由B01-21-1組成。在A2類中主要含2個品種,即B01-31-9和9902-4。B類僅含B9910-9;C類僅含費(fèi)烏瑞它;D類僅含F(xiàn)-02。在聚類分析中,同一家單位培育的品種基本上都聚在相同類群,如超米拉、B01-21-1和B01-31-9。說明,部分材料來源相同,品種間親緣關(guān)系相近,符合客觀情況。3ssr標(biāo)記在馬鈴薯生產(chǎn)中的應(yīng)用本研究從篩選出的5對遺傳多態(tài)性較強(qiáng)的SSR引物中,選取擴(kuò)增譜帶穩(wěn)定性較好、分辨率較高的2對引物,利用它們的指紋組合構(gòu)成了供試馬鈴薯材料特有的DNA指紋,將這8份材料逐一區(qū)分開。段艷鳳等利用6對SSR引物構(gòu)建了88份馬鈴薯供試材料的SSR指紋圖譜,并將這些材料一一分開。SSR標(biāo)記的高分辨力特性及共顯性的遺傳方式使其成為品種DNA指紋分析較理想的技術(shù)。SSR標(biāo)記在馬鈴薯材料鑒定上的成功應(yīng)用,將對我國馬鈴薯新品種的鑒定、管理和保護(hù)具有重要作用。本研究表明,親緣關(guān)系最近的是米拉和超米拉,超米拉是貴州省馬鈴薯研究所從米拉的變異植株中篩選而出的,該試驗(yàn)驗(yàn)證了兩者較近的親緣關(guān)系,但并不是同一個品種。由試驗(yàn)可知,貴州省近年參