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        馬鈴薯的細(xì)胞質(zhì)遺傳多樣性初步檢測(cè)研究

        2018-11-07 06:46:34黃強(qiáng)鄭敏劉小龍歐陽滿黃磊
        生物化工 2018年5期
        關(guān)鍵詞:體系

        黃強(qiáng),鄭敏,劉小龍,歐陽滿,黃磊

        (江西醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校,江西上饒 334000)

        馬鈴薯cpDNA和mtDNA是核外遺傳系統(tǒng)的主要組成部分[1-2],與核基因組(nDNA)一起共同控制諸多農(nóng)藝性狀及生理特征[3],線粒體DNA也編碼一些重要的生物性狀,諸如植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育等。相對(duì)nDNA而言,馬鈴薯cpDNA和mtDNA結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)化保守,cpDNA呈絕對(duì)的單親母系遺傳,mtDNA大多為單親母系遺傳[4]。因此,cpDNA和mtDNA的多態(tài)性是揭示馬鈴薯細(xì)胞質(zhì)遺傳背景,追溯母系祖先,研究馬鈴薯起源與演化的分子基礎(chǔ)[5]。

        研究表明,馬鈴薯具有5種類型的cpDNA(T、W、A、C、S)和6種類型的mtDNA(α、β、γ、δ、ε和D),常用cpDNA/mtDNA的不同組合形式(如T/β、W/α、W/γ、A/ε等)和D型mtDNA表示不同的細(xì)胞質(zhì)遺傳背景[6]。T/β是普通栽培種(S.tuberosum L. ssp. tuberosum, 2n=4x=48)細(xì)胞質(zhì)的代表類型[9];D為墨西哥六倍體野生種(S. demissum)細(xì)胞質(zhì)類型[7];W/α、W/γ在野生種(Wild species)普遍存在,常用來表示野生種(除S. demissum外)細(xì)胞質(zhì)的代表類型;同樣,A/ε常用來表示安第斯栽培類群(Andigenum Group)的細(xì)胞質(zhì)類型。mtDNA雖不像cpDNA能反應(yīng)馬鈴薯種間親緣關(guān)系,但在體細(xì)胞融合再生植株中易發(fā)生重排或重組,常常導(dǎo)致再生植株擁有與親本不同的性狀[8]。因此,mtDNA多態(tài)性對(duì)子代的篩選有重大應(yīng)用價(jià)值[9]。

        1 試驗(yàn)材料

        1.1 植物材料

        所用的馬鈴薯品種均取自于云南師范大學(xué)薯類作物研究所保存的二倍體自交系群體。

        1.2 主要試劑及儀器

        試劑:新型植物基因組提取試劑盒(天根生化科技有限公司),Taq PCR Mastermix(天根生化科技有限公司),引物T、Alm4/5、D。

        儀器:DY-600型電泳儀、My CyclerTM Thermal Cycler型PCR儀;XXPCR儀;BIO-PRO 200E型凝膠成像系統(tǒng):WFZ UV-2800AH型紫外分光光度儀。

        2 實(shí)驗(yàn)方法

        2.1 植物DNA的提取

        鮮葉片100 mg,參照說明書用新型植物基因組提取試劑盒提取總DNA。

        2.2 幾種引物的PCR擴(kuò)增

        2.2.1 引物

        試驗(yàn)中利用的引物有T(葉綠體標(biāo)記)、alm(線粒體標(biāo)記)、D(線粒體標(biāo)記)序列信息見表1。

        2.2.2 PCR反應(yīng)體系及擴(kuò)增條件

        引物alm擴(kuò)增反應(yīng)體系(25 μL):

        引物D擴(kuò)增反應(yīng)體系(20 μL):

        引物T擴(kuò)增反應(yīng)體系(20 μL):

        各引物PCR反應(yīng)條件的設(shè)置見表2。

        2.2.3 瓊脂糖凝膠電泳

        準(zhǔn)確稱取瓊脂糖,制備1%瓊脂糖凝膠。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 提取DNA的電泳結(jié)果

        加2μL提取物于0.8%的瓊脂糖凝膠上電泳,提取的DNA電泳條帶清晰,無拖尾、彌散,滿足試驗(yàn)要求,結(jié)果如圖1所示。

        圖1 提取DNA電泳結(jié)果

        表1 引物序列信息

        表2 PCR反應(yīng)體條件

        3.2 基因PCR檢測(cè)結(jié)果

        分子標(biāo)記檢測(cè)結(jié)果如表3所示。在引物alm4/5的體系中,有 5、14、16、18、20、21、23、57、67和72的樣品中未見擴(kuò)增產(chǎn)物,其他樣品中均有擴(kuò)增產(chǎn)物。在引物T1/2的體系中,所有樣品中均有擴(kuò)增產(chǎn)物。在引物D的體系中均未見擴(kuò)增產(chǎn)物。

        4 小結(jié)

        本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)葉綠體和線粒體DNA的多態(tài)性分析,揭示了來自c品系的96份馬鈴薯的細(xì)胞質(zhì)遺傳多樣性,初步分析相同品系間的細(xì)胞質(zhì)遺傳共性和差異。結(jié)果表明,該品均說明擴(kuò)增出T型條帶,96份材料均和普通栽培種有親緣關(guān)系,86份材料中擴(kuò)增出A型條帶,所占比例為89.6%,說明大部分材料和安第斯栽培種存在著親緣關(guān)系;檢測(cè)的D型條帶在96份材料中均無擴(kuò)增條帶的出現(xiàn),說明該系列的品種和野生品種無親緣關(guān)系。

        表3 分子標(biāo)記檢測(cè)結(jié)果

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