亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        廣東省大豆種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及DNA分子身份證構(gòu)建

        2020-11-20 05:34:38羅永堅吳柔賢賈俊婷張文虎宋松泉
        廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年12期
        關(guān)鍵詞:等位身份證種質(zhì)

        李 清,羅永堅,2,吳柔賢,賈俊婷,張文虎,宋松泉,劉 軍

        (1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物基因研究中心/廣東省農(nóng)作物種質(zhì)資源保存與利用重點實驗室,廣東 廣州 510640;2. 湖北民族大學(xué)林學(xué)園藝學(xué)院,湖北 恩施 445000)

        【研究意義】大豆起源于中國,栽種歷史悠久,地理分布廣泛,兼具糧食作物和經(jīng)濟作物的雙重價值,是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品[1-2]。因此,大豆種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析和種質(zhì)資源創(chuàng)新利用具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】目前,在大豆種質(zhì)資源遺傳多樣性研究中,SSR分子標記技術(shù)應(yīng)用較廣泛[3-4]。DNA分子身份證技術(shù)以SSR分子標記技術(shù)為基礎(chǔ),通過對SSR擴增多態(tài)性結(jié)果分析并進行數(shù)字化編碼賦值,得到獨一無二的數(shù)字編碼作為DNA分子身份證,具有準確性高、快速簡便的優(yōu)點,對種質(zhì)資源的知識產(chǎn)權(quán)保護具有重要作用[5]。目前,植物DNA分子身份證已廣泛應(yīng)用于品種保護和種質(zhì)資源鑒定中。唐玉娟等[6]對34 份廣東夏大豆材料進行了SSR檢測,并利用5個SSR引物構(gòu)建其分子身份證,為廣東夏大豆品種的鑒定提供了依據(jù)。Zhang等[7]用SSR分子標記對中黃18、中黃68、中黃35、中黃13和菏豆13等5個大豆栽培種進行檢測,構(gòu)建了進化樹,并進行了主成分分析,發(fā)現(xiàn)中黃18、中黃68、中黃35之間存在較大差異,而中黃13與菏豆13的親緣性較高。基于DNA分子身份證的廣泛應(yīng)用和高通量測序的快速發(fā)展[8],田志喜團隊[9-10]從2 898份大豆種質(zhì)中篩選了26個野生和栽培大豆,進行了遺傳多樣性分析和泛基因組學(xué)研究,構(gòu)建進化樹并挖掘得到與性狀相關(guān)的重要基因,對育種具有重要意義。

        【本研究切入點】光熱資源豐富、雨水充足的華南地區(qū)是大豆生產(chǎn)最具發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)之一[11-12]。廣東省大豆品種資源豐富,但目前有關(guān)該地區(qū)大豆遺傳多樣性及DNA分子身份證的研究報道不多[6,13-14],涉及的品種數(shù)量太少。此外,對廣東省農(nóng)家種大豆的品種來源和性狀鑒定方面的信息收集相對較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】鑒于此,本研究采用30對SSR分子標記對收集的96份廣東大豆農(nóng)家種資源進行遺傳多樣性分析,初步確定大豆資源的親緣關(guān)系,篩選核心引物并構(gòu)建DNA分子身份證體系,以期為廣東省大豆種質(zhì)資源遺傳評價、資源保護及創(chuàng)新利用提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        供試96份大豆材料為幼苗期葉片,由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物基因研究中心于全國第三次資源調(diào)查活動中從廣東省19個市37個縣市收集得到,樣品采集信息見表1。

        1.2 試驗方法

        1.2.1 DNA提取 選用CTAB法[15]提取植株DNA,采集幼苗期10株大豆葉片混合提取DNA并進行電泳檢測DNA質(zhì)量,DNA保存于-20℃。

        1.2.2 PCR擴增 大豆引物(表2)來源于Soybase數(shù) 據(jù) 庫(http://soybase.org/resources/ssr.php), 以等位變異片段≥3,擴增效率高,引物特異性好以及具有多態(tài)性為標準進行預(yù)篩選,從中得到了30對SSR引物,所用引物均由閱微基因技術(shù)有限公司合成。PCR擴增體系為10 μL,其中10×Buffer 1 μL,2.5 mmol/L dNTP 0.8 μL,Primer Mix(5 μmol/L),正、反 SSR引物各0.6 μL,HSTaq(5U/μL)0.1 μL,模板 DNA 1 μL,ddH2O補齊至10 μL。反應(yīng)程序:95 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃變性30 s、60℃退火30 s、72 ℃延伸 30 s,35個循環(huán);72℃延伸 5 min,4℃保存。

        1.2.3 PCR產(chǎn)物毛細管電泳檢測及數(shù)據(jù)分析 于96孔板中每孔加入ROX-500分子量內(nèi)標0.5 μL和甲酰胺混合液8.5 μL,混勻后加入1 μL 經(jīng)純化后的PCR產(chǎn)物,然后使用ABI3730XL測序儀進行毛細管電泳檢測。待電泳結(jié)束后,利用Genemapper 3.2軟件自動生成每個位點的圖譜文件,分析擴增片段峰值,讀取擴增片段大小。

        根據(jù)一個引物一個基因位點,將不同引物不同資源電泳片段大小錄入到EXCEL中,用DataFormate2.7軟件轉(zhuǎn)化成POPGENE軟件所要求的格式后,使用該軟件分析計算等位變異片段數(shù)(A)、觀測雜合度(Ho)、期望雜合度(He)和Shannon 信息指數(shù)(I)。采用DataFormate2.7軟件對電泳數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化為“0”“1”格式二元矩陣,使用NTSYS-PC 2.1軟件計算遺傳距離矩陣[16],使用MEGA7軟件進行聚類分析構(gòu)建NJ系統(tǒng)樹狀圖,并使用在線軟件iTOL(https://itol.embl.de/)優(yōu)化。

        1.2.4 DNA分子身份證構(gòu)建 大豆種質(zhì)資源SSR分子身份證的編碼,采用數(shù)字和字母表示,具體方法如下:根據(jù)每對引物擴增片段(等位變異片段)從小到大以阿拉伯數(shù)字1~9標注,9個以上的等位變異片段,以大寫英文字母A~Z 標注,若該位點在某個資源中無擴增記為0;每個引物位點占兩位,構(gòu)建成數(shù)字與字母相結(jié)合的DNA分子身份證。將身份證編碼錄入條形碼生成器(http://www.t-x-m.com/)構(gòu)建條形碼身份證。將大豆的基本信息、形態(tài)特征、生長特征、品質(zhì)數(shù)據(jù)、DNA身份證編碼等文本信息錄入二維碼生成器(https://cli.im/),生成可供掃描的大豆DNA身份證二維碼。

        表1 供試大豆資源信息Table 1 Information of 96 soybean resources

        表2 SSR引物序列Table 2 List of 30 SSR primers

        2 結(jié)果與分析

        2.1 SSR標記多態(tài)性分析

        利用PCR擴增后的產(chǎn)物經(jīng)熒光毛細管電泳后,準確獲取每對引物在不同材料的DNA片段大小和相應(yīng)的毛細管電泳圖。由表3可知,采用30對引物對96份大豆共擴增出273個多態(tài)性等位變異片段,平均每對引物擴增出14.29個多態(tài)性等位變異片段。其中,引物Sat_258擴增出的等位變異片段最多(23.0個);引物Satt619、Satt256和Satt703擴增出的等位變異片段最少(4.0個)。30對引物檢測到等位變異片段數(shù)(Na)共273個,平均每對引物擴增出多態(tài)性等位變異片段9.1個。Nei’s多樣性指數(shù)(H)的變化范圍為0.4324~0.9348,平均值為0.7133;Shannon 信息指數(shù)(I)的變化范圍為0.8007~2.8763,平均值為1.5893;期望雜合度(He)的變化范圍為0.4345~0.9348,平均值為0.7138;多態(tài)性信息含量(PIC)的范圍為0.3891~0.9310,平均值為0.6786。一般認為,當PIC>0.50時可以認為該引物為高度多態(tài)性信息引物[17]。因此,所選的大部分引物為高度多態(tài)性信息引物,說明這些引物可用于大豆種質(zhì)資源的鑒定和研究。

        2.2 聚類分析

        根據(jù)30對引物在96個大豆資源的多態(tài)性片段信息建立數(shù)據(jù)矩陣,由NTSYSpc 2.1e軟件用UPGMA的算法計算遺傳距離矩陣,然后采用MEGA7的Neighbour-joining算法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹[16],結(jié)果表明,96份大豆資源可以劃分為3個類群(圖1),第一個組類群包含47份大豆資源,第二個組類群包含32份大豆資源,第三個組類群包含17份大豆資源。結(jié)合聚類結(jié)果和原產(chǎn)地分析發(fā)現(xiàn),3個組群同一地理來源的資源并沒有完全聚在一起,不同地區(qū)來源的資源發(fā)生了聚類,這說明收集的96份廣東省農(nóng)家種大豆具有品種多樣性,各類群品種之間親緣關(guān)系較近,遺傳差異較小。

        2.3 核心引物的構(gòu)建

        構(gòu)建DNA分子身份證的最終目的是使用最少的SSR標記引物達到區(qū)分所收集的農(nóng)家種大豆種質(zhì)資源并賦予其可辨的分子身份證,同時選取的SSR引物需要滿足能區(qū)分最多大豆種質(zhì)的原則。存在特異性位點的材料能通過單一的引物即可直接鑒定,但一般存在于少量的品種中。為了區(qū)分盡可能多的材料,通常采用多引物組合,直至將所有材料完全區(qū)分開。以30對引物的PIC指數(shù)(表3)為標準;選用PIC最高的引物開始篩選供試資源,再加入PIC第二高的引物組合;以此類推,直至篩選出可將全部供試大豆種質(zhì)全部區(qū)分的引物組合,結(jié)果見表4。通過PIC由高到低組合,發(fā)現(xiàn)在30對SSR引物中用9對引物即可完全分離96份大豆?;谧钌僖飬^(qū)分最多種質(zhì)的原則,對9對引物進行精簡化,將分離種質(zhì)數(shù)目較低的Satt197、Satt547、AZ302047引物在9對引物中剔除,發(fā)現(xiàn)Sat_258、Sat_351、Satt540、BE806308、Sat_164、Satt346 共6對引物組合即可將96個大豆資源完全區(qū)分。

        為驗證上述6對引物分離96份大豆的可行性,根據(jù)這6對SSR引物的等位變異系數(shù)分別為23、16、11、13、17、8,按照引物組合能區(qū)分最多品種數(shù) A=N1N2N3… Nn(N1、N2、N3… Nn為每對引物的觀測等位變異片段數(shù)Na)的理論值計算,結(jié)果表明6對SSR引物組合能夠區(qū)分最大品種數(shù)目的理論值為7 156 864個。因此該6對SSR引物可作為核心引物用于96份大豆DNA指紋圖譜身份證的構(gòu)建。

        2.4 大豆DNA分子身份證編碼

        采用上述6對核心引物構(gòu)建了96份大豆資源的DNA分子身份證(表5);進一步將DNA身份證導(dǎo)入條形碼生成器,將大豆的資源信息、特征特性、產(chǎn)量表現(xiàn)、栽種措施及DNA身份證編碼等文本信息錄入二維碼生成器,成功構(gòu)建了96份廣東大豆資源的DNA身份證二維碼。圖2為第43號大豆資源的DNA身份證結(jié)果示例。

        3 討論

        SSR分子標記作為穩(wěn)定、高效且多態(tài)性好的種質(zhì)資源鑒評方法[18],有助于分析大豆的親緣關(guān)系與遺傳多樣性,并被廣泛應(yīng)用于大豆種質(zhì)資源鑒評研究中[19]。本研究利用30對擴增效果清晰、穩(wěn)定的SSR引物檢測96份廣東省農(nóng)家種大豆資源,結(jié)果顯示平均等位變異片段數(shù)(Na)為9.1個,平均有效等位變異片段數(shù)(Ne)為4.2657個,Nei’s多樣性指數(shù)(H)平均值為0.7133,Shannon 信息指數(shù)(I)平均值為1.5893,期望雜合度(He)平均值為0.7138,多態(tài)性信息含量(PIC)平均值為0.6786。根據(jù)30對SSR引物在96份廣東省農(nóng)家種大豆資源中的多態(tài)性結(jié)果進行親緣關(guān)系分析發(fā)現(xiàn),供試大豆資源可以分為3個類群,這3個類群并不完全依據(jù)地理劃分,聚類分析結(jié)果并不能用以判定品種的來源地,但該親緣關(guān)系說明所收集的96份農(nóng)家種大豆具有資源多樣性,達到了廣泛收集農(nóng)家品種的目的,為廣東省大豆品種選育積累了豐富的種質(zhì)資源。

        表3 30對SSR在96份大豆的遺傳信息統(tǒng)計Table 3 Genetic information statistics of 30 SSR pairs in 96 soybean resources

        圖1 96份大豆樣品基于遺傳距離的Neighbour-joining系統(tǒng)發(fā)生樹Fig. 1 Neighbour-joining phylogenetic tree of 96 soybean resources based on genetic distance

        本研究通過對96份大豆進行遺傳多樣性和親緣性分析,以PIC為指標對30對引物進行篩選,剔除分離率較低以及相似性過高的引物,得到可區(qū)分96份大豆的6對核心引物組合:Sat_258、Sat_351、Satt540、BE806308、Sat_164、Satt346。第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集過程中,我們已經(jīng)收集了大量的大豆地方品種,為避免后期重復(fù)收集,可將這些核心引物應(yīng)用于種質(zhì)資源的甄別工作,推進種質(zhì)資源的鑒評和利用。符小發(fā)等[20]通過對大豆品種的產(chǎn)量、成熟期、分枝等農(nóng)藝性狀進行鑒評,利用聚類分析得到了產(chǎn)量相關(guān)的主成分因子。孔凡江團隊利用基因組學(xué)與生物信息學(xué),發(fā)掘了野生大豆開花馴化過程中的關(guān)鍵調(diào)控因子Tof11和Tof12[21-22]。因此,可以對收集到的大豆資源開展SSR分子標記與農(nóng)藝性狀相關(guān)研究的同時,結(jié)合基因組學(xué)、生物信息學(xué)等方法,進一步挖掘大豆農(nóng)藝性狀的關(guān)鍵影響因子。同時核心引物也能對廣東省農(nóng)家種大豆進行快速的指紋圖譜構(gòu)建,對應(yīng)相關(guān)DNA分子身份證信息以及鑒評性狀,為廣東省農(nóng)家種大豆資源的保護提供有力支撐。本研究將DNA身份證導(dǎo)入條形碼生成器,錄入相關(guān)資源信息,成功構(gòu)建數(shù)字化的96份大豆資源DNA身份證。將所得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化的信息進行普及,不僅豐富了種質(zhì)資源信息數(shù)據(jù)庫,也為種質(zhì)資源的保護和創(chuàng)新利用奠定了重要基礎(chǔ)。同時,大豆資源DNA分子身份證的構(gòu)建也有利于農(nóng)戶的大豆生產(chǎn)相關(guān)栽培知識的宣傳,對大豆資源的保護與規(guī)范化種植具有促進作用。

        表4 有效SSR標記引物組合對大豆資源的區(qū)分Table 4 Identification of soybean resources by effective SSR marker primer combinations

        表5 96份大豆資源的分子身份證編碼Table 5 Molecular ID of 96 soybean landraces

        圖2 第43號大豆資源DNA身份證條形碼和二維碼身份證Fig. 2 DNA ID barcode and QR code ID of No. 43 soybean resources

        4 結(jié)論

        本研究收集了廣東省19個市37個縣市共96份農(nóng)家種大豆種質(zhì)資源,利用30對SSR引物進行檢測獲得相關(guān)多態(tài)性結(jié)果,通過聚類分析發(fā)現(xiàn)該96份大豆品種具有資源多樣性,并且可以分為3個類群。對30對SSR引物進行篩選后得到6對核心引物,基于該6對SSR引物的多態(tài)性結(jié)果構(gòu)建了供試大豆的DNA分子身份證,進一步記錄相關(guān)品種性狀并轉(zhuǎn)化為可視化信息,為廣東省大豆種質(zhì)資源的保護與鑒評積累了基礎(chǔ),也為大豆品種的推廣與利用提供了重要依據(jù)。

        猜你喜歡
        等位身份證種質(zhì)
        華南地區(qū)最大農(nóng)作物種質(zhì)資源保護庫建成
        都有身份證
        芥菜種子顏色調(diào)控基因TT8的等位變異及其地理分布分析
        ·術(shù)語解析·
        辣椒也有身份證
        外引大麥農(nóng)藝性狀SSR關(guān)聯(lián)位點及等位變異表型效應(yīng)分析
        亞麻抗白粉病種質(zhì)資源的鑒定與篩選
        趣說古人的“身份證”
        華人時刊(2018年23期)2018-03-21 06:26:22
        花時間在餐廳門口等位值嗎
        貴州玉米種質(zhì)資源遺傳多樣性及核心種質(zhì)庫構(gòu)建
        日本伊人精品一区二区三区| 淫欲一区二区中文字幕| 在线观看av不卡 一区二区三区| 亚洲综合精品中文字幕| 一边吃奶一边摸做爽视频| 欧美日韩精品福利在线观看| 亚洲中文字幕熟女五十| 亚洲一区二区三区高清在线| 爽爽精品dvd蜜桃成熟时电影院| 国产91网址| 成人性生交c片免费看| 亚洲国产精品亚洲一区二区三区| 久久久久国产一区二区| 中文 国产 无码免费| 精品国产一区二区av麻豆不卡| 精品香蕉一区二区三区| 国产超碰人人做人人爱ⅴa| 欧美日本视频一区| 高清少妇二区三区视频在线观看| 少女韩国电视剧在线观看完整| 日本丶国产丶欧美色综合| 熟女人妻一区二区在线观看| 变态另类人妖一区二区三区| 毛片内射久久久一区| 国产va精品免费观看| 美女丝袜诱惑在线播放蜜桃| 日本少妇浓毛bbwbbwbbw| 国产不卡一区二区三区免费视| 在线视频一区二区观看| 狠狠综合久久av一区二区蜜桃| 老色鬼永久精品网站| 91网红福利精品区一区二| 久久精品女同亚洲女同| 9 9久热re在线精品视频| 国产一级免费黄片无码AV| 按摩偷拍一区二区三区| 国产太嫩了在线观看| 亚洲国产毛片| 久草视频在线播放免费| 亚洲人精品午夜射精日韩| 漂亮人妻被黑人久久精品|