荊贊革,呂 葉,裴徐梨,焦 鵬,朱麗瑞,楊四玉
(昆明學院 農(nóng)學與生命科學學院,云南 昆明 650214)
分子標記是DNA水平遺傳多態(tài)性的直接反映.目前,應用較普遍的有RFLP、RAPD、AFLP和SSR等分子標記.此外,簡單序列重復區(qū)間擴增多態(tài)性(ISSR)分子標記技術也廣泛應用于品種鑒定[1]、遺傳多樣性分析[2]、基因定位[3]、植物基因組作圖以及指紋圖譜建立[4].例如:陳桂平等[5]利用ISSR標記對無花果品種進行鑒定,發(fā)現(xiàn)引物811F和836F可特異性將2號和20號種質(zhì)資源區(qū)分出來;王慶軍等[6]對觀賞石榴進行遺傳多樣性分析,發(fā)現(xiàn)其遺傳變異較大,存在較豐富的遺傳多樣性;Kojima等[7]利用分子標記構建了小麥品種的遺傳連鎖圖,發(fā)現(xiàn)多個ISSR位點可被定位到染色體上;邵雪花等[8]采用ISSR標記對余甘子品種的遺傳多樣性進行了分析和指紋圖譜建立,發(fā)現(xiàn)只需引物UBC809和引物UBC886就可成功區(qū)分廣東省的28份余甘子種質(zhì)資源.
嫩食型南瓜主要以嫩瓜作為食用對象,深受消費者的喜愛.但是,嫩食型南瓜栽培品種由于地區(qū)間相互引種、自繁自育等原因,導致一些地方資源種源混雜,種性退化嚴重等問題,給資源搜集和新品種育種造成較大困難[9].因此,本研究利用ISSR分子標記技術對搜集到的嫩食型南瓜種質(zhì)資源進行遺傳多樣性分析,鑒定其親緣關系,以期為嫩食型南瓜的利用和新品種選育及育種提供一定的理論依據(jù).
以收集的多份不同類型的嫩食型南瓜品種為試驗材料,具體名稱見表1.
種子催芽后進行穴盤育苗,待長到四葉一心時,使用植物基因組DNA提取試劑盒(Takara)提取葉片DNA.
ISSR引物根據(jù)已公布序列隨機挑選合成.篩選出條帶清晰、重復性好的引物,用于后續(xù)試驗.
表1 用于ISSR標記分析的材料
PCR擴增程序為95 ℃變性 5 min;94 ℃ 40 s,55 ℃ 1 min,72 ℃ 1.5 min,35個循環(huán);72 ℃延伸10 min,10 ℃保存;擴增體系為DNA模板1.5 μL,引物1 μL,2×Mix 10.0 μL,ddH2O補足20 μL.通過1.2%瓊脂糖凝膠電泳對PCR產(chǎn)物進行檢測.
根據(jù)遷移率不同,在同一位點有條帶的標記為“1”,無條帶的標記為“0”.利用NTsys2.10e軟件進行聚類分析.
本試驗共篩選出17條擴增條帶清晰、重復性較好的引物(表2).這些引物共擴增出99條帶,每個引物平均擴出條帶為5.82條,多態(tài)性條帶為97條,多態(tài)性比例為97.79%.其中:引物ISSR14和ISSR17擴增出的帶數(shù)最多,為10條;ISSR18擴增出的帶數(shù)則最少,只有4條,其中3條為多態(tài)性條帶.圖1顯示了ISSR22引物擴增產(chǎn)物的電泳結果.
利用分子標記檢測數(shù)據(jù)構建親緣關系聚類圖(圖2).結果顯示,在遺傳相似系數(shù)0.74處,把嫩食型南瓜材料分為兩大類(圖2).第1大類包含27份材料,其中:21(小青瓜)和22(精選七葉瓜)均來自山西,親緣關系較近,位于同一個小的分支;1(淺花)和5(早喜一號)的親緣關系很近,聚在一起,而3(珍玉四號F1)親緣關系則與來自同一省份的1(淺花)稍遠,但三者仍然聚在同一個小分支中;7(玉玲)、9(白花皮一串鈴)、10(一串金二號)、12(一串鈴花籃)、21(小青瓜)和22(精選七葉瓜)的遺傳相似系數(shù)均在0.874以上,位于同一個大的分支.第2大類包含28[西葫蘆(晶瑩粹)]、29(黃皮筍瓜),30(黑籽南瓜)、31(黃瓜)和32(西瓜),這5份外群材料與嫩食型南瓜的親緣關系較遠.
圖1 ISSR22引物擴增電泳結果
表2 ISSR 引物擴增及其結果統(tǒng)計
圖2 嫩食型南瓜材料聚類分析圖
遺傳多樣性是物種進化的本質(zhì),對于遺傳多樣性研究有助于種質(zhì)資源的保護和利用[6].前人已經(jīng)使用不同的分子標記手段對南瓜的遺傳多樣性進行了分析,如:朱海生等[10]使用ISSR分子標記技術分析了南瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性,發(fā)現(xiàn)6對引物中共獲得條帶125條,多態(tài)性比例為92%;朱白婢等[11]利用4對ISSR分子標記共擴增出條帶63條,多態(tài)性條帶有60條,多態(tài)性比例為93.38%.而本試驗通過ISSR-PCR擴增出多態(tài)性條帶比例為97.79%,如此高比例的多態(tài)性,可能是由于幾個外群親緣關系與南瓜相差太遠所致.
本研究通過親緣關系分析把嫩食型南瓜分為兩個大類,分析結果顯示,嫩食型南瓜品種間差異較明顯,南瓜品種間遺傳變異率較高.從聚類圖可以看出,部分不同來源的一些種質(zhì)資源聚在同一類群,其原因可能是由于栽培過程中相互引種,從而導致不同地區(qū)的種質(zhì)資源親緣關系較近.而有些(同一來源的)品種沒有聚在一起,可能是由于本試驗采用的ISSR分子標記太少,未能真實反映其親緣關系.本試驗結果說明,嫩食型南瓜種質(zhì)資源具有較豐富的遺傳多樣性,有利于物種適應環(huán)境.因此,嫩食型南瓜引種時要充分考慮各種影響因素,才能更明確其親緣關系,保持更為豐富的遺傳多樣性.