農(nóng)業(yè)論文淺析花生新SSR標(biāo)記的開(kāi)發(fā)

所屬分類(lèi)：農(nóng)業(yè)論文閱讀次時(shí)間：2018-01-27 10:52

本文摘要：摘要：本研究利用SCoT12引物對(duì)8個(gè)不同花生品種擴(kuò)增產(chǎn)物中的一個(gè)長(zhǎng)度多態(tài)性片段SCoT12-800進(jìn)行克隆和測(cè)序分析，該序列登錄號(hào)為KM200036。結(jié)果表明，該片段多態(tài)性是由于其含有一段TC簡(jiǎn)單重復(fù)序列(Simple Sequence Repeat， SSR)，根據(jù)該片段序列，利用Primer

　　摘要：本研究利用SCoT12引物對(duì)8個(gè)不同花生品種擴(kuò)增產(chǎn)物中的一個(gè)長(zhǎng)度多態(tài)性片段SCoT12-800進(jìn)行克隆和測(cè)序分析，該序列登錄號(hào)為KM200036。結(jié)果表明，該片段多態(tài)性是由于其含有一段TC簡(jiǎn)單重復(fù)序列(Simple Sequence Repeat， SSR)，根據(jù)該片段序列，利用Primer 5.0軟件設(shè)計(jì)出一對(duì)適合SSR分子標(biāo)記檢測(cè)的引物，命名為SCoT12-SSR，該引物的擴(kuò)增產(chǎn)物大小為164～178 bp，在花生栽培種中可檢測(cè)到5個(gè)等位變異，可用于花生的遺傳多樣性、品種鑒定、基因定位和遺傳圖譜的構(gòu)建等研究。

　　關(guān)鍵詞：花生;分子標(biāo)記;SCoT;SSR　

　　花生(Arachis hypogaea L.)又名落花生，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物之一。栽培花生是包含來(lái)自于不同野生品種A和B兩個(gè)基因組的異源四倍體作物[1]。研究表明，單一雜交多倍化以及在育種過(guò)程中高頻使用少數(shù)骨干親本，使得品種間的遺傳基礎(chǔ)趨于狹窄，基因組高度保守，遺傳多樣性降低[2]。因此，了解栽培花生品種間的遺傳多樣性，開(kāi)發(fā)有效的遺傳多樣性標(biāo)記對(duì)于花生育種以及種質(zhì)鑒定都具有重大意義。

　　SSR(Simple Sequence Repeat)又稱(chēng)為微衛(wèi)星DNA，是指由2～6個(gè)核苷酸為基本單位多次串聯(lián)重復(fù)所構(gòu)成的一段DNA序列。SSR標(biāo)記技術(shù)與目前常用的如RFLP、RAPD、STS、SCAR、SPAR、AFLP等標(biāo)記技術(shù)相比，具有分布均勻、簡(jiǎn)單快速、穩(wěn)定性高、重復(fù)性好以及多態(tài)性豐富等優(yōu)點(diǎn)，因此在水稻[3]、玉米[4]、小麥[5]等作物研究中得到了廣泛應(yīng)用�；ㄉ鶶SR分子標(biāo)記的開(kāi)發(fā)相對(duì)緩慢，雖然目前已經(jīng)公布的花生SSR分子標(biāo)記數(shù)達(dá)到了15 518，但只有13.5%～14.5%的分子標(biāo)記在花生栽培種中具有多態(tài)性[6，7]，很難滿(mǎn)足現(xiàn)今的科研需求。

　　1.2.2 PCR產(chǎn)物電泳檢測(cè) SCoT-PCR與SSR-PCR產(chǎn)物分別使用濃度為3.5%的變性聚丙烯酰胺凝膠和6%的非變性聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行電泳(電泳緩沖液0.5×TBE，電壓150 V，時(shí)間2 h)，0.1% AgNO3染色，對(duì)電泳結(jié)果進(jìn)行拍照。測(cè)序片段檢測(cè)及回收使用1.5%瓊脂糖凝膠電泳，使用GelRed(Biotium，USA)染色，在紫外凝膠成像系統(tǒng)上觀察并切下目標(biāo)條帶所在膠塊放入2 mL EP管中備用。

　　1.2.3 PCR產(chǎn)物目的片段回收、連接載體及測(cè)序目的片段的回收、純化使用瓊脂糖凝膠回收試劑盒[天根生化科技(北京)有限公司]。將回收的目的片段與pMD19-T Vector(Simple)(TaKaRa，大連)連接后，使用熱激法轉(zhuǎn)化Top10感受態(tài)細(xì)胞[天根生化科技(北京)有限公司]，并進(jìn)行藍(lán)白斑篩選，挑選白色菌斑進(jìn)行PCR檢測(cè)，方法參考產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。將檢測(cè)后陽(yáng)性克隆菌落接入5 mL含50 μg/mL氨芐青霉素的LB液體培養(yǎng)基中37℃振蕩培養(yǎng)過(guò)夜。將過(guò)夜培養(yǎng)菌液送金斯瑞生物科技有限公司進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序及菌落PCR檢測(cè)均使用M13引物(引物序列見(jiàn)表1)。

　　1.2.4 測(cè)序結(jié)果分析測(cè)序結(jié)果經(jīng)DNASTAR軟件中SeqMan拼接完整，利用MegAlign比較不同供試材料間該位點(diǎn)的多態(tài)性，并通過(guò)NCBI BLAST進(jìn)行相似性檢測(cè)以及閱讀框分析。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 SCoT12擴(kuò)增產(chǎn)物多態(tài)性分析

　　在8個(gè)供試品種中，SCoT12引物可擴(kuò)增出11條清晰、穩(wěn)定條帶(圖1)，片段大小在300～2 000 bp之間。其中，不同品種在800 bp處均可檢測(cè)到一條大小有微小差異的片段，將該片段命名為SCoT12-800。

　　2.2 SCoT12-800陽(yáng)性克隆檢測(cè)

　　使用M13引物對(duì)重組載體pMD19-T+SCoT12-800的轉(zhuǎn)化菌株的不同單克隆進(jìn)行PCR檢測(cè)(圖2)，其中有SCoT12-800片段插入的克隆PCR擴(kuò)增片段長(zhǎng)度應(yīng)為930 bp左右，而有些克隆的擴(kuò)增片段長(zhǎng)度不在上述范圍，可能是pMD19-T載體在連接過(guò)程中插入了其他片段或是載體發(fā)生自連而產(chǎn)生了假陽(yáng)性。

　　目標(biāo)起始密碼子多態(tài)性(Start Codon Targeted Polymorphism，SCoT)分子標(biāo)記是由Collard和Mackill[8]開(kāi)發(fā)的一種目標(biāo)分子標(biāo)記新技術(shù)，該標(biāo)記依據(jù)植物基因中ATG翻譯起始位點(diǎn)側(cè)翼序列的保守性，設(shè)計(jì)單引物對(duì)基因組進(jìn)行擴(kuò)增，并對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測(cè)。SCoT分子標(biāo)記技術(shù)產(chǎn)生的標(biāo)記大部分是顯性標(biāo)記(引物結(jié)合位點(diǎn)的點(diǎn)突變)，但也會(huì)產(chǎn)生像RAPD標(biāo)記技術(shù)一樣的由于插入-缺失突變引起的長(zhǎng)度多態(tài)性共顯性標(biāo)記，其產(chǎn)物片段大小在200～2 000 bp之間。SCoT分子標(biāo)記作為一種新型的分子標(biāo)記具有操作簡(jiǎn)便、可在各物種間通用、能有效產(chǎn)生與性狀連鎖的標(biāo)記等特點(diǎn)。目前，該標(biāo)記技術(shù)已在水稻、馬鈴薯[9]等作物中成功應(yīng)用，在花生中也有報(bào)道[10，11]。但由于該技術(shù)采用單引物擴(kuò)增，使其存在擴(kuò)增條帶過(guò)多，特別是一些共顯性插入-缺失片段由于差異不明顯而造成結(jié)果不易分析等缺點(diǎn)。

　　本研究利用已公布的SCoT分子標(biāo)記對(duì)8個(gè)不同的花生品種進(jìn)行多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)引物SCoT12擴(kuò)增產(chǎn)物中的一個(gè)片段存在長(zhǎng)度多態(tài)性差異。測(cè)序結(jié)果表明該片段包含一段TC重復(fù)，并利用該序列成功開(kāi)發(fā)出了一個(gè)具有多態(tài)性的SSR分子標(biāo)記。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗(yàn)材料

　　8個(gè)供試品種，分別為950527、花育22號(hào)、DF12、開(kāi)農(nóng)176、開(kāi)17-15、York-1、Q13-2-1、Q13-21-1。所用供試材料均種植于山東省花生研究所試驗(yàn)基地，并在苗期取健康植株上的無(wú)病蟲(chóng)害幼嫩葉片，液氮速凍后于-70℃保存。

　　1.2 試驗(yàn)方法

　　1.2.1 DNA提取及PCR反應(yīng) 基因組DNA提取采用小量CTAB法，并做了相應(yīng)改良。SCoT-PCR反應(yīng)體系及反應(yīng)程序參照熊發(fā)前等[12]報(bào)道的方法進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的PCR體系總體積為10 μL，含2×Taq PCR MasterMix[天根生化科技(北京)有限公司]3.75 μL、0.5 μmol/L引物、50 ng基因組DNA。PCR程序?yàn)?4℃預(yù)變性5 min;94℃變性30 s，50℃退火30 s，72℃延伸1.5 min，共35個(gè)循環(huán);72℃最后延伸5 min。SSR-PCR反應(yīng)程序?yàn)?4℃預(yù)變性5 min;94℃變性30 s，57℃退火30 s，72℃延伸30 s，共35個(gè)循環(huán);72℃最后延伸5 min。SCoT-PCR使用SCoT12引物[11]，SSR-PCR使用根據(jù)測(cè)序結(jié)果開(kāi)發(fā)的SCoT12-SSR引物(引物序列見(jiàn)表1)。