CN104099414B - 利用ssr分子标记鉴定杏品种的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用SSR分子标记鉴定杏品种的方法,本发明首先利用生物学特征差别较大的5个杏品种进行了大量引物的筛选,从190对SSR引物中筛选出38对多态性好、主带清晰的引物进行样品的聚丙烯酰胺凝胶分析,最后又从6%聚丙烯酰氨凝胶电泳胶图中选出特异带清晰、非特异带少、多态性高的10个SSR标记的图谱进行读带分析。通过对读带数据的分析,最终筛选出鉴别效率最高的一个引物组合,由3对引物组成(PSSR1、PSSR2和PSSR3,引物序列如Seq ID No.1‑6所示),可将124个杏品种一一区别开来。本发明的利用SSR分子标记鉴定杏品种的方法具有快速、准确、低成本、操作简单、节约人力、物力及土地资源等优点,具有十分广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及分子生物学领域,具体地说,涉及一种利用SSR分子标记鉴定杏品种的方法。
背景技术
杏原产于中国,据不完全统计,我国已有2000余个品种和类型,近几年又育成和引进许多新品种。由于品种对不同产区的适应性和市场对品种多样性的需求,不同产地也就形成了不同的主栽品种。杏品种间在植物学形态上差异较小,有许多品种必须靠果实性状才能进行鉴别,而杏树定植后3~4年才能结果,这大大限制了生产上对优良品种的准确有效地选择,进而影响优良品种的增产潜力。
分子标记技术的发展,为品种的早期鉴定提供了可能。SSR(Simple SequenceRepeats)分子标记具有数量丰、分布于整个基因组、等位变异高、共显性、检测简单、结果稳定可靠等优点。目前,杏(Prunus armeniaca L.)植物材料中也开发了一些SSR引物,并已应用于遗传多样性、品种进化分析和遗传图谱的构建等方面,但利用SSR标记构建杏品种指纹图谱和品种鉴定的研究还未见报道。
选择合适的SSR引物是该项工作得以顺利开展的前提和关键之一。从理论上讲,任一SSR标记都可进行杏种质鉴定,但在实际操作中,有一些SSR引物不够稳定,容易出现杂带或扩增效果差。因此,开发合适的用于杏品种鉴定的SSR分子标记成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用SSR分子标记鉴定杏品种的方法。
为了实现本发明目的,本发明首先利用生物学特征差别较大的5个杏品种进行了大量引物的筛选,从已发表的在桃、杏、樱桃等核果类果树材料上开发出的190对SSR引物中筛选出38对多态性好、主带清晰的引物对样品进行PCR扩增,再对扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶分析,最后又从6%聚丙烯酰氨凝胶电泳胶图中选出特异带清晰、非特异带少、多态性高的10个SSR标记的图谱进行读带分析。通过对读带数据的分析,最终筛选出鉴别效率最高的一个引物组合,由3对引物组成(PSSR1、PSSR2和PSSR3,引物序列如Seq ID No.1-6所示),可将124个杏品种一一区别开来。
杏品种SSR分子标记PSSR1,用于PCR扩增分子标记PSSR1的引物对为:
上游引物PSSR1F:5'-CAGAGTGCCCTCAGAGATTTG-3'和
下游引物PSSR1R:5'-TCCGTCGTCTTCACTGATTT-3'。
杏品种SSR分子标记PSSR2,用于PCR扩增分子标记PSSR2的引物对为:
上游引物PSSR2F:5'-CATGAACAGGGTCAAAAGCA-3'和
下游引物PSSR2R:5'-TATATCCTTACGCGGCCTCA-3'。
杏品种SSR分子标记PSSR3,用于PCR扩增分子标记PSSR3的引物对为:
上游引物PSSR3F:5'-CTGCTCTCACTCAACTCAATGC-3'和
下游引物PSSR3R:5'-CTCCCCTACCCCTCTGTATCTC-3'。
本发明还提供所述分子标记在杏品种鉴定、植物材料遗传多样性分析、指纹图谱构建及分子标记辅助育种中的应用。
本发明还提供一种利用SSR分子标记鉴定杏品种的方法,包括以下步骤:
1)提取待测植物的基因组DNA;
2)以待测植物的基因组DNA为模板,分别利用权利要求1所述的用于PCR扩增分子标记PSSR1的引物对、权利要求2所述的用于PCR扩增分子标记PSSR2的引物对以及权利要求3所述的用于PCR扩增分子标记PSSR3的引物对进行PCR扩增;
3)检测PCR扩增产物。
其中,PCR反应体系按20μL计为:10μmol/L上、下游引物各0.4μL,5U/μL Taq DNA聚合酶0.2μL,10mmol/L dNTPs0.4μL,25mmol/L Mg2+1.6μL,40ng/μL模板3μL,10×PCR反应缓冲液2μL,用ddH2O补足至20μL。
PCR扩增程序为:94℃预变性3min;94℃变性45s,55~58℃退火30s,72℃延伸45s,共35个循环;最后72℃延伸8min,保存于15℃。
本发明还提供用于鉴定杏品种的引物组合,所述引物组合包括上述用于PCR扩增分子标记PSSR1的引物对、用于PCR扩增分子标记PSSR2的引物对以及用于PCR扩增分子标记PSSR3的引物对。
本发明进一步提供含有上述引物组合的用于鉴定杏品种的试剂盒。所述试剂盒还包括dNTPs、Taq DNA聚合酶、Mg2+、PCR反应缓冲液及标准阳性模板等中的至少一种。
本发明利用上述扩增SSR分子标记的引物组合,首次建立了我国主栽优良杏品种的指纹图谱库,可用来对杏优良品种在种子或幼苗期进行早期鉴定,保证品种的真实性和纯度,从而较好地维护生产者和育种者的利益,并为我国杏种质资源和新品种的有效保护提供技术支撑。即可以利用该引物组合对未知杏品种进行鉴定;也可以对单靠表观性状无法准确鉴定的杏品种进行鉴定。本发明的利用SSR分子标记鉴定杏品种的方法具有快速、准确、低成本、操作简单、节约人力、物力及土地资源等优点,具有十分广阔的应用前景。
附图说明
图1为利用本发明的3对SSR引物对130个杏品种基因组扩增结果的聚丙烯酰胺凝胶电泳图;其中,A为用于PCR扩增分子标记PSSR1的引物对,B为用于PCR扩增分子标记PSSR2的引物对,C为用于PCR扩增分子标记PSSR3的引物对。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。若未特别指明,实施例均按照常规实验条件,如Sambrook等分子克隆实验手册(Sambrook J&Russell DW,Molecular cloning:a laboratory manual,2001),或按照制造厂商说明书建议的条件。
实施例1 杏品种SSR分子标记PSSR1、PSSR2和PSSR3的获得
首先利用生物学特征差别较大的5个杏品种(大优佳、龙王帽、东宁2号、青密沙、红荷包)进行了大量引物的筛选,从已发表的在桃、杏、樱桃等核果类果树材料上开发出的190对SSR引物中筛选出38对多态性好、主带清晰的引物对样品进行PCR扩增,再对扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶分析,最后从6%聚丙烯酰氨凝胶电泳胶图中选出特异带清晰、非特异带少、多态性高的10个SSR标记的图谱进行读带分析。通过对读带数据的分析,最终筛选出鉴别效率最高的引物组合,由3对引物组成(PSSR1、PSSR2和PSSR3),可将124个杏品种一一区别开来。用于PCR扩增分子标记PSSR1的引物对为:
上游引物PSSR1F:5'-CAGAGTGCCCTCAGAGATTTG-3'和
下游引物PSSR1R:5'-TCCGTCGTCTTCACTGATTT-3'。
用于PCR扩增分子标记PSSR2的引物对为:
上游引物PSSR2F:5'-CATGAACAGGGTCAAAAGCA-3'和
下游引物PSSR2R:5'-TATATCCTTACGCGGCCTCA-3'。
用于PCR扩增分子标记PSSR3的引物对为:
上游引物PSSR3F:5'-CTGCTCTCACTCAACTCAATGC-3'和
下游引物PSSR3R:5'-CTCCCCTACCCCTCTGTATCTC-3'。
实施例2 利用分子标记PSSR1、PSSR2和PSSR3进行杏品种鉴定
1材料与方法
1.1供试材料:供试杏品种共130份,均为生产中常见的优良品种,叶片材料取自北京市农林科学院林业果树研究所杏资源圃。
1.2DNA的提取:采用改良CTAB法提取叶片基因组DNA。
1.3PCR扩增:
PCR反应体系(20μL):10μmol/L上、下游引物各0.4μL,5U/μL Taq DNA聚合酶0.2μL,10mmol/L dNTPs0.4μL,25mmol/L Mg2+1.6μL,40ng/μL模板3μL,10×PCR反应缓冲液2μL,用ddH2O补足至20μL。
PCR扩增程序为:94℃预变性3min;94℃变性45s,55~58℃退火30s,72℃延伸45s,共35个循环;最后72℃延伸8min,保存于15℃。
PCR仪为MyCyclerTM PTC-200(Bio-Rad Laboratories,Inc.USA)。
1.4电泳检测
PCR反应产物在6%变性聚丙稀酰胺凝胶电泳分离,50w恒功率电泳90min,常规银染技术进行显色反应。为了减小读带的人为误差,以提高试验的准确性,电泳时严格控制电泳时间和电压。
1.5数据赋值及数据库建立
根据每个杏DNA样品的电泳条带结果进行赋值,对肉眼可辨且清晰的电泳条带进行统计,同一位置有带赋值为1,无带赋值为0。将SSR图谱转换为由1和0组成的字符串,即构成数字指纹。
将3对SSR引物产生的33个多态位点(每对引物有11个等位基因)依次排序(表1),建立品种计算机化的DNA指纹,以区分供试的每个杏品种(表2)。
表1 3对SSR引物扩增的33个多态性位点
表2 130个杏品种计算机化的SSR指纹
品种编号 | 品种名 | 共33位由0、1数字构成的分子身份证 |
1 | 猪皮水 | 100010000000000001010000001000000 |
2 | 红火了梅子 | 000001000000000101000000010010000 |
3 | 木瓜杏 | 000000100010000110000000001001000 |
4 | 大杏核 | 000001000000000100000000010001000 |
5 | 大白杏 | 000100000000000010000000010000010 |
6 | 白玉扁 | 001000000000000000000000000000010 |
7 | 早甜核 | 000100100000001000000001000000000 |
8 | 崂山红 | 000000000000000101000000100000000 |
9 | 东宁2号 | 000010010000000000010000010000000 |
10 | 青岛大红 | 000011000000000010000000010000000 |
11 | 蜜陀螺 | 000010100000000001000000000000110 |
12 | 早甜核 | 000100000000000000100000000100100 |
13 | 早香白 | 000010000000000010000000001000010 |
14 | 山白杏 | 000100000000000000010000000000010 |
15 | 平顶榛 | 000010000000000000010000001010000 |
16 | 马串铃 | 000100000000000000010000100000100 |
17 | 仰韶黄2号 | 000000100000000010000000001001000 |
18 | 柿子杏 | 000000010000000000010000000000000 |
19 | 西农25 | 000000010000000010000000001000000 |
20 | 大偏头 | 000010100000000000100000001010000 |
21 | 关老爷脸 | 000001000000000000000000001000000 |
22 | 晚香白 | 000000110000000010000000001000010 |
23 | 山杏 | 000000010000000001000000001001000 |
24 | 北寨红 | 000000010000000010000000001001000 |
25 | 天鹅蛋 | 000010100000000101000000001010000 |
26 | 曹杏 | 000000010000000000100000001010000 |
27 | 房山红杏 | 000001000000000000100000000001000 |
28 | 张公园 | 000010000000000010000000000110000 |
29 | 骆驼黄 | 000000001000000000100000000000010 |
30 | 葫芦杏 | 000010000000000001000010000010000 |
31 | 蜜香杏 | 000010010000000010000000100000010 |
32 | 金太阳 | 000010001000000000100000001010000 |
33 | 重瓣山杏 | 000001000000000000010000011000000 |
34 | 苹果红 | 000000101000000010000000001000000 |
35 | 龙泉务 | 000001000000000000010000000101000 |
36 | 山甜 | 000010010000000000010000000000100 |
37 | 大优佳 | 000100010000000000100000000100000 |
38 | 新疆沙杏 | 000001000000000010000000010000010 |
39 | 礼泉二转子 | 000000000100010000000000000001000 |
40 | 银香白 | 000000010000000010000000010000010 |
41 | 山黄杏 | 000000100000001000000000010000000 |
42 | 邢台红接杏 | 000100000000010000000000010000000 |
43 | 海红榛 | 000010000000000000010000100100000 |
44 | 龙王帽 | 000100100000000000010000100000000 |
45 | 二红杏 | 000000010000010000100000000101000 |
46 | 红荷包 | 000000100000000000010000100000000 |
47 | 仰韶黄1号 | 000110000000000010000001000000000 |
48 | 北山大扁 | 000000100000000000010000000010000 |
49 | 串芽变1 | 000100000000000100000001000000100 |
50 | 一窝蜂 | 001000100000000000010000000001010 |
51 | 串枝红 | 000000000000000000000000100000000 |
52 | 兰珠红 | 000000000000000000000000100000000 |
53 | 鸡蛋杏 | 000000000000001000000000010000000 |
54 | 红金榛 | 000000000000001000100000100000000 |
55 | 京佳1号 | 000010100000001000000000001000000 |
56 | 大杏梅 | 000001000000001000000000100000000 |
57 | 房山香白 | 000100100000001000010000010000000 |
58 | 红八达 | 010000000000000100010000010000000 |
59 | 豫早冠 | 000010000000000000100000001000000 |
60 | 早红杏 | 001010000000000000010000010000000 |
61 | 冀光 | 000010000000010000000000001000010 |
62 | 次扁 | 010000000000000000000010000000100 |
63 | 曹丕杏 | 000101000000000000010000000010010 |
64 | 垂枝山杏 | 000100000000001000000000000100000 |
65 | 杨继元 | 000011000000001000000000000100000 |
66 | 凯特杏 | 010000000000000000110000100000000 |
67 | 陝梅杏 | 000100100000000000010000001000000 |
68 | 牛角黄 | 000101000000000001000000000010010 |
69 | 优1 | 001001000000000000100000010000000 |
70 | 九道眉 | 001001000000001000010000000100000 |
71 | 辣椒杏 | 001000000000001000000000000001010 |
72 | 丰仁 | 001001000000000000010000000000100 |
73 | 绿萼山杏 | 000110000000000000100000000000010 |
74 | 克拉拉 | 000100100000000010000000000001000 |
75 | 黄尖嘴 | 000001000000000000000000000001010 |
76 | 超仁 | 000100100000000000010000000000010 |
77 | 辽梅 | 000110000000100000000000000000001 |
78 | 包天一串铃 | 000001000000000010000000000010010 |
79 | 媳妇杏 | 000001000000000100000000000000110 |
80 | 华县迟梆子 | 000000100000000001000000000001010 |
81 | 黑叶杏 | 001001000000000010100000001010000 |
82 | 沙金红 | 000000000000000010000000000001100 |
83 | 熊岳桃杏 | 000100000000001100000000000000110 |
84 | 孤山杏梅 | 000101000000000010000000000001100 |
85 | 红玉 | 000001000000000010000000000001000 |
86 | 石片黄 | 000001000000000010100000000001000 |
87 | 铁八达 | 000010000000000010000000000001010 |
88 | 晚熟杏1号 | 000001000000000010000000000001000 |
89 | 华县接杏 | 000101000000000010000000000100010 |
90 | 豫寒魁 | 000101000000000000100000000100001 |
91 | 黄口外 | 000001000000000000000000000001000 |
92 | 串枝白杏 | 000100000000000000010000000100000 |
93 | 龙泉务香白 | 000000101000000010000000000000001 |
94 | 大叶杏 | 001010000000000001010000000000010 |
95 | 英吉沙 | 000001000000000000100000000100001 |
96 | 猪腰子 | 000001000000000010100001000000000 |
97 | 四川酸梅子杏 | 010001000000000010000000000000010 |
98 | 二窝接杏 | 010001000000000000010000100000100 |
99 | 云南甜杏 | 010000100000000010010000000000001 |
100 | 软核杏 | 000001010000000000000000010001000 |
101 | 双仁杏 | 000000100000000000000000001000100 |
102 | 房山桃杏 | 000010000000000110000000000000110 |
103 | 克孜克西米西 | 010100000000001000100000000001100 |
104 | 青密沙 | 010000000000000001010000001000010 |
105 | 兰州金妈妈 | 000001010000000110000000000001100 |
106 | 北安河苹果白 | 001000000000000010000000010000100 |
107 | 宁夏桃杏 | 000100000000001000010000000010100 |
108 | 兰州大接杏 | 100010000000000100000000010000100 |
109 | 北安河大黄杏 | 000001000000001000000000000100100 |
110 | 拳杏 | 010001000001000000010000000101000 |
111 | 头窝接 | 000001000000001000000000100000100 |
112 | 京早红 | 001010000000000010000000001000100 |
113 | 辽杏 | 010010000000000101000000000000110 |
114 | 银川桃杏 | 000000100000000000100000010000100 |
115 | 胭脂红 | 000001000000001000010000001000100 |
116 | 临潼红杏 | 001000000000000010000000001010000 |
117 | 昌黎大白杏 | 000000100000000000010000010010000 |
118 | 房山白桃杏 | 001000000000000010000000000000100 |
119 | 晚熟李光杏 | 010001000000001000100000000101000 |
120 | 李光杏 | 010001000000001000100000000000000 |
121 | 软条京杏 | 010000100000000000100000001010000 |
122 | 硬条京杏 | 000011000000000000100000001010000 |
123 | 临潼菜籽黄 | 000001000000000100000000010000100 |
124 | 大荔菜籽黄 | 000000100000000000001000100000100 |
125 | 小白玉巴达 | 000110000000000000000100010000000 |
126 | 大白玉巴达 | 000001000000000000100000001001000 |
127 | 水晶杏(北京) | 001000000000000100000000010001000 |
128 | 水晶杏(昌黎) | 001000000000000100000000010001000 |
129 | 银杏 | 010000000000000010000010010000000 |
130 | 临潼银杏 | 010001000000000100000001000001000 |
1.6鉴别效率评价
以“1”和“0”分别表示扩增产物的有无,建立数据矩阵,通过自编软件统计分析,3对SSR引物可将130个品种中的124个两两区分开来。仅有6个品种不能用此指纹鉴别,见表2中反显标记出来的品种。鉴别效率高于SSR标记在甜樱桃和苹果上的应用效果,前者用10个SSR标记将24份甜樱桃样品区分开,后者利用3个微卫星标记区分21个苹果品种。
利用本发明的3对SSR引物对130个杏品种基因组扩增结果的聚丙烯酰胺凝胶电泳图见图1。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.用于鉴定杏品种的引物组合,其特征在于,所述引物组合包括用于PCR扩增杏品种SSR分子标记PSSR1、PSSR2和PSSR3的引物对;
其中,用于PCR扩增分子标记PSSR1的引物对分别为:
上游引物PSSR1F:5'-CAGAGTGCCCTCAGAGATTTG-3'和
下游引物PSSR1R:5'-TCCGTCGTCTTCACTGATTT-3'
用于PCR扩增分子标记PSSR2的引物对为:
上游引物PSSR2F:5'-CATGAACAGGGTCAAAAGCA-3'和
下游引物PSSR2R:5'-TATATCCTTACGCGGCCTCA-3'
用于PCR扩增分子标记PSSR3的引物对为:
上游引物PSSR3F:5'-CTGCTCTCACTCAACTCAATGC-3'和
下游引物PSSR3R:5'-CTCCCCTACCCCTCTGTATCTC-3'。
2.权利要求1所述引物组合在杏品种鉴定、植物材料遗传多样性分析、指纹图谱构建及分子标记辅助育种中的应用。
3.一种利用SSR分子标记组合鉴定杏品种的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)提取待测植物的基因组DNA;
2)以待测植物的基因组DNA为模板,分别利用用于PCR扩增杏品种SSR分子标记PSSR1、PSSR2和PSSR3的引物对进行PCR扩增;
3)检测PCR扩增产物;
其中,步骤2)中所述引物对的定义同权利要求1中所述。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2)中PCR反应体系按20μL计为:10μmol/L上、下游引物各0.4μL,5U/μL Taq DNA聚合酶0.2μL,10mmol/L dNTPs 0.4μL,25mmol/L Mg2+1.6μL,40ng/μL模板3μL,10×PCR反应缓冲液2μL,用ddH2O补足至20μL。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2)中PCR扩增程序为:94℃预变性3min;94℃变性45s,55~58℃退火30s,72℃延伸45s,共35个循环;最后72℃延伸8min,保存于15℃。
6.含有权利要求1所述引物组合的用于鉴定杏品种的试剂盒。
7.根据权利要求6所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒还包括dNTPs、Taq DNA聚合酶、Mg2+、PCR反应缓冲液及标准阳性模板中的至少一种。
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