CN108456719B - 一种分析辣木亲缘关系的反应体系、试剂盒及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分析辣木亲缘关系的反应体系、试剂盒及其应用,本发明提供的技术方案通过SRAP分子标记技术从170对引物中筛选出13对多态性好、清晰度高的引物,对18份辣木DNA进行标记,使用NTSYS软件完成对数据的分析和UPGMA聚类,进一步研究辣木亲缘关系和遗传多样性。结果表明:不同辣木品系间存在丰富的遗传多样性,SRAP分子标记是一种适合用于辣木种质亲缘关系分析的有效手段,能够为辣木分子辅助育种和遗传图谱数据库建立提供重要的技术支持。
Description
技术领域
本发明属于生物技术研究领域,具体涉及一种分析辣木品系亲缘关系的试剂盒及其应用。
背景技术
辣木(Moringa oleifera)系辣木科辣木属植物,为多年生热带常绿乔木,原产于印度和非洲,具有独特的经济价值和营养保健作用。辣木各个部位均可食用或入药,因其含有较高的蛋白质、维生素和矿物质而在多个发展中国家广泛种植。辣木在全世界约有13个种,随着人们对辣木功效和营养价值的认可,近年来,在我国云南、海南、四川、广东、贵州和福建等多地快速推广种植,但一些地方盲目种植、品种名称混乱的现象时有发生。
随着分子标记技术的发展,多种实验技术已被广泛应用到种质资源评价、遗传多样性分析和图谱构建等方面。而SRAP(sequence related amplified polymorphism)因较好的重复性、较强的多态性,共显性标记系统和操作简便等特点,成为植物亲缘关系和遗传多样性分析的有效手段,已在小麦、芦笋、枸杞、大豆等植物中应用于亲缘关系分析、基因定位、遗传图谱构建和基因克隆等辅助育种研究中。SRAP分子标记所使用的引物、PCR反应程序较为通用,无需基因组或转录组信息等突出优势,使得其特别适用于遗传背景不十分清楚的植物亲缘关系分析的研究。但SRAP分子标记受PCR反应体系和物种水平影响较大。
目前,还未有报道采用SRAP分子标记对辣木品系亲缘关系进行分析的相关研究。
发明内容
针对以上问题,本发明提供了一种基于SRAP分子标记分析辣木亲缘关系的试剂盒。本发明提供的辣木品系亲缘关系分子鉴定方法,可对辣木品系进行快速、准确鉴定。
本发明提供一种辣木亲缘关系分析的试剂盒及其应用,步骤包括:
(1)采用辣木基因组DNA为模板,保存于-20℃备用;
(2)采用上述SRAP-PCR体系对(1)中的DNA进行扩增;
(3)将扩增产物在2.0%琼脂糖凝胶上电泳,成像系统拍照保存;
(4)利用13对SRAP分子标记将不同品系辣木进行聚类分析。
进一步地,步骤(1)中的辣木基因组DNA采用改良CTAB法提取,储存于-20℃备用,扩增前稀释成20ng/μl的工作浓度;
进一步地,步骤(2)中的PCR反应体系具体25μl反应液包含,不含Mg2+的10*PCRbuffer2.5μl,Mg2+2mM,dNTPs 0.2mM,DNA浓度为40ng,Taq DNA聚合酶用量为0.625U,上下游引物各0.75μmol;将上述反应混合液按如下程序进行扩增:94℃预变性5min,94℃变性1min,37℃复性1min,72℃延伸1min,5个循环反应,再94℃变性1min,50℃复性1min,72℃延伸1min,35个循环反应,72℃再延伸10min,4℃保存。
进一步地,步骤(3)中的电泳具体为取5μL反应液进行质量体积比为2.0%的低熔点琼脂糖凝胶电泳,在0.5×电泳缓冲液环境中,100V稳压电泳1.5h,然后用凝胶成像系统观察并拍照。
进一步地,步骤(4)中进行亲缘关系分析具体为:读取步骤(3)获得的谱带信息,将电泳图谱上100-2000bp范围内清晰且可重复出现的条带记为1,同一位置没有条带记为0,由此生成0和1原始矩阵,用NTSYS软件中Simqual程序计算相似系数矩阵,以Clustering程序中的SHAN进行UPGMA聚类,用Tree plot模块生成聚类图,构建分子进化树。
本发明所述的一种分析辣木亲缘关系的试剂盒,建立了辣木SRAP-PCR反应体系,可应用于辣木品系的快速鉴别、遗传多样性分析、指纹图谱数据库建立、杂交子代的早期鉴定、新品种登录以及分子标记辅助育种等方面。
与现有技术相比,本发明可以获得包括以下技术效果:
(1)利用本发明提供的PCR反应体系(反应混合液、反应程序),可得到清晰、多态性好、重
复性高的条带,易于鉴别不同品系基因水平差异,为辣木遗传多样性和亲缘关系分析奠定良好基础。
(2)筛选的13对SRAP引物在辣木中扩增出的条带更具有多态性高,特异性好,背景清楚及
稳定的优点。
(3)成本低,操作简单,缩短实验时间。
(4)SRAP分子标记是对基因组的ORFs进行扩增,基因的多样性更能反映遗传资源样性,
SRAP在基因组中分布均匀,它提供的信息比其他分子标记更为优良。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,并不构成对本发明的不当限定。
图1是部分引物筛选效果图,其中,模板为PKM1品系,从左到右的孔道分别为2000bp Marker,Q1-Q8引物组合。
图2是16份辣木品系亲缘关系树状图.
具体实施方式
为了进一步阐明本发明而不是限制本发明,以下结合实施例加以说明。下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。本发明采用的Mg2+、dNTPs、Taq DNA聚合酶和DNAMarker均购自大连宝生物有限公司。
本发明实施例以福建省热带作物科学研究所收集的16份辣木品系为实验材料(见表1)。
表1 16份辣木品系编号及相关信息表
采用改良CTAB法对18份辣木品系DNA进行提取,具体步骤如下:
(1)取新鲜幼嫩叶片,加入液氮研磨成粉末,转入2ml离心管后加入0.9ml预热的2*CTAB提取液和0.1ml无水乙醇,混匀,65℃水浴30min,期间不断轻轻混匀,10000r/min离心5min;
(2)取上清,加入苯酚/氯仿/异戊醇(25:24:1),轻轻颠倒混匀,12000r/min离心10min;
(3)取上清,加入氯仿/异戊醇(24:1),轻轻颠倒混匀,12000r/min离心10min;
(4)取上清,加入等体积异丙醇,轻轻混匀,置于-20℃沉淀30min,4℃,7000r/min离心5min;
(5)70%乙醇洗涤2次,风干后加入100μl无菌水溶解沉淀,并保存于4℃备用。
(6)制备1%琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA质量,采用核酸蛋白分析仪检测DNA浓度。
SRAP分析
1、引物筛选:根据发明人先前的研究,合成17条正向引物和10条反向引物(见表2),共合成170对引物,以辣木PKM1品系的DNA为模板进行引物筛选。
表2引物及其序列
2、SRAP反应体系:辣木品系SRAP-PCR总体积25μl(见表3)。
表3 SRAP反应体系
3、SRAP的扩增程序
94℃预变性5min,94℃变性1min,37℃复性1min,72℃延伸1min,5个循环反应,再94℃变性1min,50℃复性1min,72℃延伸1min,35个循环反应,72℃再延伸10min,4℃保存。
4、SRAP扩增引物的检测:扩增产物采用琼脂糖凝胶电泳检测,电泳条件为,5μlPCR反应液和1μl 6*loading buffer混合上样,1*TAE电泳缓冲液,1%凝胶,120V电泳1h,电泳完毕后在凝胶成像系统上观测,照相。
5、数据处理:以0和1记录SRAP条带的有和无,获得0-1矩阵,用NTSYS分析软件,分析辣木品系的亲缘关系。
结果与分析
(1)基因组DNA条带明亮,完整无降解。加入适量无菌水后将其稀释至20ng/μl,并置于-20℃冰箱备用。
(2)以PKM1 DNA为模板对170对SRAP引物进行筛选,结果显示(图1为部分引物筛选结果),有13对引物都能扩增出清晰条带,扩增产物大小为100-2000bp不等,另外的157对引物部分也扩增出任意产物,但产物清晰度或多态性较差。
表4 13对SRAP引物组合筛选情况
注:√为有差异条带、带型清晰的引物组合。
(3)数据分析及聚类:对SRAP引物扩增得到的多态性条带,形成0-1矩阵,通过NTSYS软件构建不同辣木品系的亲缘关系树状图,结果表明,16份辣木种质聚类为两个较大的分支I和II,其中7号样品与1号样品聚类到I分支的a亚组,这两个样品均为非洲种,与其他样品具有较远亲缘关系,而4号、5号和13号样品则与其他4个样品(2号,3号,6号和8号)聚类到一起,为I分支的b亚组(图2),说明引自中国台湾、泰国和缅甸的3个品系与印度改良种PKM系列具有较近的亲缘关系。此外,SRAP标记分析的结果表明,16份辣木种质的平均相似系数为0.78,分支I和分支II的相似系数为0.72,14号和15号样品具有较近的亲缘关系。
序列表
<110> 福建省热带作物科学研究所
<120> 一种分析辣木亲缘关系的反应体系、试剂盒及其应用方法
<160> 27
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 2
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
gactgcgtac gaattaat 18
<210> 2
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
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<210> 3
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
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<210> 4
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
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<210> 5
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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<211> 18
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
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<210> 8
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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<211> 18
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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<210> 11
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 11
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<211> 18
<212> DNA
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<400> 13
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<210> 14
<211> 18
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<210> 15
<211> 18
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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gactgcgtac gaattctg 18
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<211> 18
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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<211> 17
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<211> 17
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<211> 17
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<210> 26
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<210> 27
<211> 17
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 27
tgagtccaaa ccggtac 17
Claims (5)
1.一种分析辣木亲缘关系的SRAP分子标记引物组合,其特征在于:由如下13对引物对组成:
A6:5'-GACTGCGTACGAATTAAT-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TAG-3';
F1:5'-GACTGCGTACGAATT GCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG ATA-3';
F2:5'-GACTGCGTACGAATT GCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AGC-3';
F3:5'-GACTGCGTACGAATT GCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AAT-3';
G3:5'-GACTGCGTACGAATTATG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AAT-3';
I4:5'-GACTGCGTACGAATT ACG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG ACC-3';
L8:5'-GACTGCGTACGAATT GTC-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TGT-3';
M2:5'-GACTGCGTACGAATT GGT-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AGC-3';
M3:5'-GACTGCGTACGAATT GGT-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AAT-3';
P7:5'-GACTGCGTACGAATT CGG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TTG-3'
P8:5'-GACTGCGTACGAATT CGG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TGT-3'
Q1:5'-GACTGCGTACGAATT CCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG ATA-3'
Q2:5'-GACTGCGTACGAATT CCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AGC-3'。
2.辣木亲缘关系的分析方法,包括如下步骤:
(1)提取辣木基因组DNA为模板,保存于-20℃备用;
(2)采用PCR反应体系对(1)中的DNA进行扩增;所述反应体系中,每25µl反应液包含,不含Mg2+的10*PCR buffer 2.5µl,Mg2+ 2mM,dNTPs 0.2mM,DNA 40ng,Taq DNA聚合酶0.625U,上下游引物各0.75µmol;将所述反应液按如下程序进行扩增:94℃预变性5min,94℃变性1min,37℃复性1min,72℃延伸1min,5个循环反应,再94℃变性1min,50℃复性1min,72℃延伸1min,35个循环反应,72℃再延伸10min,4℃保存;其中,采用如下13对上下游引物分别扩增,分别是:
A6:5'-GACTGCGTACGAATTAAT-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TAG-3';
F1:5'-GACTGCGTACGAATT GCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG ATA-3';
F2:5'-GACTGCGTACGAATT GCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AGC-3';
F3:5'-GACTGCGTACGAATT GCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AAT-3';
G3:5'-GACTGCGTACGAATTATG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AAT-3';
I4:5'-GACTGCGTACGAATT ACG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG ACC-3';
L8:5'-GACTGCGTACGAATT GTC-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TGT-3';
M2:5'-GACTGCGTACGAATT GGT-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AGC-3';
M3:5'-GACTGCGTACGAATT GGT-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AAT-3';
P7:5'-GACTGCGTACGAATT CGG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TTG-3'
P8:5'-GACTGCGTACGAATT CGG-3';5'-TGAGTCCAAACCGG TGT-3'
Q1:5'-GACTGCGTACGAATT CCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG ATA-3'
Q2:5'-GACTGCGTACGAATT CCA-3';5'-TGAGTCCAAACCGG AGC-3';
(3)将扩增产物在2.0%琼脂糖凝胶上电泳,成像系统拍照保存;
(4)利用13对SRAP分子标记将不同品系辣木进行亲缘关系分析。
3.如权利要求2所述的辣木亲缘关系的分析方法,其特征在于:步骤(1)中的辣木基因组DNA采用改良CTAB法提取,储存于-20℃备用,扩增前稀释成20ng/µl的工作浓度。
4.如权利要求2所述的辣木亲缘关系的分析方法,其特征在于:步骤(3)中的电泳具体为取5 µL反应液进行质量体积比为2.0 %的低熔点琼脂糖凝胶电泳,在0.5×电泳缓冲液环境中,100 V稳压电泳1.5 h,然后用凝胶成像系统观察并拍照。
5.如权利要求2所述的辣木亲缘关系的分析方法,其特征在于:步骤(4)中进行亲缘关系分析具体为:读取步骤(3)获得的谱带信息,将电泳图谱上100-2000bp范围内清晰且重复出现的条带记为1,同一位置没有条带记为0,由此生成0和1原始矩阵,用NTSYS软件中Simqual程序计算相似系数矩阵,以Clustering程序中的SHAN进行UPGMA聚类,用Tree plot模块生成聚类图,构建分子进化树。
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云南辣木资源遗传多样性的AFLP分析;郑硕理等;《云南农业大学学报(自然科学)》;20160920;摘要、第852页1.2、第853-854页2.3 * |
普通烟草(Nicotinan tabacum L.)类型间重要性状差异及其遗传特性研究;王日新;《中国博士学位论文全文数据库农业科技辑》;20091015;摘要、第13-14、51-54、58-59页 * |
王日新.普通烟草(Nicotinan tabacum L.)类型间重要性状差异及其遗传特性研究.《中国博士学位论文全文数据库农业科技辑》.2009,摘要、第13-14、51-54、58-59页. * |
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CN108456719A (zh) | 2018-08-28 |
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