CN113136450B - 一种鉴别山葡萄性别的分子标记及其鉴别方法 - Google Patents

一种鉴别山葡萄性别的分子标记及其鉴别方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种鉴别山葡萄性别的分子标记引物及鉴别方法,属于分子鉴别技术领域。主要包括以下步骤:提取山葡萄叶片DNA;利用分子标记引物对所提取的DNA进行PCR扩增;PCR扩增产物经聚丙烯酰氨凝胶电泳进行分离并拍照;根据电泳图中的条带情况对山葡萄进行性别鉴定。本发明所述鉴别方法能够在育苗阶段对山葡萄交子代的性别进行早期鉴定,尽早淘汰雄株,筛选出具有优良性状杂交子代雌株,提高山葡萄杂交子代的早期选择效率,降低育种成本,有利于杂交育种工作的顺利开展,推动育种和产业发展,及推动山葡萄产业的顺利发展。

Description

一种鉴别山葡萄性别的分子标记及其鉴别方法
技术领域
本发明属于分子鉴别技术领域,具体涉及一种鉴别山葡萄性别的分子标记及鉴别方法。
背景技术
山葡萄(V.amurensis Rupr.)为葡萄科(Vitaceae)葡萄属(Vitis)植物,是原产我国的特色野生果树,是葡萄属中最抗寒的种类,枝蔓可抵御-40℃的严寒,根系可承受-16℃的低温,且对多种欧亚种群易感的病害有较强的抵抗力,是国内外葡萄抗寒、抗病育种的宝贵资源。
杂交育种是进行种质创新和良种培育的重要手段。山葡萄在自然条件下为雌雄异株,山葡萄育种大多以山葡萄雌花作母本、雄花作父本杂交,在后代中筛选可结实的雌能花优株,但是山葡萄生长周期和童期较长,在实生苗处于童期的几年内确定性别较为困难,这严重限制了具有优良性状杂交后代雌株的早期筛选,同时在育苗及种植管理过程中也花费了大量劳动成本与经济成本。因此,有必要研究开发高效稳定的山葡萄性别鉴定分子标记,在育苗阶段对山葡萄幼苗性别进行早期鉴定,对加速育种进程及育苗成本控制具有重要意义。
发明内容
鉴于此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种鉴别山葡萄性别的分子标记及鉴别方法,利用分子标记在育苗阶段对山葡萄的性别进行早期鉴定,对提高山葡萄杂交后代雌株的早期选择效率及降低杂种圃的管理成本具有重要意义。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种鉴定山葡萄性别的分子标记,在雌株上只存在SEQ ID NO.1所示核苷酸序列,在雄株上同时存在SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列;
SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列:
TTGCCAAGCCATTAAGACTCTCCATGGAGACCCAAACCTTGGGGTGTTGACCAT GCCCACAACAACCAACACCGTTAAATCAGGGTGTTATCAGGGATCGGGATTCGAACTTGGGACAATGTGCCTCTTACTGGGACCGCACGTCCCAACTTTCGCCTTGACC AACTAGGCCTACCCTAGTGGGCTAACATCCTATTTTTATTATTGACACCTATTGTATGATCAATATTCTTGTCTTGTTTCCCATTCTTC。
SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列:
TTGCCAAGCCATTAAGACTTTCCATGGAGACCCAAACCTCGGGGTGTTGACCAT GCCCACAACAACCAGCACCGTTAAATCAGGATGTTATCAGGAATAGGATTTGAA CTTGGGACCATGTACCTCTTACTGGGACACCATGTACCTCTTACTGGGACCACACGTCCCAACATTCACCTTGAACAACTGGGCCTACCCTGGTGGGCTAACATCCTATTTTTATTATTGACACCTATTGTATGATCAATATTCGTGTCTTGTTTCCCATTCTTC。
进一步地,所述分子标记通过如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示的特异性引物扩增获得,SEQ ID NO.3为正向引物,SEQ ID NO.4为反向引物;
SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列为:5’-TTGCCAAGCCATTAAGAC-3’;
SEQ ID NO.4所示的核苷酸序列为:5’-GAAGAATGGGAAACAAGACA-3’。
本发明另一方面提供了一种鉴别山葡萄性别的方法,主要包括如下步骤:
(1)提取山葡萄DNA;
(2)利用如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示的正向引物和反向引物对步骤(1)所提取的DNA进行PCR扩增;
(3)将步骤(2)所得的PCR扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离并拍照;
(4)根据步骤(3)所得的电泳图中的条带情况对山葡萄进行性别鉴定。
进一步地,步骤(1)的具体步骤包括:
a)取山葡萄幼嫩叶片,研磨成粉末后,转入预热至50~70℃的溴化十六烷基三甲铵CTAB缓冲液中,50~70℃水浴提取10~200min,1000~20000rpm离心5~30min;
b)小心吸取步骤a)所得的上清液,加入等体积的氯仿和异戊醇混合液,其中氯仿和异戊醇体积比为24:1,涡旋混匀,5000~20000rpm离心5~30min,取上清液,加入2倍体积预冷至-30~-10℃的乙醇或异丙醇;
c)将步骤b)所得的溶液于5000~20000rpm离心5~30min,弃上清液;用体积分数为60~80%的乙醇清洗沉淀物2-5次;晾干后,加入预热至55~75℃的ddH2O,即得到山葡萄基因组DNA;
d)利用1.0%琼脂糖凝胶电泳和NanoDrop2000分光光度计检测步骤c)所得的DNA样品的纯度和浓度,于-20℃冰箱保存。
进一步地,在步骤(2)中,PCR扩增的程序为:95℃预变性5min;95℃变性30s,52℃退火30s,72℃延伸1min,重复循环32次,72℃延伸5min。
进一步地,在步骤(2)中,PCR扩增的体系为:Taq DNA聚合酶10μL;5μM正向引物2μL;5μM反向引物2μL;模板DNA 1μL;加入ddH2O补齐到20μL。
进一步地,在步骤(3)中,所述聚丙烯酰胺凝胶电泳的具体步骤为:PCR扩增产物用10%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离;所述聚丙烯酰胺凝胶电泳条件设置为 220V、400mA,电泳时间为90min。
进一步地,电泳凝胶上显示有1条位于252bp处的条带的为雌株,电泳凝胶上显示有2条分别位于252bp和273bp处的条带的为雄株。
本发明另一方面提供SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的分子标记、SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示的分子标记引物在制备鉴定山葡萄性别的试剂或试剂盒中的用途。
本发明相对于现有技术具有的有益效果如下:
1.本发明采用分子标记技术鉴别山葡萄性别,先提取山葡萄DNA,再使用本发明提供的分子标记引物进行PCR扩增,扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离并拍照,即可根据目的条带的数量鉴别出山葡萄性别。
2.本发明可以在育苗阶段将雌雄单株区分开,鉴定结果的准确率为100%,无需等到山葡萄开花后再鉴定性别,能够在育苗阶段对山葡萄杂交后代的性别进行早期鉴定。
3.本发明提高了山葡萄杂交后代的早期选择效率,降低育种成本,有利于杂交育种工作的顺利开展,推动育种和产业发展,及推动山葡萄产业的顺利发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例涉及的附图进行简单地介绍。
图1为山葡萄雌、雄亲本及其117株杂交后代的PCR扩增电泳图,其中,p1:雌株亲本;p2:雄株亲本;m:雄株后代;f:雌株后代;M:300bp DNA Marker。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明,但本发明的实施方式不限于此,显而易见地,下面描述中的实施例仅是本发明的部分实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,获得其他的类似的实施例均落入本发明的保护范围。
实施例1
一种鉴别山葡萄性别的方法,主要包括如下步骤:
1.提取山葡萄叶片DNA
1.1用电子天平迅速称取约0.5g的山葡萄幼嫩叶片于研钵中,利用液氮将样品充分研磨成粉末后,快速转入盛有预热至65℃的800μL 2×溴化十六烷基三甲铵CTAB 缓冲液的2ml离心管中,65℃水浴提取30min,水浴期间反复颠倒几次,10000rpm离心5min;
1.2小心吸取上清液至新的2ml离心管中,加入等体积的氯仿和异戊醇混合液,其中氯仿和异戊醇体积比为24:1,涡旋混匀后在10000rpm的转速下离心10min,将上清液转入新的离心管,再次加入等体积的氯仿和异戊醇混合液,涡旋混匀后在 10000rpm的转速下离心10min;取上清液于新的离心管后,加入2倍体积且预冷至-20 ℃的乙醇或2/3体积且预冷至-20℃的异丙醇沉淀DNA,在-20℃冰箱中放置0.5-1h;
1.3 10000rpm离心10min,倒去上清液;用体积分数为70%的乙醇清洗沉淀物2-3次;室温放置5min使沉淀物自然风干后,加入预热至65℃的50μL的ddH2O,即得到山葡萄基因组DNA;
1.4利用1.0%琼脂糖凝胶电泳和NanoDrop2000分光光度计检测DNA样品的纯度和浓度,样品检测合格后置于-20℃冰箱保存备用。
2.利用正向引物和反向引物对所提取的DNA进行PCR扩增
用于鉴别山葡萄性别的分子标记引物如SEQ ID No.3和SEQ ID No.4所示,其中SEQ ID No.3(正向引物)的序列为:5’-TTGCCAAGCCATTAAGAC-3’,SEQ ID No.4(反向引物)的序列为:5’-GAAGAATGGGAAACAAGACA-3’;
PCR扩增的程序为:95℃预变性5min;95℃变性30s,52℃退火30s,72℃延伸 1min,重复循环32次;72℃延伸5min;
PCR扩增的体系为:Taq DNA聚合酶10μL;5μM正向引物2μL;5μM反向引物2μL;模板DNA 1μL;加入ddH2O补齐到20μL。
3.PCR扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离并拍照
PCR扩增产物用10%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离,聚丙烯酰胺凝胶电泳检测条件;电泳条件设置为220V、400mA,电泳时间为90min。
4.根据电泳图中的条带情况对山葡萄进行性别鉴定
电泳凝胶上显示有1条位于252bp处的条带的为雌株,电泳凝胶上显示有2条分别位于252bp和273bp处的条带的为雄株。
实施例2
为了进一步证明本发明鉴别山葡萄性别的方法的准备率,采用已经进入成年期的一份山葡萄雌株亲本、一份山葡萄雄株亲本及二者杂交的117株后代(包含55株雌株和62株雄株)验证鉴别效果。
实验材料:已经进入成年期的一份山葡萄雌株亲本、一份山葡萄雄株亲本及二者杂交的117株后代(包含55株雌株和62株雄株)。
实验方法:采用实施例1中的鉴别山葡萄性别的方法(提取叶片DNA,进行PCR 扩增后用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离并拍照)。
实验结果:根据电泳图中的条带情况(如图1所示)对山葡萄的性别进行鉴定,结果如表1所示:
表1.山葡萄性别的鉴定结果
Figure SMS_1
结果表明,本发明鉴别山葡萄性别的方法的鉴定结果的准确率为100%;本发明可以通过山葡萄分子标记准确鉴别山葡萄的性别。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 沈阳农业大学
<120> 一种鉴别山葡萄性别的分子标记及其鉴别方法
<130> 20210506
<160> 4
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 252
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
ttgccaagcc attaagactc tccatggaga cccaaacctt ggggtgttga ccatgcccac 60
aacaaccaac accgttaaat cagggtgtta tcagggatcg ggattcgaac ttgggacaat 120
gtgcctctta ctgggaccgc acgtcccaac tttcgccttg accaactagg cctaccctag 180
tgggctaaca tcctattttt attattgaca cctattgtat gatcaatatt cttgtcttgt 240
ttcccattct tc 252
<210> 2
<211> 273
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
ttgccaagcc attaagactt tccatggaga cccaaacctc ggggtgttga ccatgcccac 60
aacaaccagc accgttaaat caggatgtta tcaggaatag gatttgaact tgggaccatg 120
tacctcttac tgggacacca tgtacctctt actgggacca cacgtcccaa cattcacctt 180
gaacaactgg gcctaccctg gtgggctaac atcctatttt tattattgac acctattgta 240
tgatcaatat tcgtgtcttg tttcccattc ttc 273
<210> 3
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
ttgccaagcc attaagac 18
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 4
gaagaatggg aaacaagaca 20

Claims (8)

1.一种鉴定山葡萄性别的分子标记,其特征在于,所述的分子标记的核苷酸序列如SEQID NO.2所示。
2.一种鉴别山葡萄性别的方法,其特征在于,主要包括如下步骤:
(1)提取山葡萄DNA;
(2)利用引物对对步骤(1)所提取的DNA进行PCR扩增;
(3)将步骤(2)所得的PCR扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离并拍照;
(4)根据步骤(3)所得的电泳图中的条带情况对山葡萄进行性别鉴定;
所述的引物对由如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示的特异性引物组成,
SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列为:5’-TTGCCAAGCCATTAAGAC-3’;
SEQ ID NO.4所示的核苷酸序列为:5’-GAAGAATGGGAAACAAGACA-3’。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(1)的具体步骤包括:
a)取山葡萄幼嫩叶片,研磨成粉末后,转入预热至50~70℃的溴化十六烷基三甲铵CTAB缓冲液中,50~70℃水浴提取10~200min,1000~20000rpm离心5~30min;
b)小心吸取步骤a)所得的上清液,加入等体积的氯仿和异戊醇混合液,其中氯仿和异戊醇体积比为24:1,涡旋混匀,5000~20000rpm离心5~30min,取上清液,加入2倍体积预冷至-30~-10℃的乙醇或异丙醇;
c)将步骤b)所得的溶液于5000~20000rpm离心5~30min,弃上清液;用体积分数为60~80%的乙醇清洗沉淀物2-5次;晾干后,加入预热至55~75℃的ddH2O,即得到山葡萄基因组DNA;
d)利用1.0%琼脂糖凝胶电泳和NanoDrop2000分光光度计检测步骤c)所得的DNA样品的纯度和浓度,于-20℃下保存。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述PCR扩增的程序为:95℃预变性5min;95℃变性30s,52℃退火30s,72℃延伸1min,重复循环32次,72℃延伸5min。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述PCR扩增的体系为:TaqDNA聚合酶10μL;5μM正向引物2μL;5μM反向引物2μL;模板DNA 1μL;加入ddH2O补齐到20μL。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述聚丙烯酰胺凝胶电泳的具体步骤为:PCR扩增产物通过10%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述聚丙烯酰胺凝胶电泳条件为220V、400mA,电泳时间为90min。
8.权利要求1所述的分子标记或扩增权利要求1所述的分子标记的引物对在制备鉴定山葡萄性别的试剂或试剂盒中的用途;
扩增权利要求1所述的分子标记的引物对由如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示的特异性引物组成,
SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列为:5’-TTGCCAAGCCATTAAGAC-3’;
SEQ ID NO.4所示的核苷酸序列为:5’-GAAGAATGGGAAACAAGACA-3’。
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