基于InDel标记的杏鲍菇遗传多样性评价.pdf
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1、 Edible and medicinal mushrooms 2023,31(6):385390 基于 InDel 标记的杏鲍菇遗传多样性评价 姜晓红1 朱家漘1,2 孙忠刚3 曲绍轩1 马 林1 李辉平1*(1.江苏省农业科学院蔬菜研究所 江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室,江苏 南京 210014;2.江苏大学生命科学学院,江苏 镇江 212013;3.江苏淮香食用菌有限公司,江苏 淮安 223009)摘 要 插入/缺失(insertion-deletion,InDel)标记作为快速鉴定品种间遗传多样性的方法之一,因具有对检测设备要求低、简单易行、成本低,且共显性遗传、变异稳定、准确性
2、高、重复性好等特点,在医学、动植物遗传学的群体遗传分析、基因定位及遗传图谱构建等领域被广泛应用。为评价我国杏鲍菇菌株的遗传多样性,加快杏鲍菇遗传育种工作进程,通过比对杏鲍菇已公布的基因组组装数据,开发 30200 bp InDel 标记便于常规电泳检测,随机选取合成 36 对引物对收集自国家食用菌标准菌株库、国内企业和市场的 65 份杏鲍菇菌株进行验证,筛选出 25 对有效引物,进行遗传多样性分析并构建 UPGMA 聚类树。结果表明,65 份供试菌株遗传多样性丰富,遗传相似系数最低为 0.362,在相似系数 0.616 时可分为 5 个类群。关键词 杏鲍菇;基因组比对;分子标记;种质资源评价
3、中图分类号:S646 文献标识码:A 文章编码:2095-0934(2023)06-385-06 Diversity evaluation of Pleurotus eryngii strains based on InDel markers JIANG Xiaohong1 ZHU Jiachun1,2 SUN Zhonggang3 QU Shaoxuan1 MA Lin1 LI Huiping1*(1.Jiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement,Institute of Vegetable Crops,J
4、iangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China;2.School of Life Sciences,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China;3.Jiangsu Huaixiang Edible Fungi Co.,LTD,Huaian 223009,China)Abstract Insertion deletion(InDel)markers,as one of the methods for quickly identifying genetic diversity betw
5、een varieties,are widely used in fields such as medicine,animal and plant genetics,population genetic analysis,gene mapping,and genetic map construction due to their low requirements for detection equipment,simplicity,low cost,co dominant inheritance,stable variation,high accuracy,and good repeatabi
6、lity.In order to evaluate the genetic diversity of Pleurotus eryngii strains in China and accelerate the genetic breeding process,30 200 bp InDel markers were developed by comparing the published genome assembly data of Pleurotus eryngii for routine electrophoresis detection.36 pairs of primers were
7、 randomly selected and synthesized to validate 65 strains collected from the China Center for Mushroom Spawn Standards and Control,domestic enterprises,and markets.25 pairs of effective primers were screened and applied in genetic diversity analysis and UPGMA clustering tree construction.The results
8、 showed that the 65 strains were rich in genetic diversity,with the lowest genetic similarity coefficient of 0.362.These strains could be divided into 5 groups when the similarity coefficient was 0.616.Key words king oyster mushroom;genome comparison;molecular marker;germplasm resource evaluation 基金
9、项目:国家现代农业产业技术体系(CARS20);江苏省种业振兴揭榜挂帅项目(JBGS089)*通信作者:李辉平(1982),硕士,副研究员,主要从事食用菌栽培与遗传育种研究。E-mail:。386 2023 年 第 31 卷 第 6 期 杏鲍菇(Pleurotus eryngii),学名刺芹侧耳,隶属侧耳科、侧耳属,是我国三大重要工厂化栽培珍稀食用菌之一,其野生种质资源主要集中在南欧、北非、中亚等地1。杏鲍菇含有多种膳食纤维、维生素、人体必需氨基酸及功能性多糖等,具有药食兼用的功能,深受消费者的欢迎。分子标记的开发对开展种质资源收集与评价,培育优质新品种具有重要意义。杏鲍菇子实体形态特征较少且
10、极易受外界环境因素影响,单从形态水平鉴定杏鲍菇菌株的亲缘关系比较困难。DNA 分子标记技术作为一种快速鉴定样品间遗传多样性的方法被广泛应用于种质资源鉴定、基因定位、分子辅助育种等多方面。目前在杏鲍菇上得到应用的分子标记主要包括有限制性片段长度多态性(RFLP)2、随即扩增多态性 DNA(RAPD)3、简单重复序列多态性(SSR)4、简单重复序列间区(ISSR)5和多核苷酸多态性(MNP)6标记技术等。插入/缺失(insertion-deletion,InDel)是指在不同个体之间基因组同一位点的序列发生了数个碱基的插入或缺失,在基因组中的分布密度仅次于SNP,适用于全基因组分子标记的开发。In
11、Del 标记目前在医学、动植物遗传学都得到广泛应用,在食用菌遗传多样性中也逐步得到应用7。Xiang 等筛选了 68 对 InDel 引物,分析了 88 个香菇栽培群体的遗传多样性8。沈秀芬等通过对 5 个香菇菌株重测序,开发并利用 InDel 标记对 44 份香菇菌株进行遗传多样性分析,并将其分为 4 个亚群9。本研究通过 InDel 分子标记技术,对搜集的杏鲍菇菌株进行遗传多样性评价,为杏鲍菇种质资源评价及开发利用提供技术支撑。1 材料与方法 1.1 供试菌株 65 份杏鲍菇菌株由江苏省农业科学院蔬菜研究所提供(表 1),其中栽培菌株主要来自国内企业和市场,CCMSSC 菌株来自国家食用菌
12、标准菌株库。1.2 菌丝培养 采用常规的马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)进行菌丝活化 3 d 后,打孔接入 250 mL 马铃薯葡萄糖液体培养基(PDB)摇瓶进行菌丝扩大培养,25 下 150 r/min 培养 5 d,接真空泵抽滤收集菌丝,用纯净水洗涤 2 次。表 供试菌株编号信息 序号 编号 来源 序号 编号 来源 序号 编号 来源 序号 编号 来源 1 Per1 栽培菌株 18 Per18 栽培菌株 35 Per35 CCMSSC03898 52 Per54 栽培菌株 2 Per2 栽培菌株 19 Per19 栽培菌株 36 Per37 CCMSSC00467 53 Per55 栽培菌株
13、 3 Per3 栽培菌株 20 Per20 栽培菌株 37 Per38 CCMSSC00468 54 Per56 栽培菌株 4 Per4 栽培菌株 21 Per21 栽培菌株 38 Per39 CCMSSC00470 55 Per57 栽培菌株 5 Per5 栽培菌株 22 Per22 栽培菌株 39 Per40 CCMSSC00471 56 Per58 栽培菌株 6 Per6 栽培菌株 23 Per23 CCMSSC00479 40 Per41 CCMSSC00472 57 Per59 栽培菌株 7 Per7 栽培菌株 24 Per24 CCMSSC00480 41 Per42 CCMSSC
14、00473 58 Per60 栽培菌株 8 Per8 栽培菌株 25 Per25 CCMSSC00481 42 Per43 CCMSSC00474 59 Per61 栽培菌株 9 Per9 栽培菌株 26 Per26 CCMSSC00482 43 Per45 CCMSSC00476 60 Per62 栽培菌株 10 Per10 栽培菌株 27 Per27 CCMSSC01353 44 Per46 CCMSSC00477 61 Per63 栽培菌株 11 Per11 栽培菌株 28 Per28 CCMSSC02874 45 Per47 栽培菌株 62 Per67 栽培菌株 12 Per12 栽培
15、菌株 29 Per29 CCMSSC02875 46 Per48 栽培菌株 63 Per68 栽培菌株 13 Per13 栽培菌株 30 Per30 CCMSSC03301 47 Per49 栽培菌株 64 Per69 栽培菌株 14 Per14 栽培菌株 31 Per31 CCMSSC03860 48 Per50 栽培菌株 65 Per70 栽培菌株 15 Per15 栽培菌株 32 Per32 CCMSSC03861 49 Per51 栽培菌株 16 Per16 栽培菌株 33 Per33 CCMSSC03869 50 Per52 栽培菌株 17 Per17 栽培菌株 34 Per34 C
16、CMSSC03870 51 Per53 栽培菌株 姜晓红等:基于 InDel 标记的杏鲍菇遗传多样性评价 387 1.3 DNA 纯化 取 10 mg 的菌丝体,研钵中用液氮将其迅速研磨成粉状,用 DNA 提取试剂盒(上海生工)按操作手册纯化 DNA。检测 OD260/OD280 比值,范围在 1.71.9 为合格,并将核酸浓度统一为 50 ng/L后放入 20 冰箱备用。1.4 InDel 位点筛选与引物设计 依据 NCBI 网站公布的杏鲍菇基因组数(GCA_015484515.1 和 GCA_001717165.1),通过Minimap2进 行 基 因 组 比 对10,以GCA_00171
17、7165.1 为参考基因组,筛选 30200 bp碱基差异的 InDel 位点,随机选择 36 个位点,在其上下游各 150 bp 内利用 Primer 3 设计(参数默认)引物(表 2),引物由北京擎科生物科技股份 表 2 引物序列及多态性 引物名称 引物序列(5-3)退火温度/扩增条带/bp 多态性 引物名称 引物序列(5-3)退火温度/扩增条带/bp 多态性 PerSV1_F TCGAGAGGACCGGTTCGA 59.7 265 是 PerSV19_F CGACGCAAGGAAAGGGGA 59.7 258 否 PerSV1_R ACGCTGCTTCACTCTTCCC 60.0 265
18、 是 PerSV19_R TGGCCATGCTTGTCCACC 60.3 258 否 PerSV2_F GAACGCACAGAGCTCCCA 59.7 276 是 PerSV20_F CGCCCGTTCTTCCAAGTCT 60.0 194 是 PerSV2_R CATGCGGCATCAACGTGG 59.9 276 是 PerSV20_R AGCCCGAACTCATGCGAC 60.1 194 是 PerSV3_F TGCAAGGGAAGTGGGTGG 59.5 240 是 PerSV21_F TAACCTACACGGCGGGGA 60.0 202 是 PerSV3_R CCTGTCCCTA
19、TCTCTTTCCCC 58.9 240 是 PerSV21_R CGGCCACCTTGGAGAGTG 60.0 202 是 PerSV4_F TCTCGGACTCAGTCGCCA 60.0 241 是 PerSV22_F TTGTGGCTTTCCCGTGGG 60.2 258 是 PerSV4_R CGAGCTCGTACGCCTCAG 60.0 241 是 PerSV22_R ATGCCCCACCGTTCTGTG 60.0 258 是 PerSV5_F TCATCAGTGGCCCAGAGC 59.0 213 是 PerSV23_F ATGCACACCCATCTGGCG 60.4 201 是
20、PerSV5_R GCAGTGTGCAGGAGCTCC 60.7 213 是 PerSV23_R TTCAAGCGCACAGAGGGG 60.0 201 是 PerSV6_F AAAGACCTGGGGCTGTACT 57.8 280 否 PerSV24_F AGTGCGACGAACCATGCA 60.0 248 是 PerSV6_R GCAGAGCCCTGTCTCTCAC 59.8 280 否 PerSV24_R GTGCGCGTTCTCGAATGC 60.3 248 是 PerSV7_F GCCTCTCGCCATACTCCC 59.3 259 是 PerSV25_F GACTGGTCGAGG
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