基于ISSR分子标记的红豆草资源遗传多样性分析.pdf
《基于ISSR分子标记的红豆草资源遗传多样性分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于ISSR分子标记的红豆草资源遗传多样性分析.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 41 卷 第 4 期2023 年 8 月四川农业大学学报Journal of Sichuan Agricultural UniversityVol.41 No.4Aug.2023基于ISSR分子标记的红豆草资源遗传多样性分析马彪,魏少萍,苗佳敏,南丽丽*,梁鹏飞,李景峰(甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室,兰州 730070)摘要:【目的】分析评价红豆草(Onobrychis viciaefolia)种质资源间亲缘关系的远近,为红豆草的良种选育提供了科学依据。【方法】利用ISSR分子标记技术对国内外22份红豆草种质资源进行遗传多样性分析。【结果】用13条引物扩增共获得101
2、条谱带,其中多态性条带98条,多态性比率为97.12%,平均每条引物扩增出7.8个条带,平均多态性条带为7.5条,平均等位基因数(Na)、平均有效等位基因数(Ne)、Neis基因多样性指数(H)和香农多样性指数(I)均值分别为1.97、1.49、0.30和0.46。【结论】遗传相似性系数聚类分析表明,22份红豆草种质资源在遗传系数0.69处可聚为4大类群,其中2668号和1号单独聚为一类,与其他材料遗传差异较大。关键词:红豆草;ISSR;遗传多样性;亲缘关系中图分类号:S541+4 文献标志码:A 文章编号:1000-2650(2023)04-0619-07Genetic Diversity
3、Analysis of Sainfoin Resources Based on ISSR Molecular MarkersMA Biao,WEI Shaoping,MIAO Jiamin,NAN Lili*,LIANG Pengfei,LI Jingfeng(College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem,Ministry of Education,Lanzhou 730070,China)Abstract:【Objective】This
4、study aim to analyze and evaluate the genetic relationships among the germplasm resources of Onobrychis viciaefolia,and finally to provide a scientific basis for the breeding of better varieties of Onobrychis viciaefolia.【Method】Genetic diversity of 22 germplasm resources of red bean grass at home a
5、nd abroad was analyzed using ISSR molecular markers.【Result】A total of 101 bands were detected by amplification using 13 markers,among which 98 were polymorphic,with a polymorphism ratio of 97.12%.An average of 7.8 bands were amplified by each primer,with an average of 7.5 polymorphic bands.The aver
6、age number of alleles(Na),average effective number of alleles(Ne),Neis gene diversity index(H)and Shannon diversity index(I)were 1.97,1.49,0.30 and 0.46,respectively.【Conclusion】The clustering analysis of genetic similarity coefficient showed that the 22 germplasm resources could be clustered into f
7、our groups at the genetic coefficient of 0.69,among which No.2668 and No.1 were clustered into one group,which had great genetic difference from other materials.Keywords:sainfoin;ISSR;genetic diversity;genetic relationship红豆草(Onobrychis viciifolia)是豆科(Leguminosae)驴食草属(Onobrychis Mill)多年生草本植物,被誉为“牧草皇
8、后”1-2,不仅富含蛋白质、维生素、矿物质,单宁含量适中且草产量较高,亦是干旱、半干旱区或高寒、高纬度地区发展畜牧业和改善生态的优良草种3。其耐旱4、耐盐5、抗寒6、耐低磷7、耐贫瘠、固氮、根系发达且花色艳丽,是很好的水土保持植物和蜜源植物8。此外,红豆草种质资源在群体doi:10.16036/j.issn.1000-2650.202302204收稿日期:2023-02-16基金项目:甘肃省科技计划项目(22YF7NA112);国家自然科学基金(32160327);国家现代农业产业技术体系(CARS-34)。作者简介:马彪,硕士研究生,E-mail:。*责任作者:南丽丽,教授,博士,主要从事牧
9、草栽培与育种研究,E-mail:。四川农业大学学报第 41 卷 内有较高变异,且基因型分布与地理分布有关9。到目前为止,我国审定登记的红豆草品种只有3 个,分 别 为 甘 肃 红 豆 草(Onobrychis viciaefolia Gansu,地方品种)、蒙农红豆草(Onobrychis viciaefolia Mengnong,育成品种)和奇台红豆草(Onobrychis viciaefolia Qitai,地方品种),远不能满足我国草食畜牧业发展的需求。引进高产优质、抗逆性强的红豆草材料,是有效拓宽国内红豆草品种遗传基础的重要方面,且对改良现有品种的农艺性状、缩短红豆草育种年限、加速红豆
10、草育种进程、扩大育种原始材料均具有重要的意义,但引进种质因地域差异往往会表现出与原产地表型性状差异较大的特性10。植物表型受环境条件的影响较大,同一基因型在不同环境条件下表现不同,相同的表型可能具有不同的基因型11,且红豆草为异花授粉植物,单纯通过表型性状来研究其遗传关系以及进行种质筛选,可靠性比较低,将表型性状12和分子标记技术结合对其进行遗传多样性和亲缘关系研究,可靠性比较高。ISSR(inter-simple sequence repeat)分子标记技术是利用微卫星DNA序列设计引物,对简单重复序列进行区段扩增的分子标记,具有操作便捷、快速、高效的特点,多用于植物遗传多样性、居群遗传结构
11、及其亲缘关系检测等13。目前已在蓝花楹(Jacaranda mimosifolia)14、苦茶(Camellia assamica)15、樱花(Cerasus spp.)16、鸭茅(Dactylis)17、狗牙根(Cynodon dactylon)18、报春花(Primula malacoides)19等种质资源遗传多样性和品系鉴定等方面均有报道,但在红豆草上的研究报道少见。为此,本研究运用ISSR分子标记技术,从DNA分子水平上分析国内外22份红豆草种质间的遗传多样性状况和亲缘关系,旨在为红豆草种质资源的评价和合理利用提供理论依据。1材料和方法1.1试验材料供试材料共22份(表1),其中20
12、份由农业农村部全国畜牧兽医总站牧草种质资源搜集保护项目表1供试红豆草材料及来源Table1Materials and sources of sainfoin used in this study序号No.12345678910111213141516171819202122编号Code99771370974562208GS13523MN2323-220499155162616689699986096022559266811029519942323-16来源地Origins俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯甘肃俄罗斯内蒙古俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯
13、俄罗斯品种(系)名Specific name野生材料野生材料野生材料野生材料甘肃红豆草野生材料蒙农红豆草野生材料野生材料野生材料野生材料 野生材料野生材料野生材料野生材料野生材料野生材料野生材料野生材料野生材料野生材料野生材料620第 4 期马彪,等:基于ISSR分子标记的红豆草资源遗传多样性分析协作组(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所)从俄罗斯瓦维洛夫植物基因库引进,蒙农红豆草(MN)和甘肃红豆草(GS)分别由内蒙古农业大学和甘肃农业大学提供,所有材料于2021年7月1日种植于甘肃农业大学草业学院植物生长室,出苗后剪取健康的红豆草幼嫩叶片,液氮速冻后放置在-80 冰箱中保存备用。1.2试验方
14、法1.2.1基因组DNA的提取采用集群采样法提取DNA,即同种的植物材料分别取2030株的叶片,充分混合后使用植物基因组提取试剂盒法(产品编号:DP305)提取总DNA,用超微量紫外分光光度计和电泳凝胶检测DNA浓度质量后再用ddH2O稀释到同一浓度放入4 保存备用。1.2.2ISSR引物筛选及最佳退火温度筛选试验所用引物是从加拿大哥伦比亚大学UBC公司设计的通用ISSR标记,从相关文献20-21中挑选出用于豆科植物扩增的ISSR引物,经过对红豆草PCR 扩增筛选出相对条带较多、稳定性较好的引物,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。再对筛选出的引物使用梯度PCR仪,根据各引物理论退火温度设
15、置6个退火温度梯度(Tm1)进行最佳退火温度的确定。1.2.3PCR扩增ISSR-PCR 反应体系确定为 20 L,其中包括DNA模板1 L,10 mmol/L引物1 L,2 Taq Master Mix 8.5 L,再用 ddH2O 补足。PCR 扩增程序为:94 预变性4 min后,94 30 s、41.4 61.4 (退火温度因引物不同而不同)退火 45 s、72 延伸2 min,共35次循环;最后72 延伸7 min,4 保存。PCR扩增产物用1.5%的琼脂糖凝胶电泳检测,用DM4500(M)和 DM2000(M1)作标准分子量对照,在5 V/cm电压下电泳1 h,电泳结果在紫外凝胶成
16、像系统中观察并拍照记录。1.2.4数据分析凝胶图像用(quantity one)软件进行分析,将电泳图谱信息根据条带(DNA片段)的有无统计转化成“0/1”二元矩阵。利用NTSYS-pc V2.10软件将读取的“0,1”数据进行矩阵转换后根据不同材料间的遗 传 相 似 性 系 数 按 UPGMA 法(unweighted pair group method using arithmetic averages)构建遗传聚类图;用POPGENE32软件计算有效等位基因(effective number of alleles,Ne)、Neis 基因多样性指数(Neis gene diversity,
17、H)、Shannons 多态信息指数(Shannons information index,I)等。2结果与分析2.1引物筛选及最佳退火温度确定将引物用于4个差异较大的特殊材料(GS、MN、9155、13709)的扩增,筛选出了13条扩增条带清晰且多态性较高的引物,根据各引物理论退火温度设置6个退火温度梯度(Tm1),再使用梯度PCR仪对各引物进行扩增,去除带型不易辨别,扩增条带减少、片段变短等处所对应的温度,选择扩增条带清晰较多,扩增稳定性较高处对应的温度则确定为该引物的最佳退火温度,且在此过程中发现实际退火温度一般高于理论退火温度,具体见表2。2.2扩增产物多态性分析由表2可知,13条引物
18、共获得101条清晰可辨条带,其中具有多态性的条带98条,平均多态性比率为97.12%,平均每条引物扩增出7.8条条带,平均多态性条带为7.5条;除引物UBC873的扩增多态性比例仅为62.50%外,其他引物扩增多态性比例均为100.00%;扩增的DNA片段集中在2502 000 bp,可见供试的22份红豆草种质资源DNA片段较大且具有较高的遗传多态性。引物UBC835对22份种质材料的扩增结果如图1所示。2.3遗传多样性分析由表3可知,22个红豆草样本平均等位基因数(Na)为1.97,有效等位基因数(Ne)在1.241.66,平均为1.49,Neis多样性指数(H)在0.140.38,平均为0
19、.30,Shannons信息指数(I)在0.230.56,平均达0.46。而H和I是衡量群体间遗传多样性水平的重要指标,由此可知,供试22份红豆草种质资源遗传多样性较丰富。2.4遗传距离和亲缘关系分析由表4可知,22个红豆草样本的遗传相似性系数在0.2080.960,平均为0.678,其中遗传相似度最大的是2049号和7456号红豆草样本,为0.960,说明2049号和7456号红豆草样本间存在较小差异,遗传距离最小;而2668号和9699号红豆草样本的遗传相似性系数最小,为0.208,表明二者间遗传背景较远,差异较大。由图2可知,遗传系数为0.69时,22份红豆草可分为4类,第一类为1号;第
20、二类为2668号;第三类为9602、GS、13523和13709号;第四类为6、2559、9699、2323-1、10295、1994、9860、1668、1626、2323-2、621四川农业大学学报第 41 卷 表322份红豆草样本的ISSR分子标记遗传多样性分析Table 3Genetic diversity analysis of ISSR molecular marker in 22 samples of sainfoin位点Locus平均标准差样本Simple size22观测等位基因数Observed number of alleles(Na)1.970.17有效等位基因数Eff
21、ective number of alleles(Ne)1.490.30Neis多样性指数Neis gene diversity(H)0.300.14Shannon信息指数Shannons information index(I)0.460.19表213条ISSR引物扩增结果Table 2Amplified results of 13 primers引物PrimersUBC807UBC808UBC811UBC814UBC834UBC835UBC836UBC848UBC855UBC856UBC873UBC876UBC881平均小计序列Sequence(5-3)(AG)8T(AG)8C(GA)8C
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 ISSR 分子 标记 红豆 资源 遗传 多样性 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。