本文摘要:摘 要:本研究利用SCoT12引物對8個不同花生品種擴增產(chǎn)物中的一個長度多態(tài)性片段SCoT12-800進行克隆和測序分析,該序列登錄號為KM200036。結(jié)果表明,該片段多態(tài)性是由于其含有一段TC簡單重復序列(Simple Sequence Repeat, SSR),根據(jù)該片段序列,利用Primer
摘 要:本研究利用SCoT12引物對8個不同花生品種擴增產(chǎn)物中的一個長度多態(tài)性片段SCoT12-800進行克隆和測序分析,該序列登錄號為KM200036。結(jié)果表明,該片段多態(tài)性是由于其含有一段TC簡單重復序列(Simple Sequence Repeat, SSR),根據(jù)該片段序列,利用Primer 5.0軟件設計出一對適合SSR分子標記檢測的引物,命名為SCoT12-SSR,該引物的擴增產(chǎn)物大小為164~178 bp,在花生栽培種中可檢測到5個等位變異,可用于花生的遺傳多樣性、品種鑒定、基因定位和遺傳圖譜的構(gòu)建等研究。
關(guān)鍵詞:花生;分子標記;SCoT;SSR
花生(Arachis hypogaea L.)又名落花生,是我國重要的經(jīng)濟作物和油料作物之一。栽培花生是包含來自于不同野生品種A和B兩個基因組的異源四倍體作物[1]。研究表明,單一雜交多倍化以及在育種過程中高頻使用少數(shù)骨干親本,使得品種間的遺傳基礎(chǔ)趨于狹窄,基因組高度保守,遺傳多樣性降低[2]。因此,了解栽培花生品種間的遺傳多樣性,開發(fā)有效的遺傳多樣性標記對于花生育種以及種質(zhì)鑒定都具有重大意義。
SSR(Simple Sequence Repeat)又稱為微衛(wèi)星DNA,是指由2~6個核苷酸為基本單位多次串聯(lián)重復所構(gòu)成的一段DNA序列。SSR標記技術(shù)與目前常用的如RFLP、RAPD、STS、SCAR、SPAR、AFLP等標記技術(shù)相比, 具有分布均勻、簡單快速、穩(wěn)定性高、重復性好以及多態(tài)性豐富等優(yōu)點,因此在水稻[3]、玉米[4]、小麥[5]等作物研究中得到了廣泛應用;ㄉ鶶SR分子標記的開發(fā)相對緩慢,雖然目前已經(jīng)公布的花生SSR分子標記數(shù)達到了15 518,但只有13.5%~14.5%的分子標記在花生栽培種中具有多態(tài)性[6,7],很難滿足現(xiàn)今的科研需求。
1.2.2 PCR產(chǎn)物電泳檢測 SCoT-PCR與SSR-PCR產(chǎn)物分別使用濃度為3.5%的變性聚丙烯酰胺凝膠和6%的非變性聚丙烯酰胺凝膠進行電泳(電泳緩沖液0.5×TBE,電壓150 V,時間2 h),0.1% AgNO3染色,對電泳結(jié)果進行拍照。測序片段檢測及回收使用1.5%瓊脂糖凝膠電泳,使用GelRed(Biotium,USA)染色,在紫外凝膠成像系統(tǒng)上觀察并切下目標條帶所在膠塊放入2 mL EP管中備用。
1.2.3 PCR產(chǎn)物目的片段回收、連接載體及測序 目的片段的回收、純化使用瓊脂糖凝膠回收試劑盒[天根生化科技(北京)有限公司]。將回收的目的片段與pMD19-T Vector(Simple)(TaKaRa,大連)連接后,使用熱激法轉(zhuǎn)化Top10感受態(tài)細胞[天根生化科技(北京)有限公司],并進行藍白斑篩選,挑選白色菌斑進行PCR檢測,方法參考產(chǎn)品說明書。將檢測后陽性克隆菌落接入5 mL含50 μg/mL氨芐青霉素的LB液體培養(yǎng)基中37℃振蕩培養(yǎng)過夜。將過夜培養(yǎng)菌液送金斯瑞生物科技有限公司進行測序。測序及菌落PCR檢測均使用M13引物(引物序列見表1)。
1.2.4 測序結(jié)果分析 測序結(jié)果經(jīng)DNASTAR軟件中SeqMan拼接完整,利用MegAlign比較不同供試材料間該位點的多態(tài)性,并通過NCBI BLAST進行相似性檢測以及閱讀框分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 SCoT12擴增產(chǎn)物多態(tài)性分析
在8個供試品種中,SCoT12引物可擴增出11條清晰、穩(wěn)定條帶(圖1),片段大小在300~2 000 bp之間。其中,不同品種在800 bp處均可檢測到一條大小有微小差異的片段,將該片段命名為SCoT12-800。
2.2 SCoT12-800陽性克隆檢測
使用M13引物對重組載體pMD19-T+SCoT12-800的轉(zhuǎn)化菌株的不同單克隆進行PCR檢測(圖2),其中有SCoT12-800片段插入的克隆PCR擴增片段長度應為930 bp左右,而有些克隆的擴增片段長度不在上述范圍,可能是pMD19-T載體在連接過程中插入了其他片段或是載體發(fā)生自連而產(chǎn)生了假陽性。
目標起始密碼子多態(tài)性(Start Codon Targeted Polymorphism,SCoT)分子標記是由Collard和Mackill[8]開發(fā)的一種目標分子標記新技術(shù),該標記依據(jù)植物基因中ATG翻譯起始位點側(cè)翼序列的保守性,設計單引物對基因組進行擴增,并對擴增產(chǎn)物進行電泳檢測。SCoT分子標記技術(shù)產(chǎn)生的標記大部分是顯性標記(引物結(jié)合位點的點突變),但也會產(chǎn)生像RAPD標記技術(shù)一樣的由于插入-缺失突變引起的長度多態(tài)性共顯性標記,其產(chǎn)物片段大小在200~2 000 bp之間。SCoT分子標記作為一種新型的分子標記具有操作簡便、可在各物種間通用、能有效產(chǎn)生與性狀連鎖的標記等特點。目前,該標記技術(shù)已在水稻、馬鈴薯[9]等作物中成功應用,在花生中也有報道[10,11]。但由于該技術(shù)采用單引物擴增,使其存在擴增條帶過多,特別是一些共顯性插入-缺失片段由于差異不明顯而造成結(jié)果不易分析等缺點。
本研究利用已公布的SCoT分子標記對8個不同的花生品種進行多態(tài)性分析,發(fā)現(xiàn)其中一個引物SCoT12擴增產(chǎn)物中的一個片段存在長度多態(tài)性差異。測序結(jié)果表明該片段包含一段TC重復,并利用該序列成功開發(fā)出了一個具有多態(tài)性的SSR分子標記。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
8個供試品種,分別為950527、花育22號、DF12、開農(nóng)176、開17-15、York-1、Q13-2-1、Q13-21-1。所用供試材料均種植于山東省花生研究所試驗基地,并在苗期取健康植株上的無病蟲害幼嫩葉片,液氮速凍后于-70℃保存。
1.2 試驗方法
1.2.1 DNA提取及PCR反應 基因組DNA提取采用小量CTAB法,并做了相應改良。SCoT-PCR反應體系及反應程序參照熊發(fā)前等[12]報道的方法進行優(yōu)化。優(yōu)化后的PCR體系總體積為10 μL,含2×Taq PCR MasterMix[天根生化科技(北京)有限公司]3.75 μL、0.5 μmol/L引物、50 ng基因組DNA。PCR程序為94℃預變性5 min;94℃變性30 s,50℃退火30 s,72℃延伸1.5 min,共35個循環(huán);72℃最后延伸5 min。SSR-PCR反應程序為94℃預變性5 min;94℃變性30 s,57℃退火30 s,72℃延伸30 s,共35個循環(huán);72℃最后延伸5 min。SCoT-PCR使用SCoT12引物[11],SSR-PCR使用根據(jù)測序結(jié)果開發(fā)的SCoT12-SSR引物(引物序列見表1)。
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《無線電工程》(月刊)創(chuàng)刊于1971年,是由工業(yè)和信息化部主管、中國電子科技集團公司第五十四研究所主辦的學術(shù)性電子科技期刊。
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