全 文 ：中国雇 学 通报 , 一
利用 分子标记构建 `太湖糯 、 `苏御糯 及
部分优质糯稻的 指纹图谱
陈培峰 ` ,黄 健 , 朱勇良 ` , 乔中英 ` , 黄 萌 ` , 王建平 `
苏州市农业科学院 , 江苏苏州 苏州大学 , 江苏苏州
摘 要 为 了探明国内部分优质糯稻资源的遗传背景 , 从分子水平揭示其遗传多样性 , 同时为优质糯稻资
源的种质鉴定和创新利用提供理论依据 , 以太湖稻 区地产优质糯稻太湖糯 、 苏御糯和 国内其他地区部分
糯稻共 个品种为研究材料 , 利用 分子标记进行了 指纹图谱的构建 , 并进行聚类分析 , 研究
其亲缘关系 。 结果表明 , 从 对国标中公布的水稻 引物中筛选出 对核心 引物 , 在这 个糯稻品
种中共检测到 个多态性片段 。 利用这 对核心 引物进行聚 类分析 , 发现供试 个品种的遗传相似
系数在 以上 ,表明 个糯稻品种具有较丰富的遗传 变异 并利用 其中 个 引物 , 经 扩增获得
的 条清晰 、稳定 、 重复性好的多态扩增条带 , 建立 了 个糯稻品种的 指纹图谱 。
关键词 糯稻 分子标记 聚类分析 指纹图谱
中图分类号 文献标志码 论文编号 一
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二 动 妙 ,
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印
引言
糯稻是水稻的粘性变种 , 其米粒中支链淀粉的含
量高达 。 太湖地区蕴含了丰富的糯稻特色
地方品种资源 。 如具有香味的 `香珠糯 、 `苏御糯 , 适
基金项目 苏州市应用基础研究项目 国家自然科学青年基金 江苏省农业科技 自主创新基金 苏州市科技支
撑项目 ·
第一作者简介 陈培峰 , 男 , 年出生 , 江苏无锡人 , 助理研究员 , 硕士 , 主要从事水稻遗传育种与高效栽培技术研究 。 通信地址 苏州市相
城区望亭镇苏州市农业科学院 , 介 一 , 一 即几 ￡ ·
通讯作者 王建平 , 男 , 年出生 , 江苏无锡人 , 研究员 , 学士 , 主要从事水稻遗传育种与高效栽培技术研究 。 通信地址 苏州市相城区望亭
镇苏州市农业科学院 , 介 一 , 一 州 ￡ ·
收稿日期 一 一 , 修回日期 一 一 。
13 8 中国农学通报
宜酿酒的 `金坛糯 , ` 太湖糯 、 适宜做八宝饭 、糕点的
`槐花糯 , 还有滋补上品 ` 鸭血糯 等 。 这些特色糯稻
品种 , 是开展特异糯稻育种的重要材料基础 「一 , 。 开展
太湖地方特异糯稻种质基因资源的研究 , 具有十分重
要的现实意义 。
近年来 , 随着分子标记技术 , 尤其是
的发展 , 水稻高密度遗传和物理图谱
的构建 , 粳稻 、 釉稻基因组序列的完成 , 为利用分子标
记技术研究水稻功能基因提供了重要参考 「一 , , 并在开
展研究水稻种质资源的遗传多样性和种质鉴定方面取
得了显著的成效睁 , 。 马慧等四并应用 个 标记对
个辽宁地区水稻育种的主要粳稻亲本材料进行了遗
传多样性分析 , 显示出较近的亲缘关系 , 遗传基础相对
单一 。 徐建欣等 「` 利用 对 引物将云南 个陆
稻品种分为釉 、 粳 大支 , 个类群 , 表明这些品种间遗
传变异 非常丰富 。 在杂交水稻种子纯度的鉴定方面 ,
李莉等 「 利用 对 引物建立 了大穗稻 的
指纹数据库 , 可以有效解决杂交水稻亲本 的
真伪性及与其他品种的区分 问题 。 彭锁堂等 「 选用分
布于水稻 条染色体上的 对 引物对中国 个
主要的杂交水稻组合及其亲本进行了 标记分析 ,
能够有效地区分所有恢复系和大部分不育系 。
糯稻作为重要的水稻 品种资源 , 前人对其农艺性
状 、 品质性状 、 抗病性等方面的研究 一 较多 , 利用
分子标记从分子水平揭 示其遗传多样性的研究较少 ,
在一定程度上影响了基于优良糯稻基因资源的传承和
新品种选育 。 笔者利用太湖稻区地产优质糯稻 `太湖
糯 、 ` 苏御糯 和 国内其他地区部分糯稻共 个品种
为研究材料 , 利用 分子标记进行了 指纹图谱
的构建 , 并且在此基础上利用聚类分析研究了 个糯
稻品种的遗传关系 , 旨在为优质地方糯稻资源的种质
鉴定和创新利用提供理论依据 。
材料与方法
试验材料
本试验选用太湖地区有代表性的优质糯稻 `苏御
表 试验材料
品种编号 品种名称 编号编号 品种名称
武香糯
苏御糯
盐糯 号
澄糯
江西糯
广陵香糯
乌金香糯
扬粳糯 号
福湖香糯
绍糯
香血糯
浙糯 号
太湖糯
镇糯
糯 和 `太湖糯 , 以及 国内不 同地区的部分糯稻
个品种 , 详见表 。
试验方法
水稻 叶片 提取 年将 个糯稻品种种
植于苏州市农业科学院试验农场内 , 分粟期取稻株
部叶片 弓 张 , 采用 法提取 , 溶解于 缓冲
液中 , 一 ℃保存备用 。
扩增 选取覆盖水稻 条染色体的 对
引物 引物间平均遗传图距约为 , 从水稻
基因组数据库 中获得这些引物
碱基序列 , 委托上海生工生物技术有 限公司
反应体系包括 倍的扩增反应液 , 几
, 火 一 , 正反 引物各
一 几和 个单位的 酶 , 扩增条
性 ℃变 性 , ℃退火 , ℃延 伸
, 个循环 最后在 ℃延伸 。
扩增产物检测 扩增产物经 ℃预变性
后立即置于冰上 , 经 聚丙烯酞胺凝胶电泳分离后 ,
参照时宽玉等 的方法进行银染显色 。
结果统计和聚 类分析 根据 产物的扩增结
果 , 将清晰且
, ” , 建立原始
材料的遗传相似性进行分析 , 计算任意 个品
间的遗传相似系数 。 根据遗传相似系数数据按非加权
类平均法田 进行聚类分析 , 绘制聚类分析图
结果与分析
多态性分析
用 已公布的 对 引物扩增 个糯稻 品种
有 对引物至少在 个地方品种中有扩增产物 , 另
对引物无扩增产物 。 个 位点在 个地方品种
中共检测到 个等位片段 , 平均每个位点检测到
个等位片段 , 变幅为 一 个 。 位点 入」 检测 出
扩增条带 , 位点 检测 出 个扩增条带 , 位点
入」 和 入」 检测 出 个扩增条带 , 位点 入」
入」 、 入」 、 入」 、 检测 出 个
带 , 位点 入」 、 入」 、 入」 、 入」
个扩增条带 , 表明在上述 个
品种 具 有 丰 富 的 多
」 、 检测出 个扩增条带 , 说明在这
陈培峰等 利用 分子标记构建 `太湖糯 , 、 `苏御糯 , 及部分优质糯稻的 指纹图谱
图 核心引物 氏 的 扩增多态性
表 个核心引物的信息
引物
名称 重复序列
染色体
位置
多态性
片段数 个
入
入
入巧
入
入巧
入
入】
入
入
入
入
入
入
入
工 丁
` 丁
一
入】
入巧
个糯稻 品种利用非加权类平均法 入」 进行聚
类分析 , 并绘制聚类树状图 图 , 结果表明 个供试
水稻材料的遗传相似度在 一 之间 , 在相似度
处被分为 个类群 。 `苏御糯 和 ` 澄糯 被分
到 了一组 , 而其他 个糯稻被分到 了另一组 。 ` 澄糯
是由 ` 苏御糯 系统选育而来的糯稻新品种 , 因此
具有相近的遗传背景 , 与其他 个糯稻的遗传关系较
远 。 进一步分析表明 , 在遗传相似系数 犯处又可
以将第二组 个糯稻分为 个组别 , 第一组有 `武香
糯 、 ` 福湖香糯 、 ` 香血糯 、 `广陵香糯 、 `扬粳
糯 号 个品种 , 第二组有 ` 盐糯 号 、 ` 镇糯 、 `绍
糯 、 ` 浙糯 号 个品种 , 第三组有 ` 江西糯 、
`太湖糯 、 `乌金香糯 个品种 。 本试验基本反映 了
个糯稻品种的亲缘关系 。
指纹图谱的建立
从 对 引物中筛选了 条 引物 入」 、
入」 、 入」 、 、 入」 、 入」 , 经 扩增
获得了 条清晰 、 稳定 、 重复性好的多态性片段 , 建立
了 个糯稻品种的 指纹图谱 表 。 根据每个
品种分别统计 条扩增条带的分布情况 , 用数字 “ ”
理
图 用 对 引物对 个水稻品种的聚类分析结果
14 0 中国农学通报
表 个糯稻品种标记的 分子身份证
品种
编号
入 入 入 入巧 入
几 称
和 “ ” 代表扩增条带的有无 , 从而获得了各品种由
位数字组成的“ 分子身份证 ” 。 每个品种的获得的图谱
都不尽相同 , 从而可 以将这 个糯稻 品种都区分开
来 。 如 ` 苏御糯 品种 的 分 子身 份证为
, ` 太湖 糯 品种 的
分子身份证为 。
结论与讨论
随着科学技术的进步 , 分子生物技术逐渐应用到
农作物品种的鉴定及种质资源的遗传特异性分析中
来 , 以遗传物质 为基础的分 子标记技术尤其是
卿 砒 分子标记技术 , 逐渐受
到农业科技人员的亲睐 。 分子标记技术本质上是
指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异
片段 , 由于其快速 、 准确 、 可靠 、 不受环境因素的影
响 , 越来越多的被应用到农作物种质资源的研究中「 一 ` , 。
本试验结果表明 , 用 已公布的 对 引物扩增
个糯稻品种 , 最终筛选出了 个 引物 , 共检测到
个等位片段 , 其中有 的位点的等位片段在
个以上 。 利用非加权类平均法 入」 构建 个糯
稻品种的聚类分析结果 , 可将这 个糯稻品种在遗传
相似系数 分为 个类群 , 其中第一类群跟其他
个类群的亲缘关系较远 , 其分类结果与生态区域有一
定的相关性 。 同时利用 对 引物中筛选了 条
引物 , 经 扩增获得了 条清晰 、 稳定 、 重复性
好的多态性片段 , 构建了 个糯稻 品种的 指纹
图谱 , 可完全将这些品种区分开来 , 有利于糯稻品种的
鉴别 。
随着育种技术的不断进步 , 品种的更新换代速度
加快 , 但是在产量和品质上都难以有所突破 。 糯稻作
为重要的水稻资源 , 在糕点 、 酿酒等方面的应用相当广
泛 , 但近年来像 `苏御糯 、 `太湖糯 等具有特异品质性
状的糯稻品种不多见 。 如何利用育种手段在保证现有
的糯稻资源优点的同时对其产量和 品质进行改 良, 达
到人们期望的糯稻 品种成为糯稻育种的难点 。 通过
分子标记弄清糯稻品种资源的遗传背景和亲缘关
系 , 可大大提高育种效率 , 因此有待于选用更多数量的
引物和品种进行分析 , 构建种质资源的分子身份证体
系 , 并在分子水平明确其遗传多样性 , 为优质地方糯稻
资源的种质鉴定和创新利用提供理论依据 。
参考文献
王才林 ,邹江石 ,汤陵华 ,等 太湖流域新石器时期的古稻作 江苏
农业学报 , , 一
蒋荷 , 王根来 ,吴竞仑 太湖流域粳稻资源研究 作物品种资源 ,
一
邱福林 , 庄杰云 ,华泽田 , 等 北方杂交粳稻骨干亲本遗传差异的
标记检测 中国水稻科学 , , 一
李晓辉 ,李新海 标记技术在玉米杂交种种子纯度测定中的应
用 作物学报 , , 一
, , , 撇
厉 一
玉 【」 , 一
陈培峰等 利用 分子标记构建 `太湖糯 、 `苏御糯 及部分优质糯稻的 指纹 图谱
【」
【」
【」
, , 〕 , 玉
柱 【」 之 【」
, 之 ,
七 , , , 厉
厉
【」 场 , 一
, , 瓦 沮 撇 厉
【」
, , 一
王斌 ,贾建航 ,李传友 ,等 通过 指纹的计算机分析进行水稻种
质鉴定 云南大学学报 , , 增刊
马慧 ,李丽丽 ,祝红艳 ,等 辽宁稻区主要粳稻骨干亲本的遗传多样
性分析 沈阳农业大学学报 , , 一
徐建欣 , 王云月 ,姚春 ,等 利用 分子标记分析云南陆稻品种遗
传多样性 中国水稻科学 , , 一
李莉 ,宋书锋 ,刘全胜 ,等 利用 分子标记建立杂交水稻指纹图
【 」
谱 长江大学学报 自然科学版 , , 一
彭锁堂 ,庄杰云 ,颜启传 ,等 我国主要杂交水稻组合及其亲本
标记和纯度鉴定 中国水稻科学 , , 一
邓化冰 糯稻品质研究现状与进展 作物研究 , 一
金伟栋 , 董遵 ,杨惠明,等 太湖流域糯稻地方品种资源农艺性状分
析 中国农学通报 , , 一
时宽玉 , 洪德林石个水稻杂交组合与其亲本的 标记多态性及
其应用 南京农业大学学报, , 一
, 撇 街 柱 皿撇
柱 【」 甜 ,
一
赵久然 ,王风格 , 郭景伦 , 等 中国玉米新品种 指纹库建立系列
研究 适于玉米自交系和杂交种指纹图谱绘制的 核心引物
的确定 玉米科学 , , 一
张彦 , 郭士伟 ,何冰 ,等 利用 标记建立杂交水稻分子指纹图谱
数据库 江苏农业学报, , 一
胜, 胜
【 」
【 」