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杨树基因组SSR标记在康定柳中的通用性分析



全 文 :第 32 卷 第 6 期 四 川 林 业 科 技 Vo1. 32, No. 6
2011 年 12 月 Journal of Sichuan Forestry Science and Technology Dec., 2011
收稿日期:2011-08-15
基金项目:若尔盖省级治沙项目(2010 - 2014)
作者简介:王红莉(1986-) ,女,硕士研究生。研究方向:林木遗传育种。E - mail:hoolywang@ sina. com
通讯作者:罗建勋(1964-) ,男,博士,研究员,硕导。研究方向:林木遗传与树木改良。E - mail:jianxunl@ 263. net。
杨树基因组 SSR标记在康定柳中的通用性分析
王红莉1,2,蒙嘉文3,罗建勋1,2* ,王朱涛3,蔡应君3,任树平3
(1.四川省林科院,四川 成都 610081;2.四川农业大学林学院,四川 雅安 625014;
3.若尔盖县林业局,四川 若尔盖 624500)
摘 要:SSR分子标记因具有共显性遗传、高度多态性、重复性和稳定性好、易于实现自动化等优点,在遗传育种等
方面有着广泛的应用前景。本研究在杨树基因组中随机选取 622 对 SSR 引物对来自 5 个不同群体的康定柳雌雄
各 20 个个体,共计 200 个进行了通用性分析。结果表明:杨树基因组 SSR标记在康定柳中的通用性达到 7. 88%。
关键词:杨树;康定柳;SSR标记;通用性
中图分类号:S792. 11 文献标识码:A 文章编号:1003 - 5508(2011)06 - 0082 - 03
Transferability Analysis of SSR Markers Coming from the
Populus Gene Set to Salix paraplesia
WANG Hong-li1,2 MENG Jia-wen3 LUO Jian-xun1,2* WANG Zhu-tao3
CAI Ying-jun3 REN Shu-ping3
(1. Sichuan Academy of forestry,Chengdu 610081,China;2. College of Forestry,Sichuan Agricultural
University,Yaan 625014,China;3. Forestry Burean of Ruoergai Country,Ruoergai 624500,China)
Abstract:Simple sequence repeat(SSR)molecular markers showed a broad prospect of application in
breeding because of their codominant inheritance,high polymorphism,repeatability and good stability and
realizing the automation easily. In this study,the transferability of Populus SSR to Salix paraplesia was an-
alyzed based on 622 pairs of genomic SSR primers from Populus,which amplified in 200 individuals
(each of 20 individuals in male and female from 5 different populations ). The result showed that the
transferability in Salix paraplesia of SSR markers coming from the Populus Gene Set reached 7. 88% .
Key words:Populus,Salix paraplesia,SSR marker,Transferability
康定柳(Salix Paraplesia Schneid)是杨柳科
(Salicaceae)柳属(Salix)落叶小乔木或灌木,为川西
北高原特有乡土树种。近年来广泛用于该地区防沙
治沙,该树种为雌雄异株,天然更新容易,群体内雌
雄个体数量相当。为选出优良防沙治沙种植材料,
冯毅等[1]分别了研究 5 个群体遗传多样性。
简单重复序列(SSR,Simple Sequence Repeat)
也称微卫星 DNA(Microsatellite DNA)或短串联重复
(Short Tandem Repeat,STR) ,是近年来发展起来的
基于 PCR 技术的一种新的分子标记技术,同时,作
为一种基于 DNA 长度多态性的分子标记技术。
SSR由 2 ~ 4 个多次串联重复的核苷酸组成,广泛分
布于真核生物的基因组中[2]。SSR分子标记因具有
共显性遗传、高度多态性、重复性和稳定性好、易于
实现自动化等优点[3]。在遗传和物理图谱构建、基
因定位、遗传多样性和物种进化分析、亲缘关系鉴
定、DNA指纹图谱构建、比较基因组学、分子标记辅
助选择育种等方面有着广泛的应用前景[4 ~ 6]。
SSR引物开发工作量大,操作复杂,并且需要了
解一定的基因组序列信息,有研究表明:从一个基因
组中分离出来的 SSRs可以用于同科、同属中其它个
体[7,8]。这样一来,不仅大大降低了开发成本,并且
也使得 SSR技术在种质资源的研究方面得到更广
泛的应用。本实验以川西高原地区特有的乡土树
种———康定柳为材料,在杨树基因组 SSR 标记中筛
选引物,分析其引物通用性,为下一步在 DNA 分子
水平上通过 SSR分子标记探求康定柳雌雄群体间 /
内遗传多样性、遗传结构和遗传分化,为生产上使用
雌雄群体或混合群体防沙治沙遗传稳定性和成效提
供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
本研究所采用的康定柳的 5 个群体分别来自四
川省的红原、若尔盖红星、阿坝、巴西和壤塘。每个
群体采集雌雄单株各 20 株,共计 200 个个体。
本实验采用的 622 对 SSR引物来源于杨树 SSR
数据库 Populus molecular genetics cooperative(ht-
tp:/ /www. ornl. gov /sci / ipgc /ssr_resource. htm)随机
抽取合成。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 康定柳基因组 DNA的提取
采取 CTAB 法提取康定柳新鲜叶片的基因组
DNA[9]。将其浓度最终定为 50 ng·μl - 1 ~ 100 ng
·μl - 1。
1. 2. 2 PCR反应及产物检测
从 5 个群体中随机选取两个个体,用 622 对引
物分别进行 PCR扩增。
在以上能扩增出条带的引物的基础上,分别从
5 个群体的雌雄群体中各随机抽取一个样,共计 10
个个体,进一步进行 PCR扩增。
PCR 反应体系为:20 μl 体系,DNA 模板 0. 5
μl,rTaqDNA聚合酶 0. 2 μl,10 × PCR buffer 2. 0 μl,
dNTPs 0. 8 μl,上下游引物各 1. 0 ul,灭菌蒸馏水
14. 5 μl。
PCR扩增程序:95℃预变性 3 min;30 个循环
(95℃变性 30 s,57℃退火 30 s,72℃延伸 30 s) ;
72℃延伸 10 min;4℃保存。
PCR扩增产物用 1. 5% 的琼脂糖凝胶电泳检
测,溴化乙锭(EB)染色后对扩增结果进行记录。
2 结果与分析
2. 1 初筛
从 5 个群体中随机选取两个个体(来自不同群
体的雌雄株) ,用 622 对引物分别进行 PCR扩增。
622 对引物对随机选取的引物扩增情况见表 1。
表 1 初筛引物统计表
实验所用引物数 成功扩增的引物数 扩增成功率(%)
样品 1 622 132 21. 22
样品 2 622 118 18. 97
其中两对样品都能扩增出来的有 105 对,占实
验总数的 16. 88%。
初步筛选中,引物可利用率达到 16. 88%。部
分引物扩增结果见图 1。
图 1 两个样品部分引物扩增结果
2. 2 复筛
在以上能扩增出条带的引物的基础上,分别从
5 个群体的雌雄群体中各随机抽取一个样,减去初
筛时取过的 2 个群体的个体,共计 8 个个体,进一步
进行 PCR扩增。
上一步中筛选出的 105 对引物对随机选取的 8
个个体扩增结果见表 2。
表 2 复筛引物统计表
实验所用引物数 成功扩增的引物数 扩增成功率(%)
样品 1 105 66 62. 86
样品 2 105 59 56. 19
样品 3 105 67 63. 81
样品 4 105 57 54. 29
样品 5 105 58 55. 24
样品 6 105 62 59. 05
样品 7 105 68 64. 76
样品 8 105 71 67. 62
其中 8 个个体都能扩增出清晰条带的有 49 对
引物,占复筛引物总数的 46. 67%。
复筛选中,引物可利用率达到 7. 88%。部分引
物扩增结果见图 2。
3 结论
从来自杨树基因组的 622 对引物对与其同科不
386 期 王红莉,等:杨树基因组 SSR标记在康定柳中的通用性分析
图 2 8 个样品部分引物扩增结果
同属的康定柳的扩增结果来看,引物的扩增成功率
为 7. 88%。虽然概率比较低,但是最终得到的 49
对引物对所有代表性的样品都可以稳定地扩增出清
晰的条带,因而其引物可以在该物种的 SSR 分析中
通用。
通用性引物的存在能够有效地弥补物种分子标
记的不足,丰富标记数量[10]。本研究在杨柳科中的
康定柳这一川西高原特有的柳树品种中证实了杨树
基因组 SSR 标记在该树种中的通用性。这对进一
步从分子水平上研究康定柳的遗传多样性、遗传结
构、遗传分化和构建遗传图谱等具有重要的学术和
应用价值。
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櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏
252 ~ 255.
(上接第 116 页)
为衰退期,连年和平均生长相等。平均生长最大值
为 18 a,18 a是数量成熟期,年龄为数量成熟龄。鉴
于上述速生特性,如科学的营林管理,其生长速度会
快得多,因此,因地制宜的发展香椿造林,是尽快解
决用材,增加经济收入切实可行的有效措施。
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48 四 川 林 业 科 技 32 卷