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聚丙烯酰胺凝胶电泳检测南苜蓿SSR标记



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样品消解试剂用量少,降低了由酸所造成的空白值,是理想的
消解方法。采用火焰原子分光光度法测定微量元素含量,该
方法准确性高、精密度好,样品的回收率为 95. 5% ~
104. 8%,相对标准偏差在 3%以内。本研究结果表明,午子
仙毫、定军茗眉、宁强雀舌 3 种茶叶中,对人体有益的 Mg、Ca、
Mn含量很高,这些微量元素对维护人体免疫功能起着重要
作用。其中,午子仙毫中 Mg、Mn、Fe、Cu、Zn 含量较高,茶叶
品质优异。
参考文献:
[1]国家药典委员会.中国药典[M]. 北京:化学工业出版社,2005.
[2]郑宽明. 汉中茶叶产业的调研分析[J]. 商场现代化,2005,446
(23) :206 - 207.
[3]周玉珊,张西玲,汪荣斌,等. 微波消解 -火焰原子吸收光谱法测
定秦艽和麻花秦艽中多种微量元素[J]. 光谱学与光谱分析,
2008,28(5) :1172 - 1175.
[4]焦 阳,尹海波,张 乐,等. 基于 ICP - MS对不同产地小根蒜无
机元素的主成分分析和聚类分析[J]. 药物分析杂志,2011,31
(11) :2063 - 2066.
[5]庞海霞. 火焰原子吸收法测定苦荞中微量元素[J]. 食品研究与
开发,2014,35(12) :60 - 62.
[6]付晓陆,汪 钊,叶海云. 氢化物发生原子荧光光谱法同时测定
茶叶中的砷,铅和硒[J]. 食品工业科技,2003,24(4) :80 - 81.
[7]史 娟. 微波消解 -火焰原子吸收光谱法测定千里光中微量元
素[J]. 安徽农业科学,2012,40(10) :5867 - 5868.
[8]谭惠仁. ICP - AES、ICP - MS、AFS、IC 分析技术在茶叶中微量元
素的分析研究[D]. 广州:中山大学,2013.
[9]傅 明,陈新焕,杨万彪,等. 微波消解 ICP - AES 法测定茶叶中
铅、砷、铜、铁、锌、硒等 12 种元素的含量[J]. 食品科学,2001,22
(11) :76 - 78.
[10]徐桂香,吴江峰,谢光远. 江西特产中药彭泽贝母 As、Hg含量的测
定研究[J]. 江西师范大学学报:自然科学版,2009,33(1):124 -126.
[11]陈燕芹,刘 红,贾 娇. 微波辅助消解 ICP - AES 法测定小根
蒜不同部位的 18 种元素[J]. 食品工业科技,2013,34(17) :
320 - 322,359.
陈 祥,魏臻武,任海龙,等. 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测南苜蓿 SSR标记[J]. 江苏农业科学,2015,43(11) :382 - 384.
doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2015. 11. 121
聚丙烯酰胺凝胶电泳检测南苜蓿 SSR标记
陈 祥,魏臻武,任海龙,乔志宏
(扬州大学动物科学与技术学院 /扬州大学草业科学研究所,江苏扬州 225009)
摘要:以南苜蓿(Medicago polymorpha)为试验材料,用 CTAB法提取南苜蓿基因组,选择已开发的蒺藜苜蓿(Medi-
cago truncatula)引物 100 对,分别在一年生苜蓿 SSR - PCR反应体系和苜蓿属变种 SSR - PCR反应体系的基础上进行
PCR扩增,并将扩增产物进行 8%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,都得到了位点明显、背景清晰的条带。结果表
明,南苜蓿均适合于现有的一年生苜蓿 SSR - PCR反应体系和苜蓿属变种 SSR - PCR 反应体系,建立了一套有效、成
熟的应用于南苜蓿 SSR标记的聚丙烯酰胺凝胶电泳银染检测的方法,该方法可以用于南苜蓿杂交 F1 代的鉴定以及后
期资源的遗传分析。
关键词:南苜蓿;SSR标记;PAGE
中图分类号:S540. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2015)11 - 0382 - 03
收稿日期:2014 - 11 - 10
基金项目:江苏省科技支撑计划(编号:BE2012340) ;江苏省普通高
校研究生科研创新计划(编号:CXLX_1429)。
作者简介:陈 祥(1990—) ,男,江苏扬州人,硕士研究生,研究方向
为牧草种质资源评价与遗传育种。E - mail:yzdxchenxiang @
163. com。
通信作者:魏臻武,博士,教授,主要从事牧草遗传育种与种质资源评
价研究。E - mail:zhenwu_wei@ hotmail. com。
南苜蓿(Medicago polymorpha)属于豆科苜蓿属,是一年
生或越年生苜蓿,别称秧草、草头、金花菜[1 - 2]、多形苜蓿[3]
等。南苜蓿多产于长江中下游地区,如江苏、浙江等地,在安
徽、江西、云南等地也有分布。南苜蓿常作为田间绿肥,也可
作蔬菜和牧草。目前,随着秧草保健功能的不断彰显,多地已
经形成了以秧草为主的产业。南苜蓿实现了牧草功能的延
伸,是长三角生态农业新的增长点,成为我国南方草业发展的
新亮点[4]。
简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR) ,是重复序
列的重要组成部分。SSR 是由 1 ~ 6 个核苷酸为重复单位序
列组成的串联重复序列。SSR以 PCR 技术为基础,并均匀分
布于整个基因组中。由于 SSR分子标记具有共显性、涵盖范
围广、标记数量丰富、所揭示的多态性高等优点[5],已经在分
子育种、指纹图谱构建、种子纯度鉴定、基因定位等方面得到
广泛应用[6 - 7]。同样,对于遗传背景缺乏、没有测序信息的植
物,SSR仍然具有极高的利用价值。
聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polyacrylamide gel electrophoresis,
PAGE) ,是一种以聚丙烯酰胺凝胶作为介质的常用电泳技
术。由于其检测灵敏度和分辨率都比较高,是分子生物学和
基因工程上不可缺少的试验技术,特别适合 SSR 标记扩增产
物的检测[8 - 9]。本研究在张丽芳等模式植物蒺藜苜蓿(Medi-
cago truncatula)SSR 标记的 PCR 反应体系[10]和 Eujayl 等苜
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蓿属变种 PCR反应体系[11]的基础上,建立一种适用于南苜
蓿 SSR标记的聚丙烯酰胺凝胶电泳银染检测的方法。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
本试验所用的南苜蓿材料由扬州大学草业科学研究所野
外搜集所得(表 1) ,于 2014 年 4 月种植于扬州大学扬子津校
区实验地,在植株成型后取嫩叶研磨,提取的叶片 DNA 作为
PCR反应的模板。试验所用的 MgCl2、dNTP、Taq 聚合酶试剂
均购自生工生物工程(上海)股份有限公司,其他常规试剂均
为国产分析纯。
表 1 供试材料
编号 品种类别 来源 形态特征
WL01(♂) 地方品种 浙江温岭 叶片较大、株型较高、分
枝数较多
CX01(♀) 地方品种 云南楚雄 叶片较小、株型较矮、分
枝数少
F1(WL01 × CX01) 待选品系 叶片较大、分枝数较多
1. 2 DNA提取
南苜蓿叶片基因组 DNA 提取采用魏臻武的 CTAB
法[12]。取 10 ~ 15 张叶片在液氮中迅速研磨成粉末,用于后
续 DNA的提取,提取的 DNA 经 0. 8%琼脂糖凝胶电泳和紫
外分光光度计检测质量和浓度。样品稀释 10 倍放入 4 ℃冰
箱备用,原液放入 - 70 ℃冰箱长期保存。
1. 3 引物
引物来源于扬州大学草业科学研究所提供的 100 对蒺藜
苜蓿 SSR引物,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。
引物粉末用超纯水稀释,保证引物的浓度高于 10 μmol /L。
待完全溶解后在漩涡混合器中混匀,离心,放入 - 20 ℃冰箱
中保存待用。
1. 4 PCR反应体系和扩增程序
SSR反应体系[10]为 10 μL(每孔添加量)。10 μL PCR体
系含 0. 24 μL dNTP (10 μmol /L) ,3 μL Primer(10 μmol /uL) ,
0. 16 μL Taq polymerase(1 U) ,1. 5 μL 10 × buffer (1 μmol /L) ,
3 μL DNA 模板(20 ~ 90 ng /μL) ,0. 9 μL Mg2 +(20 mmol /L) ,
1. 2 μL ddH2O。
一年生苜蓿 PCR扩增程序[13]:94 ℃预变性 3 min;95 ℃
变性 1 min,,55 ℃退火 1. 5 min (不同引物退火温度不同) ,
72 ℃延伸 1min,共循环 35 次;最后 72 ℃保温 8 min,4 ℃
保存。
苜蓿属变种 PCR扩增程序[11]:95 ℃预变性 10 min;95 ℃
变性 50 s,55 ℃退火 50 s(不同引物退火温度不同) ,72 ℃延
伸 90 s,共循环 40 次;最后 72 ℃保温 10 min,4 ℃保存。
1. 5 PCR扩增产物的电泳检测
PCR扩增产物中加入 l L loading buffer (溴酚蓝缓冲
液) ,在 8%非变性聚丙稀酰胺凝胶(PAGE)上,于 100V 电压
电泳 0. 5 h,200 V电压电泳 1 h,然后银染检测。
1. 6 图片处理
电泳照片用 Adobe Photoshop CS2 9. 0 进行裁剪;引物信
息采用 Excel 2003 整理。
2 结果与分析
用 100 对蒺藜苜蓿 SSR 引物进行亲本母本温岭材料和
父本楚雄材料及其杂交 F1 代多态性分析,筛选出 8 对多态性
较好的作为南苜蓿特异性 SSR 引物,引物信息如表 2 所示。
聚丙烯酰胺凝胶电泳检测 PCR 扩增产物,最后银染上色,其
结果见图 1、图 2。
表 2 SSR引物相关信息
编号 引物名称 正向引物序列(5→3) 反向引物序列(5→3)
1 MtB152 AATTTCAGGAAAACCATCAA GATGGGACTTGATTTCCTTA
2 MtB34 GACGTCGGAGACATGGAGTT TCTAAGCCTCACCCCAAAGA
3 MtB147 TCAAAATCAAAATCGGCGAC TTACGGGGACAAAAATTGGA
4 MtB18 ACCTGGGATTGGGTTAGGAC CCACTGTTGTTGTTGCTGCT
5 MtB21 TACTGGGTTCACGCACAAAA TTCAACCGTACCGCTCTTCT
6 MtB50 CATGTAACGCTTGAGGCTGA CAACCCTAACCCTCACCAAA
7 MtB16 TTTGTTGGAGTATCTGCTTGCT CAATTTGCCGTTGTTTGCTA
8 MtB8 CCATCCTTTTACGATGACCG GGCTTACCACCACCACATTC
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试验结果表明,蒺藜苜蓿 SSR 引物 MtB152、MtB34、
MtB147、MtB18、MtB21、MtB50、MtB16、MtB8 在一年生苜蓿
SSR - PCR反应体系中和苜蓿属变种 SSR - PCR 反应体系中
均能扩增出条带,但条带质量有差异。具体表现为一年生苜
蓿 SSR反应体系扩增出的产物经电泳检测后得到的谱带要
比苜蓿属变种的 SSR反应体系扩增出的谱带背景更加清晰,
多态性位点更易于辨认,但扩增出的位点明显少于苜蓿属变
种 SSR 的反应体系。在 2 种反应体系中,引物 MtB18、
MtB147、MtB50、MtB8 扩增出的条带数明显多于其他引物,多
态性好于其他引物。
基于一年生苜蓿 SSR 反应体系和苜蓿属变种的 SSR 反
应体系,分别采用聚丙烯酰胺凝胶电泳后对南苜蓿进行 SSR
标记检测,均能够得到稳定、易辨、背景清晰的谱带,是一套快
速有效的检测方法。
3 结论与讨论
由于 SSR的诸多优点以及技术的日趋成熟,已经成为一
种比较理想的分子标记技术,被广泛运用到多个领域。在农
作物中,水稻 (Oryza sativa)[14 - 15]、小麦 (Triticum aesti-
vum)[16 - 17]、玉米(Zea mays)[18]、大豆(Glycine max)[19]、大麦
(Hordeum vulgare)[20]等都已进行了 SSR标记的研究。
南苜蓿早期作为蔬菜和田间绿肥推广[4],在分子生物学
研究方面,还没有相关的文献报导,导致其遗传背景缺乏,试
验工作无法借鉴,给遗传育种工作带来了困难。试验证明,根
据南苜蓿的分类学地位,将其作为一年生苜蓿属植物的属性
来研究,能够开展 SSR分子标记的研究。根据引物之间的通
用性,已开发的蒺藜苜蓿 SSR 引物,通过聚丙烯酰胺凝胶电
泳技术,在一年生苜蓿 SSR - PCR 反应体系和苜蓿属变种的
SSR - PCR反应体系的基础之上,能够扩增出条带清晰、多态
性高的谱带,可以用于南苜蓿试验分析与交流。
要想获得清晰可靠的条带可以改变引物的退火温度、
Mg2 +浓度以及反应的循环数[21 - 22]。基于一年生苜蓿 SSR 反
应体系的谱带要比苜蓿属变种的 SSR 反应体系的清晰,但是
扩增出的位点数要少于苜蓿属变种的反应体系,这可能与各
自的反应体系的退火温度及循环次数有关,需要进一步设计
试验来摸索证明,才能最终得到位点数多而且条带清晰可靠
的 SSR - PCR反应体系。
参考文献:
[1]王 栋.牧草学各论[M]. 南京:畜牧兽医图书出版社,1956:170 -
171.
[2]陈默君,贾慎修. 中国饲用植物[M]. 北京:中国农业出版社,
2002:579 - 580.
[3]南苜蓿[EB /OL]. [2014 - 10 - 02]. http:/ /www. eflora. cn /sp /
Medicago%20polymorpha#map.
[4]曹德明,魏臻武,虞珍萍,等. 扬中金花菜产业发展新模式———南
方草业的新亮点[J]. 草原与草坪,2012(5) :79 - 82.
[5]徐兴兴,梁海永,甄志先,等. 苹果 SSR 反应体系的建立[J]. 果
树学报,2006,23(2) :161 - 164.
[6]Cook D R. Medicago truncatula—a model in the making! [J].
Current Opinion in Plant Biology,1999,2(4) :301 - 304.
[7]常金华,夏雪岩,张 丽,等. 高粱抗蚜基因的遗传分析和 SSR标
记定位[J]. 草业学报,2006,15(2) :113 - 118.
[8]宋显军,张 伟,曹 萍,等. 大豆 SSR标记 PAGE银染方法的改
进[J]. 安徽农业科学,2006,34(16) :3922 - 3923.
[9]张 芳,权军利,单卫星. 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测致病疫霉菌
SSR标记方法改良[J]. 安徽农业科学,2011,39(27) :16606 -
16607.
[10]张丽芳,魏臻武,杨占花. 蒺藜苜蓿 SSR反应体系优化及在一年
生苜蓿种质鉴定中的应用[J]. 草地学报,2007,15(5) :429 -
436.
[11]Eujayl I,Sledge M K,Wang L,et al. Medicago truncatula EST -
SSRs reveal cross - species genetic markers for Medicago spp.[J].
Theoretical and Applied Genetics,2004,108(3) :414 - 422.
[12]魏臻武. 利用 SSR、ISSR和 RAPD技术构建苜蓿基因组 DNA指
纹图谱[J]. 草业学报,2004,13(3) :62 - 67.
[13]屠德鹏,魏臻武,武自念,等. 蒺藜苜蓿 EST - SSRs 分布特征及
标记的开发[J]. 草业科学,2011,28(5) :746 - 752.
[14]Wu K S,Tanksley S D. Abundance,polymorphism and genetic map-
ping of microsatellites in rice[J]. Molecular & General Genetics:
MGG,1993,241(1 /2) :225 - 235.
[15]Akagi H,Yokozeki Y,Inagaki A,et al. Microsatellite DNA markers
for rice chromosomes[J]. Theoretical and Applied Genetics,1996,
93(7) :1071 - 1077.
[16]Ma Z Q,Rder M,Sorrells M E. Frequencies and sequence charac-
teristics of di -,tri -,and tetra - nucleotide microsatellites in wheat
[J]. Genome,1996,39(1) :123 - 130.
[17]Plaschke J,Ganal M W,Rder M S. Detection of genetic diversity in
closely related bread wheat using microsatellite markers[J].
Theoretical and Applied Genetics,1995,91(6 /7) :1001 - 1007.
[18]Taramino G,Tingey S. Simple sequence repeats for germplasm anal-
ysis and mapping in maize[J]. Genome,1996,39(2) :277 - 287.
[19]Akkaya M S,Bhagwat A A,Cregan P B. Length polymorphisms of
simple sequence repeat DNA in soybean[J]. Genetics,1992,132
(4) :1131 - 1139.
[20]Liu Z W,Biyashev R M,Maroof M A. Development of simple se-
quence repeat DNA markers and their integration into a barley link-
age map[J]. Theoretical and Applied Genetics,1996,93(5 /6) :
869 - 876.
[21]Smulders M K. Use of short microsatellites from database sequence
to gene rate polymorphisms among Lycopersicon esculentun cultivars
and accessions of other Lyopersicon species[J]. Theoretical and
Applied Genetics,1997,97:164 - 272.
[22]Rychlik W,Spencer W J,Rhoads R E. Optimization of the annealing
temperature for DNA amplification in vitro[J]. Nucleic Acids
Research,1990,18(21) :6409 - 6412.
—483— 江苏农业科学 2015 年第 43 卷第 11 期