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光核桃ISSR扩增体系的优化



全 文 :北方园艺2015(20):95~98 ·生物技术·
第一作者简介:孟凡娟(1975-),女,黑龙江兰西人,博士,副教授,
现主要从事植物资源等研究工作。E-mail:mfj19751@163.com.
责任作者:李荣钦(1968-),女,四川成都人,硕士,副教授,现主要
从事植物资源等研究工作。E-mail:mfj19751@126.com.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(31160386)。
收稿日期:2015-07-22
DOI:10.11937/bfyy.201520023
光核桃ISSR扩增体系的优化
孟 凡 娟1,邢   春1,徐 福 玲1,王 中 奎2,李 荣 钦2
(1.东北林业大学 生命科学学院,黑龙江 哈尔滨150040;2.西藏大学 农牧学院,西藏 林芝860000)
  摘 要:为确保光核桃ISSR反应条件的稳定性,以改良的CTAB法提取光核桃基因组
DNA,对模板DNA浓度、MgCl2浓度、dNTPs浓度、Taq酶用量、引物浓度等因素进行了优化,确
立了光核桃ISSR反应体系。结果表明:最佳反应体系为模板浓度40ng/μL、引物浓度
0.4μmol/L、Mg
2+的浓度2.5mmol/L、酶浓度0.5U、dNTPs浓度0.5mmol/L,为光核桃这一优
质的种质资源的遗传多样性研究奠定了理论基础。
关键词:光核桃;ISSR;体系优化
中图分类号:S 664.103.6 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)20-0095-04
  ISSR(inter-simple sequence repeat)技术是1994年
ZIETKEIWITCZ等人继SSR技术开发以后发展起来的
一种显性分子标记方法,是在SSR序列的3′或5′末端加
上2-4个核苷酸(通常是随机选择且是简并的),对SSR
之间的序列(非SSR本身)进行扩增[1-3]。与SSR分子标
记技术相比,它不需要预先获知基因组序列,可以在不
同物种间通用,是一种非特异性的标记方法,同时它操
作简单方便、多态性丰富、费用低[4]。特别适用于大批
量的材料研究[5],所以已被广泛应用于植物进化、品种
鉴定、基因定位、遗传作图、分子生态学以及遗传多样性
研究中[6-9]。
光核桃(Prunus mira koehne Kov et.Kpst)属蔷薇科
桃属植物,又名西藏桃,是极其珍贵的野生桃种质资源,
具有适应性强、耐旱、抗病、长寿、结果力强、更新容易等
优良特性,具有较高的生态价值,同时其果实中富含糖、
维生素C和其它营养成分,具有较高的经济价值,因此
光核桃是集生态价值和经济价值为一体的优良树种。
1 材料与方法
1.1 试验材料
采集幼嫩的光核桃叶片,经液氮冷冻处理20min,
迅速放入-80℃冰箱里冻藏。利用改良的CTAB法提
取样品基因组总DNA。
1.2 试验方法
1.2.1 DNA纯度测定 采用紫外分光光度计测定DNA
在260nm和280nm处的OD值,并通过计算OD260/OD280
值,测定DNA纯度。
1.2.2 ISSR体系优化 为了确保ISSR反应体系的扩
增效果,优化反应体系,通过设置单因素梯度确定模板、引
物、dNTPs、酶、Mg2+的浓度。试验中,反应体系为25μL,
固定其它因素,仅设置1个变量。模板浓度梯度分别设
置为20、30、40、50、60ng/μL,引物浓度梯度分别设置为
0.1、0.2、0.3、0.4、0.5μmol/L,Mg2+浓度梯度分别设置为
1.0、2.0、2.5、3.0、3.5mmol/L,酶浓度梯度分别设置为
0.5、1.0、1.5、2.0、2.5U,dNTPs浓度梯度分别设置为
0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mmol/L。
2 结果与分析
注:M为Marker 2 000;1~5为所提取的植物DNA。
Note:M is Marker 2 000;1-5is the extracted plant DNA.
图1 改良CTAB法提取的基因组DNA的电泳结果
Fig.1 Electrophoresis of DNA by improved CTAB method
2.1 DNA的提取
采用改良的CTAB法提取的DNA产物OD260/OD280
值在1.8~2.0之间,证明所提DNA杂质蛋白及酚类
少,纯度较好;经0.8%琼脂糖凝胶电泳检测,DNA条带
较为整齐且明亮清晰(图1)。所以确定改良CTAB法为
提取材料基因组DNA的方法。
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·生物技术· 北方园艺2015(20):95~98
2.2 最佳模板浓度的确定
扩增结果受模板浓度的直接影响,模板浓度过低则
扩增条带不完全,过高则条带出现弥散现象。由图2
可以看出,第3泳道条带的扩增效果最好。因此选用
40ng/μL作为扩增模板的浓度。
  注:M:DL2 000Marker;泳道1:模板浓度20ng/μL;泳道2:模板浓度30ng/μL;泳道3:模板浓度40ng/μL;泳道4:模板浓度50ng/μL;泳道5:模板
浓度60ng/μL。
Note:M,DL2 000Marker;Lane 1,20ng/μL template concentration;Lane 2,30ng/μL template concentration;Lane 3,40ng/μL template concentration;
Lane 4,50ng/μL template concentration;Lane 5,60ng/μL template concentration.
图2 不同模板DNA浓度对ISSR-PCR的影响
Fig.2 Efect of diferent DNA concentration on ISSR-PCR
2.3 最佳引物浓度的确定
不同浓度的引物会直接影响扩增条带的清晰程度,
由图3(A)可以看出,第2泳道条带最清晰,即引物浓度
为0.4μmol/L时扩增效果最好。
  注:A,M:DL 2 000Marker;泳道1:引物浓度0.5μmol/L;泳道2:引物浓度0.4μmol/L;泳道3:引物浓度0.3μmol/L;泳道4:引物浓度0.2μmol/L;
泳道5:引物浓度0.1μmol/L。B,M:DL 2 000Marker;泳道1:Mg2+浓度3.5mmol/L;泳道2:Mg2+浓度3.0mmol/L;泳道3:Mg2+浓度2.5mmol/L;泳
道4:Mg2+浓度2.0mmol/L;泳道5:Mg2+浓度1.0mmol/L。
Note:In A,M,DL 2 000Marker;Lane 1,0.5μmol/L primer concentration;Lane 2,0.4μmol/L primer concentration;Lane 3,0.3μmol/L primer
concentration;Lane 4,0.2μmol/L primer concentration;Lane 5,0.1μmol/L primer concentration.In B,M,DL 2 000Marker;Lane 1,3.5mmol/L Mg2+
concentration;Lane 2,3.0mmol/L Mg2+concentration;Lane 3,2.5mmol/L Mg2+concentration;Lane 4,2.0mmol/L Mg2+concentration;Lane5,1.0mmol/L
Mg2+concentration. 
图3 不同引物浓度(A)和不同Mg2+(B)浓度对ISSR-PCR的影响
Fig.3 Efect of diferent primer concentrations(A)and Mg2+concentrations(B)on ISSR-PCR
2.4 最佳Mg2+浓度的确定
由图3(B)可以看出,当 Mg2+浓度为1.0mmol/L
和2.0mmol/L时,扩增条带不清晰,当 Mg2+浓度为
3.0mmol/L和3.5mmol/L时,条带较亮,但随着浓
度的增加出现弥散现象,所以确定 Mg2+最适浓度为
2.5mmol/L。
2.5 最佳酶浓度的确定
酶浓度是影响扩增结果的关键因素之一,浓度过低
则无法扩增出清晰完整条带,过高则条带出现弥散。由
图4(A)可以看出,第1泳道即酶浓度为0.5U时,扩增
效果最好。
2.6 dNTPs浓度的确定
不同的扩增需要不同浓度,因为扩增片段的大小
决定dNTPs的最适浓度,由图4(B)可以看出,当
dNTPs浓度为0.5mmol/L时,能扩增出较为清晰的
条带。
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北方园艺2015(20):95~98 ·生物技术·
  注:A,M,DL 2 000Marker;泳道1,酶浓度0.5U;泳道2,酶浓度1.0U;泳道3,酶浓度1.5U;泳道4,酶浓度2.0U;泳道5,酶浓度2.5U。B,M,DL
2 000Marker;泳道1,dNTPs浓度0.1mmol/L;泳道2,dNTPs浓度0.2mmol/L;泳道3,dNTPs浓度0.3mmol/L;泳道4,dNTPs浓度0.4mmol/L;泳道
5,dNTPs浓度0.5mmol/L。
Note:In A,M,DL 2 000Marker;Lane1,0.5Uenzyme concentration;Lane 2,1.0Uenzyme concentration;Lane3,1.5Uenzyme concentration;Lane 4,
2.0Uenzyme concentration;Lane 5,2.5Uenzyme concentration.In B,M,DL 2 000Marker;Lane 1,0.1mmol/L dNTPs concentration;Lane 2,0.2mmol/L
dNTPs concentration;Lane 3,0.3mmol/L dNTPs concentration;Lane 4,0.4mmol/L dNTPs concentration;Lane 5,0.5mmol/L dNTPs concentration.
图4 不同酶浓度(A)和不同浓度dNTPs(B)对ISSR-PCR的影响
Fig.4 Efect of diferent Tag DNA polymerase(A)and dNTPs concentration(B)on ISSR-PCR
3 讨论
不同模板材料所要求的ISSR反应体系不同,该研
究对5个反应参数加以优化,确定最佳反应体系。模板
浓度低于一定范围会导致分子碰撞几率降低,使得扩增
产物不稳定;若模板浓度高于一定范围又会使得非特异
性增强,从而使扩增条带弥散[10]。试验结果也证明了这
一点,当模板浓度为20ng/μL和30ng/μL时,扩增条带
微弱,几乎看不清,当模板浓度为50ng/μL和60ng/μL
时,扩增条带出现弥散。
引物浓度过低则与模板接触不完全,不能有效地扩
增条带;而浓度过高会产生引物二聚体,出现非特异性
扩增条带,此外,还会影响靶序列的产量[11]。同时Mg2+
是反应体系中的重要因素,影响产物的特异性、引物与
模板的结合效率等,从而影响试验结果。此外,酶是价
格比较高的试剂,浓度过高不仅导致试验结果不理想还
会造成经济浪费;用量过低则会使反应不完全,导致产
物量减少[12]。所以在该试验反应体系中,选用0.5U最
为合适。
dNTPs是扩增反应中的原料,浓度过高会螯合大量
的Mg2+,导致整个反应失败,而且也不经济[13];浓度过
低又会影响扩增效率,试验中设置5个梯度,当浓度为
0.5mmol/L时,条带较为清晰,且更为经济,确定为最适
反应浓度。
参考文献
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构建[J].果树学报,2005(6):626-629.
Optimization of ISSR on Prunus mira koehne Kov et.Kpst
MENG Fanjuan1,XING Chun1,XU Fuling1,WANG Zhongkui 2,LI Rongqin2
(1.Colege of Life Science,Northeast Forestry University,Harbin,Heilongjiang 150040;2.Colege of Agriculture and Animal Husbandry Tibet
University,Linzhi,Tibet 860000)
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·生物技术· 北方园艺2015(20):98~101
第一作者简介:谢丽雪(1981-),女,福建厦门人,硕士,助理研究员,
研究方向为果树遗传育种及病害。E-mail:sarah614510@126.com.
责任作者:李韬(1969-),男,本科,副研究员,研究方向为果树遗传
育种及病害。E-mail:leetao06@163.com.
基金项目:福建省公益类科研院所专项资助项目(2015R1101018-
13);福建省种业创新与产业化工程资助项目(2014S1477-22);福州
市科技计划资助项目(2013-N-54);福建省农业科学院导师制基金
资助项目(2013DQB-9)。
收稿日期:2015-06-04
DOI:10.11937/bfyy.201520024
蓝莓休克病毒的RT-PCR快速检测方法建立
谢 丽 雪1,蔡   伟2,郑   姗1,张 立 杰1,张 小 艳1,李   韬1
(1.福建省农业科学院 果树研究所,福建 福州350013;2.福清出入境检验检疫局,福建 福清350001)
  摘 要:以蓝莓叶片为试材,提取病毒RNA,根据已报道的蓝莓休克病毒(Blueberry shock
virus,BlShV)外壳蛋白基因序列设计特异性引物,建立RT-PCR快速检测方法,并对采集的20份
疑似病例进行检测。结果表明:建立的RT-PCR方法具有良好的特异性和较高的灵敏度。仅从
感染BlShV的样品中扩增出与预期大小相符的特异性目的片段,而从其它蓝莓病毒及健康样品
中未扩增到目的片段;该方法能检测到RNA原液的10-4倍稀释液,灵敏度较高。疑似病例检测
结果与ELISA验证结果完全相符。试验表明,建立的RT-PCR方法能够用于BlShV的现地
检测。
关键词:蓝莓休克病毒;RT-PCR;快速检测
中图分类号:S 432.4 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)20-0098-04
  病毒病是蓝莓生产上的主要病害之一,目前已报道
的病毒主要包括蓝莓休克病毒(Blueberry shock virus,
BlShV)、蓝莓焦枯病毒(Blueberry scorch virus,BLScV)、
蓝莓带化病毒(Blueberry shoestring virus,BSSV)、蓝莓
叶斑驳病毒(Blueberry leaf mottle virus,BLMoV)、蓝莓
红环斑病毒(Blueberry red ringspot virus,BRRV)、烟草
环斑病毒(Tobacco ringspot virus,TRSV)、番茄环斑病毒
(Tomato ringspot virus,ToRSV)等[1-7]。其中,蓝莓休克
病毒(BlShV)属雀麦花叶病毒科(Bromoviridae)等轴不
稳环斑病毒属(Ilarvirus)成员,最早于1987年在美国的
Highbush blueberry(Vaccinium corymbosum L.)上被发
    
现[1]。BlShV现主要分布于美国的加利福尼亚、宾夕法
尼亚州、纽约州、密歇根州和加拿大的新斯科舍省[8-9],该
病毒基因组为+ssRNA,全长9 650bp,病毒粒子呈等轴
对称球状,直径约27nm。已报道的BlShV的自然寄主为
蓝莓,人工侵染寄主有本氏烟(Nicotiana benthamiana)、克
利夫兰烟(Nicotiana clevelandi)、林烟草(Nicotiana syl-
vestris)和普通烟草(Nicotiana tabacum)。BlShV侵染蓝
莓后引起的主要症状是开花期时花和叶片的突然完全
坏死,但之后除引起不结果外叶片仍会长出。受BlShV
侵染的蓝莓通常在1~4年内表现症状,随之逐渐恢复
并隐症。BlShV几乎侵染所有的蓝莓品种,并表现相似
的症状。据统计,BlShV侵染蓝莓造成的损失达34%~
90%,损失大小与症状严重程度直接相关,且不同年份
之间存在差异[9-10]。BlShV可通过蜜蜂携带感染的花粉
传播,因此在田间扩散速度相对较快[11]。 
我国从1983年由吉林农业大学引种蓝莓栽培,至
2000年建立基地开始蓝莓产业化种植[12-13]。由于我国
蓝莓产业处于起步阶段,蓝莓病虫害的相关报道较少,
仅辽宁、山东、上海等地已对蓝莓的病虫害做了相关的
调查[14-17],但未见休克病的相关研究报道。课题组在
  
Abstract:To ensure the stability of ISSR for Prunus mira koehne Kov et.Kpst,total genomic DNA was extracted by
improved CTAB method,the factors including template DNA concentration,MgCl2concentration,dNTPs concentration,
Taq polymorphism dose and primer concentration were studied to establish optimized ISSR reaction system.The result
showed that template concentration 40ng/μL,primer concentration 0.4μmol/L,Mg2+ concentration 2.5mmol/L,
enzyme concentration 0.5U,dNTPs concentration 0.5mmol/L were the optimized reaction system.The study would
provide the foundation for the genetic diversity on germplasm resources of Prunus mira koehne Kov et.Kpst.
Keywords:Prunus mira koehne Kov et.Kpst;ISSR;system optimazation
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