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Optimization of SSR-PCR Reaction System and Primer Screening of Melia azedarach

苦楝SSR-PCR反应体系优化及引物筛选



全 文 :林业科学研究 2016,29(2):167 175
ForestResearch
  文章编号:10011498(2016)02016609
苦楝 SSRPCR反应体系优化及引物筛选
王 芳1,廖柏勇1,李 培1,2,刘明骞1,李俊成1,
吴琳瑛1,林 玮1,陈晓阳1
(1.华南农业大学林学与风景园林学院/广东省森林植物种质创新与利用重点实验室/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,
广东 广州 510642;2.北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083)
收稿日期:20150320
基金项目:广东省林业科技创新项目(2011KJCX002)
作者简介:王 芳(1992— ),女(汉族),在读硕士生,主要从事植物遗传学研究,电话:15088076450Email:15088076450@163.com.
 通讯作者:陈晓阳,男,博士,教授,Email:xychen@scau.edu.cn
摘要:[目的]借鉴以往楝属文献报道的SSR引物,筛选高度多态性、稳定性高、重复性好的苦楝SSR引物,为苦楝遗
传图谱构建、QTL定位和分子标记辅助选择育种等研究领域应用奠定基础。[方法]本研究采用单因素法和正交试
验设计进行SSRPCR反应体系优化,并利用该体系以8个不同种源的苦楝基因组 DNA为模板,从135对候选 SSR
引物中进行引物筛选。[结果]苦楝SSRPCR最优反应体系为:1.0μL50ng·μL-1模板 DNA,1.2μL100μmol·
L-1引物,1.0μL10mmol·L-1dNTPs,0.8μL25mmol·L-1Mg2+,0.15μL5U·μL-1Taq酶,1.5μL10×Bufer,
补ddH2O至15μL;最终筛选出15对具有高度多态性、稳定性高、重复性好的SSR引物。[结论]本研究成功优化了
苦楝SSRPCR反应体系,并成功筛选出15对适用于苦楝的SSR引物。
关键词:苦楝;SSRPCR;体系优化;引物筛选
中图分类号:S792.33 文献标识码:A
OptimizationofSSRPCRReactionSystemandPrimerScreeningof
Meliaazedarach
WANGFang1,LIAOBoyong1,LIPei1,2,LIUMingqian1,LIJuncheng1,WULinying1,LINWei1,CHENXiaoyang1
(1.ColegeofForestryandlandscapeArchitecture,SouthChinaAgriculturalUniversity/ProvincialKeyLaboratoryofForestPlantGermplasm
InnovationandUtilization/StateKeyLaboratoryforConservationandUtilizationofSubtropicalAgrobioresources,Guangzhou 510642,
Guangdong,China;2.ColegeofBiologicalSciencesandTechnology,BeijingForestryUniversity,Beijing 100083,China)
Abstract:[Objective]BasedonpreviousachievementonMeliaSSRprimertoselecthighlypolymorphic,highsta
bilityandrepeatabilityMeliaazedarachprimers,andtolayafoundationforconstructingM.azedarachgeneticmap,
QTLmappingandmolecularmarker-assistedselectionandbreeding.[Method]TheSSR-PCRsystemwasopti
mizedthroughthesinglefactorexperimentandorthogonaltest,andbyusingthegenomicDNAsofM.azedarach
from8provenancesastemplates,theSSRprimerssuitableforM.azedarachwerescreenedfrom135pairsofprim
ers.[Result]TheoptimalSSR-PCRsystemisasfolows:10μL50ngoμL-1genomicDNA,12μL100μmol
·L-1ofeachprimer,10μL10mmol·L-1dNTPs,08μL25mmol·L-1Mg2+,015μL5U·μL-1Taqpol
ymerase,15μL10×Bufer(Mg2+free),andreplenishingddH2Oto15μL.And,15pairsofSSRprimerswith
highpolymorphism,highstability,andgoodrepeatability,werefinalyscreenedout.[Conclusion]TheSSRPCR
systemofM.azedarachwassuccessfulyoptimized,and15pairsofSSRprimersapplicabletoneemwereselected.
Keywords:Meliaazedarach;SSR-PCR;systemoptimization;primerscreening
林 业 科 学 研 究 第29卷
苦楝(MeliaazedarachLinn.)是楝科、楝属落叶
乔木,生长速度快、材质软硬适中、心材红褐色,且纹
理美观、有香气、耐腐、抗虫蛀、干缩小、干燥性好,是
理想的家具用材[1];苦楝生长对土壤要求不严,在酸
性土、中性土与石灰岩地区均能生长,耐干旱、瘠薄,
是优良的农林间作和盐碱土植被恢复树种[2];其根、
皮、花、果均可入药,亦能驱虫,具有安全高效、无毒
无污染、残效期短等优点,且施用浓度低、对人畜无
害,是一种理想的的广谱生物农药原料,从其各营养
器官提取物中发现多种药用成分,作用多样[3-6];花
呈淡紫色,形成密集圆锥花序,鲜艳夺目,极具观赏
性[7-8]。苦楝分布广泛,已开展种源试验,研究了种
苗性状的地理变异[9-14],但利用分子标记研究苦楝
遗传多样性还不够深入。
有学者采用简单重复序列区间(ISSR)分析、随
机扩增多态性DNA标记(RAPD)分析以及扩增片段
长度多态性(AFLP)分析等方法对苦楝进行遗传多
样性分析研究[15-17],但国内外尚未有将简单重复序
列(SSR)分子标记技术应用于苦楝辅助育种的研究
报道。SSR分子标记也称微卫星分子标记,标记多
态性极其丰富,且呈共显性遗传,符合孟德尔遗传模
式,可鉴别杂合子和纯合子,SSR序列广泛存在,覆
盖整个基因组,同时 DNA样品用量少,引物在同种
和近缘物种间通用性好、特异性强,重复性好、可信
度高[18-21],因而在动植物遗传多样性分析、遗传图
谱的构建、数量遗传基因座(QTL)定位和分子标记
辅助选择育种等研究中广泛应用。本研究旨在通过
建立稳定的 SSRPCR反应体系和条件,借鉴以往楝
属文献报道的 SSR引物,筛选高度多态性、稳定性
高、重复性好的苦楝 SSR引物,为苦楝遗传图谱构
建、QTL定位和分子标记辅助选择育种等研究领域
应用奠定基础。
1 材料和方法
1.1 实验材料
1.1.1 SSR引物 本研究所用135对微卫星候选
引物来自楝科微卫星分子标记相关文献[22-36],由生
工生物工程(上海)股份有限公司合成,其详细信息
参见表1。
1.1.2 实验试剂 10×TBE电泳缓冲液、1×TBE
溶液、无水乙醇、冰乙酸、琼脂糖、丙烯酰胺、甲叉丙
烯酰胺、溴酚蓝、10×Bufer(Mg2+ Free)、dNTPs、
Mg2+、Taq酶、ddH2O、DL15000DNAMarker、DL2000
DNAMarker、100bpLadderMarker等,以上试验材
料均购自TAKARABIO公司。
表1 引物信息及其来源
编号 名称 来源 引用文献
1 HM041033 Swieteniamacrophyla [22]
2 HM041034 Swieteniamacrophyla [22]
3 HM041035 Swieteniamacrophyla [22]
4 HM041038 Swieteniamacrophyla [22]
5 HM041039 Swieteniamacrophyla [22]
6 HM041046 Swieteniamacrophyla [22]
7 HM041040 Swieteniamacrophyla [22]
8 HM041041 Swieteniamacrophyla [22]
9 HM041042 Swieteniamacrophyla [22]
10 HM041043 Swieteniamacrophyla [22]
11 HM041044 Swieteniamacrophyla [22]
12 HM041045 Swieteniamacrophyla [22]
13 --- Carapaguianensis [23]
14 --- Carapaguianensis [23]
15 --- Carapaguianensis [23]
16 --- Carapaguianensis [23]
17 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
18 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
19 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
20 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
21 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
22 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
23 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
24 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
25 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
26 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
27 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
28 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
29 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
30 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
31 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
32 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
33 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
34 --- Toonaciliatavar.pubescens [24]
35 --- Swieteniamacrophyla [25]
36 AJ000405 Swieteniamacrophyla [25]
37 AJ000407 Swieteniamacrophyla [25]
38 AJ000410 Swieteniamacrophyla [25]
39 AJ000389 Swieteniamacrophyla [25]
40 AF428115 Khayasenegalensis [26]
41 HQ200180 Khayasenegalensis [26]
42 HQ200181 Khayasenegalensis [26]
43 HQ200182 Khayasenegalensis [26]
44 HQ200183 Khayasenegalensis [26]
45 HQ200184 Khayasenegalensis [26]
46 HQ200185 Khayasenegalensis [26]
47 HQ200186 Khayasenegalensis [26]
48 HQ200187 Khayasenegalensis [26]
49 HQ200188 Khayasenegalensis [26]
50 HQ200189 Khayasenegalensis [26]
51 HQ200190 Khayasenegalensis [26]
861
第2期 王 芳,等:苦楝SSRPCR反应体系优化及引物筛选
续表1
编号 名称 来源 引用文献
52 GQ254820 Cabraleacanjerana [27]
53 GQ254827 Cabraleacanjerana [27]
54 GQ254833 Cabraleacanjerana [27]
55 GQ254834 Cabraleacanjerana [27]
56 GQ254838 Cabraleacanjerana [27]
57 GQ254841 Cabraleacanjerana [27]
58 GQ254845 Cabraleacanjerana [27]
59 GQ254847 Cabraleacanjerana [27]
60 AJ000404 Swieteniahumilis [28]
61 --- Swieteniahumilis [28]
62 AJ000406 Swieteniahumilis [28]
63 AJ000408 Swieteniahumilis [28]
64 AJ000409 Swieteniahumilis [28]
65 DQ778303 Toonaciliatavar.pubescens [29]
66 DQ453903 Toonaciliatavar.pubescens [29]
67 DQ453904 Toonaciliatavar.pubescens [29]
68 --- Toonaciliatavar.pubescens [29]
69 --- Toonaciliatavar.pubescens [29]
70 FM161907 Azadirachtaindica [30]
71 FM161908 Azadirachtaindica [30]
72 FM161909 Azadirachtaindica [30]
73 FM161911 Azadirachtaindica [30]
74 FM161912 Azadirachtaindica [30]
75 FM161913 Azadirachtaindica [30]
76 FM161914 Azadirachtaindica [30]
77 EF413962 Cedrelaodorata [31]
78 EF413963 Cedrelaodorata [31]
79 EF413964 Cedrelaodorata [31]
80 EF413965 Cedrelaodorata [31]
81 EF413966 Cedrelaodorata [31]
82 EF413967 Cedrelaodorata [31]
83 EF413968 Cedrelaodorata [31]
84 EF413969 Cedrelaodorata [31]
85 EF413970 Cedrelaodorata [31]
86 JF423305 Africanmahogany [32]
87 JF423306 Africanmahogany [32]
88 JF423307 Africanmahogany [32]
89 JF423308 Africanmahogany [32]
90 JF423309 Africanmahogany [32]
91 JF423310 Africanmahogany [32]
92 JF423311 Africanmahogany [32]
93 JF423312 Africanmahogany [32]
94 JF423313 Africanmahogany [32]
95 JF423314 Africanmahogany [32]
96 JF423315 Africanmahogany [32]
97 AJ000402 Swieteniahumilis [33]
98 AJ000411 Swieteniahumilis [33]
99 AJ000403 Swieteniahumilis [33]
100 FM161910 Azadirachtaindica [30]
101 AF428116 Swieteniamacrophyla [34]
102 AF428117 Swieteniamacrophyla [34]
103 AF428118 Swieteniamacrophyla [34]
104 AF428119 Swieteniamacrophyla [34]
105 AF428120 Swieteniamacrophyla [34]
续表1
编号 名称 来源 引用文献
106 AF428121 Swieteniamacrophyla [34]
107 AF428122 Swieteniamacrophyla [34]
108 AF428123 Swieteniamacrophyla [34]
109 AF428124 Swieteniamacrophyla [34]
110 AB674472 Meliavolkensi [35]
111 AB674473 Meliavolkensi [35]
112 AB674474 Meliavolkensi [35]
113 AB674475 Meliavolkensi [35]
114 AB674476 Meliavolkensi [35]
115 AB674477 Meliavolkensi [35]
116 AB674478 Meliavolkensi [35]
117 AB674479 Meliavolkensi [35]
118 AB674480 Meliavolkensi [35]
119 AB674481 Meliavolkensi [35]
120 AB674482 Meliavolkensi [35]
121 AB674483 Meliavolkensi [35]
122 AB674484 Meliavolkensi [35]
123 AB674485 Meliavolkensi [35]
124 AB674486 Meliavolkensi [35]
125 BV725398 Guareaguidonia [36]
126 BV725397 Guareaguidonia [36]
127 BV725399 Guareaguidonia [36]
128 BV725400 Guareaguidonia [36]
129 BV725401 Guareaguidonia [36]
130 BV725392 Guareaguidonia [36]
131 BV725393 Guareaguidonia [36]
132 BV725394 Guareaguidonia [36]
133 BV725395 Guareaguidonia [36]
134 BV725396 Guareaguidonia [36]
135 BV725402 Guareaguidonia [36]
  ---:无名称
1.2 实验方法
1.2.1 DNA的提取及检测 本研究从海南、云南、
甘肃、广东、广西、福建、四川和贵州8个不同苦楝种
源中分别选取一株无病害的植株,采集足够的新鲜
叶片,提取其苦楝基因组DNA作为引物筛选的DNA
材料。提取的 DNA经质量检测后,用 TE溶液将浓
度稀释到 50ng·μL-1,分装成 100μL·管 -1,-
20℃保存备用。
DNA提 取 采 用 OMEGA BIOTEK 公 司 的
D248504型植物基因组提取试剂盒;以 DL15000
DNAMarker作对照,通过1%琼脂糖凝胶电泳和紫
外凝胶成像系统检测基因组DNA的提取质量,电泳
电压100V,电流200mA,时间45min;然后用Nano
Drop1000Spectrophotometer全自动核酸蛋白快速检
测仪检测DNA纯度和浓度。
1.2.2 PCR扩增及反应体系优化
1.2.2.1 单因素试验 分别对 SSRPCR扩增反应
961
林 业 科 学 研 究 第29卷
体系中的模板 DNA、引物、dNTPs、Mg2+和 Taq酶的
使用浓度进行单因素试验,具体实验设计参见表2。
如表2所示,以海南、广东、广西和云南4个种源的
DNA为模板,用 99号引物参与单因素实验,每 15
μL反应体系中除加入该单因素的相应水平外,其它
4个因素的水平均以该因素的中间值进行初始实
验,10×Bufer缓冲液加入 1.5μL,剩余体积用
ddH2O补足。
PCR扩增反应在东胜创新生物科技有限公司
EDC810PCR仪中进行,扩增程序设计如下:(1)94℃
预变性4min;(2)94℃变性30s,62℃退火30s,72℃
延伸1min,35个循环;(3)72℃延伸 10min。以
DL2000DNAMarker作对照,采用2%琼脂糖凝胶电
泳和紫外凝胶成像系统检测PCR扩增产物。
表2 SSRPCR体系单因素法试验设计
水平
因素
模板DNA/(ng·μL-1) 引物/(μmol·L-1) dNTPs/(mmol·L-1) Mg2+/(mmol·L-1) Taq酶/(U·μL-1)
1 0.33 2.00 0.13 0.67 0.017
2 1.33 3.33 0.40 1.00 0.033
3 2.33 6.00 0.67 1.33 0.050
4 3.33 8.00 0.93 1.67 0.067
1.2.2.2 SSRPCR扩增体系正交实验 SSRPCR
扩增体系正交实验见表3,PCR扩增所用其他试剂
与扩增产物检测同单因素实验一致。为提高实验准
确性,正交实验进行一次重复检验。
PCR反应采用以下程序设计:(1)94℃预变性4
min;(2)94℃变性30s,62℃退火30s,72℃延伸1
min,25个循环;(3)94℃变性30s,退火温度设置梯
度,第1至第12竖排由52℃逐渐升至62℃,退火30
s,72℃延伸1min,20个循环;(4)72℃延伸10min。
通过分析比较电泳条带亮度、清晰度等确定 PCR反
应体系中各试剂最适用量及最适退火温度。
表3 SSRPCR体系L16(45)正交试验设计
试验编号
因素
模板DNA/(ng·μL-1) 引物/(μmol·L-1) dNTPs/(mmol·L-1) Mg2+/(mmol·L-1) Taq酶/(U·μL-1)
1 0.33 2.00 0.13 0.67 0.017
2 0.33 3.33 0.40 1.00 0.033
3 0.33 6.00 0.67 1.33 0.050
4 0.33 8.00 0.93 1.67 0.067
5 1.33 2.00 0.40 1.33 0.067
6 1.33 3.33 0.13 1.67 0.050
7 1.33 6.00 0.93 0.67 0.033
8 1.33 8.00 0.67 1.00 0.017
9 2.33 2.00 0.67 1.67 0.033
10 2.33 3.33 0.93 1.33 0.017
11 2.33 6.00 0.13 1.00 0.067
12 2.33 8.00 0.40 0.67 0.050
13 3.33 2.00 0.93 1.00 0.050
14 3.33 3.33 0.67 0.67 0.067
15 3.33 6.00 0.40 1.67 0.017
16 3.33 8.00 0.13 1.33 0.033
1.2.3 SSR引物的筛选
1.2.3.1 初筛 利用优化的 PCR反应体系和条
件,以海南、广东、广西和云南4个不同种源的苦楝
基因组 DNA为模板,对135对候选引物进行初筛,
通过2%琼脂糖凝胶电泳和紫外凝胶成像系统检测
PCR扩增产物,筛选出能有效扩增 SSR序列的
引物。
1.2.3.2 复筛 以海南、云南、甘肃、广东、广西、福
建、四川和贵州8个不同种源的苦楝基因组 DNA为
模板,对初筛所得的引物进行复筛,对扩增产物进行
6%变性聚丙烯酰胺凝胶(2.4g尿素、1.14g丙烯酰
胺、0.06g甲叉丙烯酰胺、20mL1×TBE溶液、300
μL20%过硫酸铵、40μLTEMED)电泳,以100bp
LadderMarker作对照,前15min电压80V,电流275
071
第2期 王 芳,等:苦楝SSRPCR反应体系优化及引物筛选
mA,后1h15min电压120V,电流275mA;然后用
银染法显示扩增条带,将凝胶依次浸入固定液(47.5
mL无水乙醇、2.5mL冰乙酸、450mL蒸馏水)10
min、染色液(0.5gAgNO3、500mL蒸馏水)10min、
显色液(5gNaOH、0.1g四硼酸钠、1.5mL甲醛、
500mL蒸馏水)10min;最后分析扩增条带的多态
性。经反复筛选与比较分析,获得适用于苦楝的多
态性高、重复性好、稳定性好的引物。
2 结果与分析
2.1 DNA提取效果
采用试剂盒提取的8个苦楝基因组DNA如图1
所示,琼脂糖凝胶电泳检测,条带比较清晰,没有杂
带,拖尾现象不明显。经全自动核酸蛋白快速检测
仪检测,提取的 DNA的纯度和浓度都很高,适用于
PCR体系。
图1 8个种源苦楝基因组DNA电泳检测结果
2.2 SSRPCR反应体系的优化
2.2.1 体系单因素实验结果 通过单因素实验,
SSRPCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测(图2~图6),
分析可知:当模板 DNA浓度为2.33ng·μL-1(图
2),引物浓度为8.00μmol· L-1(图3),dNTPs浓
度为0.67mmol· L-1(图4),Taq酶浓度为0.067U
·μL-1(图6)时扩增效果最好;而 Mg2+浓度达到
100mmol· L-1时(图5)扩增效果较好,且进一步
增加Mg2+浓度并未明显改善扩增效果。
2.2.2 正交设计实验结果 SSRPCR产物琼脂糖
凝胶电泳检测结果见图7。由图7可知,两个重复的
电泳结果基本一致。即:第3、4、8、12、15个处理的
条带最亮、最清晰,第2、6、10、16个处理的条带亮度
和清晰度均相对较低,第1、5、7、9、11、13、14个处理
的条带亮度很低或根本无条带。对比发现,引物、
图2 单因素实验结果-模板DNA浓度电泳图
图3 单因素实验结果-引物浓度电泳图
图4 单因素实验结果dNTPs浓度电泳图
171
林 业 科 学 研 究 第29卷
图5 单因素实验结果Mg2+浓度电泳图
图6 单因素实验结果Taq酶浓度电泳图
Mg2+和 Taq酶浓度的变化对 PCR扩增效果的影响
十分显著,而模板DNA和dNTPs浓度的变化对扩增
效果的影响不显著。此外,PCR过程中退火温度设
置递增梯度,但是对扩增效果的影响不显著,退火温
度偏低时扩增效果相对较好。
综合单因素实验和正交设计实验结果,同时考
虑到试剂成本,最终确定苦楝 SSRPCR最优体系
为:1.0μL50ng·μL-1模板DNA,1.2μL100μmol
·L-1引物,1.0μL10mmol·L-1dNTPs,0.8μL25
mmol·L-1Mg2+,0.15μL5U·μL-1Taq酶,1.5
μL10×Bufer,补 ddH2O至15μL。PCR反应退火
温度设置在56℃为宜。
2.3 SSR引物筛选
2.3.1 初筛结果 利用优化的 PCR反应体系和条
件,以4个不同种源的苦楝基因组 DNA为模板,对
135对候选 SSR引物进行初筛,结果如图 8所示。
第25、29、113、115、117、119、120号引物在4个不同
种源中扩增产物的电泳条带比较清晰明亮,尤其第
29、113、115、117、119、120号引物具有明显的多态
性;而第26、27、112、114、116号引物条带比较模糊
且不完整;第28、110、111、118号引物几乎无明显条
带。初筛一共筛选出36对能有效扩增 SSR序列的
引物。
2.3.2 复筛结果 利用优化的 PCR反应体系和条
件,以8个不同种源的苦楝基因组 DNA为模板,对
初筛所获得的36对引物进行复筛,筛选目标是在8
个不同种源的苦楝中均能扩增出清晰明亮的条带且
具有高度多态性、重复性好又比较稳定的引物。通
过反复筛选和分析比较,最终筛选出15对适用于苦
楝的较为理想的 SSR引物(图9),其详细信息参见
表4,筛选效率为11.11%。
图7 正交实验电泳图
3 讨论与结论
本研究采用单因素法和正交试验设计对苦楝
271
第2期 王 芳,等:苦楝SSRPCR反应体系优化及引物筛选
图8 部分引物初筛电泳图
图9 部分引物复筛电泳图
SSR-PCR反应体系进行优化,确定最优反应体系
为:1.0μL50ng·μL-1模板DNA,1.2μL100μmol
·L-1引物,1.0μL10mmol·L-1dNTPs,0.8μL25
mmol·L-1Mg2+,0.15μL5U·μL-1Taq酶,1.5
μL10×Bufer,补 ddH2O至15μL。扩增反应退火
温度确定为56℃。利用最优体系,以8个不同种源
的苦楝基因组DNA为模板,从135对SSR引物中筛
选出15对具有高度多态性、稳定性高、重复性好的
引物。实验结果为今后苦楝遗传多样性分析、地理
种源变异、遗传图谱构建等研究奠定一定的基础。
在SSRPCR体系优化实验中,当模板 DNA、引
物、dNTPs和 Taq酶分别采用不同浓度时,电泳条
带亮度均大致呈梯度变化,但是不宜采用过高浓
度,否则会导致 PCR扩增的重复性下降、非特异性
扩增产物增多;而 Mg2+浓度是影响 PCR扩增效果
的关键因素,稍低则扩增产物极少,适当则扩增产
率很高,过高并不能提高扩增效率,因为 Mg2+在
DNA延伸反应中仅仅起到 Taq酶激活剂的作
用[37];PCR反应中退火温度直接影响引物与模板
DNA的结合效率,过高则退火反应速率低、准确度
下降,过低则易形成引物二聚体、产生过多杂带;
不同引物的退火温度因为引物自身序列的 CG含
量、物种差异等不同,允许退火温度在 ±5℃范围内
变化,否则会降低实验的效果[37],所以个别的引物
371
林 业 科 学 研 究 第29卷
退火温度需要根据具体的实验效果进行单独的调
整。例如,2号、122号、123号引物等(表 4)。体
系优化实验中选用的99号引物的特异性和稳定性
很好,但是它在8个不同的 DNA模板中扩增结果
多态性不明显,所以也不能入选。
表4 复筛所得引物信息
编号 名称 序列(5′3′) 退火温度/℃
2 HM041034
F:GATAGCGGAGCCGGTGATT
60
R:GGATGGAAGGCTCAAGATTCG
29 ---
F:ATGGATGAGTGTGCGATAGG
56
R:TGTGATGTAGGAGTCTGAAC
54 GQ254833
F:GAGAAGAGAAGGCTGTGTGC
56
R:GAAACCTGATTCGTCGTCGT
59 GQ254847
F:CTCCTCGTTTGCCACTCATT
56
R:AAACAGAGGGTTTTCGGTGC
74 FM161912
F:GTCCACGCAAACAGAGACAC
60
R:TTGGCTTGGCTTTCTCTTTC
111 AB674473
F:CCCTATTCATTGTCCCTCCA
60
R:GTCCTCCTGGAATTCTGTGC
113 AB674475
F:CAACCATGGTGTCGAGAAGA
56
R:TGCTTAATTTGCCTGTGCAT
114 AB674476
F:CTAGACCAGCCCCAAGAACA
60
R:TTCAAGGGCTTCTTCTGAATC
116 AB674478
F:GGAACCCCAATTTAGGAACT
56
R:TGCTTGGTGAAAACCATAGA
117 AB674479
F:CCGTGTAAGAGTGCCAAATC
56
R:TCTTGGAGGTGAGATCAAGTG
118 AB674480
F:TCTGTTGGTGGTGTTGTCAC
58
R:TAATGTGGATGCAAGCAGTG
119 AB674481
F:CAAGCACACACAAGGATTTG
56
R:TGGCAACTCTCAGGTATCAA
120 AB674482
F:GTTGTTTGTGGGTGTGTGTT
56
R:GAGAGAGAACCCAAAGGAAAA
122 AB674484
F:GTGCAGTGTCCATGTTGAAG
60
R:GACATTTTCTCTGCAAGGTCA
123 AB674485
F:TTCCCTCAGCATTAAGGTGT
60
R:CAGGCAAAGGAAGGTAGGTA
  ---:无名称;F:上游引物序列;R:下游引物序列
相较于其它植物和作物,林木的基因组更为庞
大,且分子标记技术在林木中的研究和应用起步较
晚,因此,最终筛选得到的适用于林木的理想引物所
占候选引物的比例普遍比其他物种低。例如,马洪
峥等[38]以能源作物尼泊尔芒(Miscanthusnepalensis
(Trinius)Hackel)和双药芒(M.nudipes(Grisebach)
Hackel)为试验材料,从42对 SSR候选引物中筛选
得到 14对理想引物,筛选效率为 33.33%;张龙
等[37]以8种柱花草属(Stylosanthes)牧草为试验材
料,从123对SSR候选引物中筛选得到26对理想引
物,筛选效率为 21.14%;而李光友等[39]以尾叶桉
(EucalyptusurophylaS.T.Blakely)杂种子代为试
验材料,从100对SSR候选引物中筛选得到17对理
想引物,筛选效率为 17.00%,明显低于前两组数
据。由此可见,苦楝和其他林木的 SSR引物筛选及
SSR分子标记技术在苦楝等林木的遗传学研究中的
应用仍然需要进一步加强。本研究最终筛选出来的
15对SSR引物对于庞大的苦楝基因组来说数量甚
少,因此在进行后续的遗传多样性分析时,可能还需
要根据具体的样本进行深入试验。随着SSR引物的
进一步筛选,基于SSR分子标记技术的苦楝遗传多
样性分析效率可能还有进一步提升的空间。
参考文献:
[1]PengH,DavidJM.16.MELIALinnaeus,Sp.Pl.1:384.1753
[J].FloraofChina.2008(11):130-131.
[2] EvansP T,RomboldJS.Paraiso(Meliaazedarachvar.
“Gigante”)woodlots:anagroforestryalternativeforthesmalfarmer
inParaguay[J].AgroforestrySystems,1984,2(3):199-214.
[3]VilaS,ScocchiA,MroginskiL.Plantregenerationfromshootapical
meristemsofMeliaazedarachL.(Meliaceae)[J].ActaPhysiologi
aePlantarum,2002,24(2):195-199.
[4]VilaS,GonzalezA,ReyH,etal.Somaticembryogenesisandplant
regenerationfromimmaturezygoticembryosofMeliaazedarach(Me
liaceae)[J].InVitroCelular&DevelopmentalBiology-Plant,
2003,39(3):283-287.
[5]VilaSK,ReyHY,MroginskiLA.Influenceofgenotypeandex
plantsourceonindirectorganogenesisbyinvitrocultureofleavesof
MeliaazedarachL[J].Biocel,2004,28(1):35-41.
[6]VilaS,GonzalezA,ReyH,etal.Plantregeneration,origin,and
developmentofshootbudsfromrootsegmentsofMeliaazedarachL.
(Meliaceae)seedlings[J].InVitroCelular&DevelopmentalBiol
ogy-Plant,2005,41(6):746-751.
[7]教忠意,唐凌凌,隋德宗,等.苦楝的研究现状与展望[J].福建
林业科技,2009,36(4):269-274.
[8]张国栓,王少波,刘顺国.河南省苦楝基因资源及其遗传改良策
略研究[J].河南林业科技,2009,29(3):41-42.
[9]程诗明,顾万春.苦楝中国分布区的物候区划[J].林业科学,
2005,41(3):186-191.
[10]程诗明,顾万春.苦楝遗传资源学研究进展及其展望[J].浙江
林业科技,2007,27(2):64-69.
[11]ChenL,DengX,DingM,etal.Geographicvariationintraitsof
fruitstonesandseedsofMeliaazedarach[J].JournalofBeijing
ForestryUniversity,2014,36(1):15-20.
[12]廖柏勇,陈晓阳,陈丽君,等.苦楝种源间种子发芽变异的观测
[J].广东农业科学,2014(11):43-47,52.
[13]陈丽君,刘明骞,廖柏勇,等.苦楝不同种源苗期生长性状和生
长节律研究[J].西南林业大学学报,2014,34(4):1-7.
[14]陈丽君,邓小梅,丁美美,等.苦楝种源果核及种子性状地理变
异的研究[J].北京林业大学学报,2014,36(1):15-20.
[15]夏海涛.药用苦楝遗传多样性ISSR分析和遗传变异规律研究
471
第2期 王 芳,等:苦楝SSRPCR反应体系优化及引物筛选
[D].2009.
[16]陈羡德,陈礼光,陈 臖,等.不同来源苦楝种质资源遗传多样
性的RAPD分析[J].漳州师范学院学报(自然科学版),2010
(4):118-122.
[17]程诗明.苦楝聚合群体遗传多样性研究与核心种质构建[D].
中国林业科学研究院,2005.
[18]黄映萍.DNA分子标记研究进展[Z].2010.
[19]陈 争,姜小凤,童再康.光皮桦 ESTSSRPCR反应体系的优
化[J].浙江农林大学学报,2012,29(6):960-965.
[20]吕学辉,李根前.SSR分子标记及在林木基因组中的应用[J].
山东林业科技,2011(5):57-60.
[21]VarshneyRK,GranerA,SorelsME.Genicmicrosatelitemark
ersinplants:featuresandapplications[J].TrendsinBiotechnolo
gy,2005,23(1):48-55.
[22]LemesMR,EsashikaT,GaoueOG.Microsatelitesformahoga
nies:TwelvenewlociforSwieteniamacrophylaanditshightrans
ferabilitytoKhayasenegalensis[J].AmericanJournalofBotany,
2011,98(8):e207-e209.
[23]DayanandanS,DoleJ,BawaK,etal.Populationstructuredeline
atedwithmicrosatelitemarkersinfragmentedpopulationsofatrop
icaltree,Carapaguianensis(Meliaceae)[J].MolEcol,1999,8
(10):1585-1592.
[24]刘 军,孙宗修,陈益泰,等.珍稀濒危树种毛红椿微卫星DNA
分离及SSR反应体系优化[J].中国生物工程杂志,2006,12
(26):50-55.
[25]CespedesM,GutierezMV,HolbrookNM,etal.Restorationof
geneticdiversityinthedryforesttreeSwieteniamacrophyla(Meli
aceae)afterpastureabandonmentinCostaRica[J].MolecularE
cology,2003,12(12):3201-3212.
[26]SextonGJ,FrereCH,DietersMJ,etal.Developmentandchar
acterizationofmicrosatelitelociforKhayasenegalensis(Meliace
ae)1[J].AmericanJournalofBotany,2010,97(11):e111
-e113.
[27]PereiraMF,BandeiraLF,BlancoAJV,etal.Isolationand
characterizationofmicrosatelitelociinCabraleacanjerana(Meli
aceae)[J].AmericanJournalofBotany,2010,98(1):e10
-e12.
[28]WhiteG,PowelW.Isolationandcharacterizationofmicrosatelite
lociinSwieteniahumilis(Meliaceae):anendangeredtropical
hardwoodspecies[J].MolecularEcology,1997,6(9):851
-860.
[29]刘 军.毛红椿天然居群遗传结构研究[D].2007.
[30]BoontongC,PandeyM,ChangtragoonS.Isolationandcharacter
izationofmicrosatelitemarkersinIndianneem(Azadirachtaindica
var.indicaA.Juss)andcross-amplificationinThaineem(A.
indicavar.siamensisValenton)[J].ConservationGenetics,
2009,10(3):669-671.
[31]HernándezG,BuonamiciA,WalkerK,etal.Isolationandchar
acterizationofmicrosatelitemarkersforCedrelaodorataL.(Meli
aceae),ahighvalueneotropicaltree[J].ConservationGenetics,
2008,9(2):457-459.
[32]KaranM,EvansDS,ReilyD,etal.Rapidmicrosatelitemarker
developmentforAfricanmahogany(Khayasenegalensis,Meliace
ae)usingnext-generationsequencingandassessmentofitsintra
-specificgeneticdiversity[J].MolecularEcologyResources,
2012,12(2):344-353.
[33]WhiteG,PowelW.Cross-speciesamplificationofSSRlociin
theMeliaceaefamily[J].MolecularEcology,1997,6(12):1195
-1197.
[34]LemesMR,BrondaniRPV,GratapagliaD.MultiplexedSystems
ofMicrosateliteMarkersforGeneticAnalysisofMahogany,Swiete
niamacrophylaKing(Meliaceae),aThreatenedNeotropicalTim
berSpecies[J].TheJournalofHeredity,2002,4(93):287
-291.
[35]HanaokaS,MuturiGM,WatanabeA.Isolationandcharacteriza
tionofmicrosatelitemarkersinMeliavolkensiGurke[J].Conser
vationGenetResour.2012(4):395-398.
[36]deLimaPF,RamosFN,ZucchiMI,etal.Developmentand
characterizationofmicrosatelitemarkersfrom Guareaguidonia
(Meliaceae),atreespeciesfromdiferenthabitatswithintheBra
zilianAtlanticforest[J].ConservationGeneticsResources,2009,1
(1):171-173.
[37]张 龙,丁西朋,严琳玲,等.8种柱花草属牧草 SSRPCR反应
体系优化及引物筛选[J].草业科学,2014,31(2):232
-242.
[38]马洪峥,李珊珊,葛 颂,等.能源作物芒属双药芒组SSR引物
的筛选及其评价[J].生物多样性,2011,19(5):535-542.
[39]李光友,徐建民,吴世军,等.尾叶桉杂种子代DNA提取和SSR
引物筛选[J].中南林业科技大学学报,2012,32(2):81-85.
(责任编辑:张 研)
571