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Development of a SCAR Marker Linked to Precocious Trait in Walnut (Juglans regia)

核桃早实基因的SCAR标记


根据与核桃早实性状连锁的RAPD标记OPB-08958序列,设计SEA-F/SEA-R和SEB-F/SEB-R 2对SCAR引物。在亲本、杂交后代和栽培品种(系)中的检测结果表明:SEA-F/SEA-R引物对在早实亲本‘绿园’中能稳定扩增出SCAR-SEA958特异标记; 在‘绿园’ב绿丰’杂交F1后代群体中,SCAR-SEA958标记与核桃早实性状共分离,与核桃早实性状间的遗传距离为1.99 cM; 用晚实优系‘T-12’和栽培品种‘元丰’及‘T-12’ב元丰’杂交F1后代,检测SCAR-SEA958标记的分离情况,SCAR-SEA958与核桃早实性状共分离; 在9个核桃栽培品种(系)中,SCAR-SEA958在8个供试品种的7个早实品种上出现,在1个早实品种‘鲁光’和1个晚实优系‘T-12’上没有扩增出条带。SCAR-SEA958标记在不同遗传背景下有较高的稳定性。

SCAR(sequencecharacterized amplified region)marker primers SEA-F/SEA-R and SEB-F/SEB-R were designed on the basis of the DNA sequence of RAPD marker OPB-08958 to obtain the SCAR marker linked to the precocious gene in walnut(Juglans regia). The reliability of SCAR-SEA958 marker was detected by screening DNA from parents,hybrids and varieties(clone) with SEA-F/SEA-R primers. The results showed that the specific marker SCAR-SEA958 was amplified stably using DNA extracted from precocious parent ‘Lüyuan’ as the template with SEA-F/SEA-R primers. In the F1 hybrid population from ‘Lüyuan’בLüfeng’,the SCAR-SEA958 marker was co-segregating with precocious gene of walnut and the genetic distance between SCAR-SEA958 and precocious gene was 1.99 cM. To detect the reliability of SCAR-SEA958 marker further, the template DNA from later mature maternal parent ‘T-12’, precocious paternal parent ‘Yanfeng’ and their 123 F1 hybrids plants was screened with SEA-F/SEA-R primers. The SCAR-SEA958 marker was co-segregating with precocious gene in the F1 hybrid population from ‘T-12’בYanfeng’ either. In 9 walnut varieties(clone),the SCAR-SEA958 marker was presented in 7 out of 8 precocious varieties, but absent in precocious variety ‘Luguang’ and later mature clone ‘T-12’.It was indicated that SCAR-SEA958 would be an identifier of precocious walnut varieties(clone). Stability of the effect of SCAR-SEA958 was high in different genetic backgrounds.


全 文 :第 !" 卷 第 # 期
$ % & % 年 # 月
林 业 科 学
’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-*
/012 !",+02 #
3456,$ % & %
核桃早实基因的 ’(-7标记!
李伟波&,$ 8 马8 明# 8 孙8 翠&,$ 8 侯立群! 8 杨克强&,$
(&2 作物生物学国家重点实验室 8 泰安 $9&%&:;$2 山东农业大学农业生态与环境重点实验室 8 泰安 $9&%&:;
#2 山东省济宁技术学院 8 济宁 $9$%&#;!2 山东省林业科学研究院 8 济南 $;%%&!)
摘 8 要:8 根据与核桃早实性状连锁的 7-<= 标记 >引物。在亲本、杂交后代和栽培品种(系)中的检测结果表明:’*-@B C ’*-@7 引物对在早实亲本‘绿园’中能稳定扩
增出 ’(-7@’*-A;:特异标记;在‘绿园’D‘绿丰’杂交 B& 后代群体中,’(-7@’*-A;:标记与核桃早实性状共分离,与
核桃早实性状间的遗传距离为 &2 AA E3;用晚实优系‘,@&$’和栽培品种‘元丰’及‘,@&$’D‘元丰’杂交 B& 后代,检
测 ’(-7@’*-A;:标记的分离情况,’(-7@’*-A;:与核桃早实性状共分离;在 A 个核桃栽培品种(系)中,’(-7@’*-A;:
在 : 个供试品种的 9 个早实品种上出现,在 & 个早实品种‘鲁光’和 & 个晚实优系‘ ,@&$’上没有扩增出条带。
’(-7@’*-A;:标记在不同遗传背景下有较高的稳定性。
关键词:8 核桃;早实性状;7-<=;’(-7
中图分类号:’9&:2 !"8 8 8 文献标识码:-8 8 8 文章编号:&%%& F 9!::($%&%)%# F %%;" F %"
收稿日期:$%%: F &$ F &:。
基金项目:山东省良种产业化工程项目,山东省自然基金项目($%%9G7?%&;;!),山东省人事厅项目($%%"%#%#A)和山东省教育厅项目
( H%9IB%")。
!杨克强为通讯作者。
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.J IKJL0&,$ 8 34 3JMN# 8 ’OM (OJ&,$ 8 P0O .JQOM! 8 R4MN SKQJ4MN&,$
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$2 %$& ’#()*#")*& )+ 41*/560"6*#0 75)0)1& #38 739/*)3:$3",!;#38)31 41*/560"6*#0 <3/9$*=/"& 8 2#/’#3 $9&%&:;
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.<9)1+7):8 ’(-7( TKQOKMEK EU454EVK5JWKX 4YZ1J[JKX 5KNJ0M)Y45\K5 Z5JYK5T ’*-@B C ’*-@7 4MX ’*?@B C ’*?@7 ]K5K
XKTJNMKX 0M VUK L4TJT 0[ VUK =+- TKQOKMEK 0[ 7-<= Y45\K5 >NKMK JM ]41MOV( >610#3= *$1/#)6 ,UK 5K1J4LJ1JV^ 0[ ’(-7@’*-A;: Y45\K5 ]4T XKVKEVKX L^ TE5KKMJMN =+- [50Y Z45KMVT,
U^L5JXT 4MX _45JKVJKT( E10MK)]JVU ’*-@B C ’*-@7 Z5JYK5T6 ,UK 5KTO1VT TU0]KX VU4V VUK TZKEJ[JE Y45\K5 ’(-7@’*-A;: ]4T
4YZ1J[JKX TV4L1^ OTJMN =+- K‘V54EVKX [50Y Z5KE0EJ0OT Z45KMV‘ .a^O4M’4T VUK VKYZ14VK ]JVU ’*-@B C ’*-@7 Z5JYK5T6 )M
VUK B& U^L5JX Z0ZO14VJ0M [50Y‘.a^O4M’D‘.a[KMN’,VUK ’(-7@’*-A;: Y45\K5 ]4T E0@TKN5KN4VJMN ]JVU Z5KE0EJ0OT NKMK 0[
]41MOV 4MX VUK NKMKVJE XJTV4MEK LKV]KKM ’(-7@’*-A;: 4MX Z5KE0EJ0OT NKMK ]4T &2 AA E36 ,0 XKVKEV VUK 5K1J4LJ1JV^ 0[
’(-7@’*-A;: Y45\K5 [O5VUK5,VUK VKYZ14VK =+- [50Y 14VK5 Y4VO5K Y4VK5M41 Z45KMV‘ ,@&$’,Z5KE0EJ0OT Z4VK5M41 Z45KMV
‘R4M[KMN’4MX VUKJ5 &$# B& U^L5JXT Z14MVT ]4T TE5KKMKX ]JVU ’*-@B C ’*-@7 Z5JYK5T6 ,UK ’(-7@’*-A;: Y45\K5 ]4T E0@
TKN5KN4VJMN ]JVU Z5KE0EJ0OT NKMK JM VUK B& U^L5JX Z0ZO14VJ0M [50Y‘ ,@&$’D‘ R4M[KMN’ KJVUK56 )M A ]41MOV _45JKVJKT
( E10MK),VUK ’(-7@’*-A;: Y45\K5 ]4T Z5KTKMVKX JM 9 0OV 0[ : Z5KE0EJ0OT _45JKVJKT,LOV 4LTKMV JM Z5KE0EJ0OT _45JKV^
‘.ONO4MN’4MX 14VK5 Y4VO5K E10MK‘,@&$’2 )V ]4T JMXJE4VKX VU4V ’(-7@’*-A;: ]0O1X LK 4M JXKMVJ[JK5 0[ Z5KE0EJ0OT ]41MOV
_45JKVJKT( E10MK)6 ’V4LJ1JV^ 0[ VUK K[[KEV 0[ ’(-7@’*-A;: ]4T UJNU JM XJ[[K5KMV NKMKVJE L4E\N50OMXT6
="> ?%159:8 ]41MOV( >610#3= *$1/#);Z5KE0EJ0OT V54JV;7-<=;’(-7
8 8 多数林木和果树树种,从播种到第 & 次开花的
童期( bO_KMJ1K)较长,这是影响其栽培和育种的一个
主要因素。而在核桃( >610#3= *$1/# )中存在着一类
播种当年或第 $ 年就能开花结实的早实类型(杨文
衡等,&A:#;cK5Y4JM $" #06,&AA9)。奚声珂(&A:9)通
过杂交试验认为,核桃早实性状是 $ 对以上等位基
因决定的显性性状。?5KV0M 等($%%!)报道了一些
早实核桃,在组织培养的试管内就能开花,并用同源
序列法从这些组培苗木中,克隆获得了核桃早实相
关基因 4A4BC! 第 " 期 李伟波等:核桃早实基因的 #$%& 标记
以自然存在的早实核桃和晚实核桃类群为试材,参
照混合分离群体法(’()*+, -+./+.012 010)3-4-,5#%),
初步确定 6789:;9<是与核桃早实基因相关的 &%7=
标记。杨克强等(><<>)曾获得了与核桃早实性状
相连锁的 &%7= 标记 675?<@A<<。随后,杨克强等
(><<;)以核桃早实优系‘绿园’和晚实速生优系‘绿
丰’及‘绿园’B‘绿丰’杂交组合的 C9 杂种后代为
试材,定位了 &%7= 标记 675?<@A<<与核桃早实基因
的遗传距离为 9D AA EF,测序结果显示,该标记序列
全长 A:@ ’G,该标记应记为 675?<@A:@,8+1501* 登
录号为 =HI;"I9J。
本研究根据与核桃早实基因连锁的 &%7= 标记
675?<@A:@序列,设计了 #K%,#K5 > 对 #$%& 引物,
将与核桃早实基因连锁的 &%7= 标记 675?<@A:@转
化为 #$%&( -+L(+1E+ EM0/0E2+/4N+, 0OG)4P4+, /+.4Q1)
标记,并在亲本、杂种后代和栽培品种中验证该
#$%& 标记与核桃早实基因的分离情况,计算该标
记与核桃早实基因间的遗传距离,并对该标记进行
克隆测序及序列分析,为核桃分子辅助育种和图位
克隆早实基因奠定基础。
9! 材料与方法
!" !# 植物材料
供试植物材料为普通核桃( !"#$%&’ ()#*%)的品
种、优系及其杂交后代。
栽培品种 A 个:‘元丰’、‘鲁光’、‘辽 9’、‘中林
"’、‘中林 :’、‘扎 "J"’、‘西扶 >’、‘西林 >’、‘西林
"’,均为早实核桃品种。优系 " 个:其中早实核桃
优系 9 个,为‘绿园’;晚实核桃优系 > 个,为‘绿丰’
和‘R?9>’。
杂交组合 > 个:‘绿园’(早实)B‘绿丰’(晚
实)杂交组合 C9 后代 9:J 株;‘ R?9>’(晚实)B‘元
丰’(早实)杂交组合 C9 后代 9>" 株。
供试的杂交材料于 ><<> 年春进行套袋杂交,秋
季收获杂交种子。><<: 年 " 年生时,‘绿园’B‘绿
丰’C9杂交后代中有 ;< 株开花,为早实类群,有 @J
株未开花,为晚实类群;‘R?9>’B‘元丰’C9 杂交后
代中有 "@ 株开花,为早实类群,有 @: 株未开花,为
晚实类群。供试栽培品种(系)均为嫁接苗。材料
单株按 9 O B " O 的株行距定植保存于山东农业大
学林学试验站和山东泰安绿园经济林研究所。
!$ %# 仪器和试剂
7$& 仪为美国 FS 公司生产 7R$?9<< 型,电泳
仪为北京六一仪器厂生产 =TT?!型,凝胶成像仪为
英国 UV7 公司生产 8=#;I<< 型,高速低温离心机
为德国 KGG+1,Q/P E+12/4P(.+ :J9:= 型。
=W><<< =X% F0/*+/,+%, =X% 聚合酶 Y42,
,XR7-,%.0/Q-+ 8+) =X% 7(/4P4E024Q1 Y42,F414 5K#R
7)0-O4, 7(/4P4E024Q1 Y42,胰蛋白胨,酵母提取物,Z?
80),[7R8,氨苄( %OG),以及载体质粒 GF=9@?R
V+E2Q/,大肠杆菌( -’./)(*./*% .0$*) SF9-.0&"和 1*&,!,F9" 7/4O+/ FJ,F9" 7/4O+/ &V
等,均购自大连 R0Y0&0 公司。$R%5,K=R%,7V7,
R/4-,# \ 巯 基 乙 醇, &X% 酶 购 自 上 海
#01.Q1 公司。 ! !
!$ &# ’()* 引物设计
在特异引物 675?<@A:@及其互补序列基础上,向
内延长了 A ] 9" ’G,设计了 #K%,#K5 > 对 #$%& 引
物,序 列 如 下:#K%?C::^?8R$$%$%$88%%R%8R
$$$%R?"^;#K%?&::^?$8R8R8%$%$$8R8R88%$?
"^;#K5?C::^?8R$$%$%$88%%R%8R$$$%RR%?"^;
#K5?&: :^?R8%$8R8R8%$%$$8R8R88%$?"^。 #$%&
引物由上海 #01.Q1 公司合成。
!$ +# 核桃基因组 ,-) 的提取
核桃基因组 =X% 的提取参照杨克强等(><<;)
的方法。
!$ .# /(* 扩增体系
反应体系总体积为 >: $W,其中 9< B 7$& 5(PP+/
[9<< OOQ)·W \ 9 R/4-?_$)( G_ @D "),:<< OOQ)·W \ 9
Y$)]>D : $W,F.$)> >D < OOQ)·W
\ 9,,XR7 各 :
OOQ)·W \ 9,#$%& 特异引物 =X% 聚合酶 9 U,=X% 模板 9:< 1.。
7$& 扩增反应程序:AJ ‘预变性 : O41;每个循
环 AJ ‘变性 9 O41,"I ‘退火 9 O41,;> ‘延伸 >
O41,共 J: 个循环;完成最后 9 个循环后,再 ;> ‘延
伸 9< O41,反应终止于 J ‘。
扩增产物用含 胶,在 : V·EO \ 9 电压下 电 泳,电 泳 缓 冲 液 为
\ 9
K=R%)。在凝胶成像仪下观察、照相。
!$ 0# ’()* 标记片段 ,-) 的克隆与测序
#$%& 标记片段 =X% 的回收、克隆、阳性克隆
的筛选参照杨克强等(><<:)的方法。=X% 测序由
上海博亚公司完成。
!$ 1# 遗传距离的计算
对标记片断在杂交 C9 后代中的分离状况进行
%> 检测,利用 _0),01+ 函数 2 b \ )1(9 \ >()c > 估算
遗传距离,式中,2 为遗传距离,( 为重组率(莫惠
栋,9AAI)。
;:
林 业 科 学 !" 卷 #
$ # 结果与分析
!" #$ %&’( 标记转化为 )*&% 标记
以早实亲本‘绿园’和晚实亲本‘绿丰’的基因
组 %&’ 检测 $ 对 ()’* 引物(图 +)。
图 +# ()’* 引物 (,’ 和 (,- 扩增结果
./01 +# (234567/2 839:/;0 %&’ <=6054;78 65>?/:/73 ()’*A(,’ 6;@ ()’*A(,- >=/54=8
B:%C$DDD %&’ 56=E4=;+ F G:()’*A(,’ 在退火温度分别为
H!,H",HI J时在早实亲本‘绿园’上的扩增结果;! F ":()’*A
(,’ 在退火温度分别为 H!,H",HI J时在晚实亲本‘绿丰’上
的扩增结果;K F L:()’*A(,- 在退火温度分别为 HH,HK,HL J
时在早实亲本上的扩增结果;+D F +$:(,- 在退火温度分别为
HH,HK,HL J时在晚实亲本上的扩增结果。
B:%C$DDD %&’ 56=E4=;+ F G:%&’ <=6054;78 65>?/()’*A(,’ >=/54= 9; >=4292/9M8 >6=4;7‘ CNOM6;’ 67 6;;46?/;0
745>4=67M=4 H!,H",HI J;! F ":%&’ <=6054;78 65>?/()’* B6=E4= (,’ 9; ?674 567M=4 >6=4;7‘ CN<4;0’67 6;;46?/;0
745>4=67M=4 H!,H",HI J;K F L:%&’ <=6054;78 65>?/()’*A(,- >=/54= 9; >=4292/9M8 >6=4;7‘ CNOM6;’ 67 6;;46?/;0
745>4=67M=4 HH,HK,HL J;+D F +$:%&’ <=6054;78 65>?/()’*A(,- >=/54= 9; ?674 567M=4 >6=4;7‘ CN<4;0’67 6;;46?/;0
745>4=67M=4 HH,HK,HL J 1
对于第 + 对引物 (,’,分别设定在退火温度为
H!,H",HI J条件下进行 Q)* 扩增。结果发现,在
H!,H",HI J退火条件下,引物对 (,’ 在早实亲本
‘绿园’上均能扩增出 LHI P> 左右和 *’Q% 特异标
记片段大小相近的片段特异条带,在晚实亲本‘绿
丰’上没有扩增出条带(图 + 泳道 + F " 所示)。将
这一特异标记条带记为:()’*A(,’LHI。而引物对
(,- 仅在退火温度 HH,HK J时在早实亲本上同时扩
增出了约 LHI P> 的条带,在退火温度 HL J时在早
实亲本上扩增不出特异条带;HH,HK,HL J退火温度
时在晚实亲本上扩增不出条带(图 + 泳道 K F +$)。
()’*A(,’ 引物对的稳定性好于 ()’*A(,- 引
物对。
!" !$ )*&%+),&-./标记在 0# 后代和栽培品种中的
检验
$R $R +# ()’*A(,’LHI标记在‘绿园’S‘绿丰’.+ 杂
交后代中的分离 # 用 ()’*A(,’ 引物对对‘绿园’
S‘绿丰’.+ 杂交后代 +H! 株个体的基因组 %&’ 进
行 Q)* 扩增,部分扩增结果如图 $。结果表明,在
KD 株早实后代中,有 "L 株扩增出 LHI P> 的 %&’ 条
带,+ 株(H 号)未出现该条带;I! 株晚实后代中,I$
株未出现该条带,$ 株(+I 号、+DI 号)出现,共有 G
株表现为重组类型,其重组率为 +R LHT。!$ 检测显
示,供试的‘绿园’S‘绿丰’.+ 杂交群体早实和晚
实性状的分离比例符合 + U +的分离比例,标记
()’*A(,’LHI与早实性状共分离(表 +)。 ()’*A
(,’LHI在该群体中与核桃早实基因间的遗传距离为
+R LL 2B。 ()’*A(,’LHI 在后代中的分离情况和
*’Q% 标记 VQ-ADILHI的分离情况相一致。
图 $# ()’*A(,’ 引物对在‘绿园’、‘绿丰’及‘绿园’S
‘绿丰’杂交 .+ 后代 + F $D 号植株上的扩增结果
./01 $# (234567/2 839:/;0 %&’ <=6054;78 65>?/()’*A(,’ >=/54= /;‘CNOM6;’,‘CN<4;0’6;@
‘CNOM6;’S‘CN<4;0’.+ 3OP=/@8 9< &91 + 79 $D
B:%C $DDD %&’ 56=E4=;,:早实亲本‘绿园’;C:晚实亲本‘绿丰’;
W:早实后代;F:晚实后代;Q:特异标记出现;’:特异标记未出现。
B:%C $DDD %&’ 56=E4=;,:Q=4292/9M8 >6=4;7‘CNOM6;’;
C:C674 567M=4 >6=4;7‘CN<4;0’; W:Q=4292/9M8 3OP=/@8 9< 2=988;
F:C674 567M=4 3OP=/@8 9< 2=988;Q:B6=E4= >=484;7;’:B6=E4= 6P84;71
表 #$ 杂交群体早实性状及特异标记分离的 !! 检测"
1234 #$ !! 52678 9:; <::=>8?? 9@A A: B;8C:C@:7? A;2@A 2>= D2;E8;
杂交组合
)=988 295P/;67/9;
结实特性
X=6/7
.+ 群体
.+ >9>M?67/9;
+U+分离比例
+U + 840=4067/9;
()’*A(,’LHI的分离
(40=4067/9; 9< 56=E4=
()’*A(,’LHI
! Y DR DH
( @< Y +)
! Y DR D+
( @< Y +)
早实 Q=4292/9M8 KD KK "L GR I!+ "R "GH
‘绿园’S‘绿丰’ 晚实 C674 567M=4 I! KK I$
!$ 值 !$ Z6?M4 +R !DD!! DR D"L!!
早实 Q=4292/9M8 GI "+R H G"
‘XA+$’S‘元丰’ 晚实 C674 567M=4 IH "+R H I$
!$ 值 !$ Z6?M4 +KR LHL G DR $$D I!!
# # "!!:在 !’DR DH 水平上差异显著 # (/0;/IH
! 第 " 期 李伟波等:核桃早实基因的 #$%& 标记
’( ’( ’! #$%&)#*%+,-标记在‘ .)/’’0‘元丰’1/ 杂
交后代中的检验 ! 以‘ .)/’’、‘元丰’及‘ .)/’’0
‘元丰’杂交 1/ 后代 /’" 株个体的基因组 23% 为模
板,用 #$%&)#*% 引物对进行 4$& 扩增,检测
#$%&)#*%+,-标记在‘ .)/’’0‘元丰’杂交 1/ 后代
群体中的分离情况,部分扩增结果如图 "。
图 "! #$%&)#*% 引物对在‘.)/’’、‘元丰’及‘.)/’’0
‘元丰’杂交 1/ 后代 / 5 /+ 号植株上的扩增结果
1678 "! #9:;<=>69 ?:@A6B7 23% CD=7<;B>? =#$%&)#*% ED6<;D 6B‘JK=BC;B7’,‘.)/’’=BG
‘.)/’’0‘JK=BC;B7’1/ :IHD6G? @C 3@8 / >@ /+
L:2M ’NNN 23% <=DO;D;*:早实亲本‘元丰’;
M:晚实亲本‘.)/’’;P:早实后代;5:晚实后代;
4:特异标记出现;%:特异标记未出现。
L:2M ’NNN 23% L=DO;D;*:4D;9@96@K? E=D;B>‘JK=BC;B7’;
M:M=>; <=>KD; E=D;B>‘.)/’’; P:4D;9@96@K? :IHD6G? @C 9D@??;
5:M=>; <=>KD; :IHD6G? @C 9D@??;4:L=DO;D ED;?;B>;%:L=DO;D =H?;B>8
结果表明,在该杂交群体的 "- 株早实后代中,
有 "Q 株扩增出 +,- HE 的 23% 条带,’ 株(+ 号、/NR
号)未出现该条带;在 -, 株晚实后代中,-’ 株未出
现该条带," 株(’" 号、,R 号、S- 号)出现该条带。
共有 , 株表现为重组类 型,检 测 的 准 确 率 为
+,( +"T。在‘.)/’’0‘元丰’杂交 1/ 杂交群体中,
早实和晚实性状与标记 #$%&)#*%+,- 共分离(表
/)。#$%&)#*%+,-标记在‘ .)/’’0‘元丰’杂交 1/
群 体 中 与 核 桃 早 实 基 因 间 的 遗 传 距 离
为R( ’R 9L。 ! !
!" #$ %&’()%*’+,-标记在品种(系)中的检验
为进一步检测 #$%&)#*%+,-标记的稳定性和可
信度,利用 #$%&)#*% 引物对对核桃早实品种‘辽
/’、‘鲁光’、‘中林 "’、‘中林 ,’、‘扎 "R"’、‘西扶
’’、‘西林 ’’、‘西林 "’和晚实优系‘.)/’’的基因组
23% 进行了 4$& 扩增。结果发现,在这 - 个早实品
种中,有 S 个扩增出了 +,- HE 的特异条带(图 R 泳
道 /," 5 -),而早实核桃‘鲁光’未能扩增出特异条
带(图 " 泳道 ’);晚实优系‘ .)/’’上没有出现该条
带(图 R 泳道 +)。说明 #$%&)#*%+,-标记在核桃早
实栽培品种上也有较高的检出率。
!" .$ %&’( 标记回收、克隆与测序分析
从早实亲本‘绿园’的 #$%&)4$& 扩增产物中,
图 R! #$%&)#*% 引物对在栽培品种(系)
上的扩增结果
1678 R! #9:;<=>69 ?:@A6B7 23% CD=7<;B>? =#$%&)#*% ED6<;D 6B A=FBK> U=D6;>6;?( 9F@B;?)
L:2M ’NNN 23% <=DO;D;/ 5 +:‘辽 /’,‘鲁光’,‘中林 "’,
‘中林 ,’,‘扎 "R"’,‘西扶 ’’,‘西林 ’’,‘西林 "’,‘.)/’’。
4:特异标记出现;%:特异标记未出现。
L:2M ’NNN 23% <=DO;D;/ 5 +:‘M6=@ /’,‘MK7K=B7’,
‘V:@B7F6B "’,‘V:@B7F6B ,’,‘V:= "R"’,‘W6CK ’’,
‘W6F6B ’’,‘W6F6B "’,‘.)/’’8 4:L=DO;D ED;?;B>;%:L=DO;D =H?;B>8
利用 23% 凝胶回收试剂盒,回收该特异目的片断,
电泳检测纯度和浓度后,将回收产物与质粒 4L2/-)
. 连接,转化大肠杆菌 XL/N+ 菌株感受态细胞,菌液
涂布到含 %预先涂布 ’N !M W)Z=F(,N <7·(’RN <7·菌落于 MY 液体培养基(含 %中回收质粒。电泳检测回收的特异片断,可以看出
与早实品种扩增出的特异片断相一致(图 , 泳道 R,
,)。利用提取的完整质粒,!"#&"和 $%&G#双酶切
可以切下插入的特异标记片断(图 , 泳道 /,’),用
L/" 系列引物 L/" 4D6<;D LR( ,])Z.... $$$%Z
.$%$Z %$)"])和 L/" 4D6<;D &^( ,])$%ZZ%
%%$%Z $.%.Z %$)"])做 4$& 检测,扩增出异常亮
的条带,都与特异片断相一致(图 , 泳道 ")。这证
明特异片段的回收和克隆准确。
23% 序列测定由上海博亚公司完成。测序结
果显示,标记 #$%&)#*%+,-片断长度为 +,- HE,与
&%42 标记 _4Y)N-+,-相一致,具体序列见 2‘QS"Q/R
( :>>E: a a AAA8 B9H68 BF<8 B6:8 7@U a BK99@D; a
/N-S-RNS,)。进一步表明本研究将与核桃早实基
因相连锁的 &%42 标记 _4Y)N-+,-成功转化为 #$%&
标记。
"! 讨论
L69:;F<@D; 等(/++/)曾指出,对于整个基因组
作图,需要筛选大量的标记,并且这些标记与具体目
标性状的连锁程度较难确定,而选用与目标性状紧
密连锁的标记,对控制目标性状基因所在的区域进
+,
林 业 科 学 !" 卷 #
图 $# %&’( 标记片段的回收与重组
质粒酶切和 )&( 鉴定结果
*+,- $# ./012+3+452+61 63 704689+1512 :;5<8+/ 9= 70<27+42+61 01>=80
!"#(! ? $%&/" 51/ )&(
@:AB CDDD AE’ 857F07;GH 重组质粒;CH 重组质粒的酶切鉴
定结果;IH )&( 鉴定结果;!H 回收片断;$H %&’(J%K’ 引物对
在早实亲本‘绿园’上的扩增结果。
@: AB CDDD AE’ 857F07; GH (04689+1512 :;5<8+/; CH
(04689+1512 :;5<8+/ /+,0<20/ 9= !"#( ! ? $%&/ "; IH
(04689+1512 :;5<8+/ +/012+3+4520/ 9= @GI )7+807 @! 51/ @GI
)7+807 (L;!H %&’(J%K’M$N 857F07 7027+0O5;;$H *75,8012<
58:;+3+0/ 9= %&’(J%K’ :7+807 +1‘BP=Q51’-
行基因定位与作图,是比较省时省力和利用价值比
较高的策略。%&’( 标记一般是由 (*B),(’)A,
’*B) 等标记转换而来,其基本原理是根据已获得
的标记片段的序列信息,设计 G 对长度为 CD 9: 左
右的特异引物,然后通过普通的 )&( 手段来揭示多
态性。在果树和林木上已有许多 AE’ 分子标记成
功转换为了 %&’( 标记。%&’( 标记在 %E) 位点寻
找、RSB 定位、基因克隆和分子辅助育种上有其独特
的优势(TU51 ’( )*-,CDDV;W5;0516 ’( )*-,CDDM)。姜
立杰等(CDD$)以桃( +,-./)*01 2’31%"))品种“京玉”
和“美味”的正反交 "M 株 *G 群体为试材,利用引物
对 X*)M! ? X*)M$ 将与桃有毛 ?无毛性状相连锁的
(’)A 标记成功转化 %&’( 标记。任朝兴等(CDDV)
利用 (’)A 标记技术鉴定了番木瓜(4)3%" 2)2)-))
雄性性状,并将 (’)A 标记成功转化为 %&’( 标记,
并命名为 %AJGDDD。贾彦利等( CDDV)获得了梨
(5-301)矮化基因 2"67 的 G 个 %&’( 标记。吴松权
等(CDDV)建立了松茸(83%"9#*#,))%&’( 标记。
本研究根据与核桃基因相连锁的 (’)A 标记
Y)XJDNM$N测序,在原有的 Y)XDN 随机引物及其互补
序列基础上,向内延长了 M Z GI 9:,设计了 %K’,
%KX C 对 %&’( 引物,以早实亲本‘绿园’和晚实亲
本‘绿丰’的基因组 AE’ 检测 C 对 %&’( 引物。结
果表明,%&’(J%K’ 引物对具有较好的稳定性(图
G),将该标记命名为 %&’(J%K’M$N。
为进一步检测该标记的稳定性和可信度,本研
究检测了 %&’(J%K’M$N标记在‘绿园’、‘绿丰’及
‘绿园’[‘绿丰’杂交组合 G$! 株 *G 后代群体中的
分离状况。结果表明,%&’(J%K’M$N与 (’)A 标记
Y)XJDNM$N在 *G 群体中的分离状况相一致(图 C,表
G)。还利用‘SJGC’、‘元丰’及‘ SJGC’[‘元丰’杂
交 *G 后代 GCI 株个体的基因组 AE’ 为模板,检测
%&’(J%K’M$N标记在‘ SJGC’[‘元丰’杂交 *G 后代
群体中的分离情况。虽然‘SJGC’[‘元丰’杂交 *G
后代群体中早实类型和晚实类型的分离比例不符合
G\ G的分离比例,但 %&’(J%K’M$N与核桃早实性状共
分离(图 I,表 G)。在部分核桃栽培品种(系)中,
%&’(J%K’M$N在 N 个供试品种的 V 个上出现,在 G 个
早实品种‘鲁光’和 G 个晚实优系‘ SJGC’上没有扩
增出条带。
对 %&’(J%K’M$N标记片断回收、克隆、测序,结
果发现,该标记序列为 M$N 9:,序列与 (’)A 标记
Y)XJDNM$N的 AE’ 系列相一致。
从 G 个杂交组合得到的标记能否在其他材料或
杂交组合中出现,这对于标记的适用性至关重要。
赵晓 彦 等( CDDV)开 发 了 普 通 菜 豆( 59)1’#*01
:0*.)3%1)抗炭疽病基因 %&’( 标记后,利用 GC 个菜
豆品种(鉴别寄主)评价了 %&’( 标记的可靠性和
实用性,认为抗病品种含有的抗病基因标记与品种
来源存在相关性。TU51 等(CDDV)在‘ *+0<25’苹果
第 V 连锁群中发现 了 对 苹 果 火 疫 病( !37%&%)
),-*#:#3))抗性贡献值高达 I!H I] Z !"H "] 的一些
主效 RSB 位点,将其中的 C 个 (’)A 标记转换成
%&’( 标记;家系分析表明,这些主效位点来自于
‘橘苹’苹果(‘&6^’< Y751,0 )+::+1’);为了验证这
些位点在不同遗传背景材料中的稳定性,用感病材
料‘@+;_5’与抗性材料‘GCGV’的杂交组合和一些栽
培品种对标记和抗病性的分离情况进行了验证,结
果表明,具有该 %&’( 标记的位点的材料均具有较
高的抗性,而没有该标记的材料感病比较严重,证明
了该标记在不同遗传背景下的稳定性。本文研究的
结果表明,在‘绿园’[‘绿丰’杂交 *G 群体中,
%&’(J%K’M$N标记与核桃早实性状的遗传距离为
GH MM 4@;在‘SJGC’[‘元丰’杂交 *G 群体中,与核
桃早实性状的遗传距离为 !H C! 4@。在不同杂交群
体中,由于交换的存在,使得标记与早实性状的遗传
距离有所差异,但在不同的杂交群体中,%&’(J
%K’M$N和核桃早实性状共分离(表 G)。在部分早实
栽培品种中的 %&’(J%K’M$N标记也有较高的检出
率。这说明 %&’(J%K’M$N与核桃的某一主效早实基
D"
! 第 " 期 李伟波等:核桃早实基因的 #$%& 标记
因相连锁,而且在不同遗传背景下有较高的稳定性。
研究结果为核桃早实性状的分子辅助育种和核桃早
实基因的克隆奠定了基础。
参 考 文 献
贾彦利,王彩虹,田义轲,等 ’ ())*+ 梨矮化基因 ,-./ 的一个 #$%&
标记 ’ 园艺学报,"0(1):23"2 4 23"0’
姜立杰,杨英军,张晓明,等 ’ ())3+ 桃果实有毛 5无毛性状的 #$%&
标记 ’园艺学报,"((1):2))" 4 2))*’
莫惠栋 ’ 2661+ 数量遗传学的新发展———数量性状基因图谱的构建
和应用 ’中国农业科学,(6(():7 4 21’
任朝兴,黄建昌,肖 ! 艳,等 ’ ())*+ 番木瓜雄性性别的 &%8. 和
#$%& 标记 ’果树学报,(0(2):*( 4 *3’
王国安,张虎平,虎海防,等 ’ ())0+ 核桃早实性状相关联的 &%8. 标
记 ’果树学报,(2(3):073 4 07*’
吴松权,管清杰,全雪丽,等 ’ ())*+ 松茸 #$%& 标记的建立 ’ 林业科
学,0"(2)):23) 4 23"’
奚声珂 ’ 267*+ 我国胡桃属( !"#$%&’ 9’)种质资源与核桃( !"#$%&’
()#*% 9’)育种 ’林业科学,("("):"0( 4 "06’
杨克强,马 ! 明,孙彩玲,等 ’ ())*+ 核桃( !"#$%&’ ()#*% 9’)早实基因
的 &%8. 标记及其序列分析研究 ’ 中国农业科学,0)(6):()(2
4 ()(*’
杨克强,王跃进,张今今,等 ’ ())3+ 用限制性酶切和 #:;<=>?@ 杂交对
葡萄无核基因分子标记的分析 ’农业生物技术学报,2"("):(60
4 (67’
杨克强,王跃进,张银东,等 ’ ())(+ 核桃早实性状的 &%8. 标记 ’ 园
艺学报,(6(1):3*" 4 3*0’
杨文衡,张建光 ’ 267"+ 廿年来核桃科研的进展 ’ 河北农业大学学
报,1(2):2 4 2"+
赵晓彦,王晓鸣,王述民 ’ ())*+ 普通菜豆抗炭疽病基因 #$%& 标记
鉴定 ’作物学报,""(22):2723 4 27(2’
A?><:@ $,$:?@; .,$=?BC;B ., )+ %$’ ())0+ #:DEDF?G:H>@>IBI,
DB-?:,?:,EHEH>@>?E”/EK@;<
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(责任编辑 ! 徐 ! 红)
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