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Genetic Diversity Analysis of Sweet Potato Based on SRAP Markers

甘薯品种的SRAP遗传多样性分析



全 文 :武汉植物学研究 2007,25(4):406—409
Journal of Wuhan Botanical Research
甘薯品种的 SRAP遗传多样性分析
郝玉民 ,郭兰。,韩延闯 ,刁英 ,杨新笋 ,胡中立h
(1.武汉大学生命科学学院 植物发育生物学教育部重点实验室,武汉 430072;2.湖北省农业科学院粮食作物研究所,
武汉 430064;3.湖北省农业厅,武汉 430070;4.重庆文理学院生命科学系,重庆永川 400068)
摘 要:利用分子标记 SRAP技术 ,对 36个甘薯品种进行了 DNA多态性分析。选取 6对引物扩增甘薯基因组
DNA,共获得 l12条带,其中 1l0条为多态性条带,平均每对引物提供 18个标记信息。由 UPMGA方法得到的聚类
分析结果表明了 36个品种间的遗传关系。相似系数在 0.62~0.92之间,品种间有较高的遗传相似性;在聚类树
中。亚洲品种和美洲品种之间没有明显的遗传分化,表明甘薯品种间没有明显的地理差异;近缘野生种与育成品种
聚在一起,没有明显的遗传分化。这意味着它们之间有较高的遗传相似度;中国育成品种聚在一起。表明它们之间
的遗传相似度很高。
关键词:遗传相似性;分子标记;多态性;相似系数;SRAP标记;甘薯
中图分类号:Q943 文献标识码:A 文章编号:tO00-470X(2007)04—0406—04
Genetic Diversity Analysis of Sweet Potato Based on SRAP M arkers
HAO Yu.Min · ,GUO Lan 。HAN Yan.Chuang 。DIAO Ying ,YANG Xin—Sun ’,HU Zhong—Li ’
(1.Key Laboratory oftheMinistryofEducationforPlantDevelopmental Biology,Wuhan University,Wuhan 430072,China;
2.Food Crops ResearchInstitute,HubelAcademyofAgricultural Sciences,Wuhan 430064,China;3.Agricultural
Department ofHubei Province,Wuhan 430070,China;4 Department ofLife Sciences,
Chongqing University ofArts and Sciences,Yongchuan,Chongqing 400068,China)
Abstract:A molecular marker SRAP(sequence—related amplifed polymorphism)was used to detect
DNA polymorphism among the 36 sweet potato(Oo~ea batatas)accessions from diferent regions.
Six pairs of primers with polymorphism among 36 accessions were used to amplify the genomic DNA.
A total of 1 1 2 polymorphic bands were generated,1 1 0 of them were polymorphic bands,with an average
of 1 8 maker bands per pair of primers.The dendrogram generated by UPMGA showed the genetic
relationship among 36 accessions.The genetic similarity among 36 accessions varied from 0.62 to 0.92.
In the dendrogram。there was no obvious genetic diversity between Asian accessions and American
accessions,indicating that there was not geographic diferentiation in sweet potato.Wild relative trifda
(6×)clustered together with other sweet potato cultivars without distinct genetic diferentiation,which
suggested there was high genetic coeficient between them.And there was high genetic similarity among
Chinese cuhivars because they clustered together.
Key words:Genetic similarity;Molecular marker;Polymorphism;Similarity coeficient;SRAP;Sweet
potato(Ipo~ea batatas)
甘薯(Oo~ea batatas)起源于南美洲的秘鲁、厄
瓜多尔、墨西哥一带,在中国有 400多年的栽培
史 .2】,是我国重要的粮食作物。从 2O世纪五六十
年代以来,我国已经育成多个甘薯品种,并进行了大
面积种植。但其中近 94%品种具有‘南苕瑞’和‘胜
利百号’的血缘 J,狭窄的遗传基础造成品种遗传
多样性减低,选育突破性的新品种相当困难。
甘薯育种中特别重视优良亲本的培育,2O世纪
6O年代末又开展了种间杂交育种_l J。本研究中所
采用的材料包括一些在我国广泛种植的优良品种和
野薯品种,分析它们之间的亲缘关系和多样性,有助
于优良亲本的选择和辅助育种。
SRAP标记(sequence—related amplifed polymor-
phism,SRAP)是一种新型的基于 PCR的标记系统,
由美国加州大学 Li与 Quiros博士于2001年提出 ,
该标记具有简便、稳定、产率高、便于克隆目标片段
收稿 日期:2007—01—24,修回日期:2007—03—29。
基金项 目:湖北省科技攻关重点项 目(2006AA201B20)资助。
作者简介:郝玉民(1982一),男,硕士研究生,主要从事植物遗传学、植物资源生物学与生物技术研究。
十通讯作者(Authorfor corespondence.E-mal:yangxins67@yahoo.corn.cFI;huzhongli@whu.edu.at1)。
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第 4期 郝玉民等:甘薯品种的 SRAP遗传多样性分析
的特点,并已被应用于图谱构建、比较基因组学
和遗传多样性分析 。本实验使用 SRAP技术对甘
薯品种的 DNA多态性进行了初步研究,以期为甘薯
分类和育种提供一些科学依据。
1 材料和方法
1.1 材料的来源
本次实验使用大面积种植的36个甘薯(tpomoea
batatas)品种(表1)作为研究材料,进行SRAP分析。
表 1 36个甘薯品种的名称和来源
Table 1 Names and origins of 36 sweet potato accessions
编号 名称 来源地 编号 名称 来源地
No. Name Re,on No. Name Region
1 ‘徐薯 18’ 江苏徐州X 19 蓥 日本 ushu 18 。L ’习、 ”
2 ‘台农 33
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中国台湾 20 倒 _斤’ 江苏本地 ainong 33 ‘ ’ L]Danlin 。 ’’ 一
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: 江苏 36 日本
这 36个品种包括:甘薯育成品种、甘薯近缘野生种、
中国甘薯地方品种。其中甘薯育成品种包括:中国
育成品种、日本农林系列、台湾台农系列、美国育成
品种。多数材料为大面积种植品种。
1.2 DNA 的提取
采集甘薯的幼嫩叶片,用液氮研磨成粉状,参照
Ukoskit 的方法,采用 CTAB法,稍加改进提取总
DNA。
1.3 SRAP分析
25 L的反应体系:25 i~mol/L MgC12 2.5 IL,
10×bufer 2.5 ILL,10 mmol/L dNTPs 1 IxL,50 ng/
上游引物和下游引物各 1 ILL,50 ng/ILL DNA模
板 1 IL,Taq酶 1U,不足部分用无菌水补足。反应
程序如下:反应混合物先 94℃变性 5 min,然后进入
5个循环,94℃变性 1 min,35℃复性 1 min,72℃延伸
2 min,然后再进入35个循环,94℃变性1 min,55~C复
性 1 min,72℃延伸2 min,最后 72℃延伸 10 min。扩
增产物加3/4体积的上样缓冲液,94℃变性5 min。
采用6%的变性聚丙烯酰胺凝胶,0.5×TBE缓冲液,
68 w 恒功率电泳2 h,银染检测电泳结果。
1.4 SRAP数据处理
对各材料各引物扩增情况做记录,仅统计清晰多
态性带,有带记为1,无带记为0。作0,1矩阵图输入
计算机,应用平均距离法(UPGMA)进行聚类分析并
采用NTSYS—PC(Version 2.1)软件处理,建立聚类图。
2 结果与分析
2.1 引物的筛选
从 72对 SRAP引物中筛选出6对扩增稳定、多
态性适中的引物,对 36个品种进行扩增,结果见表2。
2.2 SRAP引物扩增的多态性
6对引物共产生 112条比较清晰的条带,平均
每对引物 18条带,其中多态性条带 110条,多态性
条带比率为98.2%。代表性图谱见图1。
表2 筛选的引物及其 SRAP标记数
Table 2 Selected primers and their SRAP maxker numbers
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第 4期 郝玉民等 :甘薯品种的 SRAP遗传多样性分析
在0.76附近,高于13本和中国台湾育成品种问的相
似度。我国甘薯育种始于 2O世纪五六十年代,从
1948年由盛家廉、张必泰⋯等开始的以‘胜利百号 ’
和‘南瑞苕’为亲本的种内杂交育种以来,我国甘薯
育种取得了巨大成就,但由于后续的育种工作大都
以单一亲本进行杂交,使得我国现有甘薯育成品种
94%以上具有‘南瑞苕’和‘胜利百号’的血缘。虽
然2O世纪八九十年代的育种工作取得了一些突破,
但总体上,现有育成品种依然表现遗传基础狭窄,突
破性新品种的选育越来越困难。例如:在我国,对甘
薯危害较为严重的茎线虫病,由于现有亲本抗性基
因的匮乏,致使抗茎线虫品种的选育十分困难 引¨。
以上分析可以看出,我国甘薯育成品种与中国
台湾和13本相比遗传基础狭窄,标记显示各品种之
问的相似度在 0.76附近。且我国缺乏 自有的优良
品种,很多广泛种植 的品种都有 ‘胜利百号’和‘南
瑞苕’的血缘。相比之下,与我国甘薯种植时问相
同的13本育成了许多优 良品种,因此邻国的经验值
得借鉴。因此,我国甘薯育种除了作好现有优良品
种的保藏和选育外,还应做好以下三方面工作:①选
育自有优良品种。中国现有甘薯地方品种有 589
个 J,且是甘薯次生多样性中心【a6 J,完全可能实现
这一目标。②加大对外合作力度,广泛收集国外具
有优良性状的品种,拓宽亲本选择范围,彻底改变我
国甘薯育成品种遗传基础狭窄的局面。③在育成品
种与6倍体近缘野生种(L t~~cla 6×)杂交成功的基
础上,继续开展育成品种与4倍体、2倍体近缘野生
种(,.trifuta 4 x 2×)的杂交育种尝试。
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