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Screening of Drought- and Salinity-responsive EST-SSR Markers in Medicago ruthenica Trautv.

花苜蓿抗旱耐盐EST-SSR标记筛选



全 文 :植物科学学报  2013ꎬ 31(5): 493~ 499
Plant Science Journal
    DOI:10.3724 / SP.J.1142.2013.50493
花苜蓿抗旱耐盐 EST ̄SSR标记筛选
刘 洁1ꎬ2ꎬ 胡 蝶1ꎬ2ꎬ 楚海家1ꎬ 闫 娟1∗ꎬ 李建强1∗
(1. 中国科学院武汉植物园ꎬ 中国科学院特色农业重点实验室ꎬ 武汉 430074ꎻ 2. 中国科学院大学ꎬ 北京 100049 )
摘  要: 为了给花苜蓿(Medicago ruthenica Trautv.)抗旱耐盐的生态适应性研究提供特异的遗传标记ꎬ 在已公
布的 70对鹰嘴豆抗旱耐盐 EST ̄SSR标记中筛选出稳定性好、 多态性高的 8 对引物ꎬ 并用这 8 对引物对挑选出
的 11个居群的 286 个个体进行扩增ꎬ 获得 111 个等位基因ꎮ 平均等位基因数为 13􀆰 88ꎻ 平均观察杂合度为
0􀆰 497ꎻ 平均预期杂合度为 0􀆰 687ꎻ 多态信息含量从 0􀆰 313到 0􀆰 883不等ꎬ 平均值为 0􀆰 649ꎮ 以上结果表明ꎬ 筛
选出来的 8个 EST ̄SSR标记可以用于花苜蓿的遗传多样性分析ꎬ 而且遗传多样性处于较高水平ꎮ 多态性丰富的
EST ̄SSR 引物适用于花苜蓿生态适应性进化分析ꎬ 对揭示花苜蓿抗旱耐盐基因型的遗传变异和地理分布格局以
及探讨花苜蓿抗旱耐盐的适应性分化机制有重要意义ꎮ
关键词: 花苜蓿ꎻ EST ̄SSR标记ꎻ 抗旱耐盐ꎻ 引物筛选
中图分类号: Q346+􀆰 7          文献标识码: A          文章编号: 2095 ̄ 0837(2013)05 ̄ 0493 ̄ 07
Screening of Drought ̄ and Salinity ̄responsive EST ̄SSR
Markers in Medicago ruthenica Trautv.
LIU Jie1ꎬ2ꎬ HU Die1ꎬ2ꎬ CHU Hai ̄Jia1ꎬ YAN Juan1∗ꎬ LI Jian ̄Qiang1∗
(1􀆰 Key Laboratory of Plant Germplasm Enhancement and Specialty Agricultureꎬ Wuhan Botanical Gardenꎬ Chinese Academy of
Sciencesꎬ Wuhan 430074ꎬ Chinaꎻ 2􀆰 University of Chinese Academy of Scienceꎬ Beijing 100049ꎬ China)
Abstract: To provide genetic markers for the study of ecological adaptability to responsive
drought ̄ and salinity ̄stress for Medicago ruthenica Trautv.ꎬ we selected eight pairs of good
polymorphism and high stability primers from 70 pairs of drought ̄and salinity ̄responsive EST ̄
SSR markers published for chickpea. DNA sequences were amplified with eight pairs of SSR
primers by SSR ̄PCR technique. One hundred and eleven alleles were detectedꎬ on averageꎬ
13􀆰 88 alleles were detected per site. The mean values of observed heterozygosity and
expected heterozygosity were 0􀆰 497 and 0􀆰 687ꎬ respectively. Polymorphism information
content value ranged from 0􀆰 313 to 0􀆰 883ꎬ and the mean value was 0􀆰 649. These results
indicate that the eight EST ̄SSR markers can be used to estimate genetic diversity of M.
ruthenicaꎬ and genetic diversity was at a high level. Polymorphism EST ̄SSR markers can be
used to investigate ecological adaptive evolution. The results contribute to revealing the
genetic variation of drought ̄ and salt ̄tolerance genotypes and understanding the distribution
pattern and ecological adaptation mechanism of M. ruthenica populations.
Key words: Medicago ruthenica ꎻ Drought ̄ and salinity ̄responsiveꎻ EST ̄SSR markerꎻ Primer
screening
      收稿日期: 2013 ̄03 ̄11ꎬ 修回日期: 2013 ̄08 ̄13ꎮ
  基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金项目(31000147)ꎮ
  作者简介: 刘洁(1988-)ꎬ 女ꎬ 硕士研究生ꎬ 研究方向为系统与进化植物学(E ̄mail: sunshine3231@163􀆰 com)ꎮ
  ∗通讯作者(Author for correspondence􀆰 E ̄mail: yjcas@ hotmail􀆰 comꎻ lijq@wbgcas􀆰 cn)ꎮ
    干旱和盐碱化是人类面临的世界性问题ꎬ 也是
制约作物和牧草产量的两个主要的环境因子ꎮ 据统
计ꎬ 干旱导致的减产已超过因其它因素所造成减产
的总和[1]ꎮ 据世界粮农组织和教科文组织的统计ꎬ
全球有盐渍土壤约 9􀆰 5亿 hm2ꎬ 占全球土地面积的
10%ꎬ 广泛分布于 100 多个国家和地区ꎮ 在我国ꎬ
干旱半干旱地区占国土面积的 47%ꎬ 占总耕地面积
的 51%[2]ꎻ 特别在我国西北干旱半干旱地区ꎬ 随着
水资源的日益短缺ꎬ 干旱和土壤盐碱化已成为该地
区农牧业发展和生态环境的严重威胁ꎮ 据第二次土
壤普查统计ꎬ 我国盐渍土壤面积为 3500万 hm2ꎬ 其
中已开垦种植的盐渍土壤面积为 577万 hm2ꎬ 尚有
1700万 hm2左右的潜在盐渍化土壤[3]ꎮ 31􀆰 1%的现
有耕地受到盐碱危害ꎬ 严重影响作物的产量和品
质ꎮ 特别在我国的干旱半干旱地区ꎬ 随着水资源
的日益短缺ꎬ 土壤干旱和盐碱化已成为该地区的
农业发展和生态环境的严重威胁ꎮ 因此ꎬ 在综合
改良土地干旱、 盐渍化问题的同时ꎬ 需要筛选和
培育抗旱耐盐碱高产品种ꎬ 使这些土地得到合理
利用ꎮ
花苜蓿(Medicago ruthenica Trautv.)是越年
生、 异交的草本植物ꎬ 具有抗旱、 耐寒、 耐盐碱、
耐瘠薄等特点ꎬ 产草量高ꎬ 适口性好ꎬ 是一种营养
价值较高的牧草ꎮ 主要分布在我国东北、 华北各地
及甘肃、 山东和四川ꎻ 蒙古、 俄罗斯西伯利亚(远
东地区)也有分布[4]ꎮ 花苜蓿生境多样化ꎬ 生长于
草原、 丘陵、 河岸或砂砾质土壤的山坡旷野ꎬ 这些
不同生境中水分、 温度和土壤等生态环境因子的差
异使花苜蓿形成各种独特且稳定的适应类群ꎬ 外部
形态差异较大ꎬ 是我国苜蓿属植物中较有特色的一
个物种ꎮ 由于生态幅较广ꎬ 进化出多种适应于各自
生境的生态型ꎬ 这些生态型对花苜蓿生态适应性的
研究和遗传育种都具有重要意义ꎮ
苜蓿属植物中紫花苜蓿 (Medicago sativa
Linn.)是一种优质的多年生豆科牧草ꎬ 对我国畜牧
业发展具有重要意义ꎮ 然而ꎬ 经研究发现花苜蓿是
苜蓿属中唯一可以适应干旱环境、 极低降雨量的石
质化环境和寒冷冬季的物种[5]ꎬ 且花苜蓿比紫花
苜蓿具有更高的营养利用效率ꎬ 更适合低投入耕作
系统[6]ꎮ 截至目前为止ꎬ 国内外对花苜蓿的抗性
基因鉴定的研究较少ꎬ 主要集中于表型特征评价ꎬ
生态特性分析等方面ꎬ 且数量少、 取样范围较小ꎬ
未能从分子水平阐明其优良基因分布特征ꎮ
EST ̄SSR标记是通过对表达序列标签( expr
essed sequence tagꎬ EST)中的简单重复序列
(simple sequencerepeatꎬ SSR)进行开发产生的
一种遗传标记ꎮ 新型的 EST ̄SSR 标记已成为重要
农艺性状定位、 基因作图、 遗传多样性、 比较基因
组学研究的重要工具[7]ꎮ 目前基于 EST数据的 SSR
标记已在一些植物如黄瓜(Cucumis sativus) [8]、 截
叶苜蓿(Medicago truncatula) [9]、 小麦(Triticum
aestivum) [10ꎬ11]、 水稻 (Oryza sativa) [12]、 花生
(Arachis hypogaea) [13]、 葡萄(Vitis vinifera) [14]、
棉花(Gossypium arboreum) [15]、 黑麦草(Lolium
perenne) [16]等中已成功开发和应用ꎮ 本实验所选
择的 EST ̄SSR是已被鉴定在其它豆科植物中与耐
盐抗旱性状相关的分子标记ꎬ 具有针对性ꎮ 本研究
的目的在于筛选出适用于花苜蓿的抗旱耐盐 EST ̄
SSR引物ꎬ 为进一步揭示花苜蓿抗旱耐盐基因型
的遗传变异和地理分布格局以及探讨花苜蓿抗旱耐
盐的适应性分化的分子基础做准备ꎮ
1  材料与方法
1􀆰 1  实验材料
根据地理位置、 生境条件ꎬ 从全国 23 个地点
中挑选出花苜蓿(Medicago ruthenica Trautv.)11
个居群ꎬ 进行抗旱耐盐 EST ̄SSR 引物筛选工作ꎮ
11个居群分别是: 内蒙古自治区的满洲里(MZL)、
克什克腾旗(KQ)、 呼和浩特大青山(HH)、 达里
湖(DL)居群ꎻ 四川省的茂县(MX)居群ꎻ 甘肃省
的兴隆山(XLS)居群ꎻ 陕西省的南泥湾(NN)居
群ꎻ 河北省的北戴河(BDH)居群ꎻ 山东省的济南
(JN)居群ꎻ 辽宁省的彰武(ZW)居群ꎻ 吉林省的
镇赉(ZL)居群(见图 1)ꎮ 这 11个居群覆盖了花苜
蓿在全国的分布范围ꎬ 各居群间有一定的地理距
离ꎮ 且各居群生境相差较大ꎬ 部分居群生境条件特
殊ꎬ 属于干旱半干旱地区(如克什克腾旗)或是盐
碱地(如达里湖)ꎬ 还有部分居群采样点土壤条件
特殊ꎬ 属于沙质土壤(如镇赉)ꎮ 11 个居群的生境
资料见表 1ꎮ
494 植 物 科 学 学 报 第 31卷 
图 1  本研究 11个居群分布图(居群编号见表 1)
Fig􀆰 1  Locations of the 11 populations in present study
(Population code as listed in Table 1)
 
1􀆰 2  实验方法
1􀆰 2􀆰 1  PCR扩增
目的片段的扩增通过聚合酶链式反应(PCRꎬ
polymerase chain reaction)在热循环仪上进行ꎮ
PCR反应体系总体积为 10 μLꎬ 其中包括 1 μL
10~50 ng的模板 DNAꎬ 1 μL 10×reaction bufferꎬ
0􀆰 6 μL MgCl2(25 mmol / L)ꎬ 0􀆰 2 μL dNTP(每种
碱基浓度为 10 mmol / L)ꎬ 正反向引物各 0􀆰 5 μL
(5 μmol / L )ꎬ 0􀆰 1 μL Taq DNA 酶 ( 5 U / μLꎬ
invitrogen)ꎮ PCR反应程序: 95℃预变性 4 minꎻ
94℃变性 30 sꎬ 50℃~60℃退火 30 sꎬ 72℃延伸
30 sꎬ 32个循环ꎻ 72℃后延伸 8 minꎮ
1􀆰 2􀆰 2  引物退火温度的确定
从鹰嘴豆(Cicer arietinum Linn.)的抗旱耐盐
的 177对 EST ̄SSR 标记[17]中随机选取 70 对引物
进行订购合成ꎬ 配置成 100 μmol贮存液ꎮ 取10 μL
贮存液配置成 5 μmol 的引物溶液ꎬ 备用ꎮ 实验中
采用梯度扩增的方法分别确定各引物的退火温度ꎮ
一般来说ꎬ 引物的退火温度范围在 50℃~60℃之
间ꎬ 最初对于所有引物选取 54℃作为退火温度ꎬ
再根据扩增结果对各引物的退火温度进行调整ꎬ 以
确定最适退火温度ꎮ
1􀆰 2􀆰 3  PCR产物的电泳分离
PCR产物的检测ꎬ 采用变性聚丙烯酰胺凝胶
电泳银染检测: 加入 3 / 4 体积的变性剂(98%甲酰
胺ꎬ 10 mmol / L pH 8􀆰 0 EDTAꎬ 0􀆰 05%溴酚蓝和
0􀆰 05%二甲苯腈)ꎬ 95°C变性 5 minꎬ 取 3 μL样品
在 6%变性聚丙烯酰胺凝胶(每 100 mL凝胶溶液含
30%丙烯酰胺溶液 20 mLꎬ 5 ×TBE 溶液20 mLꎬ
10%过硫酸铵溶液 0􀆰 7 mLꎬ 四甲基乙二胺溶液
35 μL)上电泳ꎬ 电泳缓冲液为 1×TBEꎮ 电泳在六
一电泳仪上进行ꎬ 功率恒定 55 Wꎬ 电泳时间根据
目的片段大小而定ꎮ 用 25 bp DNA 标记 ( Pro ̄
megaꎬ Madisonꎬ WIꎬ USA)作产物片段大小的对
照标准ꎮ 电泳结束后银染显色ꎬ 银染参照 Sangui ̄
netti等[18]的程序ꎬ 略加改动ꎮ
读带ꎬ 筛选多态性引物ꎬ 送至生工生物工程
(上海)股份有限公司合成荧光引物ꎮ
1􀆰 2􀆰 4  群体 SSR扩增
依照以上 PCR反应体系及反应程序ꎬ 对 11个居
群 286个个体进行扩增ꎬ 送往生工生物工程(上海)股
份有限公司进行 STR(short tandem repeat)分型ꎮ
表 1  11个居群原产地和生境条件
Table 1  Locations and habitat characteristics of the 11 populations of Medicago ruthenica
居群编号
Population code
居群原产地
Population origin
纬度
Latitude
经度
Longitude
年均降水(mm)
Annual precipitation
MZL 内蒙古满洲里南山 Manzhouliꎬ Inner Mongolia 117°27′ 49°33′ 304
KQ 内蒙古克什克腾旗 Hexigten Bannerꎬ Inner Mongolia 117°31′ 43°15′ 383
HH 内蒙古呼和浩特大青山 Daqingshanꎬ Inner Mongolia 111°41′ 40°54′ 400
DL 内蒙古达里湖 Dali Nurꎬ Inner Mongolia 116°47′ 43°16′ 110
MX 四川茂县 Maoxianꎬ Sichuan 103°50′ 31°41′ 1087
XLS 甘肃兴隆山 Xinglongshanꎬ Gansu 104°03′ 35°47′ 378
NN 陕西南泥湾 Nanniwanꎬ Shaanxi 109°38′ 36°19′ 505
BDH 河北北戴河 Beidaiheꎬ Hebei 119°27′ 39°50′ 653
JN 山东济南 Jinanꎬ Shandong 117°02′ 36°37′ 674
ZW 辽宁彰武 Zhangwuꎬ Liaoning 122°30′ 42°31′ 518
ZL 吉林镇赉 Zhenlaiꎬ Jilin 123°00′ 46°06′ 430
594  第 5期                        刘 洁等: 花苜蓿抗旱耐盐 EST ̄SSR标记筛选
1􀆰 3  数据处理
利用 GeneMarker 1􀆰 5 软件对生工生物工程
(上海)股份有限公司 STR分型结果进行整理统计ꎬ
统计主要带型ꎬ 忽略弱杂带型ꎬ 统计稳定且易于分
辨条带ꎮ 用 Cervus 3􀆰 0软件[19]计算等位基因数目
(number of alleles across all populationsꎬ A)、 检
测到的个体数(number of tested individualsꎬ N)、
观察纯合度(observed heterozygosityꎬ HO)和期
望杂合度(expected heterozygosityꎬ HE)ꎬ 它们都
是用来度量某一群体中特定基因座上等位基因纯合
程度的指标[20]ꎮ 用多态信息含量(polymorphism
information contentꎬ PIC ) [21]对标记基因多态性进
行估计ꎮ
2  结果与分析
2􀆰 1  SSR引物退火温度的筛选
选取已公布的 177 对鹰嘴豆抗旱耐盐 EST ̄
SSR标记中的 70 对ꎬ 按照参考文献[17]中的反应
体系和反应程序进行多态性检测ꎬ 未得到如期效
果ꎮ 因此对确定所选引物的最适退火温度进行实验
测定ꎮ
结果显示ꎬ 当退火温度高于最适退火温度时ꎬ
无法扩增出条带或是条带弱ꎬ 扩增效果差ꎮ 当退火
温度低于最适退火温度时ꎬ 扩增条带过多ꎬ 特异性
差ꎬ 无法确定主带ꎮ 所以将扩增出的条带清晰、 主
带明显的反应温度确定为该引物的最适退火温度ꎮ
从筛选出的标记 ICCeM0146 来看ꎬ 在 54℃
时ꎬ 明显可见的条带多ꎬ 主带不明显ꎮ 所以对其退
火温度进行逐步提高ꎬ 分别在 55℃、 56℃、 57℃、
58℃、 59℃、 60℃条件下进行扩增ꎬ 结果以 59℃
扩增效果最佳(见图 2)ꎮ 反之ꎬ 对于 54℃条件下ꎬ
扩增产物弱或无的引物ꎬ 应逐步降低其退火温度ꎬ
以确定最佳反应条件ꎮ
2􀆰 2  多态性 SSR引物的筛选
通过对 70 对引物的扩增筛选ꎬ 其中 21 对引
物可以扩增出 PCR产物ꎬ 并且有 12对引物在随机
选择的分别来自 8 个居群的 8 个个体间存在多态
性ꎮ 随后进行多次实验ꎬ 选择扩增稳定、 条带清晰
的引物ꎮ 最终筛选出 8 对引物ꎬ 即: ICCeM0055、
ICCeM0058、 ICCeM0063、 ICCeM0083、 ICCeM0146、
M: DNA标记ꎮ 图中数字表示片段长度ꎬ 单位为 bpꎮ
M: DNA Marker. The numbers in the figure represent
the length of fragmentꎬ unit is bp.
图 2  引物 ICCeM0146在 54℃(a)和 59℃(b)
的扩增结果
Fig􀆰 2  Results of SSR ̄PCR amplification at different
annealing temperature (54℃ (a) and 59℃ (b))
 
ICCeM0165、 ICCeM0091、 ICCeM0105(表 2)ꎮ
2􀆰 3  SSR引物的扩增结果及多态信息
筛选出 8 对标记之后ꎬ 分别用 FAM、 HEX 两
种荧光标记标定ꎬ 送至生工生物工程(上海)股份
有限公司进行毛细电泳ꎬ 利用软件 GeneMarker
1􀆰 5 读带ꎬ Cervus 3􀆰 0 软件进行各标记的等位基
因频率分析ꎬ 结果统计见表 3ꎮ 8 个多态性 EST ̄
SSR标记在检测的 286 个个体中共获得 111 个等
位基因ꎮ 平均等位基因数为 13􀆰 88ꎬ 平均观察杂合
度为 0􀆰 497ꎬ 平均预期杂合度为 0􀆰 687ꎬ 多态信息
含量从 0􀆰 313到 0􀆰 883不等ꎬ 其中 ICCeM0083最
高ꎬ 而 ICCeM0063最低ꎬ 平均值为 0􀆰 649ꎮ
3  讨论
EST ̄SSR引物由于其来源于基因表达序列ꎬ
且侧翼序列的保守程度和 SSR 进化的稳定性决定
着同一种 EST ̄SSR 引物在不同物种间的通用性ꎮ
40􀆰 7%小麦的 EST ̄SSR引物在大麦、 燕麦、 黑麦、
水稻和玉米中具有通用性[10]ꎻ 苇状羊茅(Festuca
arundinacea)的 EST ̄SSR 引物在水稻和小麦中的
扩增率分别为 59%和 71%[22]ꎮ 而在本实验 70 对
引物中ꎬ 只有 21对扩增出产物ꎬ 仅占 30%ꎬ 通用
694 植 物 科 学 学 报 第 31卷 
表 2  筛选出的 8对多态性 EST ̄SSR引物的详细信息
Table 2  Characterization of the eight polymorphic EST ̄SSR primers
引物编号
Primer code
引物序列
Primer sequence
退火温度(°C)
Tm
重复类型
Motif
片段范围(bp)
Expected size
ICCeM0055 GTGTGTGCAGCTGAAAAGGAAAGAGATGCGCCCATTGTAG 52 (TC)8TA(TC)20 180~210
ICCeM0058 AAACAAATGAATCAAATGGATAAACAGTTGGAAAGGGTTTTGGGAT 59 (AT)16 261~290
ICCeM0063 TTGTTGCAAAGCATCCTTCAGGAAATTGAGGGAAGAGGGA 50 (TC)12 230~260
ICCeM0083 GATGCTCGATCACTTCACGATTCGCATATCGAGTTTTCCC 50 (AAG)6 210~251
ICCeM0146 TTTCAAGAAAGCCACCAAGCAAGGAAGTGATGAAGACAACGAA 59 (AT)9 240~260
ICCeM0165 ACCCATCAAAACCAAACCAATCTGTAGCAGCAAATGCAGG 50 (ACC)6 170~180
ICCeM0091 TGAGGATATTGATCCCCCAATCAAAACATCGCCAACACAT 52 (TA)9 270~290
ICCeM0105 CTCCACCTTCAACCACGTTTGGAATGGAAGAAGAGAAGGGA 52 (AT)8 251~270
表 3  各标记的等位基因频率分析
Table 3  Allele frequency analysis of the eight loci
位点
Locus
等位基
因数

检测个
体数

观测杂
合度
HO
预期杂
合度
HE
多态信息
含量
PIC
ICCeM0055 20 271 0􀆰 528 0􀆰 683 0􀆰 638
ICCeM0058 20 265 0􀆰 581 0􀆰 807 0􀆰 784
ICCeM0063 4 286 0􀆰 378 0􀆰 364 0􀆰 313
ICCeM0083 25 260 0􀆰 654 0􀆰 894 0􀆰 883
ICCeM0146 16 270 0􀆰 444 0􀆰 783 0􀆰 754
ICCeM0165 8 285 0􀆰 411 0􀆰 664 0􀆰 608
ICCeM0091 9 280 0􀆰 454 0􀆰 660 0􀆰 605
ICCeM0105 9 283 0􀆰 523 0􀆰 639 0􀆰 604
Mean 13􀆰 88 275 0􀆰 4965 0􀆰 6867 0􀆰 6486
    注: Aꎬ 在所有居群中检测到的等位基因数ꎻ Nꎬ 检测个体
数ꎻ HOꎬ 观察杂合度ꎻ HEꎬ 预期杂合度ꎻ PICꎬ 多态信
息含量ꎮ
Notes: Aꎬ Number of alleles across all populationsꎻ Nꎬ
Number of tested individualsꎻ Hoꎬ Observed heterozy ̄
gosityꎻ HEꎬ Expected heterozygosityꎻ PICꎬ Polymorphism
information content.
性偏低ꎮ 除去随机选择的因素ꎬ 没有对反应条件如
实验试剂用量、 扩增反应的循环数目等进行系统完
善的调整ꎬ 也对扩增结果产生了一定的影响ꎮ
EST ̄SSR引物来自高度保守的 DNA 转录区ꎬ
其揭示的多态性在理论上应低于基因组 SSR标记ꎬ
对于区分亲缘关系较近的基因型灵敏度不及基因组
SSR [23ꎬ24]ꎮ 然而ꎬ 李鸿雁等[25]利用 12对 SSR 引
物在内蒙古花苜蓿 4 个居群 148 份材料中共获得
66个位点ꎬ 平均等位基因数为 5􀆰 5ꎬ 本研究中 8
对 EST ̄SSR引物在 11个居群的 286个个体中共获
得了 111个位点ꎬ 平均等位基因数目为 13􀆰 9ꎬ 考
虑到本研究中的实验样本数目是前者的二倍ꎬ 粗略
将其按照样本比例进行估算ꎬ 两者平均等位基因近
似ꎮ 常玮等[26]以 21 份大豆不同基因型的基因组
DNA为模板分别选取 30 对多态性的 EST ̄SSR 引
物和 30对基因组 SSR引物进行扩增ꎬ 带型统计结
果显示: 大豆 EST ̄SSR与基因组 SSR在供试基因
型间多态性指数均值分别为 0􀆰 55和 0􀆰 44ꎬ 二者揭
示的多态性水平差异不大ꎮ 研究表明ꎬ EST ̄SSR
在遗传多样性分析过程中同样可以真实地反应其遗
传变异的水平ꎮ
平均预期杂合度可反映群体的遗传一致性的程
度[27]ꎮ 平均预期杂合度越高ꎬ 反映群体的遗传一
致性就越低ꎬ 其遗传多样性就越丰富ꎮ 由本结果可
知ꎬ ICCeM0063 的平均预期杂合度值最低ꎬ 为
0􀆰 364ꎬ 其余 7 个标记均具有较高的预期杂合度ꎮ
多态信息含量是衡量微卫星 DNA 座位变异程度高
低的重要指标ꎮ 当某个微卫星标记的多态信息含量
大于 0􀆰 5 时ꎬ 表明该标记为高度多态位点ꎻ 大于
0􀆰 25且小于 0􀆰 5时ꎬ 为中度多态位点ꎻ 小于 0􀆰 25
时ꎬ 该座位为低度多态位点[21]ꎮ 本实验中ꎬ EST ̄
SSR 标记除了 ICCeM0063 的多态信息量值为
794  第 5期                        刘 洁等: 花苜蓿抗旱耐盐 EST ̄SSR标记筛选
0􀆰 313ꎬ 属于中度多态位点外ꎬ 其余 7 个标记属于
高度多态位点ꎮ 由上可知ꎬ 平均预期杂合度的结果
与多态信息含量值得出的结果基本一致ꎮ 本结果表
明ꎬ 即使普遍认为 EST ̄SSR 标记的多态性较低ꎬ
但在本实验中 EST ̄SSR 标记具有较高的多态性ꎬ
一方面可能是因为本实验采用的是 STR 分型ꎬ 利
用荧光引物进行仪器自动读带ꎬ 这相对于利用聚丙
烯酰胺凝胶电泳进行手工读带增加了准确率ꎬ 并提
高了分辨率ꎮ 另一方面ꎬ 本实验选取了花苜蓿的
11个居群ꎬ 基本覆盖了花苜蓿在国内的分布范围ꎬ
并且考虑到了所选居群的生态环境因素ꎬ 使得各标
记检测到的多态条带较多ꎮ 由此表明筛选出来的 8
对 EST ̄SSR标记在研究群体中呈现较高的多态性ꎬ
各标记在所选居群中具有较高水平的遗传多样性ꎬ
可以用于花苜蓿遗传多样性分析ꎬ 是苜蓿属 DNA
分子标记体系的一个重要补充ꎮ
4  结论
EST ̄SSR处于基因编码区ꎬ 对 QTL 和基因精
细定位具有重要作用ꎬ 可与基因数据库中已知序列
比较ꎬ 获得一些与生物生长、 发育、 代谢、 繁殖和
衰老死亡等一系列生理生化过程相关的分子遗传信
息ꎬ 是基因组 SSR 标记的补充ꎮ 本实验中从近缘
种鹰嘴豆[18]已公布的 EST ̄SSR标记中筛选了 8个
适用于花苜蓿的标记ꎬ 其与耐盐抗旱这一特性具有
高度的相关性ꎬ 对于花苜蓿耐盐抗旱这一生态适应
特征的进一步研究提供了有效的分子标记ꎮ
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(责任编辑: 张 平)
994  第 5期                        刘 洁等: 花苜蓿抗旱耐盐 EST ̄SSR标记筛选