全 文 ：中国生态农业学报 2013年 11月 第 21卷 第 11期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2013, 21(11): 1411−1415


* 国家科技支撑计划项目(2012BAD02B05)、内蒙古自然科学基金重大项目(2013ZD03)和内蒙古马铃薯产业发展重大技术集成创新与示
范项目(20131706)资助
** 通讯作者: 于卓(1958—), 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事马铃薯及饲用作物遗传育种研究。E-mail: yuzhuo58@sina.com
张自强(1984—), 男, 博士研究生, 主要从事马铃薯遗传育种研究。E-mail: hnzhangziqiang@163.com
收稿日期: 2013−06−18 接受日期: 2013−09−05
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2013.30602
2个马铃薯杂交组合 F1的 SSR鉴定*
张自强 1 于肖夏 1 鞠天华 2 于 卓 1** 崔阔澍 1 王 丹 1
(1. 内蒙古农业大学农学院 呼和浩特 010019; 2. 赤峰天泽生物科技有限公司 赤峰 025457)
摘 要 杂交育种是马铃薯新品种选育的重要方法, 其杂种 F1真实性鉴定是获得目标性状单株的关键环节。
为选育优质、高产、抗病性及抗旱性强的马铃薯新品种, 用马铃薯品种“费乌瑞它”(Favorita)分别与“J07-6”和
“陇薯 3号”杂交, 获得了杂种 F1代。本试验利用 SSR标记技术对“Favorita”דJ07-6”、“Favorita”ד陇薯 3号”2
个杂交组合 F1共 86 个单株的真实性进行了鉴定。试验从 43对 SSR 引物中筛选出 2 对适宜引物 STM1049和
S7。利用这 2对引物进行 PCR扩增, 将“Favorita”דJ07-6”杂交种 F1和“Favorita”ד陇薯 3号”杂交种 F1的 SSR
带型划分为双亲互补型、缺失型、父本型和母本型 4 种类型。依据 SSR 带型特征, 从“Favorita”דJ07-6”和
“Favorita”ד陇薯 3号”2个杂交组合 F1单株中分别鉴定出真杂种 34个和 27个, SSR分子标记技术用于马铃薯
杂交种真实性鉴定是可靠的。该研究结果可为马铃薯杂交种优良株系选育提供依据。
关键词 马铃薯 杂种 F1 单株 真实性 SSR鉴定
中图分类号: S158; S336 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2013)11-1411-05
Identification of two cross combinations of F1 Solanum tuberosum by SSR
molecular marker
ZHANG Zi-Qiang1, YU Xiao-Xia1, JU Tian-Hua2, YU Zhuo1, CUI Kuo-Shu1, WANG Dan1
(1. College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, China; 2. Chifeng Tianze Bio-Technology
Company Limited, Chifeng 025457, China)
Abstract Cross breeding has been a major breeding method of potato and F1 hybrid generation authenticity identification
critical for objectively obtaining individual plant characteristics. To raise new potato (Solanum tuberosum) varieties with good
quality, high yield, strong disease resistance and drought resistance, “J07-6” and “Longshu No.3” were respectively cross bred
with “Favorita” and F1 hybrids derived. A total of 86 individual F1 hybrid authenticity of two hybrid combinations of
“Favorita” × “J07-6” and “Favorita” × “Longshu No.3” were identified using the SSR molecular markers. Out of 43 pairs, 2
pairs of SSR primers (STM1049 and S7) were selected and used in marker analysis of the hybrid and parent crops. The
banding patterns of “Favorita” × “J07-6” and “Favorita” × “Longshu No.3” hybrids were divided into four groups —
complementary pattern of parents, deletion pattern, male specific pattern and female specific pattern. A total of 34 individual
F1 hybrids of “Favorita” × “J07-6”and 27 individual F1 hybrids of “Favorita” × “Longshu No.3” were authentically identified.
This showed that SSR molecular marker technology was feasible for potato hybrid authenticity identification. The results of
this study laid the needed reference for hybrid breeding of excellent potato strains.
Key words Potato, F1 hybrid, Individual plant, Genuineness, SSR identification
(Received Jun. 18, 2013; accepted Sep. 5, 2013)
马铃薯是集粮食、蔬菜、饲用、加工原料于一身
的优势作物, 在我国粮食增产、农民增收、农业结构
调整中有着巨大的发展潜力和重要产业地位[1−5]。由
于马铃薯栽培种多为四倍体, 异交率小于 1%, 子房
多胚珠, 单个杂交果实(浆果)内可产生数十粒以上
的种子, 其 F1代实生苗会发生强烈性状分离。马铃
1412 中国生态农业学报 2013 第 21卷


薯杂交育种通常从 F1代群体中进行目标性状优异单
株选择, 并通过无性繁殖方法固定下来[6−7]。若通过
遗传背景差异较大的材料间杂交来获得丰产性、适
应性、抗逆性等方面比双亲更优异的后代, 在苗期
对杂交种进行鉴定极为重要[8−10]。以往马铃薯杂交
种真实性鉴定多采用田间植株形态学观察和农艺性
状测定相结合的方法, 其耗时长、工作量大、可靠
性低。SSR(Simple Sequence Repeat, 简单序列重复)
是一种真核生物基因组中普遍存在的重复序列, 一
般由 1~6 个碱基组成, 重复次数在不同物种或同一
物种不同基因型之间是高度可变的[11−13]。因 SSR标
记技术具有多态性丰富、重复性好、共显性、操作
简便等优点 , 已广泛应用于作物的遗传多样性分
析、QTL 定位、遗传连锁图谱构建、辅助育种、品
种的鉴定及纯度检测等[14−17]。谢文刚等[18]利用 SSR
分子标记技术对鸭茅杂交种进行鉴定, 成功鉴定出
真实的杂交种单株, 但 SSR 技术在马铃薯杂交种单
株真实性鉴定上尚鲜见报道。
近几年来, 为培育优质、高产、抗病性和抗逆
性强的马铃薯新品种, 我们以早熟、优质、商品薯
率高、内蒙古中西部地区栽培面积较大的马铃薯品
种“费乌瑞它”(Favorita, 2n=4x=48)作母本 , 分别以
抗黑痣病能力强、维生素 C 含量高的日本引进材料
“J07-6”(2n=4x=48)和抗旱性强、高抗晚疫病的国内
育成品种“陇薯 3 号”(2n=4x=48)[19]作父本, 人工去
雄 授 粉 杂 交 成 功 地 获 得 “Favorita”דJ07-6” 、
“Favorita”ד陇薯 3 号”2 个组合的杂种 F1代群体。
本试验拟利用 SSR分子标记技术对这 2个组合的杂
种 F1单株的真实性进行鉴定, 为下一步马铃薯杂交
种优良株系选育提供依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料为“Favorita”דJ07-6”和“Favorita”ד陇
薯 3 号 ”杂交种 F1 的各 43 个单株 , 以及亲本
“Favorita”、“J07-6”和“陇薯 3号”。各材料均由内蒙
古农业大学农学院马铃薯育种研究中心提供。
1.2 研究方法
1.2.1 DNA的提取与检测
在马铃薯苗期, 剪取各供试材料单株的幼嫩叶
片, 用植物基因组试剂盒(购自北京天根生化科技有
限公司 )提取 DNA, 1.5%的琼脂糖凝胶电泳检测
DNA 纯度, 89 个马铃薯材料基因组 DNA 的电泳条
带均匀、清晰, 无拖尾现象, DNA纯度符合 SSR分
析的要求。将各材料的 DNA浓度稀释至 50 ng·μL−1
并置冰箱中保存备用。
1.2.2 SSR-PCR扩增反应
(1)扩增反应体系 : 反应总体积 20 μL, 其中
ddH2O 11.1 μL, 10×Buffer(不含 Mg2+) 2.0 μL, Mg2+
(25 mmol·L−1) 2.4 μL, dNTPs(2.5 mmol·L−1) 1.4 μL, Taq
酶(5U·μL−1)0.1 μL, Forward primer(10 μmol·L−1) 1.0 μL,
Reverse primer(10 μmol·L−1) 1.0 μL, 模板 DNA 1.0 μL。
(2)扩增反应程序 : 在 Eppendorf Mastercycler
5331-PCR仪上, 95 ℃变性 4 min, 1个循环; 94 ℃变
性 30 s, 56 ℃退火 45 s, 72 ℃延伸 90 s, 34个循环; 72 ℃
延伸 10 min, 1个循环后终止反应。
(3)PCR 产物变性: 扩增反应结束后, 每个反应
体系中加入 6.0 μL的变性缓冲液, 在 PCR扩增仪上,
95 ℃变性处理 5 min后迅速取出冰浴冷却, −20 ℃冰
箱保存备用。
1.2.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳及银染检测
扩增产物在6%变性聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳,
每样品点样8 μL, 以DL2000 Marker为对照, 用Bio-
Rad PowerPac HV电泳仪在功率70 W条件下电泳约
2 h, 胶板先用固定液( ︰ ︰水 乙醇 冰乙酸=100︰10︰1)
固定20 min, 蒸馏水漂洗后, 在0.15% AgNO3溶液中银
染15 min, 取出后蒸馏水速漂 5 s, 放入含有 3%
NaOH和0.5%甲醛的溶液中显色10 min, 视条带清
晰后转入固定液终止反应, 再用蒸馏水清洗2 min后
晾干、扫描[20]。
1.2.4 SSR适宜引物的筛选
用母本材料“Favorita”和父本材料“J07-6”、 “陇
薯 3 号”及杂种 F1的基因组 DNA作模板, 进行 SSR
适宜引物筛选。从 43 对 SSR 引物[SSR59(4)、S7、
S25、S118A、S148、S151、S153、S168、S180、S184、
S188、S189、S192、STL001、STL002、STL003、
STM0030 、 STM0031 、 STM0037 、 STM1016 、
STM1017 、 STM1049 、 STM1058 、 STM1106 、
STM2013 、 STM2022 、 STM3012 、 STM3023 、
STM3023b、ST NHWⅠ Ⅰ、ST KAⅡ 、STACCAS3、
STPOAC58、STU6SNRN、STWAX-2A、ATGBSS、
st1051、SSRⅢ、POTMⅠ-2、C20-A-g24、C20-2-L14、
C20-5-F16]选出 2对条带清晰、多态性丰富、重复性
好的适宜引物, 分别为 S7和 STM1049, 其碱基序列
来源于 NCBI 网站公布的有关马铃薯的 SSR 特异性
引物, 委托上海生工生物工程有限公司合成(表 1)。
2 结果与分析
2.1 杂交种 F1个体带型 SSR分析
利用筛选出的 SSR 引物 STM1049 和 S7, 对
“Favorita”דJ07-6”、 “Favorita”ד陇薯 3号”2个杂交
组合 F1代及其亲本基因组DNA进行 PCR扩增, 通过
第 11期 张自强等: 2个马铃薯杂交组合 F1的 SSR鉴定 1413


表 1 SSR分析所用的引物及其碱基序列
Table 1 Primers and their nucleotide sequences used in SSR analysis
引物名称 Primer name 正向引物 Forward primer 反向引物 Reversed primer
S7 5′-GACTGGCTGACCCTGAACTC-3′ 5′-GACAAAATTACAGGAACTGCAAA-3′
STM1049 5′-CTACCAGTTTGTTGATTGTGGTG-3′ 5′-AGGGACTTTAATTTGTTGGACG-3′

比对SSR带型特征表明 , 杂交种F1的带型可分为双
亲互补型、缺失型、父本型和母本型4类(图1)。其中,
母本型是指子代同母本带型一致(图1A); 父本型是
指子代与父本的带型一致(图1B); 缺失型是指子代与
双亲任何一方的带型相似, 但有部分条带缺失(图1C);
双亲互补型是指双亲有各自特征带, 子代具有双亲
的特征带 , 同时还出现双亲没有的新带 (图1D1、
D2)。据此分析: 当用1个引物时若出现双亲互补型
或缺失型这2种SSR带型的子代个体可认定为真杂
种 ; 若出现母本型或父本型的个体需结合另1对引
物进行鉴定, 鉴定结果仍为母本型或父本型的个体
可认定是伪杂种, 予以剔除。
2.2 杂交种 F1 SSR鉴定
2.2.1 “Favorita”דJ07-6”杂交种 F1的鉴定
利用引物 STM1049和 S7对“Favorita”דJ07-6”
杂交种 F1的 43 个不同单株鉴定结果如图 2、图 3
所示。其中, 用引物 STM1049鉴定出属于双亲互补
型的单株有 1~5、8~12、14~19、22、23、27~29及
35~38 共 25 个, 属于缺失型的单株有 6、7、32、
40、41共 5个, 属于父本型的单株有 13、20、21、
30、31、33、34、42、43共 9个, 属于母本型的单
株有 24~26、39共 4个。将这些鉴定结果为母本型
和父本型的 13 个单株进一步用引物 S7 进行鉴定,
属于缺失型的单株有 24、31、33、43共 4个, 属于
母本型的单株有 13、20、21、25、26、30、34、39、
42共 9个, 没有出现互补型和父本型的单株。本试
验用 2 对 SSR 引物鉴定”Favorita”דJ07-6”杂交种
F1的 43 个单株, 共认定真实杂交种单株 34 个, 均
予以保留。
2.2.2 “Favorita”ד陇薯 3号”杂交种 F1的鉴定
由图 4可知 , 利用 SSR引物 STM1049鉴定
“Favorita”ד陇薯3号”杂交种F1的43个单株, 确认属
于双亲互补型的单株有10、13~16、19、20、23、29~31、
38共12个, 属于缺失型的单株有1、2、4、9、12、
28、32~34、36、39、41、43共13个, 属于父本型的
单株有3、8、11、17、18、21、22、24~27、35、37、
40、42共15个, 属于母本型的单株有5~7共3个。进
而, 用引物S7对以上18个母本型和父本型的单株进
行鉴定, 确认属于双亲互补型的单株有6、7共2个,
属于父本型的单株有3、5、8、11、18、21、24~27、
35共11个, 属于母本型的单株有17、22、37、40、
42共5个, 没有出现缺失型的单株(图5)。至此, 用2
对SSR引物从favorite×陇薯3号杂交种F1的43个单株
中鉴定出真实的杂交种单株27个。

图 1 杂交种 F1与其亲本 SSR谱带类型比较
Fig. 1 Comparison of SSR band-type of hybrids and their parents
A: 母本型 female-specific parents; B: 父本型 male-specific pattern; C: 缺失型 deletion pattern; D: 双亲互补型 complementary
pattern of both parents.

图 2 引物 STM1049对“Favorita”דJ07-6”杂交种 F1扩增的 SSR图谱
Fig. 2 SSR fingerprint amplified with primer pair STM1049 in F1 hybrids of “Favorita” דJ07-6”
M: DL2000 DNA marker DL2000; ♀: Favorita; ♂: J07-6; 1~43: “Favorita”דJ07-6”杂交种F1 Hybrids F1 of “Favorita” דJ07-6”. 图3同
The same as Fig. 3.
1414 中国生态农业学报 2013 第 21卷




图 3 引物 S7对“Favorita”דJ07-6”杂交种 F1扩增的
SSR图谱
Fig. 3 SSR fingerprint amplified with primer pair S7 in F1
hybrids of “Favorita” × “J07-6”
3 讨论与结论
SSR 标记呈共显性, 利用 SSR 标记技术鉴定作
物杂交种时, 理论上选用 1 对特异性 SSR 引物就可
以鉴定出真假杂种, 真杂种应表现为双亲互补型[21]。
试验用筛选出的 2 对 SSR 适宜引物 S7 和 STM1049
中的任意 1 对 , 鉴定 “ F a v o r i t a ” × “ J 0 7 - 6 ”和
“Favorita”ד陇薯 3 号”这 2 个马铃薯杂交组合 F1的
单株, 结果表明 2个杂交种 F1的不同单株 SSR带型

图 4 引物 STM1049对“Favorita”ד陇薯 3号”杂交种 F1扩增的 SSR图谱
Fig. 4 SSR fingerprint amplified with primer pair STM1049 in F1 hybrids of “Favorita” × “Longshu No.3”
M: DL2000 DNA marker DL2000; ♀: Favorita; ♂: 陇薯3号 Longshu No.3; 1~43: “Favorita”ד陇薯3号”杂种F1 Hybrids F1 of
“Favorita” × “Longshu No.3”. 图5同 The same as Fig. 5.

图 5 引物 S7对“Favorita”ד陇薯 3号”杂交种 F1扩增的 SSR图谱
Fig. 5 SSR fingerprint amplified with primer pair S7 in F1 hybrids of “Favorita” × “Longshu No.3”
呈现完全双亲互补型(杂种F1扩增谱带数为双亲条带
之和)的个体为27.91%~58.14%, 其余真杂种个体是
依据杂交种4类带型中的缺失型和特征带鉴定出来
的, 这些缺失型和新的特征带是在双亲部分条带互
补的基础上出现部分条带的缺失或出现父母本都不
具有的新的条带, 据此认为这些缺失的条带和特征
带是双亲互补型的新类型。其原因可能是在配子形
成过程中, 减数分裂时同源染色体发生配对和交换
或在染色体复制过程中部分碱基发生基因突变引起
的[18], 此类带型用于马铃薯杂交种真实性鉴定是可
靠的。
对马铃薯杂交种用1对SSR引物鉴定时出现的
母本型和父本型单株 , 再用另1对引物进一步鉴定
时, 表现为双亲互补型或缺失型的单株可确认为真
杂种, 这是由于不同的SSR引物其特异性不同引起
的, 也说明用单一引物鉴定马铃薯杂交种有一定的
局限性, 因此在马铃薯杂交种真实性鉴定时最好用
2对或2对以上的SSR引物进行鉴定, 方能获得更为
准确的结果。至于利用SSR标记鉴定出的双亲互补
型和缺失型的马铃薯杂交种单株, 是否为育种目标
性状的个体, 还需要进一步开展田间农艺性状观测
确定。
试验从 43对 SSR引物中筛选出 S7和 STM1049
两对适宜引物。利用这 2 对引物将 “Favorita”×
“J07-6”、“Favorita”ד陇薯 3 号”2 个杂交组合 F1的
SSR 带型分为双亲互补型、缺失型、父本型和母本
型 4类, 并从“Favorita”דJ07-6”杂种 F1和“Favorita”×
“陇薯 3号”杂种 F1的单株中分别鉴定出真杂种 34个
和 27个, SSR分子标记技术用于马铃薯杂交种的真实
性鉴定是可靠的。
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