全 文 :分子植物育种,2016年,第 14卷,第 8期,第 2139-2146页
Molecular Plant Breeding, 2016, Vol.14, No.8, 2139-2146
研究报告
Research Report
具通用性芸薹属 SSR标记在菜心 RIL群体中的偏分离分析
郭培国 1 王直亮 1 陈静芳 1 夏岩石 1 李荣华 1* 张华 2 李光光 2 郑岩松 2 Kadambot Siddique 3
1广州大学生命科学学院作物抗逆国际合作研究中心,广州, 510006; 2广州市农业科学院,广州, 510308; 3 The Institute of Agriculture, Universi-
ty of Western Australia, Australia, WA 6009
*通讯作者, ronghua@gzhu.edu.cn
摘 要 为了研究菜心的偏分离遗传特性,以菜心材料“四九-19号菜心”和“3T6”杂交得到的 F6重组自交
系(RIL)群体为材料,利用从 133对芸薹属 SSR引物中筛选出的 40对 SSR引物对 RIL群体进行基因分型,
结果显示重组自交系中具有 78个 SSR标记多态性位点,其中 46个位点定位在建立的含有 10个连锁群的
菜心遗传图谱中。偏分离分析发现,遗传图谱中有 31个位点表现偏分离,占定位于图谱中位点的 67.39%。其
中偏向母本“四九-19号菜心”的位点 12个,占总偏分离位点数的 38.71%;偏向父本“3T6”的偏分离位点 19
个,占总偏离位点数的 61.29%。检测到 4个偏分离热点区域,分别位于连锁群 LG3、LG4、LG5和 LG6上,其
中 3个偏向父本“3T6”、1个偏向双亲,推测配子体选择可能是产生偏分离的因素。
关键词 菜心,重组自交系,芸薹属 SSR标记,偏分离
Segregation Distortion Analysis of Transferable Brassica SSR Marker in
RIL Population of Flowering Chinese Cabbage
Guo Peiguo 1 Wang Zhiliang 1 Chen Jingfeng 1 Xia Yanshi 1 Li Ronghua 1* Zhang Hua 2 Li Guangguang 2
Zhan Yansong 2 Kadambot Siddique 3
1 International Crop Research Center for Stress Resistance, College of Life Sciences, Guangzhou University, Guangzhou, 510006; 2 Guangzhou Acade-
my of Agricultural Sciences, Guangzhou, 510308; 3 The Institute of Agriculture, University of Western Australia, Australia, WA 6009
* Corresponding author, ronghua@gzhu.edu.cn
DOI: 10.13271/j.mpb.014.002139
Abstract To study the genetic characteristics of segregation distortion in flowering Chinese cabbage, the F6
recombinantinbredline (RIL) populationderivedfromthecrossof“Shijiu-19caixin”ד3T6”wasusedasplantmaterials,
thegenotypingwas performedwith 40 SSR primer combinations which screened from 133 Brassica SSR primer pairs.
78 polymorphic loci were detected among selected SSR primer combinations in RILs, and 46 of these loci were
mapped to the genetic map with 10 linkage groups. The result of segregation distortion analysis for the loci in the
genetic map showed that 31 loci, account for 67.39% of total loci in the map, showed segregation distortion. Among of
them, 12 loci, account for 38.71% of total segregation distortion loci, were skewed to female parent“Shijiu-19
caixin”; and 19 loci, account for 61.29% of total segregation distortion loci, were bias to male parent “3T6”. Four
segregation distortion regions (SDRs) were detected in the linkage groups of LG3, LG4, LG5 and LG6. Three of them
were distorted to male parent“3T6”, and one was skewed to both parents. It may suggest that gametic selection in the
RIL population of“Shijiu-19 caixin”ד3T6”maybe the result of segregation distortion of polymorphic loci.
Keywords Flowering Chinese cabbage, Recombinant in bred line, Brassica SSR marker, Segregation distortion
基金项目:本研究由广州市属高校科技计划项目(1201420621)、广州市科技计划项目(2014J4100123)、广东省自然科学基金
(2015A030310136; 2015A030313500)和广东高校省级重点平台和重大科研项目(2015KGJHZ015)共同资助
遗传偏分离是指某些染色体区域中的分离位点
频率偏离预期孟德尔分离规律的比率,是一种广泛
存在于动植物中的现象(Li et al., 2015),遗传、生理或/
和环境等因子可能是引起偏分离的主要因子(Xu et al.,
1997)。自Mangelsdorf和 Jones开展玉米配子体基因
Ga与胚乳基因 Su间的遗传连锁分析时发现存在偏
分离现象后,几乎业已开展研究的物种中均发现了
偏分离现象(Xu et al., 1997;刘海燕等, 2009)。偏分离
出现的频率在不同物种、同一物种不同类型群体及
不同杂交组合间存在差异,等位基因高度纯合的群
体,如染色体加倍(DH)群体和重组自交系(RIL)群体
中一般会出现较高的偏分离频率,而且含有一些偏
分离热点区域(张明科等, 2009)。群体中产生偏分离
位点可能与受精前后配子体及合子体的选择有关,
一些偏分离的热点区域可能与存在有同偏分离相关
的一些特定基因有关(刘海燕等, 2009; Li et al., 2015)。
由于偏分离可以增加群体中杂合等位基因或者异型
染色体的频率,被认为是生物进化的主要动力之一
而倍受关注(Taylor and Ingvarsson, 2003; 刘海燕等,
2009; Li et al., 2015)。
偏分离可以通过所有类型的遗传标记,包括形
态、同功酶和 DNA分子标记等来观察。随着生物技
术的快速发展,RAPD、AFLP、SSR和 SNP等分子标
记技术已应用于水稻、小麦等植物的偏分离分析,表
明用于构建遗传连锁图的分子标记中存在着大量偏
分离标记位点和偏分离热点区域(Xu et al., 1997;刘海
燕等, 2009; Li et al., 2015; Guo et al., 2015; Gardner et
al., 2015);亦有一些研究分析了芸薹属植物如白菜、
甘蓝型油菜的偏分离位点和偏分离热点(Choi et al.,
2007; Zhang et al., 2008; Yu et al., 2009; 张明科等 ,
2009;丁广大等, 2012),但未见有在芸薹属植物菜心
中开展偏分离研究的报道。本研究利用“四九-19号
菜心”和“3T6”为亲本,采用单粒传法建立了含有
130个株系的 F6重组自交系群体;利用在菜心中具
有通用性且在两亲本间具有多态性的芸薹属 SSR标
记对重组自交系群体进行基因分型,分析 SSR标记
多态性位点的偏分离情况,探讨产生偏分离可能原
因,以期为菜心偏分离规律等研究提供参考。
1 结果与分析
1.1 在菜心中具通用性的芸薹属 SSR标记
根据国内外参考文献及多国芸薹属基因组计划
网页中提供的芸薹属 SSR标记的信息,挑选出 133
对芸薹属白菜和甘蓝型油菜等作物的 SSR标记引物
组合,经过对这些引物在菜心材料“四九-19号菜
心”和“3T6”PCR扩增产物的分析,发现其中有 40对
引物在两菜心材料间扩增产物的条带清晰且具有多
态性,表现出较好的通用性。这些 SSR标记引物组合
(表 1)将应用于本研究。
1.2 重自交系的基因分型
利用 40对具通用性的 SSR标记,对重组自交系
群体进行基因分型。结果显示 40对引物在重组自交
系中产生 78个多态性位点。对 130个自交系的全部
标记位点在双亲基因型的分析结果显示,来源于母
本“四九-19号菜心”的多态性位点平均数为 37.22,
占 47.72%;来源于父本“3T6”的为 40.77,占 52.28%
(表 2)。亲本基因型在群体中的分离比率为 1:1.096,
卡平方测验结果显示 χ2=0.208,未到达显著差异水
平,表明双亲基因型在自交系群体中的总体分布符
合 1:1的孟德尔分布理论。另外,各个自交系来源于亲
本“四九-19号菜心”的多态性位点频率在 12.31%~
96.92%之间,来源于亲本“3T6”的多态性位点频率在
3.08%~ 87.69%之间。卡平方分析结果显示,具有 45个
分子标记位点在各自交系中表现出偏分离(p<0.05),占
总标记位点数的 57.69 %;其中 18个标记位点偏向母
本“四九-19号菜心”、27个标记位点偏向父本“3T6”。
1.3 遗传图谱的构建及遗传连锁图中偏分离标记的
分布
根据 130份重自交系 78个 SSR标记位点的基
因分型数据,运用 Mapmaker2.0软件计算连锁关系,
构建出具有 10个连锁图共 46个 SSR标记位点的菜
心遗传连锁图谱(图 1),该图谱覆盖基因组 641.39 cM。
对所建立的遗传连锁图上 46个标记位点的分
离情况进行 χ2检测分析,发现 31个标记位点的分离
不符合孟德尔 1:1的分离比例,呈现出显著或极显
著的偏离,偏分离标记位点比率为 67.39%;其中 5个
呈显著偏分离、其余 26个呈极显著偏分离。这 31个
偏分离标记位点中,有 12个偏向母本“四九-19号
菜心”,占偏分离标记位点总数的 38.71%;19个偏向
父本“3T6”,占总偏分离标记位点总数的 61.29%。除
连锁群 LG2之外,各连锁群中均含有数量不一的偏
分离标记位点,其中以连锁群 LG6偏分离标记位点
数最多,达到 8个;连锁群 LG3、LG4和 LG5中偏分
离标记位点的比例最高,均为 100% (表 3)。
1.4 偏分离的热点区域
对定位于遗传连锁图谱中的偏分离标记位点进
行进一步分析发现,有 22个标记位点以成簇的方式
分布在连锁图谱各个连锁群的特定区域;根据连锁
群中含有 3个或 3个以上成簇分布的偏分离标记位
具通用性芸薹属 SSR标记在菜心 RIL群体中的偏分离分析
Segregation Distortion Analysis of Transferable Brassica SSR Marker in RIL Population of Flowering Chinese Cabbage 2140
分子植物育种
Molecular Plant Breeding
表 1在菜心中具通用性的芸薹属 SSR标记信息
Table 1 The information of transferable Brassica SSRs in flowering Chinese cabbage
正向
Forward
GTTCAACCTCCCTCGTCTCT
GGTGGCTCTAATTCCTCTGA
ACGAATTGAATTGGACAGAG
TGGTGGCTTGAGATTAGTTC
CCCAAACGCTTTTGACACAT
TCAGCCTACCAACGAGTCATAA
GCGGAAACGAACACTCCTCCCATGT
GATCAAATAACGAACGGAGAGA
CTGCTCGCATTTTTTATCATAC
GGATCAGTTATCTGCACCACAA
AGCTCCCGACAGCAACAAAAGA
TTGGCCTTGCTATTACGAGCTG
AACTTTGCTTCCACTGATTTTT
GGCCAAGCCACTACTGCTCAGA
GATCAAGGCTACGGAGAGAGAG
TATCGGTACTGATTCGCTCTTCAAC
AGGCGAGTTTACGAGGAT
CTTAGCACAACCACTCGG
TGTCCACTCACTCTCTTTGTT
GATGGTGATGGTGATAGGTC
CCTGAGACCAACCTACTCCT
ATCTCATGGTTGGTTCACCG
GATGTGATACTTTGGCGACGG
GGGTTTCTCCTTCTCGTTGTT
CTCTTCGGTTCGATCCTCG
TTTCTTTTAACCTGATGTTTTGG
AACGGATGAAGAACACATTGC
ACGGAGTGATGATGGGTCTC
ACTGGCTACATGAGTTTCAGTG
AAAGGACAAAGAGGAAGGGC
ATGAAAACCAATCCAGTGCC
TCCGAACACTCTAAGTTAGCTCC
AACTCGCTTTTACCGTCGTC
CGCTAATGTGTGGTGGATTG
AGGTAGGCCCATCTCTCTCC
TGTCAGTGTGTCCACTTCGC
CACAGGAAACCGTGGCTAGA
AAAAGGACCTACCAATTTCGTG
TTCTCATGCTCCAACCACAG
TAATCGCGATCTGGATTCAC
标记名称
Marker name
BRAS029
BRMS001
BRMS003
BRMS006
BRMS019
BRMS030
BRMS033
BRMS034
BRMS037
BRMS042
BRMS042.2
BRMS046
BRMS050
BRMS051
BRMS056
BRMS088
CB10330
CB10413
CB10578
ENA2
ENA9
KBRH139B23
KBRH143D22
MR014
Na10F06
Na10G08
Na12C06
Na12D04
Na14E02
Ni4D09
OL10A02
OL10D08
Ra1F03
Ra1H11
Ra2E03
Ra2E12
Ra3D02B
Ra3D04
Ra3E05
Ra3H10
反向
Reverse
AGGTGCCAACTCATTTCTCAA
ATCTTTCTCTCACCAACCCC
CAGATGGGAGTCAAGTCAAC
ACTCGAAGCCTAATGAAAAG
GGCACAATCCACTCAGCTTT
AAGGTCTCATACGATGGGAGTG
CCTCCTTGTGCTTTCCCTGGAGACG
GAGCCAAGAAAGGACCTAAGAT
TACGCTTGGGAGAGAAAACTAT
TCGGAATTGGATAAGAATTCAA
TTCGCTTCCTTTTCTGGGAATG
ATGCGCAAACCCTAATTTTCAC
TTGCTTAACGCTAAATCCATAT
GCGGAGAGTGAGGGAGTTATGG
CGTGACGCTAGAGTAATCGAGT
ATCGGTTGTTATTTGAGAGCAGATT
ACCTGCACCAGTCATTTG
GGTGATGAAGATGACGATG
AGGCTAAGTTGAAGTGCAAG
GAAGAGAAGGAGTCAGAGATG
ATCTTCAACACGCATACCA
ATTTCCAAAACACACACGCA
TGAAGGATAATATGGTCTTGGCC
TGACGGTTGAGTGGTTGTGT
TTTTTAACAGGAACGGTGGC
TCACTGTGTTTACTTGCGCC
TAGGGCCTGTTATTCGATGG
CCTCAATGAAACTGAAATATGTGTG
GAGGGAAGACAACTGGTCTCA
TTGAAATCAAATGAGAGTGACG
GATAGCAGATGGAAGAGCCG
GAGCTGTATGTCTCCCGTGC
CAAGACGTGGAGCTGAAGTG
ACCGGAGCGGTTTACATAAC
CCAAAACTTGCTCAAAACCC
AAGAGAAACCCAATAAAGTAGAACC
AACCCAACCTCAACGTCTTG
CGACCCAAACTGAGCCATAC
GTTTCTTCCAAGCCAAGCTG
ATCAGAACAGCGACGAGGTC
基序
Motif
-
(GA)25
(CT)19
(GA)34
(GT)10
(CT)14
(CA)11
(GA)18
(CA)10
(AAT)4,(CT)4(T)2(CT)4
(GA)4,(CT)26
(GA)8(CA)1(GA)6
(AAT)4,(TC)19(TTC)3
(TC)15
(GA)13
-
-
-
-
-
-
-
-
-
(CCG)6
(CT)16
(CT)37
(CA)11
(CTAC)4211
(CT)25
(GGC)7
(CT)16
(TCCGCC)18
(GT)61
(CT)18
(GA)32
(GA)44
(AG)38
(AC)65
(GA)23
引物序列(5-3)
Primer sequence (5-3)
2141
点为偏分离热点区域(SDR) (Li et al., 2015),本研究中
发现了 4个偏分离热点区域,命名为 SDR-1、SDR-2、
SDR-3和 SDR-4 (图1),分别位于连锁群 LG3、LG4、
LG5和 LG6上。这四个热点各个热点区域中偏分离
表 2重组自交系中各株系的 SSR标记多态性位点信息
Table 2 Information of SSR polymorphic loci in RILs
多态性位点频率(%)
Frequency of polymorphic loci (%)
最低
Minimum
12.31
3.08
多态性位点名称
Name of polymorphic locus
四九-19号菜心
Sijiu-19 caixin
3T6
总计
Total
总多态性位点数
Sum of polymorphic loci
4 839
5 301
10 140
每个自交系所含有的多态性位点平均数
Mean of polymorphic loci in each RIL
37.22
40.77
78.00
最高
Maximum
96.92
87.69
图 1偏分离标记位点及热点区域在遗传图谱上的分布
注: *,**:在 0.05和 0.01水平上的显著差异; SDR:偏分离热点区域
Figure 1 Segregation distortion loci and regions in the genetic map
Note: *,**: Significance at the levels of p<0.05 and p<0.01, respectively; SDR: The segregation distortion regions
标记位点基本上偏向同一个亲本,如 SDR-1中、
SDR-2和 SDR-3中共 14个偏分离标记位点均偏向
父本“3T6”,具 8个偏分离标记位点的 SRD-4中有 7
个偏向母本“四九-19号菜心”、一个偏向父本“3T6”。
具通用性芸薹属 SSR标记在菜心 RIL群体中的偏分离分析
Segregation Distortion Analysis of Transferable Brassica SSR Marker in RIL Population of Flowering Chinese Cabbage 2142
分子植物育种
Molecular Plant Breeding
表 3菜心遗传连锁图谱中偏分离标记位点
Table 3 The polymorphic loci of segregation distortion in genetic linkage groups
标记位点名称
Locus name
Ra3D04.100
BRMS037.210
Na12C06.1200
BRMS042.2.272
Na10G08.290
BRMS006.170
BRMS042.2.256
Na12D04.290
CB10330.274
ENA9.320
BRMS046.184
Ra1F03.180
BRAS029.240
Ra1H11
OL10A02.290
BRMS046.200
Ra2E03.280
Na10F06.240
BRMS050.180
OL10A02.310
KBRH143D22
BRMS042.120
BRMS042.140
Ni4D09.230
BRMS030.230
Ni4D09.240
BRMS050.194
CB10413.480
BRMS037.200
Ra2E12.120
BRMS003.260
具亲本基因型的株系百分数(%)
Percent of the lines possessed the
parental genotype (%)
A#
3.08
20.00
23.85
24.62
24.62
26.15
29.23
33.08
34.62
34.62
35.38
39.23
60.00
60.77
60.77
61.54
65.38
65.38
67.69
68.46
70.00
72.31
73.08
75.38
77.69
79.23
80.00
83.85
84.62
86.92
87.69
B##
96.92
80.00
76.15
75.38
75.38
73.85
70.77
66.92
65.38
65.38
64.62
60.77
40.00
39.23
39.23
38.46
34.62
34.62
32.31
31.54
30.00
27.69
26.92
25.38
22.31
20.77
20.00
16.15
15.38
13.08
12.31
χ2值
χ2 value
88.13**
36.50**
27.13**
26.03**
26.03**
22.96**
16.66**
11.11**
9.77**
9.77**
8.51**
4.34*
4.16*
4.34*
4.34*
5.25*
9.37**
9.37**
13.02**
14.06**
15.67**
20.49**
21.01**
25.00**
30.36**
34.03**
36.53**
46.49**
47.27***
54.29**
56.25**
连锁群
Linkage group
LG6
LG6
LG6
LG6
LG6
LG6
LG6
LG10
LG1
LG10
LG8
LG1
LG7
LG9
LG4
LG8p
LG9
LG5
LG3
LG4
LG6
LG3
LG3
LG4
LG5
LG4
LG3
LG5
LG5
LG5
LG5
偏分离方向
Direction of skewed
B##
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
A#
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
注: A#: 3T6; B##:四九-19号菜心; *,**:在 0.05和 0.01水平上的显著差异
Note: A#: 3T6; B##: Shijiu-19 caixin; * ,**: Significance at the levels ofp<0.05 and p<0.01, respectively
2143
2讨论
2.1在菜心中具通用性的芸薹属 SSR标记
菜心是是华南地区种植面积最大的蔬菜作物之
一,但与大白菜等其它作物相比,分子标记技术在菜
心中的研究和应用工作起步较晚,且主要利用
RAPD和 ISSR等分子标记,鲜见有利用操作简单、
重现性和稳定性好的 SSR等分子标记的报道(许兰桂
等, 2012;郭培国等, 2015)。已有研究表明 SSR标记
具有在相近属、种或亚种中间存在通用性,且已在芸
薹属作物中得到应用(王炜勇等, 2013; Carvalho et al.,
2015)。据此本研究利用芸薹属白菜和甘蓝型油菜的
133个 SSR标记,筛选出 40对适用于本研究具有通
用性的 SSR标记引物组合,通用性比率达到30.08%;
并利用这些通用性 SSR标记构建出菜心的遗传连锁
图谱。这一结果表明,筛选出的具有通用性的芸薹属
SSR标记可应用于菜心的研究和应用工作。
2.2 偏分离现象与原因
分子标记位点偏分离是构建遗传连锁图时发现
的一种普遍现象,可能是有性繁殖许多特性进化的
一种重要动力(Taylor and Ingvarsson, 2003)。在水稻、
小麦及芸薹属作物白菜和甘蓝型油菜等多种作物中
均报道了这一现象(Zhang et al., 2006;刘海燕等, 2009;
丁广大等, 2012; Li et al., 2015)。本研究支持前人研
究发现的偏分离现象,定位于遗传连锁图上的 46个
标记位点中有 31个为偏分离标记位点,占总标记位
点的 67.39%。这一结果与在芸薹属作物白菜中所发
现的偏分离标记位点数占总标记位点数的 68.9%
(Zhang et al., 2006)和 70.3% (Wu et al., 2008)相近,但
高于其他一些在白菜和甘蓝型油菜研究所得的偏分
离标记位点数在 23.31%~35.3%的报道(Choi et al., 2007;
Cheng et al., 2009;张明科等, 2009;丁广大等, 2012)。
生物的偏分离往往存在多个偏分离标记位点成
簇出现在连锁图上某一特定位置,形成偏分离热点区
域(Li et al., 2015);在多种植物不同类型群体的研究中
均发现有大量偏分离热点区域,并且多数报道显示偏
分离热点区域与配子体的选择有关(刘海燕等, 2009)。
从偏分离方向来看,热点区域中的偏分离标记大多偏
向父本,表明雄配子体的选择可能是偏分离形成的主
要原因(Xu et al., 1997;赵朋等, 2014)。本研究也得出类
似的结果,连锁图中 31个偏分离标记中,61.29% (19
个)偏向父本“3T6”、38.71% (12个)偏向母本“四九-19
号菜心”;组成的 4个偏分离热点区域分布在 4个连
锁群,其中 3个偏向父本、1个偏向双亲。推测偏分离
热点区域的形成可能于配子体的选择有关,其中雄
配子体选择在本杂交组合形成合子时可能占有优
势。标记类型、群体类型和遗传搭车效应可能也扮演
着一定角色,这还需要开展进一步的研究证实。
3材料与方法
3.1供试材料及基因组的 DNA提取
菜心品种“四九-19号菜心”、“3T6”以及利用两
材料作亲本采用单粒传法建立的 130份 F6重组自交
系作为本研究的实验材料。
盆栽种植供试菜心各材料,采收 3叶期幼嫩的
叶片,选用改进 CTAB方法(李荣华等, 2009)提取各
材料的基因组 DNA,使用琼脂糖凝胶电泳和 Nan-
oDrop超微量分光光度计检测 DNA的质量和浓度,
并稀释至 10 ng/μL作为 SSR扩增的模板。
3.2 芸薹属 SSR标记引物
参照多国芸薹属基因组计划(multinational bras-
sica genome project, MBGP)网页中的 SSR标记信息
(http://www.brassica.info/resource/markers),初选出
133对 SSR标记引物组合。这些 SSR标记引物的合
成、用于 PCR 反应的 Taq DNA 聚合酶、dNTPs 及
DNA size marker均购自于生物工程(上海)有限公司。
3.3 SSR标记的 PCR扩增及检测
在 10 μL的 PCR反应总体积中,含 10 ng/μL的
DNA模板 2.0 μL,10×PCR Buffer 1.0 μL,25 mmol/L
MgCl2 0.8μL,10μmol/L正向引物 0.25 μL,10 μmol/L
反向引物 0.25μL,10mmol/LdNTPs 0.25μL,Taq DNA
聚合酶(5 U/μL) 0.15 μL,ddH2O 5.3 μL。PCR扩增是
在 ABI 9700 PCR 仪(Applied Biosystems, USA)上进
行的,PCR扩增循环反应程序为:94℃预变性 2 min,
之后按 94℃变性 45 s、适宜退火温度(每个 SSR扩增
的最适退火温度不一,在 50℃~60℃之间) 45s、72℃
1 min的 PCR程序运行 35个循环;最后再在 72℃条
件下延伸 10 min。
利用 3%琼脂糖凝胶电泳分离 PCR扩增产物,电
泳条件为 100V、40min。电泳结束后经溴化乙锭染色,
在 Bio-Rad GelDoc XR凝胶成像仪(Bio-Rad Labora-
tories Inc, USA)成像。
3.4 偏分离分析
统计各个重组自交系的扩增条带情况,有条带记
具通用性芸薹属 SSR标记在菜心 RIL群体中的偏分离分析
Segregation Distortion Analysis of Transferable Brassica SSR Marker in RIL Population of Flowering Chinese Cabbage 2144
分子植物育种
Molecular Plant Breeding
为“1”、无条带记为“0”、不清或缺失则进行重新扩增
补充数据,确保无不清或缺失条带,建立起扩增产物
原始数据矩阵。进一步将各自交系中等位位点与父本
“3T6”相同的记为“A”、与母本“四九-19号菜心”相
同的记为“B”,将各等位位点在重组自交系的分离比
率与孟德尔 1:1的分离比率进行卡方检验,发现达到
显著水平的偏分离位点并确定出偏分离的方向。
运用 MapMaker (Macintosh version 2.0)软件,用
Kosambi函数将重组率转化为遗传距离 cM,LOD值
设定为 3.0,构建出菜心的遗传连锁图。在此基础上,
以相邻的 3个或 3个以上标记位点均呈现偏分离的
区间定为一个偏分离热点区域(SDR)。
作者贡献
郭培国是该文的主要撰写人,完成资料收集和分
析,论文初稿的写作;王直亮、陈静芳、夏岩石张华、李
光光、郑岩松参与该论文的材料整理与结构设计;
Kadambot Siddique提供研究思路及 SSR相关信息;
李荣华是该研究工作的构思者及负责人,指导研究和
论文撰写工作。全体作者都阅读并同意最终的文本。
致谢
本研究由广州市属高校科技计划项目(120142-
0621)、广州市科技计划项目(2014J4100123)、广东省
自然科学基金(2015A030310136, 2015A030313500)
和广东高校省级重点平台和重大科研项目(2015KGJH
Z015)共同资助。
参考文献
Carvalho S.I.C, Ragassi C.F., Oliveira I.B., Amaral Z.P., Reif-
schneider F.J., Faleiro F.G., and Buso G.S., 2015, Transfer-
ability of microsatellite markers of Capsicum annuum L. to
C. frutescens L. and C. chinense Jacq, Genetics and Molec-
ular Research, 14(3): 7937-7946
Cheng X.M., Xu J.S., Xia S., Gu J.X., Yang Y., Fu J., Qian X.J.,
Zhang S.C., Wu J.S., and Liu K.D., 2009, Development and
genetic mapping of microsatellite markers from genome sur-
vey sequences in Brassica napus, Theor. Appl. Genet., 118
(6): 1121-1131
Choi S.R., Teakle G.R., Plaha P., Kim J.H., Allender C.J.,
Beynon E., Piao Z.Y., Soengas P., Han T.H., King G.J.,
Barker G.C., Hand P., Lydiate D.J., Batley J., Edwards D.,
Koo D.H., Bang J.W., Park B.S., and Lim Y.P., 2007, The
reference genetic linkage map for the multinational Brassica
rapa genome sequencing project, Theor. Appl. Genet., 115:
777-792
Ding G.D., Yang M., Li X.M., Shi L., and Xu F.S., 2012, Segre-
gation distortion analysis of molecular markers in RIL popu-
lation of Brassica napus, Zhongguo Nongye Keji Daobao
(Journal of Agricultural Science and Technology), 14 (2):
56-61 (丁广大,杨美,李兴美,石磊,徐芳森, 2012,甘蓝型
油菜分子标记在重组自交系群体中的偏分离分析,中国
农业科技导报, 14(2): 56-61)
Gardner K.A., Wittern L.M., and Mackay I.J., 2015, A highly re-
combined, high-density, eight-founder wheat MAGIC map
reveals extensive segregation distortion and genomic loca-
tions of introgression segments, Plant Biotechnology Jour-
nal, 1-12
Guo P.G., Xu L.G., Xia Y.S., Huang H.D., Zhang H., Zheng Y.S.,
and Li R.H., 2015, Genetic diversity analysis for germplasm
of flowering Chinese cabbage by using fluorescent mi
crosatellite-anchored fragment length polymorphism, Yuanyi
Xuebao (Acta Horticulturae Sinica), 42(2): 350-360 (郭培
国,许兰桂,夏岩石,黄红弟,张华,郑岩松,李荣华, 2015,
菜薹种质遗传多样性的荧光 MFLP标记分析,园艺学报,
42(2): 350-360)
Guo Y.W., Wu Y.Q., Anderson J.A., Moss J.Q., and Zhu L.,
2015, Disomic inheritance and segregation distortion of SSR
markers in two populations of Cynodon dactylon (L.) Pers.
var. dactylon, PLoS One, 10(8): e0136332
Li C.L., Bai G.H., Chao S.M., and Wang Z.H., 2015, A high-den-
sity SNP and SSR consensus map reveals segregation distor-
tion regions in wheat, Biomed Res. Int., 2015: 830618
Li R.H., Xia Y.S., Liu S.Z., Sun L.L., Guo P.G., Miao S.Y., and
Chen J.H., 2009, CTAB-improved method of DNA extraction
in plant, Shiyanshi Yanjiu Yu Tansuo (Research and Explo-
ration in Laboratory), 28(9): 14-16 (李荣华,夏岩石,刘顺枝,
孙莉丽,郭培国,缪绅裕,陈建辉, 2009,改进的 CTAB提取
植物DNA方法,实验室研究与探索, 28(9): 14-16)
Liu H.Y., Cui J.T., and Gao Y.M., 2009, Progress of segregation
distortion, Zhiwu Yichuan Ziyuan Xubao (Journal of Plant
Genetic Resources), 10(4): 613-617 (刘海燕 , 崔金腾 , 高
用明, 2009,遗传群体偏分离研究进展,植物遗传资源学
报, 10(4): 613-617)
Taylor D.R., and Ingvarsson P.K., 2003, Common features of
segregation distortion in plants and animals, Genetica, 117
(1): 27-35
Wang W.Y., Yu S.H., Zhang F., Shen X.L., Ge Y.Y., Yu X.Y.,
Zhang Z., and Yu Y.M., 2013, Transferability of SSR mark-
ers on Aechmea Bromeliads, Fenzi Zhiwu Yuzhong (Molec
ular Plant Breeding), 11(4): 583-587 (王炜勇,俞少华,张飞,
沈晓岚,葛亚英,俞信英,张智,郁永明, 2013,近缘属 SSR
标记引物在光萼荷属植物中的通用性,分子植物育种, 11
(4): 583-587)
2145
Wu J., Yuan Y.X., Zhang X.W., Zhao J.J., Song X.F., Li Y., Li
X.N., Sun R.F., Koornneef M., Aarts M., and Wang X.W.,
2008, Mapping QTLs for mineral accumulation and shoot
dry biomass under different Zn nutritional conditions in
Chinese cabbage (Brassica rapa L. Pekinertsis), Plant and Soil,
310(1): 25-40
Xu L.G., Xia Y.S., Li R.H., Dai W., Xu X.Q., Zhang H., Huang
H.D., Zheng Y.S., and Guo P.G., 2012, Progresses on appli-
cation of molecular markers in flowering Chinese cabbage.
Yuanyi Xuebao (Acta Horticulturae Sinica), 39(9): 1739-1748
(许兰桂,夏岩石,李荣华,戴维,徐小强,张华,黄红弟,郑
岩松,郭培国, 2012,菜薹分子标记利用的研究进展,园艺
学报, 39(9): 1739-1748)
Xu Y., Zhu L., Xiao J., Huang N., and McCouch S.R., 1997,
Chromosomal regions associated with segregation distortion
of molecular markers in F2, backcross, doubled haploid, and
recombinant inbred populations in rice (Oryza sativa L.),
Molecular and General Genetics, 253(5): 535-545
Yu S.C., Zhang F.L., Yu R.B., Zou Y.M., Qi J.N., Zhao X.Y., Yu
Y.J., Zhang D.S., and Li L., 2009, Genetic mapping and lo-
calization of a major QTL for seedling resistance to downy
mildew in Chinese cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis),
Molecular Breeding, 23(4): 573-590
Zhang F.L., Wang M., Liu X.C., Zhao X.Y., and Yang J.P., 2008,
Quantitative trait loci analysis for resistance against Turnip
mosaic virus based on a doubled-haploid population in Chi-
nese cabbage, Plant Breeding, 127: 82-86a
Zhang M.K., Zhang L.G., Gong Z.H., and Hui M.X., 2009, Con-
struction and analysis of a molecular genetic map of Chinese
cabbage, Fenzi Zhiwu Yuzhong (Molecular Plant Breeding),
7(1): 82-88 (张明科,张鲁刚,巩振辉,惠麦侠, 2009,大白菜
分子连锁图谱的构建与分析,分子植物育种, 7(1): 82-88)
Zhang X.W., Wu J., Zhao J.J., Song X.F., Li Y., Zhang Y.G., Xu
D.H., Sun R.F., Yuan Y.X., Xie C.H., and Wang X.W.,
2006, Identification of QTLs related to bolting in Brassica
rapa ssp. pekinensis (syn. Brassica campestris ssp. pekinen-
sis), Agricultural Science in China, 5: 265-271
Zhao P., Li T.T., Zhang Y.Y., Wang N., Li C.L., and Wang Z.H.,
2014, Detection of wheat chromosome segregation distor-
tion region using SNP markers and RIL population of Ning
7840/Clark , Meili Zhaowu Xuebao (Journal of Triticeae
Crops), 34(11): 1453-1458 (赵朋, 李婷婷, 张芸芸, 王娜,
李春莲,王中华, 2014,利用 SNP标记和宁 7840×Clark重
组自交系(RIL)群体检测小麦染色体偏分离区域,麦类作
物学报, 34(11): 1453-1458)
具通用性芸薹属 SSR标记在菜心 RIL群体中的偏分离分析
Segregation Distortion Analysis of Transferable Brassica SSR Marker in RIL Population of Flowering Chinese Cabbage 2146