李品種的RAPD分析

第25卷第4期中南林學(xué)院學(xué)報Vol. 25 No. 42005年8月JOURNAL OF CENTRAL SOUTH FORESTRY UNIVERSITYAug. 2005[文章編號] 1000- 2502(2005)04-0046- 04李品種的RAPD分析.黃曙光'，烏云塔娜2*，譚曉風(fēng)2.3(1.吉首大學(xué)師范學(xué)院生物系,湖南吉首416000; 2.中南林學(xué)院經(jīng)濟林育種與栽培國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗室,湖南長(cháng)沙410004;3.中南林學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,湖南長(cháng)沙410004)[摘要]從96條S系列RAPD引物中篩選出能穩定擴增并具有多態(tài)性的13條引物,對25個(gè)李品種進(jìn)行了RAPD分析.結果表明，只用S17、S459和S1169等3條引物就能鑒別出所供試的25個(gè)李品種.利用PopGene軟件中的UPGMA方法對供試25個(gè)李品種進(jìn)行分子聚類(lèi)分析,取LD=0.45,可將這25個(gè)李品種分為8類(lèi).[關(guān)鍵詞]李; 品種; RAPD;分子鑒別;分子分類(lèi)[中圖分類(lèi)號] S662. 3;Q523[文獻標識碼] ARAPD Analysis of Plum CultivarsHUANG Shu-guang'，WUYUN Ta-na', TAN Xiao feng2(1. Dept. of Biology, School of Normal, Jishou University, Jishou 416000，Hunan, China;2. The Key Lab. of Non- wood Forest Product of Forestry Ministry of CSFU, Changsha 410004. Hunan, China;3. School of Resources and Environment, Central South Forestry University, Changsha 410004, Hunan, China)Abstract: In this research 13 primers were selected from 96 random ones which could be success flly used for amplifying the DNA of25 plum cultivars and showing polymorphism. We could identify each cultivar by DNA fingerprints and the characteristic bands.Among them，the above- mentioned cultivars could be distinguished only with S17, S459 and S1169. In the same time 25 cultivarswere taken for cluster analysis by using the way of UPGMA and PopGene software, and when LD was 0. 45, the cultivars could beclassified into 8 categories.Key words : plum; cultivars; RAPD; molecular identification ; molecular classification李是薔薇科李屬PrunusL..植物,該屬大約有30余種,分布于北半球氣候溫和的地帶，其中我國有8種和4個(gè)變種,中國是李屬植物的起源中心和分布中心之一.中國李原產(chǎn)于我國長(cháng)江流域及西北一帶,是我國栽培最早的果樹(shù)之一,迄今已有3000年以上的栽培歷史.目前,我國栽培的李屬果樹(shù)有8個(gè)種,800多個(gè)品種,其中,主要栽培的有中國李、日本李、杏李、櫻桃李、美洲李和歐洲李6個(gè)種,約100多個(gè)品種[1~5].我國李資源豐富,分布范圍很廣,在北緯21°00'~7220'之間李都能正常生長(cháng)發(fā)育.但過(guò)去李栽培一直不被重視，管理粗放,產(chǎn)量低,質(zhì)量差,經(jīng)濟效益遠比不上蘋(píng)果梨等大宗水果.近年來(lái),隨著(zhù)人民生活水平的提高,對水果的多樣化的需要,帶動(dòng)了小水果生產(chǎn),尤其是國外優(yōu)質(zhì)李在國內水果市場(chǎng).上賣(mài)價(jià)比蘋(píng)果、梨高出數倍的比價(jià)效應,更是刺激果農發(fā)展李的步伐.近幾年來(lái),國外優(yōu)良李品種大量引入國內,加上國內原有的品種，為李的發(fā)展提供了豐富的種質(zhì)資源,但也由此帶來(lái)苗木市場(chǎng)上的良莠混雜和品種不清的問(wèn)題,特別是在國外李的引種栽培中,品種的命名比較混亂,同物異名現象十分嚴重6°].區| 中國煤化工態(tài)學(xué)方法外,近年來(lái)分子生物學(xué)的發(fā)展,特別是RAPD技術(shù)在品種鑒別和分類(lèi)中的YHCNMHG統發(fā)育及資源保存提供了更為科學(xué)的依據[7.8].[收稿日期] 2005-05-27[基金項骨數家科技基礎條件平臺工作項目“林木種質(zhì)資源標準化整理、整合及共享試點(diǎn)”(編號:2004BKA30400).[作者簡(jiǎn)介]黃曙光(1960- -),男,湖南吉首人,講師,農學(xué)士.主要從事植物學(xué)教學(xué)和分子生物學(xué)科研.第4期黃曙光等:李品種的RAPD分析471材料與方法1.1材料實(shí)驗于2003年3月~11月在中南林學(xué)院經(jīng)濟林育種與栽培國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗室進(jìn)行.供試的25個(gè)品種(見(jiàn)表1)采自吉首市無(wú)毒果樹(shù)苗圃和中南林學(xué)院苗圃.1.2方法表125 個(gè)參試李品種及代號Table 1 Codes for 25 plum cultivars葉片DNA的提取采用改良的CTAP編號品種來(lái)源I編號來(lái)源編號來(lái)源法'9進(jìn)行,提取的DNA樣品經(jīng)核酸蛋白檢奧得羅達A116樂(lè )樂(lè )香B19李王測儀檢測濃度和純度達到要求后,置于奧李14 A| 1:安哥諾A2(奈李奧李71 A|1玫瑰皇后A21美國大李-20C下保存備用.PCR擴增采用15 μL大石早生B2) || 1:黑寶石A22蓋縣大李的反應體系,其中包括: Taq酶(5 U●大石中生F藍寶石23衡山白糖李C早美麗| 15紫(黑)琥珀A24半苦李μL-1) 0. 15 μlL, MgCl2(25 mmol●L-I)總統皇家寶石A2麥李1.5 uL,10XPCR緩沖液1.12 uL, dNTP蜜斯李秋姬(10 mmol●LI) 1 μL,引物(16.5 ng●蘋(píng)果李3)|1先鋒uL-I) 1.3μL,模板DNA (10ng●μL-I)1)A表示為布朗李(美國為主)品種;2)B表示為日本品種;3)C表示為中國品種.1 pL,加入ddH2O使至終體積為15 pL. PCR試劑均購自上海生工. PCR反應在德國產(chǎn)9600型PCR儀上進(jìn)行.反應程序參照程中平[8等:94 C變性2 min,36 C退火1 min, 72 C延伸2 min,1次循環(huán);94 C變性1 min,36 C退火1 min, 72 C延伸2 min ,40次循環(huán);94 C變性1 min,36 C退火1 min, 72 C延伸10 min,1次循環(huán).擴增產(chǎn)物在質(zhì)量分數為1.4%的瓊脂糖凝膠上電泳分離,經(jīng)EB染色后,在美國產(chǎn)BIORAD凝膠光密成像掃描儀上觀(guān)察、照相,以2DNA酶切片段標準分子量標記為參照,確定各分子標記的分子量大小.擴增譜帶按有(1)和無(wú)(0)記錄，計算任意兩個(gè)品種的相似系數,使用軟件PopGene32中的二倍體分析程序,采用UPGMA方法,對25個(gè)李品種進(jìn)行聚類(lèi)分析.表2篩選引物的序 列2結果與分析Table 2 Alignment of selected primers引物名稱(chēng)序列2.1 RAPD-PCR 擴增.S17AGGGAACGAGS1168ACCCCCACACS21CAGGCCCTTCS1169GTGGTCCAGA從96個(gè)S系列的隨機引物中篩選出13個(gè)S51AGCGCCATTGS1172GTCTTACCCC引物(見(jiàn)表2),對供試的25個(gè)李品種進(jìn)行PCRS65GATGACCGCCS1173TGAAGCCCCT擴增.結果表明,選中的13條引物均可擴增出S167CAGCGACAAGS1178GTCGTCGACAS459GGTGCACGTTS1363GGCTGTGTGG譜帶大小在200~2300 bp之間的片段,并在供S1161AACTGGCCCC試的25個(gè)李品種間存在高度多態(tài)性,圖1是引物S1169的擴增產(chǎn)物DNA指紋圖.2.2李品種的分子 鑒別.所篩選的13種引物,對參試品種進(jìn)行RAPD-PCR擴增后,得到了13張DNA指紋圖譜和154個(gè)位點(diǎn)上擴增出條帶,其中多態(tài)性位M123456 7 8 9 1011 1213141516 M17 18192021223 M 2425點(diǎn)138個(gè),多態(tài)性達89. 61%,每個(gè)引物擴增位圖1 S1169中國煤化工故字對應品種編號見(jiàn)表1.M .點(diǎn)平均位11.85個(gè).代表NMHCNMHG表3是利用13種引物對25個(gè)供試李品種Fig. 1 Amplification results of primer S1169 to the 25 plumcultivars (Numbers refer to the cultivars listed in table 1)的鑒別結果.由表3可以看出,每種引物均可鑒別出11~H舍號種,13種引物對25個(gè)供試李品種的分子鑒別效率在44%~84%之間.由表3還可知,篩選出.的任何-種引物均不能全部鑒定出所有的品種.選擇不同的引物組合,可以鑒別出所有的供試品種,其中只用中南林學(xué)院學(xué)報第25卷引物組合S17、S459和S1169就可以鑒別出所有的供試品種,這說(shuō)明分子鑒別的高效性和可用性.表3篩選的引物對25個(gè)李品種的鑒定結果Table 3 Identification results for the 25 plum cultivars by the selected primers引物可以鑒定的不能鑒定的鑒別效率不能鑒定的鑒 別效率品種的編號/91,5,7,8,9,10,12,13,1.4,5.6.7.8,9,10,2,3,11,14.S6515.16.17,18.19,20.2.3,11.14.24 .7:S167218.20,2421 ,22.23.2519,21,22.23,25 .1.2,4.5,6,7.8,9,1.3.4.6.7.8,9.10.2.5,11,17.S117311.12.13.14.15.17.3.10,16.18.24.2576S116112.13.14.15.19.20.24，;819,20,21 ,22.23,16,21,22,23,251.2.3.5.8.9.10,11.1.3.4.5.6,7 ,8.10，2,9,11,S45912,14,15.17,18,19,4.6,7,13,16,8(S116812,14,16,17,18，13,15,20,2520,21,22.23,24.2519,21,22,23,241,2,6,7,10,11,12，1,2,3.4,5.6,7,8.9,S1713,14.15.16,17,18，3,4,5.8.9,19.2072S116911,12,14,15,16,17.10,13,20,2121.22.23,24.2518.19,22.23.24.251,4,5.6.7.8,9，4,6.7.8,10,11，S2110.12.13.15.17.18.2,3,11.14,16.20S511.2.3.5.9.12.13,15.16.17.18，4414.19.21.24.2519,21 ,22 ,23,24,2520，22,23,2.4.5.6.7.8.9.10,1.4.5.6.7.8.9.10,S1172 .1,3.1,15,19,247S1 36311,13.16. 18, 19,2,3.12.14.12,13,14 16,17 ;18，11+13.16.18.19，15,17,21,24,20,21.22,23.2520,22.23.251.4,5.6.7.8,9,3,11,14,S117810,12.13+15，16,20,22.617,18,19,21.2324,252.3 聚類(lèi)分析根據DNA擴增結果的統計分析,得到這25個(gè)品種間的遺傳距離和相似系數,其中遺傳距離為0.2432~0.8398,而相似系數在0.4545~0.7500之間.用遺傳距離進(jìn)行UPGMA聚類(lèi)分析,構建了25個(gè)品種的遺傳關(guān)系圖(見(jiàn)圖2).在LD=0.45處劃等值線(xiàn),可以將參試品種劃分為8類(lèi):①奧得羅達、早美麗、李王、樂(lè )樂(lè )香、總統、蜜斯李、大石早生和大石中生;②玫瑰皇后、黑寶石、藍寶石、紫(黑)琥珀;③秋姬、蘋(píng)果李、蓋縣大李、衡山白糖李、美國大李和麥李;④安哥諾;⑤先鋒;⑥奈李;⑦半苦李;⑧皇家寶石、澳李14和澳李71.0.80.60.40.223162420181125232221917 13151412548710196 1李晶種編號圖225個(gè)李品種的RAPD聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖Fig. 2 Tree diagram for 25 plum cultiv中國煤化工第①類(lèi)雖都屬于布朗李系列品種,但都具有中國基因、如CNMH和大石中生屬日本李品種,日本李是從中國引入的;蜜斯李是中國李與櫻桃李在新西三雜父育成;奧侍歹達1是由中國李和北美其他李雜交育成;總統則還含有歐洲李的基因.第②類(lèi)的黑寶石是由美洲李Nubiana與來(lái)源不詳的Guviota雜交育成的,Nubiana是由中國李和美洲李雜交后代育成的11;玫瑰皇后由安皇后與圣玫瑰雜交而來(lái).紫(黑)琥珀是由黑寶石務(wù)移嫂暑后雜交而成，從聚類(lèi)來(lái)看藍寶石與黑寶石有較為緊密的親緣關(guān)系.第③類(lèi)都屬中國李,但秋.姬是在日本育成的,美國大李是在美國育成的.第④類(lèi)的安哥諾和第⑤類(lèi)的先鋒來(lái)自美國,其親本不詳.第⑥類(lèi)第4期黃曙光等:李品種的RAPD分析19奈李是中國李的一個(gè)變種.第⑦類(lèi)半苦李為中國李原生的比較古老的品種.第⑧類(lèi)澳李14、澳李71和皇家寶石也屬布朗李品種，但澳李14和澳李71是在澳大利亞育成,由于其含有中國李基因,通常又被劃為中國李品種6.4~16];而皇家寶石原產(chǎn)美國,是否也含有中國李基因,有待進(jìn)一步研究,從聚類(lèi)可以看出它們似乎都含有相似的國外李基因.半苦李果小、味苦澀,沒(méi)有商品價(jià)值,在當地處于半野生狀態(tài);奈李又是中國李的一個(gè)變種,它們各自成-類(lèi),沒(méi)有與其他中國李聚在一起,是因為它們的遺傳差距過(guò)大的緣故.李王、大石早生等日本品種是在日本育成的,澳李14和澳李71是在澳大利亞育成，由于親本的長(cháng)期隔離或栽培育種途徑不同,其遺傳基礎與中國李的鄉土品種比較已發(fā)生了很大變化;至于它們也不能聚為一類(lèi),很可能與其育種材料不同有關(guān).其余品種主要為在美國育成的布朗李系列品種.布朗李系國外李的統稱(chēng),但在分子分類(lèi)中卻不能聚為一類(lèi),這與布朗李品種的親緣關(guān)系和來(lái)源復雜有關(guān).就其親緣關(guān)系來(lái)說(shuō),它融入了中國李、日本李、歐洲李、美洲李、杏李或櫻桃李等的基因,是通過(guò)上述物種的自然雜交或人工雜交選育而成的.從上可以看出,李品種尤其是國外李品種雜交的親本來(lái)源十分復雜,至今仍不清楚，有待深入研究;但從本研究來(lái)看,有不少布朗李品種含有中國李的基因,尤其是日本品種與中國品種之間的親緣關(guān)系很近.3結.論(1)本實(shí)驗從96種隨機引物中篩選出13種多態(tài)型引物,可用于李品種的多態(tài)性研究和分子鑒別.(2)對25個(gè)李品種的RAPD分析結果表明,李品種間的遺傳多態(tài)性很高,達89.61%;并建立了這25個(gè)品種的指紋圖譜,用不同的引物組合、結合品種特征帶可以鑒別所有的參試品種,為李品種的登錄、分子分類(lèi)和分子鑒別提供了-定的科學(xué)依據.(3)根據RAPD分析結果對參試的25個(gè)品種進(jìn)行的聚類(lèi)分析,聚類(lèi)結果基本符合各品種之間的親緣關(guān)系,為這些品種進(jìn)-步遺傳改良提供了選配育種親本的依據.[參考文獻][1]俞德浚.中國果樹(shù)分類(lèi)學(xué)[M].北京:農業(yè)出版社,1979.[2] 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