制干鲜食兼用品种改良岗位
王勇 孙锋 李玉玲 苏来曼·艾则孜 伍国红 郭平峰
新疆是我国重要的葡萄种植区域,面积和产量均居于全国首位,同时拥有丰富的种质资源。葡萄主要通过枝蔓扦插、绿枝嫁接等无性繁殖的方式进行苗木繁育和生产应用,一些小型育苗企业或果农根据自己的意愿随意给苗木命名,导致“异品同名”或“同品异名”现象严重,给苗木市场经营和果农生产造成了很大的影响,甚至产生了一定的经济损失。新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所几十年来不断在全疆开展葡萄种质资源普查、收集与保存工作,目前已收集疆内大多数地方品种资源,现选择6组地方品种资源利用SSR标记对其亲缘关系进行鉴定研究,为品种资源的区分和新疆地方品种资源的利用提供参考数据。
1 材料与方法
1.1 植物材料
试验材料来自新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所葡萄种质资源圃,为4年生6组新疆主要栽培品种19个近似品种,详情见表1。
1.2 引物
引物为课题组前期以107份葡萄种质资源为材料筛选出的15对SSR标记,详情见表2。
1.3 试验方法
1.3.1 葡萄基因组DNA的提取
参照CTAB改良法提取葡萄试材基因组DNA;通过琼脂糖凝胶电泳检测提取的试材基因组DNA的浓度和纯度;将DNA溶液分为两份,一份放入摄氏度-20℃冰箱里长期保存,一份放入摄氏度4℃冰箱备用。
1.3.2 反应体系
使用PCR反应体系为:2×Taq Mix酶10μL,SSR双引物混合液(10μM/mL)0.8μL,模板(20ng/μL)2.0μL,dd H2O 7.2μL,总反应体系为20μL,PTC-100型PCR仪上进行反应。扩增程序参照王勇等的方法,在操作中根据各引物差异进行体系优化。
1.3.3 PCR产物的检测
利用2%的琼脂糖凝胶对扩增的PCR产物进行水平电泳检测,若有扩增结果不理想的,需要进行补充,然后由生物技术公司通过毛细管电泳检测产物片段种类和大小。
1.3.4 结果分析
用Excel软件处理数据,利用NTSYSpc2.10s软件绘制遗传距离矩阵和亲缘关系树状图,进行亲缘关系分析。
2 结果分析
2.1 六组新疆地方品种的亲缘关系
如表3所示,15对SSR标记在6组新疆地方品种组中扩增的位点基因和等位基因的数量存在很大差异。扩增基因数在26~58之间,其中马奶子近似品种最多为58个,无核白近似品种最少为26个。6组新疆地方品种组中每一组合所有品种具有的相同基因的比率在6.90%~100%之间,其中无核白近似品种和木纳格近似品种的最高,值均为100%,马奶子近似品种的最低,值为6.90%,其次为和田地方品种的,值为8%。扩增等位基因数在15~51之间,其中马奶子近似品种最多为51个,无核白近似品种最少为15个。6组新疆地方品种组中每一组合所有品种具有的相同基因的比率在0%~100%之间,其中无核白近似品种和木纳格近似品种的最高,值均为100%,马奶子近似品种的最低,值为0。这说明6个组合每个组合品种间的亲缘关系存在很大差异,亲缘关系差异大小顺序为马奶子近似品种>和田地方品种>喀什喀尔近似品种>无核白鸡心近似品种>木纳格近似品种=无核白近似品种。
2.2 新疆地方品种亲缘关系分析
2.2.1 无核白5个近似品种亲缘关系分析
无核白、长穗无核白、长粒无核白、大粒无核白、香蕉王的遗传距离和相似系数如图1所示。5个品种的遗传距离为0,相似系数为1,这说明长穗无核白、长粒无核白、大粒无核白、香蕉王应为无核白的营养系,在15个SSR标记基因位点上不存差异。
2.2.2 马奶子5个近似品种亲缘关系分析
马奶子、夏马奶、红马奶、紫马奶、里扎马特的遗传距离和相似系数如图2所示。就遗传距离而言,遗传距离最近的是马奶子与夏马奶的,值为0.0182。其次为红马奶与紫马奶的,值为0.6689,最远的为里扎马特与紫马奶的,值为1.2509,其次为红马奶与夏马奶的,为1.0296,其它品种间的值,居于中间。就相似系数而言,相似度最高的为马奶子与夏马奶,值为0.98。其次为马奶子与里扎马特,值为0.538。相似度最低出的系数为0.46,在此处将5个品种分为两类。一类为马奶子、夏马奶、里扎马特,另一类为红马奶、紫马奶。在相似系数0.538处将里扎马特与马奶子、夏马奶分开。在相似系数0.564处将红奶子与紫马奶分开。这说明,5个品种中马奶子与夏马奶存在较高的亲缘关系,与其它品种及其它品种间的亲缘关系较远,为不同类型品种,可能因果实性状类似马奶而命名。
2.2.3 和田红等3个地方品种亲缘关系分析
图3 表明和田地区的3个品种的遗传距离较远,相似系数较小。其中和田红与和田绿、和田黄的遗传距离分别为0.9163、1.2526,和田黄与和田绿的遗传距离分别为0.8006。和田红与和田绿、和田黄的相似系数约为0.35,和田绿与和田黄的相似系数为0.46。这说明3个品种可能为不同类型品种。
2.2.4木纳格2个近似品种亲缘关系分析
2.2.5 无核白鸡心2个近似品种亲缘关系分析
图5表明无核白鸡心与香妃无核白鸡心的遗传距离为0.5577,亲缘关系相似系数为0.56。这说明两者的亲缘关系较远,不是同一品种。
2.2.6 喀什喀尔与花叶哈什哈尔亲缘关系分析
图6表明喀什喀尔与花叶哈什哈尔的遗传距离为0.8210,亲缘关系相似系数为0.28。这说明两者的亲缘关系较远,为不同品种。
3 结论
本研究利用15对葡萄基因组SSR标记引物对6组19个新疆主要栽培葡萄品种植株DNA基因位点的基因型进行了测定与分析。6个组合每个组合品种间的亲缘关系差异较大。其中无核白近似组合和木纳格近似组合的亲缘关系最近,马奶子近似品种组合的亲缘关系最远,喀什喀尔近似品种组合次之。
在无核白近似组合中5个品种的亲缘关系相同,可能为同一品种或无核白及无核白芽变。在马奶子近似组合中马奶子与夏马奶关系近似,其它品种间关系较远,认为是不同品种类型,可能因果实性状类似马奶而命名。和田红、和田绿、和田黄等3个品种为不同品种。绿木纳格和红木纳格可能为同一品种或其中一个为另一个的芽变类型。无核白鸡心与香妃无核白鸡心为不同品种。喀什喀尔与花叶哈什哈尔为不同品种。
本研究仅利用15对SSR标记对试验材料的对应位点的基因型进行了分析,存在一定局限性,下一步需要通过植物学性状、果实性状和进一步基因分析进行验证。