制干鲜食兼用品种改良岗位
王勇 李玉玲 苏来曼·艾则孜 伍国红 孙锋
葡萄是我国特色林果产业的重要经济作物,其果实品质改良亟需对关键性状进行精准鉴定。传统形态学鉴定方法周期长且易受环境影响,而竞争性等位基因特异性 PCR (KASP) 技术凭借其高通量、低成本和高度准确性优势,已成为作物分子标记辅助育种的核心工具。
新疆作为我国葡萄主产区,拥有极为丰富的种质资源。但针对这些种质资源关键品质性状的系统性分子鉴定研究仍显不足。本研究将结合 KASP 分子分型技术与表型精准评价,系统解析 32 份代表性新疆葡萄种质的遗传特征,旨在为当地葡萄品种的遗传改良与高效选育提供理论依据。
1 材料与方法
1.1试验时间、地点、试材
试验于2024-2025年在新疆维吾尔自治区设施农业和特色农业研究发展中心分子实验室和葡萄制干鲜食兼用品种改良课题实验室进行。32份葡萄品种(系)材料均取自新疆维吾尔自治区设施农业和特色农业研究发展中心葡萄资源圃,详情见表1和图1。叶片样品经液氮速冻后保存于-80℃,采用CTAB法提取基因组DNA,定量稀释至20 ng/μL备用。
1.2 KASP标记引物与检测
通过查阅文献, 获得葡萄玫瑰香味性状KASP 标记引物VvDXS_SL(北京市农科院林果所孙磊老师)、无核性状KASP 标记引物KASP_VviAGL11(西北农林科技大学 王富强博士)、果皮色泽性状KASP 标记引物KASP_g6(郑州果树所孙磊老师,由广州固德生物技术有限公司合成和测定,见表2。
检测体系参照王富强等优化的方法:反应体系(10 μL):2× KASP master mix 5 μL,10 μM引物混合物0.5 μL,DNA模板4.5 μL。
PCR程序:95℃预变性5 min;95℃变性5 sec→58℃退火/延伸20 sec(45循环);30℃荧光扫描30 sec。
分型判定:FAM荧光代表等位基因1纯合,HEX代表等位基因2纯合,双荧光信号为杂合子,NTC表示无DNA模板对照。
1.3 数据处理
试验数据通过Excel h和spss软件进行处理和作图。
2 结果与分析
2.1 无核性状(VviAGL11)分型
对32份葡萄材料的VviAGL11基因分型显示(表3,图2),31份成功分型。其中,18个已知无核品种(系)无核白、无核紫、火焰无核、紫子奶、黑瑰香、SP790、甜蜜蓝宝石、苏67、无核白鸡心、昆香无核、中国红玫瑰、火州翠玉、无核翠宝、紫甜无核、SP910、SP715、SP312、碧香无核基因型主要为杂合型(A:C),符合典型无核性状的分子标记特征;但无核品种黑指表现为纯合FAM型。12个有核品种(系)新郁、红地球、里扎马特、东方美指、美人指、阳光玫瑰、绿洲宝石、意大利、玫瑰香、SP1015、SP10140、SP0201基因型为纯合HEX型,与预期表型一致。无核品系SP427,分型未为成功。该结果表明VviAGL11标记对无核(杂合型和纯合型)和有核(纯合HEX型)品种的分型具有高度准确性,黑指作为纯合FAM型的无核品种,在无核葡萄育种上具有重要的利用价值。
2.2 葡萄玫瑰香味性状(VvDXS_SL)分型
对32份葡萄材料的VvDXS_SL基因分型结果如表4和图3显示,28份成功分型。其中,12份FAM纯合无香味型品种红地球、里扎马特、东方美指、美人指、无核白、无核紫、火焰无核、紫子奶、黑指、黑瑰香、甜蜜蓝宝石和FAM纯合草莓香型品系SP715,基因型与无香/淡草莓香表型完全一致(100%);14份杂合基因型品种阳光玫瑰、意大利、玫瑰香、SP1015、SP10140、SP0201、苏67、无核白鸡心、昆香无核、中国红玫瑰、火州翠玉、无核翠宝、SP910、SP312,表现为预期的玫瑰香味;然而,SP790和紫甜无核虽同为杂合基因型,却呈现青草香味,导致杂合型总体表型一致性为87.5%。新郁等4份材料未能分型,可能与VvDXS启动子区变异或引物效率有关。该结果表明VvDXS_SL标记对葡萄玫瑰香型(杂合)和无香型(纯合)分型具有较高准确性。
2.3 果皮色泽(g6)分型
对32份葡萄材料的g6标记(Chr2:15988491)分型显示(见表5和图4),28份成功分型。HEX型(深色系)6个品种(系)均表现为紫黑/红紫表型,表型关联率100%;杂合型11个品种(系)均稳定呈现粉红至紫红过渡色系,表型关联率100%;FAM型(浅色系)11份材料中,除里扎马特表现为粉红色外,其余10份均为黄/绿色,表型关联率90.9%。绿洲宝石等4份未分型成功。该结果表明g6标记对深色系HEX型和过渡色系杂合型果皮具有高度预测能力,而对浅色系FAM型的预测准确性较高(90.9%),但里扎马特的粉红色表型表明,在特定遗传背景下,g6位点的FAM基因型可能不完全抑制花青素合成,导致浅色系中出现非典型的着色表型。
3 结论
该研究基于KASP标记对32份新疆葡萄种质资源的无核、玫瑰香味及果皮色泽性状进行基因分型。VviAGL11标记对无核性状分型准确率达94.1%,并发现一例纯合无核基因型(黑指),具重要育种价值。VvDXS_SL标记对玫瑰香味杂合型(G/T)检出率为87.5%,表型一致性100%,但存在青草香型假阳性现象。果皮色泽标记g6对深色系(HEX型)和过渡色系(杂合型)表型预测准确率达100%,浅色系(FAM型)为90.9%。综上,KASP标记可用于葡萄重要性状的早期、高通量筛选,推荐在分子育种中结合表型验证以提升选择准确性。