枸杞品种(系)分子鉴定及亲缘关系分析

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枸杞(Lycium bararum L.)是隶属茄科(Solanaceae)枸杞属(lycium)的一种多年生落叶分枝小灌木。它是我国重要的药用观赏植物植物之一,具有较高的药用价值、食用价值和观赏价值。本研究以35个枸杞品种(系)为材料,选用鉴定能力最强且具有广泛应用价值的SRAP和SSR技术,探索在枸杞品种(系)的标记特征及其在品种(系)鉴定和遗传关系推测方面的应用,旨在为枸杞杂交育种亲本选择、品种鉴定、新品保护和品种分类等提供理论参考和技术指导。其主要研究结果如下:1.枸杞SRAP和SSR技术体系的建立和优化(1)建立了枸杞SRAP反应体系(20μL):1.5mmol·L-1Mg2+、1×PCR buffer、50ng DNA模板、0.3mmol·L-1dNTPs、0.3μmol·L-1引物和1.0U Taq DNA聚合酶。枸杞SRAP-PCR扩增程序是:94℃预变性3min;94℃变性1min,35℃退火1min,72℃延伸2min,5个循环;94℃变性1min,50℃退火1min,72℃延伸2min,35个循环;循环结束后,72℃延伸7min,4℃保存。(2)建立了枸杞SSR反应体系(20μL):1.5mmol·L-1Mg2+、1×PCR buffer、50ng DNA模板、0.2mmol·L-1dNTPs、0.2μmol·L-1引物和1.0U Taq DNA聚合酶。枸杞SSR-PCR扩增程序是:94℃预变性3min;94℃变性30s,50℃复性30s(不同引物设定不同的退火温度),72℃延伸1min,34个循环;循环结束后,72℃延伸7min,4℃保存。2.基于SRAP技术的枸杞品种(系)鉴定及其亲缘关系分析(1)SRAP多态性结果:10对SRAP引物在35个枸杞品种(系)中共扩增出49条带,平均每对引物扩增出4.9条,其中43条为多态性(87.7%),每对引物扩增多态性的条带数介于16之间,平均为4.3条。多态性比率范围在50%(Me1/Em4)100%(Me2/Em5,Me3/Em6和Me6/Em1)之间。(2)SRAP分子鉴定结果:选用10对SRAP引物组合,每对引物组合鉴定效率和能够区分的品种(系)的数目不同。引物Me3/Em6和Me4/Em2组合的鉴别效率最高为20%,能够区分品种数为7个;引物Me1/Em4鉴别效率最低为2.8%,仅能够区分品种数为1个。所有引物相互组合可鉴别18个品种(系)。没有检测到完全区分所有供试品种(系)的单引物组合。(3)SRAP标记聚类结果:在遗传相似系数以0.82为阈值时,将供材料分为6大类群,其中第Ⅰ大类群中包括27份种质材料,主要是宁夏枸杞栽培品种和09品系,另外黄果枸杞与黑果枸杞也聚类在这一大类;第Ⅱ类群中包括了2份种质材料,它们是新疆枸杞和白花枸杞;第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类群中各有1份种质材料,它们依次是云南枸杞、柱筒枸杞和蔓生枸杞;第Ⅵ类群中包括2份种质材料,它们是中国枸杞和北方枸杞。SRAP聚类结果与植物形态聚类结果基本相符合。3.基于SSR技术的枸杞品种(系)鉴定及其亲缘关系分析(1)SSR多态性结果:10对引物在35个枸杞品种(系)中共扩增出65条带,其全部为多态性条带,平均多态性比率高达100%。每对引物扩增多态性条带数介于312条之间,平均为6.5条。其中引物SF30扩增出条带数最多,为12条,其次为引物SF80为11条,而引物SF21和引物SF68扩增条带数最少,均为3条。多态信息含量(PIC)的变化范围在0.4030.806之间,平均为0.630,其中引物SF80的PIC值最高为0.806,引物SF11的PIC值最低为0.403。(2)SSR分子鉴定结果:筛选出10对SSR引物鉴别品种数在314个之间,鉴别效率范围在8.5%40%之间,其中引物SF30的鉴别效率最高为40%,可区分品种(系)数14个,引物SF11和引物SF21的鉴别效率最低均为8.5%,可鉴别的品种数3个。(3)SSR标记聚类结果:以遗传相似系数0.68为阈值,将供试材料划分为6大类群,第Ⅰ大类群包括30份种质材料,其主要也多为宁夏枸杞栽培品系(6份)和09品系(20份),另外包括4份枸杞野生种,是黄果枸杞、黑果枸杞、新疆枸杞和白花枸杞;第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ、第Ⅴ和第Ⅵ大类群各有包括1份种质,它们依次是云南枸杞、柱筒枸杞、蔓生枸杞、北方枸杞和中国枸杞。4. SRAP和SSR的标记在枸杞品种(系)鉴定及其应用比较在枸杞品种(系)分子鉴定中,SSR引物对的最大鉴别效率大于SRAP;每对SSR引物扩增多态性带数比SRAP多;基于SSR标记计算的遗传相似系数范围值比基于SRAP计算的遗传相似系数范围值大。因而,SSR技术在鉴定枸杞品种(系)可靠性和实用性比SRAP好,更好地揭示枸杞种质遗传多样性。
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