柑桔DNA指纹图谱库的构建与分析

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柑桔是世界第一大水果,全球种植面积670万公顷,年产量1.1亿吨,年贸易额234亿美元,是仅次于小麦、玉米和大豆的第四大国际贸易农产品。我国是世界上柑桔栽培面积最大的国家,柑桔总产量1790万吨,居世界第二位,仅次于巴西,年经济产值455亿元。种苗是柑桔生产的源头,种苗质量直接影响到柑桔的产量、质量和种植效益,是柑桔产业可持续发展的关键影响因素之一。近30年来,国外培育出上百个柑桔新品种,我国通过引、选、育,也获得了数十个柑桔优良新品种。但是,目前我国柑桔种苗行业管理制度还不够完善,以劣充优,以假乱真现象时有发生,不仅损害了种植者的利益,也对柑桔产业的健康发展构成了极大的威胁。随着我国加入WTO和国际植物新品种保护联盟(UPOV),以及《植物新种保护条例》等有关育种者权利保护法规的颁布实施,涉及作物品种权争议和育种者权益的事例逐年增加,植物新品种保护问题更加突出。因此,建立一套快速准确的柑桔种苗纯度和真实性早期鉴定技术体系,对防止假冒伪劣种苗进入市场、切实维护果农利益、保护育种工作者的权益都显得日益重要。本研究通过PCR反应体系优化、引物筛选和标记筛选,建立了一套适合于柑桔DNA指纹图谱库构建的技术体系,利用该体系对126个柑桔品种(包括宽皮柑桔、甜橙、杂柑、柚类和柠檬)进行分析,构建了93个品种的DNA指纹图谱和标准指纹图谱库,为柑桔种苗纯度和真实性鉴定奠定了基础。主要结果如下:1适合于柑桔分析分子标记PCR反应体系的建立通过优化PCR反应体系各组成成分,建立了适合柑桔DNA指纹分析的4种分子标记PCR反应体系。分别为:SSR反应体系:25μL反应体系,DNA 50 ng,10×PCR Buffer 2.5μL,25mM Mg2+ 2.0μL,2.5mM dNTP2.0μL,Taq酶0.8 U,20 ng/μL引物各1μL。RAPD反应体系:25μL反应体系,DNA 50 ng,10×PCR Buffer 2.5μL,25mM Mg2+ 1.5μL,2.5mM dNTP 1.5μL,Taq酶1.0 U,20 ng/μL引物1μL。SRAP反应体系:25μL反应体系,DNA 50 ng,10×PCR Buffer 2.5μL,25mM Mg2+ 1.2μL,2.5mM dNTP 1.2μL,Taq酶1.0 U,20 ng/μL引物0.5μL。ISSR反应体系:25μL反应体系,DNA 50ng,10×PCR Buffer 2.5μL,25mM Mg2+ 1.6μL,2.5mM dNTP 2.0μL,Taq酶1.0 U,20 ng/μL引物1μL。2引物筛选从105对SSR引物、40条RAPD引物、20对SRAP引物和40条ISSR引物中获得在柑桔品种间多态性丰富、带型清晰、重复性好的SSR引物34对、RAPD引物6条、SRAP引物4对和ISSR引物3条,其中包括14对自行设计的SSR引物。多态性引物的比率分别占总引物数目的32.38%、15%、15%和7.5%;据此确定SSR标记为构建柑桔DNA指纹图谱库的基本方法,ISSR标记为其补充。3柑桔DNA指纹图谱分析SSR标记和ISSR标记对126份柑桔材料进行鉴定分析。SSR标记,可鉴定出7个宽皮柑桔品种、22个杂柑品种、14个柚类品种和23个柠檬品种;ISSR标记从SSR未能鉴别的品种中鉴定出5个温州蜜柑品种、4个椪柑品种和18个甜橙品种。两种标记共可鉴定出93个品种。4柑桔DNA指纹图谱库的构建利用多态性丰富且不存在连锁关系的12对SSR引物和2条ISSR引物作为核心引物(SSR引物SS2、SS15、SS16、SS17、SS18、Cssr015,Cssr036、Cssr037、Cssr038、Cssr050、Cssr051和Cssr052,ISSR引物IS09和IS22)进行指纹图谱分析,数据经曹永生等编写的Gel 2.0软件处理,构建了93个柑桔品种的标准指纹图谱库。5 DNA指纹图谱库验证分析经验证,本研究构建的标准DNA指纹图谱库具有很好的重复性。进行聚类和主成分分析结果与传统分类方法一致,表明本研究所构建的DNA指纹图谱库具有很好的准确性和可靠性。
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