苹果属EST-SSR标记开发及其在梨属上的转移性

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随着基因组学的发展,DNA测序技术不断变革,测序成本已大大降低,这使得对cDNA文库的大规模随机测序成为一项实用的技术。而通过测序所得的成千上万的EST序列为SSR标记的开发提供了一个巨大的有价值的来源。作为一种新型的分子标记,不仅具备传统基因组SSR标记的特点,而且以其开发经济和通用性高等优势已在很多植物中得到开发和应用。本文简要介绍了EST-SSR标记的原理和特点,重点综述了其在果树的遗传多样性分析,遗传连锁图谱的构建,比较作图和分子系统发育等研究领域的应用现状。本实验从苹果属的EST数据库中开发了147对SSR引物,经过初步筛选后有94对可以扩出目的片段,最终获得65对具有多态性的EST-SSR引物。随后进一步选取其中的18对引物对苹果属的20份材料的遗传多样性进行了检测。此外,为了评价所开发引物在不同属间的转移性,在苹果属的近缘属梨属上也进行了引物筛选和遗传多样性分析。实验结果如下:(1)18对SSR引物在所有供试的20份苹果属材料上均能扩出清晰的目的条带,一共检测到126个等位基因,平均每个位点6.94个等位基因。各个位点的PIC值变化范围为0.381~0.931,平均PIC值高达0.831,表现出了很好的多态性。不同材料间的相似系数为0.5238~0.9127,平均值是0.6749。随后的聚类分析显示,20个种或品种在相似系数为0.6800附近可以分为5个组。在第一组中,6个栽培品种‘辽伏’,‘极早红’、‘秦冠’、‘秀水国光’、‘秋锦’和‘华冠’聚在一起,相似系数很高,证实了它们具有较近的亲缘关系。柰即绵苹果与新疆野苹果(Malus.sieversii(Led.)Roem.)的亚种吉尔吉斯苹果(M.sieversii subsp.kirghisorum)的相似系数达到了0.8333,显示了较近的亲缘关系,这与李育农(1999)的绵苹果起源于M.sieversii结论是一致的。另外,三个位点测序的比对结果表明SSR的侧翼序列是保守的,微卫星在所有的材料中都存在而它们的重复次数是不一样的。(2)上述的94对引物在梨属的四个种或品种中可以扩增出目的产物的为72对,其中多态性引物40对,又随机选取8对在24个梨属植物的种或品种上进行了扩增。所选引物在这些材料上都扩增出了与在苹果属上大小相似的预期产物,一共产生了59个等位基因,平均每对引物7.375个。不同位点的观察杂和度范围为MES96的0.29到MES138的0.83,平均观察杂和度为0.55,稍低于梨属基因组SSR分析(Bao等,2007)所得的平均观察杂和度0.63。聚类分析结果表明,所有材料在相似系数为0.6800处可明显分为两大类群,即东亚梨和西方梨。在东亚梨中,中国砂梨与中国白梨相互交错在一起,显示中国白梨和中国砂梨较近的亲缘关系,支持中国白梨为砂梨下的一个生态类型Pyrus.pyrifotia White PearGroup(Bao等,2008;Teng等,2002;Teng和Tanabe,2004)的观点。此外,日本梨分散分布在中国砂梨组中,尤其与来自中国浙江省和福建省的砂梨品种相似系数较高,揭示了它们之间较近的亲缘关系。
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