20个鲜食玉米杂交种DNA指纹库的构建
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新选玉米自交系遗传多样性分析及其指纹图谱的构建作物遗传育种:李丽华指导教师:潘光堂教授本试验利用SSR分子标记技术对四川农业大学玉米研究所经三性(一致性,稳定性,特异性)鉴定的新选优良玉米自交系共59份材料进行了遗传多样性研究,并对其中20份玉米骨干系(包括5个代表四大类群的自交系)进行了DNA指纹图谱数据库的构建研究,主要结果如下:1. 筛选出了一批对59份新选自交系具有较高多态性的SSR引物;并筛选出了一套适用于构建20个骨干自交系指纹图谱的核心引物。
2. 利用SSR分子标记技术研究了59个玉米自交系的遗传多样性,筛选出的58对引物在供试材料中共检测出681个等位基因,每对引物检测到等位基因2~25个,平均为11.7个;每个位点的多态性信息量(PIC值)变幅为0.34~0.94,平均为0.83±0.107,平均PIC值较大;59个自交系的遗传相似系数变化范围在0.61~0.93之间,平均为0.73±0.032。
3.根据遗传相似系数矩阵,将59个自交系大致聚成10类,它们分别为以Mo17,黄早四,丹340,掖478和5003为代表的Lancaster,唐四平头,旅大红骨,Reid,4大类群和6个其他类群,属四大类群的材料占供试材料的78%;其中属Lancaster群的自交系约占总数的12%,属唐四平头群的约占10%,属旅大红骨群的约占5%,属改良Reid群所占的比例较大,约占51%,且在相似系数0.727处又可分为2个亚类,说明这部分材料亲缘关系较近,但也有一定的遗传差异,属其他类群的约占22%。
说明这些材料与其他材料之间遗传差异较大。
试验中针对部分已知自交系,从系谱的亲缘关系分析,其SSR聚类结果与系谱追踪有较好的一致性。
4. 从80对SSR引物中,筛选出在大部分材料中都仅扩增出一条谱带、多态性很强、重复性好且极易识别,能区分开所有的供试材料的引物筛选到17对,它们可用于构建本实验的20个玉米自交系的指纹图谱。
玉米品种鉴定指纹信息列表
一、引言
玉米是我们日常餐桌上常见的粮食作物之一,在全球范围内都有广泛种植。
为了保护玉米种质资源的多样性和确保玉米品种的纯度,科学家们研发了一种名为玉米品种鉴定指纹信息列表的技术。
本文将详细介绍这一技术的原理和应用。
二、玉米品种鉴定指纹信息列表的原理
玉米品种鉴定指纹信息列表是通过分析玉米基因组中的特定位点的DNA序列来鉴定玉米品种的一种方法。
具体步骤如下:
1. 提取玉米样品中的DNA。
2. 选择一组特定的DNA标记位点进行PCR扩增。
3. 将扩增产物进行电泳分离并测序。
4. 分析测序结果,获得每个位点的DNA序列。
5. 将DNA序列与已知的玉米品种DNA序列进行比对。
6. 根据比对结果判断该玉米样品属于哪个品种。
三、玉米品种鉴定指纹信息列表的应用
1. 玉米品种保护:通过玉米品种鉴定指纹信息列表,可以准确地鉴定玉米种质资源的来源和纯度,避免品种的混杂和假冒。
2. 品种筛选:科学家们可以利用玉米品种鉴定指纹信息列表技术来对不同的玉米品种进行筛选,选择出具有优良特性的品种进行育种和种植。
3. 品种追溯:通过对玉米品种鉴定指纹信息列表的分析,可以追溯玉米种子的来源和育种历史,为品种改良和种植管理提供参考依据。
四、结论
玉米品种鉴定指纹信息列表是一种重要的玉米品种鉴定技术,它可以帮助我们保护玉米种质资源的多样性,确保玉米品种的纯度,并为玉米育种和种植提供科学依据。
随着科学技术的不断进步,玉米品种鉴定指纹信息列表将在玉米产业的发展中发挥越来越重要的作用。
我们期待着这一技术能够为玉米产业的可持续发展做出更大的贡献。
玉米杂交种新科910指纹图谱构建及其纯度鉴定玉米是世界上最重要的粮食作物之一,而玉米杂交种的选育和纯度鉴定是玉米种子生产中的重要环节。
随着分子生物学和遗传学技术的发展,利用分子标记技术进行玉米杂交种的指纹图谱构建和纯度鉴定已经成为一种重要的方法。
本文将介绍玉米杂交种新科910指纹图谱构建及其纯度鉴定的相关内容。
一、玉米杂交种新科910的选育背景玉米是世界上最重要的粮食作物之一,而杂交玉米种子的生产是保证玉米产量和质量的关键一步。
选育优质的玉米杂交种对于提高玉米产量、改善品质具有重要意义。
新科910是一种具有较高产量和抗逆性的玉米杂交种,经过多年选育和改良,已经成为玉米种子生产中的重要品种。
二、玉米杂交种指纹图谱构建的意义在玉米种子生产过程中,由于杂交种的复杂性和多样性,传统的鉴定方法难以满足对杂交种的快速、准确鉴定要求。
利用分子标记技术构建玉米杂交种的指纹图谱已经成为一种重要的方法。
指纹图谱是通过分析杂交种的DNA序列,按照一定的方法和标准建立的一种独特的DNA标记图谱,可以快速、准确地鉴定杂交种的纯度和亲本来源,对杂交种的保真性和品质进行评估。
三、玉米杂交种指纹图谱构建的方法针对玉米杂交种新科910,可以采用PCR扩增技术和分子标记分析方法构建指纹图谱。
从新科910杂交种的叶片或种子中提取DNA样品,通过PCR扩增技术扩增特定的DNA片段。
随后,利用分子标记技术进行DNA序列分析和多态性分析,确定新科910的特异DNA标记序列,并建立其指纹图谱。
通过与其他亲本品种进行对比分析,可以准确鉴定新科910的纯度和亲本来源。
四、玉米杂交种纯度鉴定的意义玉米杂交种的纯度鉴定是保证杂交种质量和保真性的关键一步。
只有确保杂交种的纯度,才能保证其在种子生产和播种过程中不受杂交污染,从而保证玉米产量和品质。
利用指纹图谱进行纯度鉴定可以快速、准确地对杂交种进行鉴定,提高了杂交种的鉴定效率和准确性。
五、玉米杂交种新科910指纹图谱构建和纯度鉴定的应用前景利用指纹图谱技术进行玉米杂交种新科910的指纹图谱构建和纯度鉴定,可以为玉米种子生产提供重要的技术支持。
内蒙古自治区玉米品种试验DNA指纹鉴定管理办法第一条为了加强玉米品种试验管理,完善自治区品种试验玉米品种的一致性和真实性鉴定,根据《内蒙古自治区主要农作物品种审定办法》,制定本办法。
第二条本办法所指的DNA指纹鉴定是依据不同品种SSR指纹谱带对品种的一致性和真实性进行判定。
检测结果作为试验品种的淘汰、继续试验和推荐审定的依据。
第三条本办法依据《国家区试玉米品种一致性及真实性DNA 指纹检测技术》标准检测。
第四条根据年度试验方案送检样品的要求,试验主持单位或负责编号的单位向指定的检测单位及时、足量、保质地提供DNA 指纹检测所需的种子样品。
第五条区域试验和预备试验品种的备份样品保存3年以上,通过自治区审定、认定品种的备份样品保存10年以上,用做品种试验或检验鉴定的标准品种。
第六条根据田间品种性状表现,对预备试验和第一年区域试验品种的一致程度抽检;对进入第二年区域试验或生产试验品种的一致程度统检。
第七条一致性检测为1~3级的品种,可正常试验或推荐报审;一致性检测为4~5级的品种,予以停止试验或不予推荐报审。
第八条预备试验和区域试验均做真实性检测,检测试验品种与已知品种之间的差异程度;同一试验品种年际之间、不同组别间的差异程度。
同步制作该品种的标准DNA指纹图谱。
第九条发现同一品种在不同的试验年份、不同试验组别遗传差异较大(差异位点数≥2)的停止试验。
发现试验品种与已知品种在遗传上差异微小,即相同或高度近似(差异位点数≤1)的停止试验。
第十条两个(含两个)以上不同名称的试验品种,在遗传上相同或高度近似(差异位点数≤1),由参试单位协商成一致文字意见,报送自治区农作物品种审定委员会办公室,确定处理意见。
第十一条对于未通过一致性或真实性检测的品种,由自治区种子管理站将检测结果及时通知品种的参试单位。
第十二条对于在试验期间不同年份、不同组别更换品种的参试单位,将停止该单位下一年本作物所有品种的申请资格。
第十三条已知品种的确认坚持优先原则。
㊃研究报告㊃收稿日期:2023-06-21基金项目:河南省重大科技专项(201300111100);河南省农业良种联合攻关项目(2022010201)㊂作者简介:孙 佩(1981 ),女,河南新乡人;博士,副研究员,主要从事玉米遗传育种研究(E -m a i l :s u n pe i 1@126.c o m )㊂通讯作者:周联东(1972 ),男,河南新乡人;硕士,研究员,主要从事玉米遗传育种研究(E -m a i l :604757307@q q.c o m )㊂利用S N P 芯片构建玉米品种新科910和新科891D N A 指纹数据库孙 佩, 张培风, 周联东, 任 帅, 张玉红, 李合顺, 王学军(新乡市农业科学院, 河南新乡453000)摘 要:以玉米品种新科910和新科891,玉米自交系K 381㊁H 865㊁S 155和P HA 458为试验材料,利用玉米10KS N P 芯片进行基因分型,选择双亲和杂交种S N P 相同的纯合型标记构建S N P 指纹数据库,新科910共有3720个纯合型标记,新科891共有2670个纯合型标记,可有效鉴定该品种的真实性和特异性㊂关键词: 玉米;S N P 标记;新科910;新科891;指纹数据库D O I : 10.16590/j.c n k i .1001-4705.2023.06.0001中图分类号: S 513 文献标志码: A 文章编号: 1001-4705(2023)06-0001-03C o n s t r u c t i o no fD N AF i n g e r p r i n t i n g D a t a b a s e s f o rM a i z eV a r i e t i e s X i n k e 910a n dX i n k e 891B a s e do nS N PC h i pS U NP e i ,Z H A N GP e i f e n g ,Z H O UL i a n d o n g,R E NS h u a i ,Z H A N GY u h o n g ,L IH e s h u n ,W A N GX u e ju n (X i n x i a n g A c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,X i n x i a n g He 'n a n453000,C h i n a )A b s t r a c t :I nt h i ss t u d y,m a i z ev a r i e t i e sX i n k e 910a n d X i n k e 891,a sw e l la st h e m a i z e i n b r e dl i n e s K 381,H 865,S 155,a n dP H A 458,w e r eu s e da se x p e r i m e n t a lm a t e r i a l s .U s i n g th em a i z e10K S N P c h i p f o r g e n o t y p i n g ,h o m o z y g o u s m a r k e r sw i t ht h es a m eS N P sa st h e p a r e n t sa n dh y b r i dv a r i e t i e s w e r e s e l e c t e d t oc o n s t r u c ta nS N Pf i n g e r p r i n td a t a b a s e .X i n k e 910h a dat o t a lo f3720h o m o z y go u s m a r k e r s ,w h i l eX i n k e 891h a d 2670h o m o z y g o u sm a r k e r s .T h i s d a t a b a s e c o u l d e f f e c t i v e l y i d e n t i f y th e a u t h e n t i c i t y a n d s p e c i f i c i t y of t h e s em a i z e v a r i e t i e s .K e y w o r d s : m a i z e ;S N P m a r k e r s ;X i n k e 910;X i n k e 891;f i ng e r p r i n t d a t a b a s e 玉米品种的纯度和真实性是评价种子质量的重要指标,建立玉米种子纯度和真实性鉴定技术是防止假冒伪劣种子进入市场的重要手段,对种子的生产经营部门和广大农民具有重要意义[1]㊂单核苷酸多态性(S i n g l en u c l e o t i d e p o l y m o r p h i s m ,S N P )是在不同生物个体D N A 序列中的同一位置上,单核苷酸变异造成的基因序列多态性[2]㊂S N P 标记具有数量多㊁分布广㊁适用于大规模试验及容易估计等位基因频率等特点[3-4],主要应用于水稻㊁玉米等作物的基因分型和品种鉴定[5-6]㊂品种鉴定结果的可靠程度主要依赖于分子标记的稳定性和多态性,S N P 标记通常为二等位变异位点,在基因组中密度高且分布均匀,易于筛选一套高质量的S N P 位点组合,实现数据间的整合比较[7]㊂S N P 标记能很好地标记不同品种的特异性,被国际植物新品种保护联盟推荐为农作物品种鉴定和指纹数据库构建的方法之一[8]㊂任星旭等[9]为更快㊁更准确地鉴定玉米种子纯度中的自交苗和异型株,采用9对优异S S R 引物构建快速9重P C R 体系对96粒郑单958检测样品进行纯度鉴定,共检测出93个正常个体,2个自交个体,1个异型株㊂王凤格等[10]为了确定一套㊃1㊃耕作与栽培,2023,43(6):1-3. h t t p ://g z z p .g z n y z y x y .c n T i l l a ge a n dC u l t i v a t i o n V o l .43 N o .06 D e c . 2023适于玉米杂交种纯度鉴定的核心S S R引物,利用10个S S R引物对420份已知玉米杂交种进行D N A指纹分析,建立了已知玉米杂交种的纯度鉴定D N A指纹图谱㊂曾桂萍等[11]以11个贵州西山系列玉米杂交种及相应的15个亲本自交系为材料,采用S S R分子标记方法从60对多态性高的引物中分别筛选了双亲互补型特异引物,并利用特异引物进行玉米杂交种纯度鉴定的检验㊂本研究利用玉米10KS N P芯片构建玉米品种新科910和新科891D N A指纹数据库,为玉米品种的鉴定㊁自交系的选育提供理论和技术支持㊂1材料与方法1.1试验材料供试材料为玉米品种新科910㊁新科891㊁K381 (新科910母本)㊁H865(新科910父本)㊁S155(新科891母本)㊁P H A458(新科891父本),对这6份样品同时进行D N A提取㊂新科910于2014年通过河北省审定,审定编号为冀审玉2014011号,新科891于2018年通过国家审定,审定编号为国审玉20186115㊂1.2S N P分子标记分析每份样品选择10株植株幼嫩叶片混合取样, D N A的提取采用改良的C T A B法,并进行纯化[12]㊂使用北京中玉金标记生物技术股份有限公司10K中玉芯1号进行基因分型分析,该芯片含有9327个S N P标记,均匀分布于玉米10条染色体上,各标记间的物理距离平均都在200k b左右(见表1)㊂表1 S N P标记在染色体上的分布情况染色体标记数标记间平均距离/b p11438213519210532321383108221780741024241205510152205936760228991771825401388602106079710225027106672263601.3数据统计分析测序数据质控后用B WA软件的B WA-M E M算法将测序数据与B73参考基因组进行比对(质控标准为d i s hQ C>0.82㊁c a l l r a t e>97),用A x i o m A n a l y s i s S u i t e V5.2软件的a p t-g e n o t y p e-a x i o m㊁p s-m e t r i c s㊁p s-c l a s s i f i c a t i o n和a p t-f o r m a t-r e s u l t模块进行S N P 基因分型分析,h t t p s://w w w.b i o i n f o r m a t i c s.c o m.c n 在线网址绘制S N P密度图和多组柱状图㊂2结果与分析根据A f f y m e t r i x(T h e r m oF i s h e r)的筛选标准进行筛选,共有7218个可用标记㊂利用双亲和杂交种S N P相同的纯合型标记构建S N P指纹数据库,新科910共有3720个纯合型标记,新科891共有2670个纯合型标记(图1㊁图2)㊂图1新科910的S N P密度图2新科891的S N P密度图3是新科910的S N P分布图,分别列出了的4种纯合型(A A㊁C C㊁G G㊁T T)在各染色体上的分布㊂结果表明,A A型的数量分布在89~178个之间,平均每条染色体有127.3个,10号染色体最少,1号染色体最多;C C型的数量分布在53~115个之间,平均每条染色体有79.5个,10号染色体最少,1号染色体最多;G G型的数量分布在84~179个之间,平均每条染色体有120.5个,9,10号染色体最少,1号染色体最多; T T的数量分布在22~71个之间,平均每条染色体有44.7个,9,10号染色体最少,1号染色体最多㊂图4是新科891的S N P分布图,分别列出了4种㊃2㊃孙佩等:利用S N P芯片构建玉米品种新科910和新科891D N A指纹数据库耕作与栽培第43卷第6期图新科的分布图4新科891的S N P分布纯合型(A A㊁C C㊁G G㊁T T)在各染色体上的分布㊂结果表明,A A型的数量分布在33~159个之间,平均每条染色体有92.5个,7号染色体最少,1号染色体最多;C C型的数量分布在23~81个之间,平均每条染色体有50.2个,10号染色体最少,1号染色体最多;G G 型的数量分布在51~148个之间,平均每条染色体有91.1个,7号染色体最少,1号染色体最多;T T的数量分布在17~59个之间,平均每条染色体有33.2个, 7号染色体最少,1号染色体最多㊂3结论与讨论随着品种审定数量的增多,品种指纹数据库的进一步丰富,针对特定品种的高通量S N P检测技术,统计双亲和杂交种S N P相同的纯合型标记可实现该品种真实性和特异性有效鉴定㊂基于北京中玉金标记生物技术股份有限公司10K中玉芯1号的分型结果,筛选新科910和新科891指纹数据库,新科910含有3 720个纯合型S N P标记,新科891含有2670个纯合型S N P标记㊂可有效鉴定该品种的真实性和特异性㊂参考文献:[1]兰琴英,陈泽辉,祝云芳,等.优良玉米杂交种金玉818指纹图谱构建及其纯度鉴定[J].贵州农业科学,2015,43(6):1-6.[2]姚宗泽,李阳,郭宗娟,等.玉米品种 家佳荣2号 杂交种子纯度的S N P分子鉴定[J].西南农业学报,2019,32(11): 2486-2491.[3]李雪,田红丽,王凤格,等.S S R和S N P两种标记技术在玉米品种真实性鉴定中的比较分析[J].分子植物育种,2014,12 (5):1000-1004.[4]宁洽,刘文国,杨伟光,等.S N P标记在玉米研究上的应用进展[J].玉米科学,2017,25(1):57-61.[5]J i n-k e eJ u n g,S o u n g-w o oP a r k,W i n g Y e eL i u,e t a l.D i s c o v-e r y of s i ng l e n u c l e o t i d e p o l y m o r phi s mi nC a p s i c u ma n dS N P m a r k e r s f o rc u l t i v a r i d e n t i f i c a t i o n[J].E u p h y t i c a,2010,175 (1):91-107.[6]兰刚,董军刚,孟倩,等.油菜杂交种合油杂2号纯度鉴定的S S R引物筛选[J].西北农业学报,2012,21(9):74-78. [7]Y a n g X H,X uY B,S h a hT,e t a l.C o m p a r i s o no fS S R sa n d S N P s i na s s e s s m e n t o f g e n e t i c r e l a t e d-n e s s i nm a i z e[J].G e-n e t i c a,2011,139:1045-1054.[8]王升博,黄一鸣,梁聪园,等.基于全基因组S N P构建甘蓝型油菜指纹图谱[J].中国油料作物学报,2022,44(5):966-972.[9]任星旭,易红梅,刘丰泽,等.快速多重S S R法在玉米种子纯度鉴定中的分析[J].分子植物育种,2022,20(3):880-886.[10]王凤格,赵久然,王璐,等.适于玉米杂交种纯度鉴定的S S R核心引物的确定[J].农业生物技术学报,2007,15(6): 964-969.[11]曾桂萍,戴保威,田兴文.贵州西山系列玉米杂交种S S R标记纯度鉴定的研究[J].西南师范大学学报(自然科学版), 2008(1):36-39.[12]王凤格,杨扬,易红梅,等.中国玉米审定品种标准S S R指纹库的构建[J].中国农业科学,2017,50(1):1-14.㊃3㊃耕作与栽培,2023,43(6):1-3.h t t p://g z z p.g z n y z y x y.c n T i l l a g e a n dC u l t i v a t i o n V o l.43 N o.06 D e c.2023。
玉米杂交种农科大8号及其亲本指纹图谱构建南文华1,吴权明1∗,张瑞平2,王蕊2,孙佩2,张培风2,赵彦峰3,李合顺2,王学军2,刘文静2㊀(1.西北农林科技大学,陕西咸阳712100;2.新乡市农业科学院,河南新乡453000;3.陕西省种子工作总站,陕西西安710000)摘要㊀采用SSR分子标记技术,利用40对玉米核心引物对玉米杂交种农科大8号及其亲本进行分析,从中筛选出8对扩增产物条带清晰稳定,且亲本条带互补的引物用来构建农科大8号及其亲本的指纹图谱,这8对引物分别是phi053k2,bnlg2291k4,bnlg2305k4,umc1147y4,bnlg1520k1,umc1489y3,bnlg490y4,umc1936k4,并将指纹图谱数字化,计算出现相同指纹图谱的概率为7.63ˑ10-6㊂结果表明:出现相同指纹图谱的概率极低,证明筛选出的这8对引物可用于玉米杂交种农科大8号的真实性鉴定㊂关键词㊀玉米;农科大8号;SSR;指纹图谱中图分类号㊀S513㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2022)23-0081-03doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.23.022㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):ConstructionofMaizeHybridNongkedaNo.8andItsParents FingerprintNANWen⁃hua1,WUQuan⁃ming1,ZHANGRui⁃ping2etal㊀(1.NorthwestA&FUniversity,Xianyang,Shaanxi712100;2.XinxiangA⁃cademyofAgriculturalSciences,Xinxiang,Henan453000)Abstract㊀WeusedSSRmolecularmarkertechnologytoconstructfingerprintsofmaizehybridNongkedaNo.8anditsparentsbyscreening8primerswithclearbandsandcomplementeachotherfrom40pairsofcoreprimers.The8pairsofprimersscreenedwerephi053k2,bn⁃lg2291k4,bnlg2305k4,umc1147y4,bnlg1520k1,umc1489y3,bnlg490y4,umc1936k4.AndwedigitizedthefingerprintofNongkedaNo.8tocalculatetheprobabilityofthesamefingerprint,whichwas7.63ˑ10-6.ThisexplainedthatitwasfeasibletoidentifytheauthenticityofNon⁃gkedaNo.8bythefingerprintwhichwasconstructedbythe8pairsofprimers.Keywords㊀Maize;NongkedaNo.8;SSR;Fingerprint基金项目㊀陕西省科技统筹创新工程计划项目 玉米优异种质创制及新品种培育 (2011KTZB02-01-02);陕西省重点产业链玉米种业关键技术研究与应用项目 突破性玉米新品种选育 (2017ZDCXL-NY-02-03);陕西省科技厅重点研发计划 高产宜机收玉米种质资源创新及新品种选育 (2022NY-185)㊂作者简介㊀南文华(1972 ),男,陕西兴平人,副研究员,硕士,从事玉米遗传育种㊁玉米新品种选育及种质资源创新利用研究㊂∗通信作者,副研究员,从事玉米育种研究㊂收稿日期㊀2022-06-06;修回日期㊀2022-07-07㊀㊀玉米是我国主要粮食,可用于动物饲料和工业原料等方面,是具有多元用途的作物[1-2]㊂同时,玉米也是世界上最早且最充分利用杂种优势进行生产的作物之一,国内目前90%以上的玉米生产用种是单交种[3]㊂玉米产量的提高主要得益于杂种优势利用及优良杂交种的普及[4]㊂玉米杂交种和亲本遗传真实性是种子质量的重要标志之一,直接影响着玉米生产的产量和质量[5]㊂因此,对玉米杂交种的真实性和纯度能够快速㊁准确㊁有效地进行鉴定十分必要㊂但是,随着国内种质资源的相互渗透,遗传基础趋于狭窄,导致玉米新品种性状表型相似,在大田基础上很难区分[6]㊂因此,寻求一种操作简单㊁省时省力,不受环境影响且结果可靠的方法非常必要[7-8]㊂SSR分子标记技术的发展为玉米杂交种真实性鉴定提供了新的技术手段㊂SSR作为一种共显性标记,具有多态性好㊁重复性高㊁安全高效及覆盖整个基因组的特点[9],已广泛应用于玉米杂交种真实性鉴定中㊂王凤格等[10]利用筛选出的40对SSR玉米核心引物对3998份我国审定的玉米品种建立了DNA指纹库[11];王蕾等[12]利用17对SSR引物构建了32份黄瓜品种的指纹图谱;尹祥佳等[13]利用SSR技术与筛选出的引物鉴定玉米杂交种豫玉22的纯度;陈国立等[14]用筛选出的7对引物构建了玉米杂交种北青340及其亲本的指纹图谱;李超等[15]利用SSR标记构建了西州蜜系列甜瓜指纹图谱㊂此外,SSR分子标记技术还在甜菜[16]㊁青花菜[17]㊁食用黄花菜[18]㊁马铃薯[19]㊁棉花[20]㊁金银花[21]㊁桃子[22]㊁辣椒[23]等多种作物的指纹图谱构建㊁遗传多样性分析及纯度鉴定等方面发挥作用㊂农科大8号是西北农林科技大学与杨凌三泰种业有限公司合作培育的品种,父本是F19,母本是F33㊂农科大8号2012年通过陕西省审定,审定编号是陕审玉2012022号㊂笔者利用SSR分子标记技术,用40对玉米核心引物,对农科大8号及其亲本进行分析,根据SSR分子标记共显性的原理[24],筛选出带型互补清晰㊁且稳定性㊁重复性好的引物,用来构建农科大8号及其亲本的指纹图谱㊂同时,根据在相同位置条带的 有 和 无 分别用 1 和 0 表示,将指纹图谱数字化,计算出现相同指纹的概率,以期为快速有效鉴定市场流通的玉米杂交种农科大8号的真实性提供鉴定手段和参考依据㊂1㊀材料与方法1.1㊀材料与试剂㊀玉米杂交种农科大8号及其亲本由西北农林科技大学提供,40对玉米核心引物序列来自玉米基因数据库(http://www.maizegbd.org/ssr.php),并由上海生物工程股份有限公司合成㊂提取DNA所用CTAB㊁PCR扩增所需2ˑPCRMix,以及电泳所用硼酸㊁EDTA㊁丙烯酰胺等药品均购自上海生物工程有限公司㊂1.2㊀试验方法1.2.1㊀DNA提取㊂将农科大8号及其亲本的种子沙培,于光照培养箱中28ħ暗培养,等玉米叶片长至约10cm左右时,取至少20株玉米单株的叶片,用CTAB方法分别提取总DNA[25],加200μLTE缓冲液溶解,用1%浓度琼脂糖,于平板电泳槽检测DNA质量,PCR扩增前可适当稀释,4ħ保存安徽农业科学,J.AnhuiAgric.Sci.2022,50(23):81-83㊀㊀㊀备用,-20ħ长期保存㊂1.2.2㊀PCR扩增及电泳分析㊂PCR扩增反应总体积15μL,2ˑPCRMix7.5μL,DNA1.0μL,引物1.0μL,用灭菌双蒸水补足体积㊂扩增程序为:94ħ预变性6min,94ħ40s,60ħ35s,72ħ45s,35个循环,72ħ延伸10min[26]㊂在扩增产物中加入1μL6ˑ上样缓冲液,于8.0%非变性聚丙烯酰胺凝胶上样2μL,电压150V电泳,进行分离检测㊂最后用银染显色,相机拍照保存并分析图片㊂1.2.3㊀指纹图谱构建及数字化㊂根据电泳结果图,筛选带型清晰,且亲本条带互补的引物,用来构建农科大8号及其亲本的指纹图谱㊂同时,用数字 1 和 0 将指纹图谱数字化㊂ 1 和 0 分别代表在相同迁移位置条带的 有 和 无 2种情况㊂根据公式P=1/2n计算出现相同指纹图谱的概率[5,27]㊂2㊀结果与分析2.1㊀SSR引物筛选㊀根据40对玉米核心引物对农科大8号及其亲本DNA扩增的结果,从中筛选出8对条带清晰㊁亲本条带互补的引物,用来构建农科大8号及其亲本的指纹图谱㊂这8对引物分别为phi053k2,bnlg2291k4,bnlg2305k4,umc1147y4,bnlg1520k1,umc1489y3,bnlg490y4,umc1936k4(表1),均分布于6条染色体上,共检测出17个等位基因,每对引物检测出2 3个等位基因,平均2.125个,片段大小在100 400bp㊂表1㊀用于构建农科大8号及其亲本指纹图谱引物信息Table1㊀TheinformationoftheprimerstoconstructthefingerprintofNongkedaNo.8引物名称Primername染色体位置Chromosomeposition引物序列Primersequence等位基因数Numberofalleles片段大小Fragmentsizebpphi053k23.05上游:CCCTGCCTCTCAGATTCAGAGATTG下游:TAGGCTGGCTGGAAGTTTGTTGC2300 400bnlg2291k44.06上游:GCACACCCGTAGTAGCTGAGACTTG下游:CATAACCTTGCCTCCCAAACCC2300 400bnlg2305k45.07上游:CCCCTCTTCCTCAGCACCTTG下游:CGTCTTGTCTCCGTCCGTGTG3200 300umc1147y41.07上游:AAGAACAGGACTACATGAGGTGCGATAC下游:GTTTCCTATGGTACAGTTCTCCCTCGC2100 200bnlg1520k12.09上游:CACTCTCCCTCTAAAATATCAGACAACACC下游:GCTTCTGCTGCTGTTTTGTTCTTG2100 200umc1489y33.07上游:GCTACCCGCAACCAAGAACTCTTC下游:GCCTACTCTTGCCGTTTTACTCCTGT2200 300bnlg490y44.04上游:GGTGTTGGAGTCGCTGGGAAAG下游:TTCTCAGCCAGTGCCAGCTCTTATTA2300 400umc1936k47.03上游:GCTTGAGGCGGTTGAGGTATGAG下游:TGCACAGAATAAACATAGGTAGGTCAGGTC2100 2002.2㊀农科大8号及其亲本指纹图谱构建㊀图1是筛选出的8对引物(phi053k2,bnlg2291k4,bnlg2305k4,umc1147y4,bn⁃lg1520k1,umc1489y3,bnlg490y4,umc1936k4)所构建的农科大8号及其亲本的指纹图谱㊂从图1可以看出,这些引物所扩增的农科大8号及其亲本的带型稳定㊁清晰,且SSR分子标记是共显性的遗传[28],因此,农科大8号父母本条带是互补的㊂注:M.Mark;父.父本F33;H.杂交种农科大8号;母.母本F19Note:M.Mark;Father.MaleparentF33;H.HybridNongkedaNo.8;Mother.FemaleparentF19图1㊀部分SSR引物所构建的玉米杂交种农科大8号及其亲本指纹图谱Fig.1㊀PartialPCRamplificationproductelectrophoresisofhybridNongkedaNo.8anditsparentsidentifiedbySSRprimers2.3㊀农科大8号及其亲本指纹图谱数字化㊀由表2可知,出现与农科大8号及其亲本相同指纹图谱的概率是7.63ˑ10-6,概率极低,由此可推断由这8对引物构建的农科大8号及其亲本的指纹图谱是独一无二的㊂证明该研究所筛选出的这828㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2022年对引物构建的指纹图谱可用于农科大8号的真实性鉴定㊂表2㊀农科大8号及其亲本的数字化指纹Table2㊀ThedigitalfingerprintofNongkedaNo.8anditsparents品种名称Varietyname号码Number概率Probability父本F33ParentF3301-01-011-01-10-10-10-017.63ˑ10-6农科大8号NongkedaNo.811-11-111-11-11-11-11-117.63ˑ10-6母本F19MaternalF1910-1 100-10-01-01-01-107.63ˑ10-63㊀讨论玉米作为我国重要的粮饲作物[28],其安全性和真实性不容忽视㊂目前商业化育种已成为玉米育种的主要方式,玉米新品种以井喷式涌现[29]㊂而玉米种子的生产和销售蕴含着巨大的经济利润,使得种子市场中的侵权现象严重[30]㊂玉米杂交种的保护和真实性鉴定变得极为重要㊂SSR分子标记多态性极为丰富[31],特别适合对玉米进行研究[2],并且在玉米真实性㊁差异性以及遗传多样性等方面有很多成功的例子㊂战超等[32]利用SSR分子标记技术对玉米自交系聚类及同源性进行分析,张华生等[2]利用SSR标记对玉米的特异性进行分析,张瑞平等[26]利用SSR标记构建玉米杂交种指纹图谱等㊂SSR标记技术在玉米研究中被广泛应用,可操作性强,结果可靠㊂该研究利用SSR分子标记技术构建农科大8号及其亲本的指纹图谱,并将指纹图谱数字化,计算出现相同指纹图谱的概率是7.63ˑ10-6,这个概率是极低的,更加客观和直接地证明该研究筛选出的8对引物所构建的农科大8号及其亲本的指纹图谱是特有的,是可以用于鉴定农科8号的真实性的㊂在生产实践中可从这8对引物中任选2 3对,用来鉴定市场流通的农科大8号的真实性,操作简单易行,结果高效可靠,值得在生产实践中应用推广㊂参考文献[1]李水琴,王文瑞,刘海英,等.玉米胚乳遗传基础及相关基因研究[J].种子,2016,35(6):45-49.[2]张华生,王凤格,赵久然,等.利用形态性状和SSR标记进行玉米品种的特异性鉴定[J].玉米科学,2011,19(3):51-55.[3]李少昆,王崇桃.中国玉米生产技术的演变与发展[J].中国农业科学,2009,42(6):1941-1951.[4]易红梅,张力科,葛建镕,等.SSR标记与田间种植鉴定玉米品种纯度的比较[J].玉米科学,2021,29(4):29-34.[5]吴渝生,杨文鹏,郑用琏.3个玉米杂交种和亲本SSR指纹图谱的构建[J].作物学报,2003,29(4):496-500.[6]SETIMELAPS,WARBURTONML,ERASMUST.DNAfingerprintingofopen⁃pollinatedmaizeseedlotstoestablishgeneticpurityusingsimplese⁃quencerepeatmarkers[J].SouthAfricanjournalofplantandsoil,2016,33(2):141-148.[7]韩凤龙.用于河南省小麦品种特异性和一致性鉴定的SSR分子标记研究[D].南京:南京农业大学,2010.[8]张鹤,张文庆,赵敬东.DNA分子标记在植物新品种保护中的应用现状及发展前景[J].安徽农业科学,2009,37(34):16897-16899.[9]杜青,郑加兴,吕巨智,等.利用SSR标记划分广西骨干玉米自交系的杂种优势群[J].玉米科学,2017,25(6):21-27.[10]王凤格,杨扬,易红梅,等.中国玉米审定品种标准SSR指纹库的构建[J].中国农业科学,2017,50(1):1-14.[11]吴子温,路运才.SSR标记在玉米研究中的应用研究进展[J].安徽农学通报,2020,26(S1):13-15,48.[12]王蕾,王福全,尹惠萍,等.基于SSR标记的黄瓜栽培品种遗传多样性分析及指纹图谱构建[J].分子植物育种,2021,19(8):2668-2677.[13]尹祥佳,李晶,王雅琳,等.豫玉22玉米杂交种子纯度的SSR和SNP分子比较鉴定[J].现代农业科技,2021(20):12-15.[14]陈国立,张瑞平,许卫猛,等.玉米杂交种北青340及亲本指纹图谱构建[J].种子,2022,41(1):129-132.[15]李超,杨英,陈伟,等.西州密系列甜瓜SSR指纹图谱构建及聚类分析[J].园艺学报,2022,49(3):622-632.[16]丁刘慧子,邳植,吴则东.甜菜品种SSR指纹图谱的构建及遗传多样性分析[J].作物杂志,2021(5):72-78.[17]林朦婕,温慧萍,肖建中,等.四十八份青花菜品种SSR指纹图谱构建[J].浙江农业学报,2021,33(12):2304-2312.[18]刘新星,欧巧明,罗俊杰,等.食用黄花菜SSR标记开发及指纹图谱库构建[J].食品与发酵工业,2022,48(12):188-195.[19]孙小琼,王芳,王崇,等.马铃薯品种(系)资源的SSR遗传多样性分析及指纹图谱构建[J/OL].分子植物育种,2022-04-29[2022-04-30].https://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20220428.1540.021.html.[20]杨永林,李豪,杨名,等.利用SSR标记构建新石K28的指纹图谱及遗传多样性分析[J/OL].分子植物育种,2022-04-25[2022-04-30].ht⁃tps://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20220424.2050.028.html.[21]侯立娜,李慧,王天琪,等.金银花及近缘种遗传多样性分析及SSR指纹图谱构建[J/OL].分子植物育种,2021-09-28[2022-04-30].ht⁃tps://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20210928.1316.023.html.[22]王淋,敖敦,包文泉,等.基于SSR分子标记的桃品种鉴别及指纹图谱构建[J].中南林业科技大学学报,2021,41(6):131-138.[23]冯鹏龙,韩睿,王亚艺,等.基于SSR标记辣椒品种DNA指纹图谱的构建[J].西北农业学报,2022,31(3):320-327.[24]滕海涛.利用SSR共显性判定玉米杂交组合父本效率分析[J].玉米科学,2009,17(5):53-54,64.[25]王关林,方宏筠.植物基因工程[M].2版.北京:科学出版社,2002:744.[26]张瑞平,周联东,王文洁,等.玉米杂交种新科891及其亲本SSR指纹图谱的构建[J].中国种业,2019(5):74-76.[27]NanjingAgriculturalUniversity.Fieldexperimentandstatistics[M].Bei⁃jing:ChinaAgriculturePress,1998:51-54.[28]孙琦,张世煌,李新海,等.中国不同年代主推玉米品种品质性状的变化趋势[J].中国农业科学,2014,47(14):2723-2730.[29]董占山,卢洪,柴宇超,等.中国特色的玉米商业育种体系构建[J].玉米科学,2015,23(1):1-9.[30]全国农业技术推广服务中心.全国农作物审定品种名录[M].北京:中国农业科学技术出版社,2005.[31]ROUSEJR,HINZELL,LAMKEYKR.SelectionHistoryandDevelop⁃mentsfromtheBSSSandBSCB1maizepopulations[M]//HallnerInter⁃nationalSymposinmonPlantBreeding.[s.l.]:CIMMYT,2003.[32]战超,陈国双,邵庆春,等.基于SSR标记的玉米自交系聚类及同源性分析[J].玉米科学,2021,29(1):54-60.3850卷23期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀南文华等㊀玉米杂交种农科大8号及其亲本指纹图谱构建。
农业部办公厅关于印发《农作物品种DNA身份鉴定体系构建实施方案》的通知各省、自治区、直辖市农业(农牧、农村经济)厅(委、局),新疆生产建设兵团农业局,黑龙江省农垦总局,各有关实施单位:保护知识产权,创造公平竞争的市场环境,是激发种业创新活力、推进现代种业发展的根本保障。
为全面深入贯彻中共中央、国务院关于深化体制机制改革,加快实施创新驱动发展战略的一系列部署要求,推动种业创新发展,转变种业监管模式,农业部决定组织开展农作物品种DNA身份鉴定体系构建工作。
农业部种子管理局会同全国农业技术推广服务中心、农业部科技发展中心等单位组织编制了《农作物品种DNA身份鉴定体系构建实施方案》(以下简称《实施方案》),并组织专家进行了研讨论证,现予印发。
《实施方案》确定了第一批作物及实施单位,其他作物及实施单位根据实际情况分批确定,请各省份积极组织推荐具有相关研究基础和能力的实施单位。
请各实施单位认真抓好落实,细化技术方案,明确责任分工,加强协作验证,高标准、严要求、高质量地完成品种DNA身份鉴定体系构建工作。
请各省级农业行政主管部门高度重视,积极支持,提前谋划并做好相关准备工作,加快推进品种DNA身份鉴定体系构建及推广应用。
联系方式:农业部种子管理局市场监管处吕波、刘青电话:********,********传真:********电子邮箱:(******)农业部办公厅2015年4月27日农作物品种DNA身份鉴定体系构建实施方案现代种业是国家战略性、基础性核心产业,品种创新是现代种业发展的核心,品种保护与管理是品种创新的必要保障。
目前,生物技术的快速发展,移动互联、大数据引发的产业变革,为品种管理向田间表型身份鉴定与室内基因型(DNA,即脱氧核糖核酸)身份鉴定相结合的方向发展提供了有力的技术支撑。
同时,现代种业的发展对品种管理的数字化、便捷化、智能化提出了更高的要求。
为贯彻落实中央农村工作会议和中央一号文件关于农业转方式、调结构的精神,适应新常态、新要求,农业部决定组织开展农作物品种DNA身份鉴定体系构建工作,特制订本实施方案。
玉米DNA指纹图谱库的分析与设计的开题报告一、选题背景及意义随着生物技术的不断发展,基因工程逐渐进入人们的视野,对生物体的遗传信息进行分析和编辑成为了实现基因治疗、生物育种以及保护生物多样性的重要手段。
而DNA指纹图谱作为一种生物体识别的基础技术,在生物学、医学、农业科技等领域中得到了广泛的应用。
本项目以玉米作物为研究对象,旨在通过建立玉米DNA指纹图谱库,对玉米的遗传信息进行分析与设计,为接下来的基因编辑、育种等研究提供重要的基础数据支持。
同时,也为相关领域的研究提供了新的思路和方法,推动玉米科技研究进一步深入发展。
二、研究内容及方法1.数据采集与建库采用PCR技术对不同品种的玉米样本进行DNA提取及扩增,得到基于SSR标记的DNA指纹图谱。
将不同品种DNA指纹图谱及相关信息输入数据库,建立玉米DNA 指纹图谱库。
2.数据分析与设计利用分子标记分析软件对玉米DNA指纹图谱进行分析,包括主成分分析、聚类分析等方法,将数据处理获得的生物信息输入数据库中,确定不同玉米品种之间的基因遗传关系、相似性及亲缘关系。
3.数据库应用及模拟设计利用所建立的玉米DNA指纹图谱库,结合相关的生物信息学算法和软件,对所研究的玉米品种进行模拟设计,为基因编辑、育种等研究提供重要基础数据支持。
三、研究计划及预期成果1.时间安排项目时间预计为12个月,具体安排如下:第1-2个月:收集相关文献,熟悉相关技术,确定研究方案。
第3-7个月:采集样本,提取及扩增样本的DNA,建立玉米DNA指纹图谱库。
第8-10个月:对DNA指纹图谱进行分析,提取生物信息,并进行数据库设计。
第11-12个月:应用所建立的玉米DNA指纹图谱库,对玉米品种进行模拟设计,进行研究成果分析及总结。
2.预期成果本研究预期成果如下:(1)建立玉米DNA指纹图谱库,存储不同品种的DNA指纹图谱及相关信息;(2)对玉米DNA指纹图谱进行分析,确定不同品种之间的遗传关系、相似性及亲缘关系;(3)应用所建立的玉米DNA指纹图谱库,对玉米进行模拟设计,为基因编辑、育种等研究提供基础数据支持;(4)撰写研究论文并发表,为相关领域的研究提供新的思路和方法。