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本研究以鲁加1号(MalusdomesticaBorkh.cv.Lujia1)等31个加工苹果品种为试材,采用IT-ISJ标记(IntronTargetedIntron-exonSpliceJunction,即内含子—外显子拼接位点标记)技术,建立了苹果IT-ISJ标记分析技术体系,分析了供试加工苹果品种的遗传关系。
1、比较了加工苹果品种基因组DNA提取方法
比较了改良CTAB法和无需液氮的CTAB法。结果表明,无需液氮的CTAB法获得的DNA纯度与改良CTAB法相当,简便易行,但DNA浓度较低。改良CTAB法可以有效地去除蛋白质和多糖类杂质,获得的DNA纯度和浓度都比较理想。
2、建立了加工苹果品种IT-ISJ分析技术体系
优化了苹果IT-ISJ分析中PCR扩增酶、模板DNA、引物的浓度,筛选了PCR反应中的最适温度。研究表明,加工苹果品种IT-ISJPCR反应体系采用TIANGEN公司生产的2×TaqPCRMasterMix,使用15μl的反应体系为宜。反应体系中含TaqPCRMasterMix7.5μl、浓度约为20ngμl-1的模板DNA2μl,以及10ngμl-1的引物组合各0.75μl。扩增程序为:94℃预变性5min,94℃45sec,50℃45sec,72℃1min,总共40个循环,最后72℃延伸10min,4℃保温。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳,应用银染技术检测扩增和电泳结果。
3、筛选了87对适合加工苹果品种IT-ISJ分析的多态性引物组合
选用正向引物8个,反向引物34个,并将正反向引物进行两两组合,对配置的272对引物组合进行了筛选,获得了87对具有多态性的引物组合,其中有5对引物组合表现出很高的多态性,可对需要进行鉴别的加工苹果品种进行有效的区分。这5对组合分别是:IT-ISJ13F/IT-ISJ14R、IT-ISJ13F/IT-ISJ16R、IT-ISJ13F/IT-ISJ43R、IT-ISJ14F/IT-ISJ43R、IT-ISJ15F/IT-ISJ16R。
4、计算了加工苹果品种之间的相似系数,绘制了聚类分析图
利用NTSYS-2.1软件中的Jaccard方法计算了各供试品种之间的相似系数,采用UPGMA法进行了聚类分析,计算出了各加工苹果品种组合间的遗传距离,绘制了31个供试品种的聚类树状图。结果表明,供试的31个苹果品种的相似系数平均值为0.49,变异范围为0.49±0.37。其中,倭锦和邦扎相似系数最小,仅为0.26;鲁加2号和鲁加6号相似系数最大,达到了0.86。供试品种中相似系数大于0.50的组合有182个,占所有供试组合总数的39.3‰而相似系数小于0.50的组合有283个,占所有供式组合总数的60.7%,说明品种之间存在较大的遗传差异。在相似系数为0.50时,供试的31个苹果品种可以分为7组。其中,其中第一组是倭锦(组),第二组是酸王(组),第三组是邦扎(组),第四组是特早红(组),这四组的品种与其它品种之间亲缘关系较远,因此都是单独成组。第五组是酿酒品种组,包括5个单宁含量较高的品种(美娜、甜格力、苦开麦、苦绯甘、大比耐)。第六组为制汁品种组,包括9个传统的制汁品种:瑞丹、瑞林、瑞拉、小黄、贝当、上林、瑞莲娜、甜麦、澳洲青苹,说明传统制汁品种之间具有相近的亲缘关系。第七组为柱型品种组,包括13个品种,其中有新培育的加工品种(鲁加1号~8号)和新品种的亲本特拉蒙以及与特拉蒙相关的旭、威塞克旭、塔斯坎和特珍,这13个品种有共同的原始亲本旭,亲缘关系相近,因此聚为一组。
本研究为在加工苹果品种育种过程中,科学选配杂交亲本,提高育种效率提供了理论基础,也为加工苹果品种鉴定,新品种保护及利用提供技术支持。