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基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析

王黎 徐郝 俞云栋 张海珍 高燕会 沈笑 金晨莺 陈轶敏

王黎, 徐郝, 俞云栋, 张海珍, 高燕会, 沈笑, 金晨莺, 陈轶敏. 基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
引用本文: 王黎, 徐郝, 俞云栋, 张海珍, 高燕会, 沈笑, 金晨莺, 陈轶敏. 基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
WANG Li, XU Hao, YU Yundong, ZHANG Haizhen, GAO Yanhui, SHEN Xiao, JIN Chenying, CHEN Yimin. Genetic diversity analysis of Hippeastrum rutilum cultivars based on SCoT markers[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
Citation: WANG Li, XU Hao, YU Yundong, ZHANG Haizhen, GAO Yanhui, SHEN Xiao, JIN Chenying, CHEN Yimin. Genetic diversity analysis of Hippeastrum rutilum cultivars based on SCoT markers[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614

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基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
基金项目: 杭州西湖风景名胜区科技发展计划项目(2016-006);“十三五”浙江省育种专项(2016C02056-13)
详细信息
    作者简介: 王黎,从事观赏植物遗传改良和生物技术研究。E-mail: 3025575869@qq.com
    通信作者: 张海珍,教授级高级工程师,博士,从事风景园林植物遗传改良研究。E-mail: 236055@qq.com
  • 中图分类号: S330

Genetic diversity analysis of Hippeastrum rutilum cultivars based on SCoT markers

  • 摘要:   目的   进一步从分子水平分析朱顶红Hippeastrum rutilum品种间的遗传多样性、亲缘关系和亲本鉴定。   方法   利用正交试验设计方法筛选朱顶红目标起始密码子多态性分子标记(SCoT)体系,并以41份朱顶红品种为材料对遗传多样性和亲缘关系进行分析。   结果   ①朱顶红SCoT标记最佳反应体系(20 μL):包括DNA 40 ng,引物 0.1 μmol·L−1;MgCl2 2.0 mmol·L−1,dNTPs 0.4 mmol·L−1和rTaq DNA聚合酶0.75 U (1 U=16.67 nkat)。② 12条SCoT引物从41份朱顶红品种获得77条多态性条带,平均多态性比率高达86.52%。朱顶红品种间遗传相似系数为0.292 3~0.834 3,表明41份朱顶红品种间遗传多样性较高,遗传范围广。③非加权配对算术平均法(UPGMA)聚类表明:朱顶红SCoT标记聚类与花色的相关性较大,但与瓣型相关性不大。在遗传相似系数0.420 0处将41份朱顶红品种分为两大类:第Ⅰ大类既有重瓣品种又有单瓣品种,第Ⅰ大类又分为4个小类,其中相似花色的聚为一类,Ⅰd小类中单瓣、白色的‘绣球’‘Hydrangea’(20号)和红色的‘奇迹’‘Miracle’(22号)可能是重瓣、橙红和白色组成的复色花(21号‘迎春’‘Yingchun’)的亲本;第Ⅱ大类品种多为复色花。   结论   SCoT标记技术可有效地应用于朱顶红品种间遗传多样性分析和可能亲本的鉴定。图6表4参21
  • 图  1  部分朱顶红样品DNA电泳图

    Figure  1  DNA electrophoresis of some samples of H. rutilum

    图  2  SCoT引物P55正交试验筛选结果电泳图

    Figure  2  Electrophoretic map of the results of orthogonal test with SCoT primer P55

    图  3  部分SCoT引物初筛图

    Figure  3  Preliminary screening of SCoT primers

    图  4  部分SCoT引物复筛电泳图

    Figure  4  Electrophoretic map of secondary screening using partial SCoT primers

    图  5  基于SCoT标记的朱顶红品种间遗传相似系数频数分布直方图

    Figure  5  Histogram of number distribution of genetic similarity coefficient among red varieties based on SCoT markers

    图  6  基于SCoT标记的41份朱顶红品种聚类图

    Figure  6  Cluster analysis charts of 41 vermilion red based on SCoT marker

    表  1  41个朱顶红品种性状描述

    Table  1.   Character description of 41 H. rutilum cultivars used in this stduy

    品种编号 品种名 性状描述 花色 品种编号 品种名 性状描述 花色
    1 ‘阿弗雷’‘Alfresco’ 重瓣 白NN155-D 22 ‘奇迹’‘A Miracle 单瓣 红46-A
    2 ‘爱神’‘Aphrodite’ 重瓣 白NN155-D 23 ‘奇妙仙子’‘Tinker Bell’ 单瓣 红41-D,白NN155-D
    3 ‘冰后’‘Ice Queen’ 重瓣 白NN155-D 24 ‘瑞贝卡’‘Rebecca’ 单瓣 红紫73-C,白NN155-D
    4 ‘焦点’‘Spotlight’ 单瓣 白NN155-D,红53-B 25 ‘世外桃源’‘Paradise’ 单瓣 红紫73-A,白NN155-D
    5 ‘粉色惊奇’‘Pink Surprise’ 单瓣 红54-A 26 ‘欲望’‘Desire’ 单瓣 红41-C
    6 ‘鬼魅’‘Joker’ 重瓣 橙红N30-A 27 ‘珍妮小姐’‘Lady Jane’ 单瓣 红47-A,红56-A
    7 ‘黑天鹅’‘Royal Velvet’ 重瓣 红53-A 28 ‘婚礼舞曲’‘Wedding Dance’ 单瓣 白NN155-A
    8 ‘快车’‘The Express’ 单瓣 橙红N34-A 29 ‘托斯卡’‘Tosca’ 单瓣 红紫58-B
    9 ‘哈库’‘Haku’ 单瓣 红54-B 30 ‘双梦’‘Double Dream’ 重瓣 红54-A
    10 ‘露天’‘Alfresco’ 重瓣 白NN155-D 31 ‘红狮’‘Red Lion’ 单瓣 红41-A
    11 ‘红宝石之星’‘Star of Ruby’ 单瓣 橙红N34-A,黄绿145-D 32 ‘千禧蛋’‘Millennium Egg’ 单瓣 白155-A
    12 ‘红唇’‘Tres Chic’ 单瓣 红42-A,黄2-D 33 ‘焰火’‘Fireworks’ 单瓣 橙红34-A
    13 ‘红娘’‘Matdhmaker’ 重瓣 红42-A,黄2-D 34 ‘马格’‘Magné’ 单瓣 红47-A
    14 ‘侯爵’‘Marquis’ 重瓣 白NN155-D 35 ‘世界和平’‘World Peace’ 单瓣 红50-A
    15 ‘花瓶’‘Gervase’ 单瓣 红50-B 36 ‘北极女神’‘Arctic Nymph’ 重瓣 白NN155-B
    16 ‘滑稽演员’‘Harlequin’ 重瓣 白NN155-D 37 ‘首映’‘Premiere’ 单瓣 灰红182-A
    17 ‘黄金岁月’‘Golden Years’ 重瓣 红46-A 38 ‘圣诞快乐’‘Merry Christmans’ 重瓣 白NN155-C,红45-A
    18 ‘甜蜜妮芙’‘Sweet Nymph’ 重瓣 红45-C 39 ‘清晨阳光’‘Morning Light’ 单瓣 白NN155-D,红紫58-B
    19 ‘玫瑰花样’‘Rose Petal’ 重瓣 白NN155-D 40 ‘超级黛丝’‘Giantama Deus’ 重瓣 白NN155-D,红54-C
    20 ‘绣球’‘Hydrangea’ 单瓣 白NN155-D 41 ‘迷雾’‘Misty’ 单瓣 黄4-C,红46-A
    21 ‘迎春’‘Jasminum Nudiflorum’ 重瓣 橙红N34-A,白NN155-C
    说明:表中大写字母表示不同的色系代码
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    表  2  L54正交实验因素及水平

    Table  2.   L54 factors and levers of orthogonal design

    水平因素 引物/(μmol·L−1) MgCl2/(mmol·L−1) DNA/ng dNTPs/(mmol·L−1) rTaq/(×16.67 nkat)
    1 0.1 1.5 30 0.1 0.50
    2 0.2 2.0 40 0.2 0.75
    3 0.3 2.5 50 0.3 1.00
    4 0.4 3.0 60 0.4 1.25
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    表  3  朱顶红SCoT-PCR正交试验体系筛选

    Table  3.   Screening of orthogonal systems

    处理
    编号
    模板
    DNA/ng
    引物/
    (μmol·L−1)
    Mg2+/
    (mmol·L−1)
    dNTPs/
    (mmol·L−1)
    rTaq/
    (×16.67 nkat)
    处理
    编号
    模板
    DNA/ng
    引物/
    (μmol·L−1)
    Mg2+/
    (mmol·L−1)
    dNTPs/
    (mmol·L−1)
    rTaq/
    (×16.67 nkat)
    1 30 0.1 1.5 0.1 0.50 9 50 0.4 1.5 0.3 0.75
    2 30 0.2 2.0 0.2 0.75 10 50 0.3 2.0 0.1 0.50
    3 30 0.3 2.5 0.3 1.00 11 50 0.2 2.5 0.4 1.25
    4 30 0.4 3.0 0.4 1.25 12 50 0.1 3.0 0.2 1.00
    5 40 0.3 1.5 0.2 1.25 13 60 0.2 1.5 0.4 1.00
    6 40 0.4 2.0 0.1 1.00 14 60 0.1 2.0 0.3 1.25
    7 40 0.1 2.5 0.4 0.75 15 60 0.4 2.5 0.2 0.50
    8 40 0.2 3.0 0.3 0.50 16 60 0.3 3.0 0.1 0.75
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    表  4  SCoT标记引物扩增结果

    Table  4.   Amplification results of SCoT marker primers

    引物编号 引物序列 扩增条带数 多态性条带数 多态性比率/%
    P5 CAACAATGGCTACCACGA 5 4 80.00
    P12 ACGACATGGCGACCAACG 5 3 60.00
    P13 ACGACATGGCGACCATCG 9 7 77.78
    P32 CCATGGCTACCACCGCAC 10 10 100.00
    P40 CCATGGCTACCACCGCCG 5 5 100.00
    P41 AACCATGGCTACCACCGA 6 5 83.33
    P43 AACCATGGCTACCACCGG 7 7 100.00
    P54 ACAATGGCTACCACCAGC 5 4 80.00
    P55 ACAATGGCTACCACCAGG 8 6 75.00
    P56 ACAATGGCTACCACCAGA 11 11 100.00
    P57 ACAATGGCTACCACCAGT 9 7 77.78
    P61 ACCATGGCTACCACCGAG 9 8 88.89
    平均 7.42 6.42 86.52
    合计 89 77 86.52
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-19
  • 修回日期:  2020-06-03

基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
    基金项目:  杭州西湖风景名胜区科技发展计划项目(2016-006);“十三五”浙江省育种专项(2016C02056-13)
    作者简介:

    王黎,从事观赏植物遗传改良和生物技术研究。E-mail: 3025575869@qq.com

    通信作者: 张海珍,教授级高级工程师,博士,从事风景园林植物遗传改良研究。E-mail: 236055@qq.com
  • 中图分类号: S330

摘要:    目的   进一步从分子水平分析朱顶红Hippeastrum rutilum品种间的遗传多样性、亲缘关系和亲本鉴定。   方法   利用正交试验设计方法筛选朱顶红目标起始密码子多态性分子标记(SCoT)体系,并以41份朱顶红品种为材料对遗传多样性和亲缘关系进行分析。   结果   ①朱顶红SCoT标记最佳反应体系(20 μL):包括DNA 40 ng,引物 0.1 μmol·L−1;MgCl2 2.0 mmol·L−1,dNTPs 0.4 mmol·L−1和rTaq DNA聚合酶0.75 U (1 U=16.67 nkat)。② 12条SCoT引物从41份朱顶红品种获得77条多态性条带,平均多态性比率高达86.52%。朱顶红品种间遗传相似系数为0.292 3~0.834 3,表明41份朱顶红品种间遗传多样性较高,遗传范围广。③非加权配对算术平均法(UPGMA)聚类表明:朱顶红SCoT标记聚类与花色的相关性较大,但与瓣型相关性不大。在遗传相似系数0.420 0处将41份朱顶红品种分为两大类:第Ⅰ大类既有重瓣品种又有单瓣品种,第Ⅰ大类又分为4个小类,其中相似花色的聚为一类,Ⅰd小类中单瓣、白色的‘绣球’‘Hydrangea’(20号)和红色的‘奇迹’‘Miracle’(22号)可能是重瓣、橙红和白色组成的复色花(21号‘迎春’‘Yingchun’)的亲本;第Ⅱ大类品种多为复色花。   结论   SCoT标记技术可有效地应用于朱顶红品种间遗传多样性分析和可能亲本的鉴定。图6表4参21

English Abstract

王黎, 徐郝, 俞云栋, 张海珍, 高燕会, 沈笑, 金晨莺, 陈轶敏. 基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
引用本文: 王黎, 徐郝, 俞云栋, 张海珍, 高燕会, 沈笑, 金晨莺, 陈轶敏. 基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
WANG Li, XU Hao, YU Yundong, ZHANG Haizhen, GAO Yanhui, SHEN Xiao, JIN Chenying, CHEN Yimin. Genetic diversity analysis of Hippeastrum rutilum cultivars based on SCoT markers[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614
Citation: WANG Li, XU Hao, YU Yundong, ZHANG Haizhen, GAO Yanhui, SHEN Xiao, JIN Chenying, CHEN Yimin. Genetic diversity analysis of Hippeastrum rutilum cultivars based on SCoT markers[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190614

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