元阳梯田月亮谷与测序水稻日本晴多态性SSR标记筛选  

何玉忠1,2 , 高东1 , 何霞红1 , 余磊3
1.云南农业大学农业生物多样性应用技术国家工程中心, 昆明, 650201
2.元阳县新街...
作者    通讯作者
《分子植物育种》网络版, 2012 年, 第 10 卷, 第 11 篇   doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0011
收稿日期: 2012年03月12日    接受日期: 2012年03月24日    发表日期: 2012年04月26日
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引用格式(中文):
何玉忠等, 2012, 元阳梯田月亮谷与测序水稻日本晴多态性SSR标记筛选, 分子植物育种(online) Vol.10 No.11 pp.1087-1091 (doi: 10.5376/mpb. cn.2012.10.0011)
引用格式(英文):
He et al., 2012, Screening Polymorphic SSR Markers between Yuelianggu in Yuanyang Terrace and Sequenced Variety Nipponbare, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online) (Molecular Plant Breeding) Vol.10 No.11 pp.1087-1091 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0011)

摘要

试验以元阳梯田月亮谷为材料,利用水稻387对SSR标记,与测序品种粳稻日本晴的基因组进行比较,共筛选到月亮谷与日本晴具多态性的标记164条,占有效扩增引物的50.5%。多态性标记间隔均匀,可用于构建分子遗传图谱。这些标记对于构建地方品种基因的渗入系或近等基因系、定位克隆地方品种有益基因具有重要作用。

关键词
水稻;微卫星标记筛选;哈尼梯田;地方品种;日本晴

云南边远少数民族地区,地方水稻品种资源丰富,元阳梯田永续发展的稻作“人工湿地”保存并仍在栽种着大量地方稻种资源(高东等, 2009b),此类地方稻种资源具有育成品种所遗失的优异种质,是水稻育种、起源和进化研究不可缺失的过渡材料。有关元阳梯田水稻地方多样性的研究较少,所见报道主要集中在普查整个稻作系统水稻地方品种数多样性(徐福荣等, 2010a)及其遗传多样性(白秀红等, 2012);在农业发展进程中,元阳不同时期水稻地方品种表型多样性(徐福荣等, 2010b)和遗传多样性(徐福荣等, 2011)的变化;以自然村为单位当前种植水稻地方品种的遗传多样性(高东等, 2011b);不同收集地当前主栽水稻地方品种内部遗传异质性解析(高东等, 2009b);当前主栽水稻地方品种和现代品种的内部遗传异质性与其适应性差异(高东等, 2010)等。迄今为止,对元阳梯田水稻地方品种分子遗传图谱构建,有益基因的定位及克隆的研究未见报道。本试验利用387对SSR标记,旨在对元阳梯田代表品种月亮谷和测序品种日本晴基因组的多态性SSR 标记进行筛选,构建分子遗传图谱,为定位和克隆月亮谷中有益性状的基因及QTL奠定基础。

1结果与分析
1.1 SSR标记扩增结果

供试387对SSR引物及多态性筛选结果见表1,其中325对为有效扩增引物,占84.0%;各染色体有效扩增率变幅为67.6~94.7%,其中2号染色体最高,5号染色体最低。多态SSR引物有164对,占总有效扩增引物的50.5%;多态性标记百分率变幅为39.1~69%,其中3号染色体最高,11号染色体最低。

 

表1供试SSR标记扩增结果
Table 1 Summary of researched loci


1.2 SSR标记在日本晴基因组中的位置

参照微卫星标记在日本晴基因组中的位置,将供试SSR标记在遗传图谱中的位置分类标注,其中具多态性的标记用红色标记表示,非多态性的标记用蓝色标记,未扩增出的用绿色标记。由图1看出,本研究中所用的微卫星标记均匀覆盖了整个基因组,并且多态性标记间隔均匀,可选作用来构建遗传图谱(图1)。

 

图1多态性SSR标记在日本晴基因组图谱中的位置
Figure 1 Polymorphic SSR markers in the Nipponbare genome position


2讨论
同源克隆和图位克隆是目前水稻基因克隆采用的主要方法。利用近缘生物的基因组DNA具有的保守性的特征,借助已知序列信息,把未知基因克隆出来的方法称为同源克隆,这种方法简单,但是需要事前知道类似基因的序列。通过染色体减数分裂时的交换特性,利用表型和染色体上标记的交换数目确定标记与基因的连锁及远近,一步步地靠近目的基因,直至找到目的基因的方法称为图位克隆,这种方法不需要知道目的基因的任何信息。在遗传材料之间筛选多态性的分子标记是构建分子遗传图谱的首要任务。本研究利用387对SSR引物开展了元阳梯田月亮谷与测序水稻日本晴多态性SSR标记筛选,发现多态性标记的比例较高,反映了两者之间遗传多样性较丰富。获得的多态性标记较均匀地分布于整个基因组,能较好地适用于构建分子遗传图谱。

近年来,在元阳梯田稻作生态系统中发现了白脚老粳、红脚老粳和月亮谷等栽种历史悠久的优良稻谷地方品种(高东等, 2010),这些稻谷地方品种在低肥水、低农药的栽培管理条件下至少连续栽种了上百年,相反,由于产量或病虫害的原因,现代品种一般3~5年就需要更换品种(高东等, 2011a)。要研究这些品种可持续栽种能力的形成机制,对其基因组的DNA研究是必不可少的,本研究获得的多态性标记为构建分子遗传图谱,月亮谷有益基因定位、克隆和利用奠定了基础。

3材料与方法
3.1材料
试验材料选用元阳梯田代表水稻地方品种月亮谷和测序品种日本晴(Nipponbare),供试SSR 标记387对,由上海生工生物工程技术服务有限公司合成,序列及遗传距离参照McCouch等(2002)及Gramene网站(http://www.gramene.org; IRGSP 2005)资料。

3.2方法
供试材料经浸种、发芽、水培15 d,剪取适量嫩叶,参照高东等(2010)的方法CTAB法提取DNA,测定DNA浓度。参照高东等(2009a)的方法进行PCR扩增反应体系及扩增程序设置,聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染。参照刘仁虎等(2003)的方法采用MapDraw做连锁作图。

作者贡献
高东为本研究的构思者及负责人,试验设计和试验研究的执行人;何玉忠参与样品采集,试验设计与分析,及论文初稿的写作;何霞红和余磊参与数据分析及论文修改。全体作者都阅读并同意最终的文本。

致谢
本研究由国家重点基础研究发展计划(973项目)课题(2011CB100406)资助。

参考文献
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