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茄子耐盐种质亲缘关系的RAPD分析

2012-08-10吴雪霞查丁石朱宗文李贤

中国蔬菜 2012年4期
关键词:耐盐茄子种质

吴雪霞查丁石朱宗文李贤

(上海市农业科学院园艺研究所,上海市设施园艺技术重点实验室,上海 201403)

随着设施栽培的快速发展,设施内土壤次生盐渍化日趋严重,导致蔬菜作物的生长发育受到抑制,产量和品质降低,严重影响了蔬菜生产的可持续发展和蔬菜生产者的经济效益(郭文忠 等,2004;黄毅和张玉龙,2004)。因此,如何克服设施内土壤盐害,实现设施蔬菜生产的可持续发展,是目前生产上面临的一个迫切问题。茄子(SolanuMmelongenaL.)在世界上大多数地区皆有栽培,尤以亚洲、非洲、地中海沿岸、欧洲中南部、中美洲种植广泛,其中亚洲茄子产量占世界总产量的86%。目前茄子已成为我国设施栽培的主要蔬菜之一,土壤次生盐渍化也严重影响了茄子的产量与品质。

对于盐渍化土壤的利用主要采取两种措施,一是用化学或物理方法改造土壤;二是通过生物技术培育耐盐作物品种。前者不仅耗资巨大,且随着大量化学物质的加入加重了土壤的次生盐渍化。有效利用分子标记辅助育种技术,对于加快培育优质高产耐盐茄子新品种具有重要的现实意义。因此,上海市设施园艺技术重点实验室通过对上海市农业科学院园艺研究所茄子课题组现有茄子资源进行耐盐鉴定,在筛选出芽期和幼苗期均耐盐的 14份茄子种质资源的基础上,对14份耐盐茄子材料进行遗传多样性及亲缘关系分析,为茄子耐盐品种选育提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验共选用14份耐盐茄子材料(表1),均经过2009~2010年2 a耐盐性鉴定。

表1 供试茄子材料名称及特征特性

1.2 试剂

试验所用的提取DNA、PCR试剂和琼脂糖均购自上海生工生物工程技术服务有限公司。

1.3 模板DNA提取

分别取不同材料的幼叶,用CTAB法提取茄子基因组DNA,具体参照张永平等(2007)的方法。采用1.0%琼脂糖凝胶电泳检测DNA的纯度,-20 ℃冰箱内保存备用。

1.4 RAPD反应体系

RAPD扩增反应采用20 μL的反应体系,其中包含25 mmol·L-1MgCl22.0 μL,10×PCR Buffer 2.0 μL,10 mmol·L-1dNTP 0.5 μL,5 U·μL-1TaqE 0.2 μL,10 ng·L-1模板 DNA 3.0 μL,0.1 μmol·L-1Primer 3.0 μL,灭菌双蒸水9.3 μL,加盖1滴矿物油进行扩增。扩增程序:94 ℃预变性 5 min;94 ℃变性 1 min,35 ℃退火 1 min,72 ℃延伸 1.5 min,5 个循环;94 ℃变性 1 min,50 ℃退火1 min,72 ℃延伸1.5 min,35个循环;72 ℃延伸10 min后4 ℃保存(马金骏,2008)。

1.5 电泳检测

PCR扩增产物在1.2%琼脂糖凝胶(含EB)电泳分离,电压120 V,时间约1.5 h,Gel DocTMEQ 170-8060凝胶成像仪进行观察并拍照分析。

1.6 数据分析

选择清晰的谱带进行统计,扩增产物在相同迁移位置有条带赋值为1,无条带赋值为0,建立原始数据矩阵。应用NTSYS-pc(version 2.1)软件处理并采用非加权类平均法(UPGMA)进行聚类分析(李怀志 等,2011),得到遗传相似系数,并根据遗传相似系数建立聚类分析图。

2 结果与分析

2.1 RAPD标记的多态性分析

采用100个RAPD随机引物对14份耐盐茄子材料的DNA进行扩增,筛选出具有多态性且扩增条带清晰的随机引物10个。对这10个随机引物的扩增结果进行统计,共扩增出 102条带,其中多态性条带 79条,多态性程度为77.45%。引物S28和S124的多态性位点比例较高,分别为84.62%和83.33%(表2、图1)。

2.2 遗传相似系数分析

利用遗传统计学软件对 RAPD扩增所得多态性位点进行分析,得出14份耐盐茄子材料的遗传相似系数在 0.316~0.975之间(表3),其中 E13与其他材料的的遗传相似系数在0.316~0.405之间,E6与其他材料的遗传相似系数在0.405~0.506之间,说明E13和E6与其他材料亲缘关系较远。E1和E3、E12和E14的遗传相似系数最大,均为0.975,即两者之间的亲缘关系最近。

表2 RAPD引物扩增结果及多态性比例

图1 引物S28和引物S124的RAPD扩增结果

表3 14份耐盐茄子材料的遗传相似系数

2.3 聚类分析

采用UPGMA法构建14份耐盐茄子材料的遗传关系聚类图(图2),在遗传相似系数为0.47时,可将14份耐盐茄子材料分为3类:第1类群只含有1份种质E13(CGN17497),来源于云南的茄属野生近缘种SolanuMnigrumLinn,不能和栽培种进行杂交,更多的是具有杂草的性状,没有太多的利用价值;第2类群也只含有1份种质E6(Gilo),具有半栽培种的性状,在栽培上用作砧木或作为观赏茄,植株生长适应力强,抗病虫,抗倒伏,果实中小扁圆形,果皮浅绿色,味道甘苦,和广泛栽培的茄子杂交能获得可育后代,是育种和遗传研究中可以直接利用的材料;第3类群均为栽培种,包括12份材料(占总材料的85.71%),来源不同、形态各异。对类群3在遗传相似系数0.805处切割,可分为2个亚类,第1亚类包含9份种质,除E5果实卵形、果皮为白紫色外,其余为长棒形或长卵形,果皮为黑紫色或绿色;第2亚类包括3份种质,E8、E9和E10,果实为长卵形或羊角形,果皮为白绿色或红紫色。同时,第3类群同一亚类所包含种质均来自不同地方,因此推断茄子所属类群与地理来源无关。

图2 14份耐盐茄子材料聚类分析图

3 结论与讨论

从本试验聚类分析结果来看,茄子遗传亲缘关系远近与地理位置并无必然联系,这与李怀志等(2011)的研究结果相同,这可能是由于茄子种植商业化,地区之间相互引种导致交流频繁,使种质间地域差异性降低。同时本试验中聚类分析首先将所有材料分为野生近缘种、半栽培种和栽培种3类,说明茄子材料间存在一定程度的遗传分化,分子标记对遗传变异比较敏感,对遗传多样性分析非常有效。

优异丰富的种质资源是育种工作的基础,而种质基础的宽窄和遗传多样性的丰缺、亲缘关系的远近则是育种成败的关键。从本试验结果来看,耐盐栽培茄子材料间遗传相似系数非常大,遗传背景比较狭窄,对茄子耐盐品种的选育非常不利,因此应加强种质的收集和创新工作,拓宽我国茄子耐盐种质的遗传基础。在茄子耐盐育种中应尽量选择遗传相似性系数较小,耐盐性差异大的材料配制杂交组合。

郭文忠,刘声锋,李丁仁,赵顺山.2004.设施蔬菜土壤次生盐渍化发生机理的研究现状与展望.土壤,36(1):25-29.

黄毅,张玉龙.2004.保护地生产条件下的土壤退化问题及其防治对策.土壤通报,35(2):212-216.

李怀志,张峻,李翔,陈火英.2011.应用SRAP标记对茄子品种进行遗传多样性分析与指纹图谱构建.南京农业大学学报,34(4):18-22.

马金骏.2008.不结球白菜种质资源遗传多样性的初步研究〔硕士论文〕.扬州:扬州大学.

张永平,朱为民,崔辉梅.2007.上海地区番茄烟粉虱传双生病毒PCR检测.上海农业学报,23(4):100-101.

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