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品种指纹图谱构建及种子纯度鉴定

时间:2022-10-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:通过对谱带进行条带赋值,构建品种指纹图谱数据库,可实现计算机管理。目前,种子纯度检验的方法大致有3种,即大田形态学鉴定法、生化标记鉴定法、DNA分子标记鉴定法。路盼等于2010年利用9对具有多态性的AFLP引物建立了3个番茄品种及其6份亲本材料的DNA指纹图谱,同时根据指纹图谱分析了材料的遗传关系,并且对9份材料的纯度进行了鉴定,亲本纯度符合率为100%,杂种一代为98.7%,这为番茄品种的区分及纯度鉴定提供了重要的依据。

随着农业知识产权保护的发展,DUS[特异性(distinctness)、一致性(uniformity)、稳定性(stability)]测试是授予植物新品种权的法定测试,然而存在田间测试周期长、性状多、工作量大,且易受自然因素影响等问题。指纹图谱技术已成为DUS测试的重要补充,可作为保证植物新品种客观、公正、准确授权,进行审查测试的一种重要手段。

目前品种鉴定中应用较多的指纹图谱主要有两类:一类是研究较早的生化指纹图谱,包括同工酶电泳指纹图谱和种子储藏蛋白电泳指纹图谱,同工酶与种子贮藏蛋白标记数有限,难以满足品种鉴定和育种工作的需要。另一类是20世纪90年代后才发展起来的DNA指纹图谱,根据品种DNA的组成,利用分子标记对基因组进行扩增、电泳显色,间接体现出品种基因组DNA上的差异,用可见的谱带形式表示出来。通过对谱带进行条带赋值,构建品种指纹图谱数据库,可实现计算机管理。DNA指纹图谱是通过检测品种间DNA位点的差异来鉴定品种的,相比生化指纹图谱,DNA指纹图谱有以下优点:①无器官、组织发育特异性,不受环境因素的影响;②标记数量多,遍及整个基因组,多态性高;③DNA可长期保存,稳定性好,对实验条件的要求相对不严格;④遵守简单的孟德尔遗传。

图8.2 152份茄子种质资源的UPGMA聚类图

Russell等于1997年利用4对SSR引物组成的3组不同引物的组合,可以区分24个大麦品种,错误概率仅为千分之一。苏永涛等(2010)以从各地收集的62份番茄为材料,从270对AFLP引物当中筛选出65对具有多态性的引物进行选扩,然后从这65对引物中选出5对多态性丰富、带型清晰、多态性信息含量大的引物进行扩增,共获得85个多态性位点,其中多态性位点占总扩增位点的35.41%,从其中选出比较清晰的16个位点构建了62份番茄栽培种的AFLP指纹图谱可以将参试的62份番茄材料一一区分(见表8.2)。

表8.2 62份番茄栽培种的AFLP指纹图谱

(续表)

(续表)

指纹图谱技术在监测良种质量(真假杂种、纯度),防止伪劣种子流入市场,保护我国名、优、特种质及育成品种的知识产权和育种家的权益方面均有重要意义。种子纯度鉴定技术是当前我国种子检验工作的重点与难点之一,也是种子管理工作中迫切需要解决的问题。随着生物技术的不断发展,种子纯度检验也已发展到了DNA分子标记阶段,从而使种子纯度检验变得简便、快捷而有效。目前,种子纯度检验的方法大致有3种,即大田形态学鉴定法、生化标记鉴定法、DNA分子标记鉴定法。传统的大田形态鉴定法在生产实践中虽然是一种较为可行的方法,但大田鉴定需额外占用土地、周期长、花费大、受季节限制。生化鉴定法是近年来发展很快、应用面广、准确性高的种子纯度鉴定方法,它在蛋白质分子水平上对不同遗传特性的种子给予鉴别,有准确、可靠、快速和不受外界环境条件影响的特点,但有些亲缘关系比较近的自交系及其杂交种区别比较难。DNA分子标记的应用,使种子纯度鉴定进入了基因水平,它以种子的DNA片段直接作为检测对象,具有很高的准确性、稳定性和重复性。为作物品种鉴定与纯度分析提供了更为准确、可靠、方便的方法,不受季节、环境限制,不存在表达与否的问题。

路盼等于2010年利用9对具有多态性的AFLP引物建立了3个番茄品种及其6份亲本材料的DNA指纹图谱,同时根据指纹图谱分析了材料的遗传关系,并且对9份材料的纯度进行了鉴定,亲本纯度符合率为100%,杂种一代为98.7%,这为番茄品种的区分及纯度鉴定提供了重要的依据。高莉洁等(2016)利用建立的DNA快速提取方法,用10对筛选出的多态性SSR引物进行了番茄、茄子和黄瓜杂种纯度的检测工作,亲本纯度符合率为100%,杂种一代为96.5%(见图8.3)。

图8.3 利用SSR标记进行番茄杂种纯度检测

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