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2019 , Vol. 40 >Issue 1: 87 - 91

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2019.01.013

生物技术与组织培养

基于SRAP分子标记的13份贵州芒果种质资源遗传多样性分析

  • 刘荣 ,
  • 龚德勇 ,
  • 刘清国 ,
  • 黄海 ,
  • 范建新 , *
展开
  • 贵州省农业科学院亚热带作物研究所,贵州兴义 562400
* 范建新（FAN Jianxin）,E-mail： 。

刘 荣（1986—）,女,助理研究员,研究方向：热带果树。

收稿日期: 2018-05-23

  要求修回日期: 2018-08-23

  网络出版日期: 2019-01-15

基金资助

贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑[2016]2526号,黔科合支撑[2018]2284号)

贵州省人才基地项目(黔人领发[2016]22号)

版权

版权所有，未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
收起

Genetic Diversity Analysis of Thirteen Mango Germplasm Resources Based on SRAP Molecular Markers

  • LIU Rong ,
  • GONG Deyong ,
  • LIU Qingguo ,
  • HUANG Hai ,
  • FAN Jianxin , *
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  • Institute of Subtropical Crops, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Xingyi, Guizhou 562400, China

Received date: 2018-05-23

  Request revised date: 2018-08-23

  Online published: 2019-01-15

Copyright

Copyright reserved © 1981. Office of Acta Agronomica Sinica All articles published represent the opinions of the authors, and do not reflect the official policy of the Chinese Medical Association or the Editorial Board, unless this is clearly specified.
Fold

摘要

探索贵州芒果种质资源的遗传多样性和亲缘关系,为芒果种质资源的鉴定、创新与利用提供理论依据。利用SRAP标记对13份芒果种质资源进行遗传多样性分析。对108对引物组合进行筛选,其中有17对引物扩增的条带多且多态性好。17对引物共产生扩增带161条,多态性条带为133条,多态性比率为82.61%,显示较高的遗传多态性。遗传相似系数在0.602~0.820,其中桂热芒10号与攀西红芒的相似系数最大,而桂热芒82号和红象牙芒两者之间的相似系数最小。UPGMA聚类分析结果显示,Mi-8与桂热芒82号的亲缘关系较近,Mi-9与红芒6号的亲缘关系较近,野生种质资源Mi-5与串芒、桂热芒10号和攀西红芒的亲缘关系较近,野生种质资源Mi-6与凯特芒和金煌芒的亲缘关系较近。以上研究结果说明SRAP技术能用于贵州芒果种质资源遗传多样性分析,也表明了贵州地区芒果种质资源遗传背景的复杂性。

关键词： 芒果; 种质资源; SRAP标记; 聚类分析; 贵州

本文引用格式

刘荣 , 龚德勇 , 刘清国 , 黄海 , 范建新 . 基于SRAP分子标记的13份贵州芒果种质资源遗传多样性分析[J]. 热带作物学报, 2019 , 40(1) : 87 -91 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.01.013

Abstract

The genetic diversity and genetic relationship of mango germplasm resources were explored in Guizhou to provide the theoretical basis for mango germplasm identification, innovation and utilization. SRAP was used to assess the genetic diversity of 13 mango germplasm resources. 161 bands were amplified using 17 pairs of primers selected from 108 primers, of which 133 were polymorphic bands, and the polymorphic percentage of bands was 82.61%. Genetic similarity coefficients between genotypes was in the range of 0.602-0.820, with the minimum between mango Guire 10 and Panxi Red Mango, and the maximum between Guire 82 and Hongxiangya. Cluster analysis results showed that Mi-8 and Guire 82 had the closest relatives. Mi-9 and Red Mango 6 had the closest relatives. Mi-5, Chuan Mango, Guire 10 and Panxi Red Mango had the closest genetic relationship. Mi-6, Kate Mango and Jinhuang Mango had the closest genetic relationship. The test showed that SRAP technology could be used in the genetic diversity analysis of mango germplasm resources in Guizhou, and the genetic background of mango germplasm resources was complex in Guizhou.

Key words： mango; germplasm resources; SRAP; cluster analysis; Guizhou

芒果（Mangifera indica L.）属于漆树科（Anacardiaceae）、芒果属（Mangifera）,是热带亚热带重要经济作物之一[1]。芒果与香蕉、柑橘、苹果、葡萄并称世界五大水果[2],因果色鲜美,肉质香甜,营养价值丰富,享有“热带果王”之美誉[3,4]。在热带水果中,芒果产量位居第二[5]。我国芒果主要分布于海南、广东、广西等地[6]。随着贵州省地方政策的大力支持,立足贵州地区特殊的气候条件,适宜性种植的芒果品种需求量持续增加。因此,解决贵州芒果种质资源的亲缘关系、分子水平上的品种鉴定迫在眉睫。
分子标记技术的应用加快了芒果遗传育种的步伐。近年来,相继出现了ISSR[7]、RAPD[8]、SSR[9]、AFLP[10]、SCoT[11]等标记技术在芒果遗传多样性分析、种质资源鉴定等方面的研究。相关序列扩增多态性（sequence-related amplified polymorphism,SRAP）是一种基于PCR的分子标记系统,与其他分子标记相比,具有操作简单、共显性高、多态性高、重复性好等优势,已在植物遗传多样性分析、遗传图谱的构建和比较基因组学分析等研究领域上广泛应用[12,13]。为弄清贵州地区2份野生种质资源、2份实生材料以及9份引进种质资源的遗传关系,笔者以这13份芒果种质资源为实验材料进行SRAP遗传多样性分析,旨在为贵州芒果种质资源的鉴定、遗传多样性分析提供相应的遗传背景资料,为芒果品种鉴定提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

采集于贵州省亚热带作物研究所望谟科技示范园和南北盘江镇达居基地。采集芒果的幼嫩叶片,经无菌水清洗、液氮速冻后存于-80 ℃冰箱备用。不同种质资源的基本特性见表1。
表1 不同芒果种质的来源

Tab. 1 The basic characteristics of different varieties (or lines)

编号Number 种质资源Germplasm resource 基本特征Basic characteristic
1 串芒 象牙芒22号芽变单株,引种于广西,多胚,适应性强,中熟品种
2 桂热芒10号 中大型果,多胚,抗寒性强,后期果实易感炭疽病
3 红芒6号 皮薄果软,易感炭疽病,抗寒性强
4 Mi-5 贵州野生种质资源,抗寒性强
5 台农1号 早熟品种,抗炭疽病强,耐贮运
6 Mi-6 贵州野生种质资源,抗寒性强
7 红象牙芒 引种于广西,单胚
8 攀西红芒 引种于四川,多胚,中熟品种,适应性强
9 桂热芒82号 引种于广西,单胚,晚熟品种
10 凯特芒 原产于美国,单胚
11 金煌芒 台湾自育品种,多胚,中熟品种
12 Mi-8 桂热芒82号实生单株,中大型果,抗寒性强,晚熟品种
13 Mi-9 红象牙芒实生单株,中小型果,抗寒能力强,中晚熟品种

1.2 方法

1.2.1 基因组DNA的提取 以13份芒果种质资源的嫩叶为原材料,通过改良CTAB法提取其基因组DNA[14]。1.2%琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA的质量,核酸蛋白测定仪（Themo NanoDrop 2000）测定基因组DNA的浓度和纯度。
1.2.2 SRAP分析 PCR反应体系[15]：10×PCR buffer（不含Mg2+）2.5 μL,MgCl2 2.5 mmol/L,dNTPs 0.2 mmol/L,正向引物0.4 μmol/L,反向引物0.4 μmol/L,TaqDNA聚合酶1.5 U,基因组DNA 20 ng,补足ddH2O至25 μL。SRAP引物序列见表2。PCR反应程序：94 ℃预变性5 min;94 ℃变性45 s,35 ℃退火1 min,72 ℃延伸1.5 min,5个循环;94 ℃变性45 s,50 ℃退火1 min,72 ℃延伸1.5 min,35个循环;72 ℃再延伸8 min,4 ℃保存。2.0%琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物。
表2 SRAP引物序列

Tab. 2 Primers used in SRAP molecular markers

正向引物
Forward primer (5′-3′)		 反向引物
Reverse primer (5′-3′)
ME1: TGAGTCCAAACCGGATA EM1: GACTGCGTACGAATTAAT
ME2: TGAGTCCAAACCGGAGC EM2: GACTGCGTACGAATTTGC
ME3: TGAGTCCAAACCGGAAT EM3: GACTGCGTACGAATTGAC
ME4: TGAGTCCAAACCGGACC EM4: GACTGCGTACGAATTTGA
ME5: TGAGTCCAAACCGGAAG EM5: GACTGCGTACGAATTAAC
ME6: TGAGTCCAAACCGGTAG EM6: GACTGCGTACGAATTGCA
ME7: TGAGTCCAAACCGGTAA EM7: GACTGCGTACGAATTATG
ME8: TGAGTCCAAACCGGTGC EM8: GACTGCGTACGAATTAGC
ME9: TGAGTCCAAACCGGTCC EM9: GACTGCGTACGAATTACG
EM10: GACTGCGTACGAATTCAG
EM11: GACTGCGTACGAATTCTG
EM12: GACTGCGTACGAATTCCA

1.3 数据处理

电泳检测图谱中1条清晰条带代表1个标记。通过电泳条带的有无进行赋值[有带的记为1,无带的记为0,构建(0,1)矩阵],统计并记录于Excel软件中。采用NTSYS2.1软件计算遗传相似系数,通过UPGMA法进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 遗传多样性分析

从表3结果得出,以13份芒果种质资源的DNA为模板,对108对引物组合进行筛选,其中有17对引物扩增的条带多且多态性好。17对引物共产生扩增带161条,多态性条带为133条,多态性比率为82.61%。每对引物扩增条带数为5~18不等,平均为9.47条。引物扩增的多态性比率在57.14%~100%,且大部分引物扩增的多态性偏高。引物ME1-EM6、ME3-EM10、ME4-EM4、ME4-EM5、ME5-EM3、ME5-EM9、ME7-EM6扩增的总条带数均大于10条,其中ME1-EM6、ME4-EM4、ME4-EM5和ME7-EM6这4对引物扩增的多态性条数较多,均大于10条。图1为引物ME3-EM10所揭示的13份种质资源的扩增图谱。实验说明SRAP技术能用于芒果种质资源的遗传多样性分析,也表明了贵州芒果遗传背景的复杂性。
表3 17对SRAP引物在芒果品种中的多态性分析

Tab. 3 Polymorphism for the amplification patterns of mango varieties using 17 SRAP primer pairs

引物组合
Primer pair		 扩增总条带数
Total number of bands		 多态性带数
Number of polymorphic bands		 多态性比率
Rate of polymorphic bands/%
ME1-EM6 12 11 91.67
ME1-EM11 8 8 100.00
ME2-EM1 6 5 83.33
ME2-EM10 7 4 57.14
ME3-EM3 5 3 60.00
ME3-EM10 10 8 80.00
ME4-EM2 8 8 100.00
ME4-EM3 9 9 100.00
ME4-EM4 13 11 84.62
ME4-EM5 18 18 100.00
ME5-EM3 10 6 60.00
ME5-EM6 7 6 85.71
ME5-EM7 9 7 77.78
ME5-EM9 11 8 72.73
ME6-EM3 8 5 62.50
ME7-EM6 12 10 83.33
ME7-EM8 8 6 75.00
图1 引物ME3-EM10对13份芒果种质资源的SRAP电泳图谱

Fig. 1 The SRAP electrophoretogram of 13 kinds of mango varieties by primer ME3-EM10

2.2 聚类分析

利用NTSYS软件计算13份材料的遗传相似系数,得出供试材料的遗传相似性系数在0.602~0.820。其中桂热芒10号与攀西红芒遗传相似系数最大,为0.820,说明2份材料的亲缘关系最近;桂热芒82号和红象牙芒遗传相似系数最小,为0.602,说明2份资源的亲缘关系较远（表4）。
表4 13个芒果品种间遗传相似系数

Tab. 4 The variance range of genetic similarity coefficients of 13 mango varieties

样品Sample 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1 1.000
2 0.795 1.000
3 0.708 0.714 1.000
4 0.752 0.783 0.720 1.000
5 0.677 0.658 0.646 0.652 1.000
6 0.752 0.708 0.658 0.739 0.665 1.000
7 0.764 0.696 0.696 0.652 0.689 0.702 1.000
8 0.752 0.820 0.683 0.714 0.727 0.714 0.689 1.000
9 0.714 0.720 0.621 0.739 0.615 0.714 0.602 0.764 1.000
10 0.665 0.720 0.696 0.702 0.652 0.727 0.665 0.702 0.689 1.000
11 0.745 0.764 0.702 0.671 0.658 0.733 0.708 0.720 0.696 0.783 1.000
12 0.665 0.696 0.634 0.702 0.640 0.739 0.652 0.702 0.776 0.652 0.696 1.000
13 0.658 0.702 0.752 0.658 0.646 0.621 0.708 0.708 0.621 0.758 0.739 0.658 1.000
从聚类结果可见,当遗传相似系数为0.665时,13份材料分为两大类群：第Ⅰ类群为台农1号,该种质资源为早熟品种;第Ⅱ类群包括引进广西的品种资源、贵州野生品种以及变异株等,它们为中晚熟品种（图2）。当遗传相似系数为0.683时,第Ⅱ类分为3个亚类：第ⅰ亚类包括红象牙芒、红芒6号和Mi-9共3种资源;第ⅱ亚类又可分为几个小亚类：ⅲ-1包括桂热82号和Mi-8,ⅲ-2包括Mi-6、凯特芒和金煌芒,ⅲ-3包括Mi-5、攀西红芒、桂热芒10号和串芒。进一步分析2份野生种质资源、2份实生材料与9份引进种质资源的遗传多样性,结果表明,Mi-8和桂热芒82号聚类在一起,说明Mi-8与桂热芒82号的亲缘关系较近,也证实了实生单株的遗传物质未发生较大变异;Mi-9和红芒6号聚类在一起,说明Mi-9与红芒6号的亲缘关系较近;Mi-5与串芒、桂热芒10号和攀西红芒聚类在一起,说明野生种质资源Mi-5与串芒、桂热芒10号和攀西红芒的亲缘关系较近;Mi-6与凯特芒和金煌芒聚类在一起,说明野生资源Mi-6与凯特芒和金煌芒的亲缘关系较近。
图2 13份芒果种质资源SRAP聚类分析

Fig. 2 SRAP dendrogram of cluster analysis of 13 mango germplasms

3 讨论

分子标记技术在芒果上的研究已有大量报道。Rajwanna等[8]选用RAPD技术分析芒果品种的遗传多样性的结果显示,25份材料的多态性比率在81.18%~88.63%,遗传相似系数为0.64~0.89。石胜友等[10]利用表型和AFLP标记技术对56份芒果种质资源进行遗传多样性分析得出,8对引物共扩增713条谱带,其中多态性条带为630条,多态性比率为88.36%,遗传相似性系数在0.38~0.85,具有较丰富的遗传多样性。王家保等[16]利用ISSR技术分析部分芒果品种的亲缘关系表明,38个芒果品种的多态性比例为86.7%,各品种间遗传距离在0~0.682。王静毅等[17]应用SSR技术分析广西主要芒果资源遗传关系,发现品种间的遗传相似系数在0.4559~0.9412,平均为0.7053。本研究采用SRAP标记中筛选的17对引物对13份芒果种质资源进行遗传多样性分析,多态性比率为82.61%,遗传相似系数在0.602~0.820,显示出较高的遗传多态性。
SRAP分子标记技术最早在芸苔属植物中开发应用,因其引物具有通用性,引物扩增多态性好,且操作过程简单,在水稻[18]、棉花[19]、果树[20]等植物中均有应用。赵英等[21]对12份芒果种质的研究结果表明,22对引物共扩增251条带,多态性条带为181条,多态性比率为72.11%,相似系数在0.77~0.89。后来,张宇等[22]对20份芒果种质资源的研究结果证实,12对引物共扩增224条带,多态性条带为194条,多态性比率为86.61%,相似系数在0.54~0.94。本研究以13份芒果种质资源为实验材料,筛选的17对引物共产生扩增带161条,多态性条带为133条,多态性比率为82.61%,遗传相似系数在0.602~0.820。这一结果与赵英、张宇等的研究结果基本一致。本研究中采用SRAP分子标记能区分早熟品种和中晚熟品种,但在中晚熟品种之间无明显聚类。聚类分析结果与生物学性状胚性存在一定的偏差,可能是因为SRAP引物组合标记的性状与胚性性状连锁不紧密,这与王茂芊等[23]研究结果一致。利用SRAP分子标记技术研究“川中岛”桃及其芽变时的结果表明,川中岛及其芽变遗传物质没有发生较大变异[24]。本研究证实了桂热芒82号及其实生单株Mi-8能聚类在一起,说明它们之间的遗传物质未发生较大变异;红象牙芒及其实生单株Mi-9间也获得同样的结果。野生种质资源Mi-5与串芒、桂热芒10号和攀西红芒的亲缘关系较近,野生种质资源Mi-6与凯特芒和金煌芒的亲缘关系较近,说明野生种质资源仍属于普通芒果范畴,可能是栽培芒果的野生种,与雷新涛等[25]通过AFLP标记分析广西野生芒果资源的结论一致。

4 结论

13份芒果种质资源存在丰富的遗传多样性。多态性比率为82.61%,遗传相似系数在0.602~ 0.820。聚类分析表明,Mi-8与桂热芒82号的亲缘关系较近,Mi-9与红芒6号的亲缘关系较近。本研究结果对贵州芒果种质资源遗传改良与利用提供了理论依据。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
余炼, 滕建文, 左俊 , 等. 广西百色地区不同品种芒果香气成分分析[J]. 现代食品科技, 2008,24(3):276-280.

DOI

[2]
吕延超 . 芒果畸形病病原菌鉴定与病原菌的GFP基因标记[D]. 海口: 海南大学, 2010.

[3]
Sivakumar D, van Deventer F, Terry L A , et al. Combination of 1-methylcycclopropene treatment and controlled atmosphere storage retains overall fruit quality and bioactive compounds in Mango[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2012,92(4):821-830.

DOI

[4]
Thai T H, Marie-Noelle D . Effects of different coatings on biochemical changes of “cat hoa loc” mangoes in storage[J]. Postharvest Biology and Technology, 2008,48:150-152.

DOI

[5]
高爱平, 陈业渊, 朱敏 , 等. 中国芒果科研进展综述[J]. 中国热带农业, 2006,6:21-23.

DOI

[6]
贺军虎, 陈业渊, 魏守兴 . 中国杧果产业的现状、存在问题与发展对策[J]. 热带农业科学, 2006,26(6):59-62.

DOI

[7]
He X H, Li Y R, Guo Y Z , et al. Identification of closely related mango cultivars by ISSR[J]. Guihaia, 2007,27:44-47.

DOI

[8]
Rajwana I A, Tabassam N, Malik A U , et al. Assessment of genetic diversity among mango (Mangifera indica L.) genotypes using RAPD markers[J]. Scientia Horticulturae, 2008,117:297-301.

DOI

[9]
Hirano R, Htun O T, Watanabe K N . Myanmar mango landraces reveal genetic uniqueness over common cultivars from Florida, India, and Southeast Asia[J]. Genome, 2010,53:321-330.

DOI PMID

[10]
石胜友, 武红霞, 王松标 , 等. 芒果种质遗传多样性的表型分析和AFLP分析[J]. 园艺学报, 2011,38(3):449-456.

[11]
罗聪 . 芒果SCoT分子标记与逆境和重要开花时同相关基因研究[D]. 南宁: 广西大学, 2012.

[12]
刘中华, 林志坚, 李志伟 , 等. 基于SRAP标记的甘薯遗传多样性与起源演化分[J]. 植物遗传资源学报, 2018,3:468-477.

DOI

[13]
Fan X C, Sun H S, Zhang Y , et al. Genetic diversity of vitis davidii accessions revealed using microsatellite and sequence-related amplified polymorphism markers[J]. HortScience, 2018,53(3):283-287.

[14]
Kit Y S, Chandran S . A simple rapid and efficient method of isolating DNA from Chokanan mango (Mangifera indica L.)[J]. African Journal of Biotechnology, 2010,9(36):5805-5808.

DOI

[15]
应东山, 罗海燕, 王明 , 等. 正交优化芒果SRAP 扩增体系及引物筛选[J]. 热带作物学报, 2014,35(4):700-705.

DOI

[16]
王家保, 王令霞, 杜中军 , 等. 部分芒果品种亲缘关系的ISSR分析[J]. 园艺学报, 2007,34(1):87-92.

DOI

[17]
王静毅, 王家保, 武耀廷 , 等. 广西主要芒果资源遗传关系的SSR分析[J]. 热带作物学报, 2009,30(9):93-96.

DOI

[18]
钟丽, 刘冠明, 程诚 , 等. 不同粒型水稻品种遗传差异的SRAP分子标记分析[J]. 湖南农业科学, 2016,12:5-9.

DOI

[19]
武耀龙, 李德芳, 李建军 , 等. 利用SRAP和SSR标记构建红麻遗传连锁图谱[J]. 中国麻业科学, 2016,38(6):249-257, 267.

DOI

[20]
李志强, 党志国, 赵志常 , 等. 芒果杂交F1代群体的遗传多样性分析及遗传图谱的构建[J]. 分子植物育种, 2016,14(4):953-958.

[21]
赵英, 黄国弟, 付海天 , 等. 十二份芒果种质亲缘关系的SRAP分析[J]. 北方园艺, 2015,21:99-102.

DOI

[22]
张宇, 黄国弟, 黄强 . 部分芒果种质资源遗传多样性的SRAP和ISSR分析[J]. 西南农业学报, 2016,29(9):2045-2051.

DOI

[23]
王茂芊, 张立明, 王维成 , 等. 西北地区甜菜品系遗传多样性的SRAP分析[J]. 中国农学通报, 2011,27(22):156-161.

DOI

[24]
李海炎, 万保雄, 阳爱民 , 等. 川中岛桃芽变系的SRAP分析[J]. 中国南方果树, 2017,46(6):109-111.

[25]
雷新涛, 姚全胜, 徐雪荣 , 等. 中国野生芒果种质资源及其AFLP分子标记[J]. 热带作物学报, 2010,30(10):1408-1412.

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