茶树杂交F1真假杂种的SSR鉴定及遗传多样性分析
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植物遗传资源学报2021,22 ( 3 ): 748-757
Journal o f Plant Genetic Resources DOI: 10.13430/ki.j pgr.20200919002
茶树杂交F i真假杂种的SSR
鉴定及遗传多样性分析
雷雨,段继华,黄飞毅,康彦凯,罗意,陈宇宏,丁玎,姚利娜,董丽娟,李赛君
(湖南省农业科学院茶叶研究所/国家茶树改良中心湖南分中心/农业部湖南茶树及茶叶观测
试验站/湖南省茶树品种与种苗_丨'.程技术研究中心,长沙410125 )
摘要:利用EST-S S R分子标记对以福鼎大白茶和安徽丨号为母木,保靖黄金茶1号为父本的2个杂交F,进行真假杂种的鉴定和遗传多样性分析,结果表明:以福鼎大白茶为母本的48株F1中共鉴定出真杂种41株,杂种率为85.42%,以安徽 1号为母本的44个F,中共鉴定出真杂种35株,杂种率79.55%,筛选出的17对S S R引物在2个杂交群体中共享等位基因41个,平均含有2.82(福鼎大白茶)和2.71(安徽1号)个,具有相对较高的多态性,2个杂交F,群体的遗传多样性参数差别不大,你/、/办、//〇、/平均值分别为0.56、0.43、0.78、0.93(福鼎大白茶><保靖黄金茶1号)和0.55、0.43、0.75、0.90(安徽 1号x保靖黄金茶1号)_福鼎大白茶x保靖黄金茶1号和安徽1号x保靖黄金茶1号杂交F,中遗传相似系数的变化幅 度分别在0.44〜0.90和0.48~0.95之间,具有较丰富的遗传变异根据相似系数矩阵按U PG M A进行聚类,2个杂交群体分别 在相似系数为0.60和0.64处分为3大类:2个杂交子代各先聚为一类,然后再与母本聚为一类,最后与父本聚为一类,说明这 2个杂交F,具有偏母本遗传倾向该研究表明EST-S S R可应用于茶树真假杂种的鉴定:
关键词:茶树;SSR;杂种鉴定;遗传多样性
Identification and Genetic Diversity of Tea F,
Hybrids Based on SSR Markers
LEI Y u,D U A N J i-hua,H U A N G Fei-yi,K A N G Yan-kai,L U O Yi,C H E N Yu-hong,
DING Ding,Y A O Li-na,D O N G Li-juan,LI Sai-jun
(Tea Research Institute, Hunan Academy o f A griculture Sciences/National Center f o r Tea Improvement, Hunan Branch/ Hunan Observation and Experiment Station o f Tea Plant and Tea Processing,Ministry o f A griculture/
Hunan Engineering Technology' Research Center f or Tea Variety and Seedling, Changsha 410125 )
Abstract:EST-SSR molecular markers were used t o identify the hybrids of two F,crosses,which was derived from the variety Fuding Dabaicha and Anhui 1as the female parent and Baojing Huangjincha 1as the male parent,followed by a genetic diversity.The r e s u l t s showed t h a t41 (85.42% )of48 progenies from Fuding Dabaicha were ide n t i f i e d t o be true F,hybrids,while among35 s t r a i n s(79.55% )of44 plants from Anhui 1were true hybrids.Genetic analysis using 17 pairs of SSR primers revealed41 a l l e l e s i n the two hybrid populations with an average of2.82 (Fuding Dabaicha)and 2.71 (Anhui 1 ).No significant difference on the genetic diversity parameters of the two hybrid F,populations were detected.The mean values of Nei,He,H o,I were 0.56, 0.43,0.78, 0.93 (Fuding Dabaicha)and 0.55,0.43,0.75,0.90 (Anhui 1 ) ,respectively.The variation range of
收稿日期:2020-09-19 修回日期:2020-10-15 网络出版日期:2020-1丨-04
URL: /10.13430/ki.jpgr.20200919002
第一作者研究方向为茶树种质资源与遗传育种,E-mail:*****************
通信作者:李赛君,研究方向为茶树种质资源与遗传育种,E-mail:****************
基金项目:湖南省自然科学基金(2018JJ3268 );中央引导地方资金(2019XF5041 );湖南省农业科技创新项目(2020CX035 )
Foundation projects: Natural Science Foundation of Hunan Province! 2018JJ3268 ) , Central Guidance Local Funds( 2019XF5041 ), Hunan Agricultural Science and Technology Innovation Program (2020CX035 )
genetic similarity coefficient i n F,hybrid of Fuding Dabaicha x Baojing Huangjincha 1and Anhui 1x Baojing Huangjincha 1was between 0.44-0.90 and 0.48-0.95 respectively.The cluster analysis using U P G M A showed t h a t two hybrid populations were divided i n t o three groups when the similarity coefficient was 0.60 and 0.64 respectively.The progenies were clustered together and represented a higher genetic similarity with respective female parents than the male parent.Collectively,t h i s study reported an example on the genetic c l a s s i f i c a t i o n of tea hybrids using EST-SSR markers.
Key words:tea;S S R;hybrid identification;genetic diversity
3期 雷雨等:茶树杂交F,真假杂种的S S R鉴定及遗传多样性分析 749
茶[Ca膨///a幻從治(L.)O.Ktze.]属山茶科山茶属植物,是我国最重要的经济作物之一。
2018 年,我国茶园面积303万h m2,茶叶产量261.6万t,均居世界首位[1]。
茶产业在促进区域经济发展,加 快山区农民脱贫致富中发挥着重要作用。
茶树品种 是茶叶生产最重要的生产资料,茶树良种对提高茶 叶产量和品质、提高劳动生产率、增强抗逆性都有着 十分显著的作用。
目前,杂交育种仍是茶树新品种选育的有效手 段[2]。
通过杂交重组,从而实现多目标性状的改良。
茶树属多年生异花授粉木本植物,和水稻、小 麦、蔬菜等一年生作物相比,其遗传杂合度高、世代 周期长、杂交结实率低等特点,使其获得遗传杂交群 体难度较大[3],进而影响了茶树遗传图谱的构建、重要性状的Q T L定位、图位克隆等工作的开展。
利 用分子标记技术进行杂种早期鉴别及辅助选择,能 有效地提高育种效率,对挖掘重要性状关键基因、开展基因克隆和转基因、选育茶树新品种,缩短茶 树育种年限具有重要意义。
分子标记中的简单序 列重复标记(S S R,simple sequence repeats),由于 其技术简单、重复性好、鉴别能力高,已广泛应用于 茶树资源鉴定、遗传多样性、亲缘关系、品种鉴别等 领域。
罗亦纾等[4]、尚卫琼等[5]、李赛君等[6]分别 对重庆大茶树、云南大叶茶树和祁门种群体进行了 遗传多样性及亲缘关系分析;段云裳等[7]对我国乌 龙茶红绿茶育种的骨干亲本进行了遗传多样性分 析,表明我国茶树主要骨干亲本及其衍生品种(系)具有较高的遗传多样性水平和较大的遗传变异,且 90%的遗传多样性来自品种之间的遗传差异,并构 建了数码指纹图谱;陈世军等[8和张成才等〜利用 S S R技术分别构建了黔南茶树种质资源和浙江主 要无性系茶树品种的指纹图谱,为资源的鉴定利 用及品种保护、鉴别提供了依据。
利用S S R分子 标记技术对茶树品种、地方群体资源的遗传多样性及指纹图谱的构建研究比较多,但由于茶树杂交群体较难获得,因此对杂交群体特别是人工杂交群体开展的相关研究比较少。
保靖黄金茶I号 是从保靖黄金茶群体种中选育出的湖南省省级良种,特早生,芽叶生育力强,持嫩性好,制茶品 质优,特别是早期春茶氨基酸含量高达7.47%, 是同期一般绿茶的2倍以上[1°_11]。
本研究以福鼎大白茶、安徽1号为母本,保靖黄金茶1号为 父本进行人工杂交,获得2个F,群体,利用EST-S S R标记鉴定真假杂种,为分子标记辅助育种奠定基础,同时探讨其杂交后代的遗传多样性,期望选育出超亲遗传的优质高产高抗性茶树新品种。
1材料与方法
1.1试验材料
以福鼎大白茶和安徽1号为母本、保靖黄金茶 1号为父本分别采用去雄套袋的方法进行人工杂交,2013年收获F,种子播种于湖南省茶叶研究所 试验茶场,分别获得福鼎大白茶x保靖黄金茶1号 F,茶苗48株和安徽1号x保靖黄金茶1号F,茶 苗44株,与亲本无性系茶苗在同一生态环境中,水 肥、修剪等各项管理措施一致。
2019年4月下旬采 一芽二叶新梢,用液氮迅速冷冻后于-80丈冰箱中 保存备用。
1.2方法
1.2.1 D N A提取采用天根生化科技有限公司的植物基因组D N A试剂盒(D P305 )提取D N A,提取方法参照试剂盒说明书,检测浓度后稀释到10 ng/^L保存备用。
1.2.2引物合成32对S S R引物参照马建强121引物编号和序列(表1),由上海生工公司合成c本研 究采用了荧光标记方法,为了便于基因分型,在引物的5'端增加了一段序列(5、C G T T G T A A A A C G A C G G C C A G T-3'),反应体系中增加了一个荧光标记 引物(5' -F A M C G T T G T A A A A C G A C G G C C A G T-3')。
750植物遗传资源学报22卷
表1本研究采用的引物序列
Table 1Primers used in this study
组号序号引物序列目的片段大小(bp) Group number Serial number Primer sequence Target fragment size
1组TM042F: CTTCAATCACTAACCATTCT R: GTTGGCTCCTAATCTCACAT112 Group 1
TM043F: TAAATTCTGTCCACCCATCT R:GTAACTAAATCTCCCTCCTTCT141
TM081 F : TGGAAGGACCTCGAAGACCG R: GCCTCCATTGAACCAGCACA181
TM053F: GGGATGTTAAAAGGGTCTCC R: GCCTGACCGTAGTTGTATCG221
2组TM046F: AACACCATAAGCTCATCTAC R: ACTCCATTCACCGCTACTAT107 Group 2
TM048F: CAGTTTGGTCTTTGTAC丁G丁R: CTCAAATTCAATCCCTTTCT145
TM063F: GCAACCAAGCACCTTTACTC R: CACCAACCCATTGTCGGAAT206
TM064F: AGTTGGCTGAATCAGTCCCTT R: GCTTAAATCACAATTCAAAGC259
3组TM047F: CTGACAAAACCCTCATCTTC R: ACATCTTCACCAAGTCCTATT108 Group 3
TM069F: CTGTCATGTTCTTGAGCTGT R: GACCCATACTTTCATATTTG147
TM105 F : CTGGAGCGAGATGCAGAAGC R: GATGACCCCAACGCAACACT191
TM072F: AAGGCATTGTCCTCTTTTCC R: CATTTGCTCACTTACCCCAT283
4组TM108F: TCATAACATAAGGAATAGGT R: CACTCAAACATAACAATCAT118 Group 4
TM123F: GCCGGGACCTCTACATTAAT R: GTTTTGCTTGCTCTGTTTCT153
TM114F: AGACCTACCGAAGCGACCAA R: ACAGCCCAATCCATCCAAAT200
TM144F: GTTTCAAACCAAATACAC R: GGCGACACCTTGGAATA241
5组TM243F:CTCTTCCTGCATCAATTC R: CCACCTTCAACACCAAAT111 Group 5
TM141F: ACTACAACGGGCTATCA R: TACCCAGTAACATCCAA152
TM145F: CAATTAAATCTACCAACG R: GATACTCCAAAGTCCAA187
TM153F: CACCCTTACCCTTCACA R: CCTTCCCACTACTTCCA226
6组TM158F:AGAAGAAGGCACAACAC R: GGATCTCATCAAAGCTC134 Group 6
TM170F: TCTACTGCTGGCGGTGA R: AGTATCGGCTTGGTTAG180
TM172F: ATGTGCGTGACACCAAA R: TTCCACTCCAGCCCTTTC238
TM171F: ATAACACCCATCAAGGA R: GCCAGAACAAGAAAGCC278
7组TM135F: TTCAAACAGACAGAGGC R: TTTGTGGAGTTGGGTAT112 Group 7
TM139F: TCAAACACCACCGCAAT R: TCTTCGCCGCAGCAACA149
TM138F: AACCCTGTTGTTATCTTAC R: ATGGACACTGTTATGAC190
TM142F: GGTGTTGTGGTCGTGGT R: ATCCGCAGATGTATGGC229
8组TM168F: AACACCATATTTCAAGCA R: AAAGAGGGAGACAGAGTA130 Group 8
TN166F: CATCCCAACTACAGATAAG R: GGCCAAGTAAACAGACAC187
TM182F: CTCATGTCCTGTCATCTC R: TGGTGAGAAACTCCAAAT227
TM186F: ACTTCCCATTTTCCACA R: ACCCCAATCAGCAACTA280
雷雨等:茶树杂交F,真假杂种的S S R鉴定及遗传多样性分析751 3期
1.2.3 P C R扩增和产物检测PCR反应程序参照成杨等[13:的方法。
反应总体积20队,其中模 板 DNA 和 10 x DNA buffer 各 2 叫,dNTP 0.4 nL, Mg2+1.4 n L,酶 0.4 pL,ddH2011.4 nL,上下游引物 各0.8队,荧光引物0.4 n U采用降落式PCR,包 括3个touchdown循环和后续的35个标准循环。
扩增程序为:94 预变性3 min, 94尤变性30 s, 68丈退火1m in,每个循环后退火温度降低2
72丈延伸1m in,共3个touchdown循环。
35个标 准循环为94尤变性30 s, 58 退火45 s, 72 t延伸 45 s。
完成以上循环以后,在72 1保持10 m in,最 后将PCR产物冷却到室温或者4 t,最后将扩增产 物用1.2%琼脂糖凝胶电泳检测后送至上海生工生 物技术有限公司进行基因分型。
I.2.4数据处理利用PopgenVer.1.32软件计算 各SSR标记的有效位点数、平均杂合度期望值、平 均杂合度观测值、Shannon信息指数、s期望 杂合度。
采用NTSYS2.1软件计算供试材料间的 遗传相似系数,按 UPGMA ( Unweighted pair group method using arith-metic averages)法聚类,并绘制 树状聚类图。
2结果与分析
2.1 F,群体真假杂种鉴定
利用32对S S R引物分别对以保靖黄金茶1号 为父本的2个杂交群体和亲本进行荧光P C R扩增,并从中筛选出具有父本特征性条带的引物对F,真 假杂种进行分子鉴定,32对引物在亲本中的基因 型见表2。
F,中同时具有父母本双方条带的为真杂种(图1 ),只有母本条带的则为假杂种,每个杂 交组合选择3对引物重复鉴定。
福鼎大白茶x保 靖黄金茶1号的48株F,采用引物T M064、T M046 和T M139进行鉴定,7个单株未出现父本特征性条带,鉴定出真杂种41株,杂种率为85.42 %;安 徽1号x保靖黄金茶1号的44个F,采用引物T M053、T M072、T M139进行鉴定,9个单株未出现 父本特征性条带或出现了新增带,共鉴定出真杂种 35株,杂种率为79.55%。
表2 32对引物在亲本中的基因型
Table2 The genotyping results in parental lines using32 SSR markers
引物Primer
基因型Genotype
引物
Primer
基因型Genotype
福鼎大白茶
Fuding dabaicha
安徽1号
Anhui 1
保靖黄金茶1号
Baojing huangjincha 1
福鼎大白茶
Fuding dabaicha
安徽1号
Anhui 1
保靖黄金茶1号
Baojing huangjincha 1
TM042BB AC AD TM141AA AA AA TM043AB AC BB TN145AC AB DE TM053AC AC BB TM153AA AA AA TM081AA AA AA TM243CD EE AB TM046AB BC DD TM158BB AB AC TM048BC EE AD TM170BB BB AB TM063BB AA NN TM171AB AB AA TM064BC AB AD TM172AA AA AA TM047BC AD CC TM135AA AA AA TM069AE BC BD TM138AA BC BB TM072AA AB CD TM139BB BB AA TM105DD AC BC TM142AA AA AA TM108AB AC CD TM166BB BB AA TM114AB AA AC TM168AB AB AA TM123AA AA AA TM182BB BB AB TM144AA AA AA TM186AB AB AA
NN:没有条带
NN : no stripe
752
植物遗传资源学报(iz e o ffra g m e n l 片段大小(bp ) S iz eo ffrag m e m A 、B 和C :引物TM064的扩增图图谱,A 为母本福鼎大白茶,B 为父本保靖黄金茶1号,C 为福鼎大白茶x 保靖黄金茶1号
D 、
E 和
F :引物TM139的扩增图谱,D 为母本安徽1号,E 为父本保靖黄金茶1号,F 为安徽1号x 保靖黄金茶1号F,
A, B and C : The SSR amplification of TM064 primers, A is the famel parent Fuding dabaicha, B is the male parent Baojing Huangjincha 1, C is the offspring Fuding dabaicha x Baojing Huangjincha 1 F,, D, E and F : The SSR amplification of TM139 primers, D is the famel parent Anhui 1,
E is the male parent Baojing Huangjincha 1,
F is the offspring Anhui 1 x Baojing Huangjincha 1 F,图1
引物T M 064和引物T M 139分别在亲本及部分杂交后代中的扩增图谱
Fig.l Genotyping of parents and the selected offspring lines by SSR markers TM 048 and T M 139
2.2杂交F ,遗传多样性分析
32对引物共扩增出条带84条,其中多态性条 带66条,多态性比例为78.57 %。
其中,17对引物 在双亲中具有多态性,且带型清晰,13对引物具有 父本特征性条带;分别在福鼎大白茶x 保靖黄金茶 1号和安徽1号x 保靖黄金茶1号的杂交?,中检 测到等位基因48个和46个,2个杂交群体共享等 位基因41个,平均含有2.82个和2.71个等位基因。
多态性信息指数(PIC , polymorphism information
content )是衡量位点多态性的一个指标,P/C & 0.5 时,该位点为高度多态位点;当0.25矣P /C <0.5时, 该位点为中度多态位点;当P /C <0.25时,该位点 为低度多态位点[M ]。
在以福鼎大白茶和安徽1号 为母本的2个杂交群体中,17对引物的PIC 平均 值均为0.49,其中高多态位点数均为10个(占比 58.82%),其余为中度多态位点,说明这17对引物 具有相对较高的多态性。
由表3可知,2个杂交?,群体的遗传多样
性参数差别不大。
期望杂合度(Nei , Nei's
expected heterozygosity )是群体杂合程度的度量 单位,A 「e /值越大,该群体的遗传一致性越低,遗传 变异越丰富[15]。
福鼎大白茶x 保靖黄金茶1号 杂交F ,的他/、期望杂合度为0.33( T M 170 )~ 0.75( T M 243 ),平均值0.56,平均杂合期望值(//e , expected heterozygosity )和平均杂合度观测值 (//〇, observed heterozygosity )分别为 0.43 和 0.78, Shannon 信息指数(I,Shannon information index ) 分布范围为〇.58(T M 043 )〜1.38(T M 243 ),平均 值0.93。
安徽1号x 保靖黄金茶1号F ,的
期望杂合度为0.31 (T M 139 )~0.74( T M 105 ),平均 值0.55,平均杂合期望值(/介)和平均杂合度观测 值(//〇)分别为0.43和0.75, Shannon 信息指数(/ ) 分布范围为〇.49( T M 139 )〜1.38( T M 105 ),平均值 0.90。
240 252 264 276 288 300
276.4
2r - - -i
81.42
片段大小(bp ) S ize o f fragm ent
240
252
264
276
288
300
271.54
286.44
片段大小(bp > S iz e o t’fragm enl
247.5 258.5
269.5
280.5
291.5
302.5
276.59
86.52
. 一--…' • ■ -----— •片段大小(bp ) S ize o f fragm ent 22
卷
140 150 160 170 180
162.13
片段大小(bp ) Size o f fragm ent
130 140
150
160
170
180
156.38
片段大小(bp ) S ize o f fragm ent
0(
0(0(0(()(0(0
(0(
0( 7
418529
63 2 2 2 1 1 1/C U S U 3C 1
3u u 3u s 3J 0n
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76-5 4 4 3 2>%=的
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l o o o l o o o o o o o o o o o o o
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24218
52963 642086
4
2
h l l w )u o l s o o u o 3M 3J o n l u . ./C 11S U 31S o u u o o S O J O n l
j
3期 雷雨等:茶树杂交F,真假杂种的S S R鉴定及遗传多样性分析 753
表3 17对引物在2个杂交子代群体中的多样性信息
Table3 Diversity in information of17 SSR markers loci in two hybrid progeny population
福鼎大白茶x保靖黄金茶1号安徽1号x保靖黄金茶1号
Fuding dabaicha x Baojing huangjincha 1Anhui 1x Baojing huangjincha 1
引物编号----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Primer code 等位多态信息杂合度观杂合度期Nei's期Shannon 等位多态信息杂合度观杂合度期N ei's期Shannon
基因数Alleles 含量
PIC
测值
Ho
望值
He
望杂合度信息指数
Nei I
基因数
Alleles
含量
PIC
测值
Ho
望值
He
望杂合度
Nei
信息指数
I
TM04230.550.980.370.62 1.0430.420.490.530.460.81 TM04320.320.530.600.390.5830.550.970.370.62 1.04 TM05330.540.980.380.62 1.0230.550.970.370.62 1.04 TM04630.550.980.370.62 1.0220.380.950.490.500.69 TM04840.69 1.000.260.74 1.3630.560.970.370.62 1.04 TM06440.69 1.000.250.74 1.3730.550.970.370.62 1.02 TM07230.540.970.380.62 1.0240.70 1.000.350.64 1.06 TM10530.550.970.370.62 1.0430.57 1.000.240.74 1.38 TM10840.69 1.000.250.74 1.3730.58 1.000.340.64 1.07 TM11420.300.430.650.340.5230.570.970.340.65 1.08 TM24340.70 1.000.240.75 1.3830.560.970.360.63 1.05 TM15830.560.930.360.63 1.0530.590.950.330.66 1.09 TM17020.280.410.670.330.5120.290.460.640.350.54 TM17120.330.580.580.410.6020.330.570.590.400.60 TM13920.380.950.490.500.6920.370.380.690.310.49 TM16820.360.030.520.480.6720.370.050.510.480.68 TM18620.330.600.570.420.6120.470.030.500.490.69
平均值 2.820.490.780.430.560.93 2.710.490.750.430.550.90 Mean
2.3杂交F,群体的遗传相似系数
福鼎大白茶x保靖黄金茶1号杂交F,中遗 传相似系数的变化幅度在0.44~0.90之间,最小的 为单株C38和C19(0.44),最大的为单株C2和C4 (0.90 );杂交后代与父本的相似系数为〇.50~0.61,与父本相似系数最小的是单株C1(0.50 ),最大的 是单株C7( 0.61 );杂交后代与母本的相似系数变 化区间为0.51〜0.63,其中,与母本遗传相似系数最 小的是单数C40( 0.51 ),最大的是单株C21 (0.63 ) (图2A L安徽1号x保靖黄金茶1号杂交F,*遗传相似系数的变化幅度在0.48-0.95之间,最小的 为单株C8和C10( 0.48 ),最大的为单株C8和C9 (0.95 );杂交后代与父本的相似系数为0.53〜0.71,与父本相似系数最小的是单株C26( 0.53 ),最大的 是单株C8和C9(0.71 );杂交后代与母本的相似系数变化区间为0.49〜0.64,其中,与母本遗传相似系数最小的是单株C2( 0.49),最大的是单株C18 (0.64 )(图 2B)。
2.4杂交F,群体U P G M A聚类
根据相似系数矩阵按U P G M A进行聚类,结果 显示福鼎大白茶x保靖黄金茶1号杂交组合在相 似系数为0.60处可划分为3大类:第I类群为41株 杂交f,,第n类群为母本福鼎大白茶,第m类群为 父本保靖黄金茶1号;在相似系数为0.61处可进一 步将第I类群F,细分为2个亚类(图3A)。
安徽1号x保靖黄金茶1号杂交组合在相似系数为0.64 处可划分为3大类:第I类群为35株杂交F,,第I I 类群为母本安徽1号,第m类群为父本保靖黄金茶 1号;相似系数0.66处又可将第I类群细分为2个 亚类。
聚类图显示2个杂交组合&均先与母本聚 为一类,再与父本聚为一类,说明杂交F,与母本亲 缘关系较近(图3B)。
754
植物遗传资源学报0.4L
母本与子代 父本与子代 子代之N
Between female Between male Among hybrids parent and hybrids parent and hybrids
0.41
-----------1------------------------1------母本与子代 父本与子代 子代之间Between femal parent Btween male parent Among hybrids
and hybrids
and hybrids
图2
杂交亲本及后代遗传相似系数的箱式图 Fig .2 Box plots of the coefficients of genetic similarity for the
parental species and their interspecific 0.54ci
C20
C9 C18 C32 C '38 C36 C27 C30 C37 _
C40_ C33_ Cll C4I C2 H
C4 C6 C15 CI9 "C 13 "C23 "CI6 'C16 "C8 "C24 ' C5 "C28 -I
C IO C29 一
C12
'
C 2I
-C34 -qi7
-C35
-
C22
-C3 -C14 -C26 -C 25 -C39 —C7 -C3I
一福鼎大H 茶 -保靖黄金茶I 号
B
0.630.720.810.90
相似系数Coefficient 福鼎大白茶x 保靖黄金茶1号
Fuding dabaicha x Baojing huangjincha
Cl
C IO C24CI7C 23CI9C 32C20C 33C2I C35C4C6C29CI5C30CI8C26C2C 8C9C 3CI6CI4C7C 5C 22C 12
Cll
C 25C 28C 34CI3C 31C 27
安敝1号
保靖黄令茶I #
安徽1号x 保靖黄金茶1号
Anhui 1 xBaojing huangjincha
图3
杂交亲本与子代EST -S S R 数据的U P G M A 聚类分析树状图 Fig .3 Dendrograms of the parents and offsprings based on
EST-SSR date using UPGMA clustering method
0.9 r
福鼎大白茶X 保靖黄金茶1号 Fuding dabaicha x Baojing huangjincha
22卷
安徽1号x 保靖黄金茶1号
Anhui 1 x Baojing huangjincha
一
s
3}<—>3u 3b o J O
J U 3P E
00
U S 0S T
^•c c a u s '^o I J 3u 3w )J O
JU3PIS30U
録
哝2恶逛i r
;
雷雨等:茶树杂交F,真假杂种的S S R鉴定及遗传多样性分析755 3期
3讨论
杂交是品种选育、群体构建、重要基因(Q T L)定位等的前提和基础。
茶树人工杂交授粉过程中,由于操作不规范导致的未知来源花粉混入易造成后 代混杂,且茶树属于异质杂合体,杂交后代遗传基础 复杂,性状发生广泛分离,很多性状差异较小,单纯 从形态学上很难确定杂种的真实性。
S S R标记为 共显性标记,能够区分杂合位点和纯合位点,具有重 复性好、稳定性强、操作简单、鉴定周期短等特点,已广泛应用于棉花、小麦、花生等多种作物的杂交种 鉴定,成为目前用于鉴定真伪杂种的最有效方法之 -。
张开春等[2n、韩国辉等[22]认为不同的SSR 引物,纯合的显性标记和杂合的显性标记的鉴定效 率不同,利用纯合显性标记,理论上只需要一个即可 鉴定出全部杂种后代,如果使用杂合的显性标记要 鉴定出97%的真杂种,至少要使用5个父本特异标 记。
尹宝颖等:23]在对■苹果F,群体的S S R鉴定中发 现,第一类型A A x B B、A B x C D和A B x C C型标 记,理论上只需要丨对既可鉴定出全部的真杂种,鉴定率高;而第二类型A A x A B和A B x B C型标 记,因双亲间存在1个相同等位基因位点,鉴定能 力较差,需要进一步验证。
本试验中均选用了2对 上述第一类型标记进行鉴定,例如引物T M046和 T M053 (A B x C C)、T M072 和 T M064 (A B x C D)、T M139和T M166( A A x B B)等相互印证,出现了 父母本条带的判定为真杂种;同时,个别单株中除 了扩增出母本条带外还出现了一条新增带,因无父 本带,不确定为真杂种,推测有可能为外来花粉污 染。
但是,周宁宁等[24:提出在亲本间多态性越高 的标记,在杂交后代鉴定中出现新增带的可能性越 大,吴学尉等[25]推测新条带可能是由于配子形成 过程中染色体的不等价交换产生的新片段,韩国辉 等[22]也认为杂交后代中新条带的出现或条带缺失,能否作为初步判断杂种的依据,还需了解这些新条 带的确切来源和出现缺失带的真正原因。
因此,新 增带在茶树杂种鉴定中的意义还需开展更加深入的 研究。
杂交群体的遗传变异水平与能否获得优良株 系或育种中间材料密切相关。
目前关于茶树地方 群体遗传多样性研究比较多,但是关于杂种后代的 遗传多样性分析比较少。
范凯等[26]和邹瑞等[27]用丨S S R方法分别对黄山种自然杂交后代和紫鹃自 然杂交后代进行遗传多样性分析,其他期望杂合度和Shannon信息指数(/)分别是0.32和0.49、0.31和045,紫鹃自然杂交后代遗传相似系数在
0.53~0.79之间,均认为2个自然杂交群体遗传变异
较丰富。
本研究中福鼎大白茶x保靖黄金茶1号
和安徽1号x保靖黄金茶1号2个人工杂交F,群 体,其相关多样性信息指数相差不大,他/和7分别
为0.56和0.93、0.55和0.90,均高于黄山种和紫鹃
的自然杂交后代;遗传相似系数分布在〇.44~〇.90之 间、0.48-0.95之间,具有较丰富的遗传变异。
对2个
杂交群体的遗传相似系数进行分析,发现2个组合
中的父母本遗传背景差异较大,聚类图表明2个杂
交组合后代均与母本的亲缘关系较近,说明这2个
组合的后代为偏母本型。
在开展以高氨基酸的保
靖黄金茶1号为亲本的杂交育种工作时,为获得高
氨基酸的杂交F,,可以考虑将保靖黄金茶1号作
为母本,以提高杂交后代高氨基酸优异性状的出现
频率。
茶树由于其高度杂合性,遗传材料较难获得,且生殖周期长,这使得茶树遗传学研究也远远落后
于其他经济作物。
EST-SSR是染色体上转录区域
的共显性标记,在区分高度相似的资源时还需进一
步改进,且资源间亲缘关系的分析是基于一定的统
计分析基础上的,故标记越多结果越可靠[28]。
因此,在今后的工作中,在进一步扩大这2个组合的
杂交群体的同时,也要开发更多的S S R标记,并
结合田间表型性状鉴定开展进一步研究,为茶树
性状遗传规律的研究和遗传连锁图谱的构建奠定
基础。
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