铁线莲属植物叶绿体微卫星引物开发及其遗传分析

铁线莲属植物叶绿体微卫星引物开发及其遗传分析

陈文超;苏琬涵;刘志高;季梦成

【摘要】The whole chloroplast genome sequence of Clematis fusca

var.coreana from GeneBank database was ana-lyzed, and 11 cpSSR primer pairs were designed based on that .In addition, the transferability of the 11 pairs of cpSSR primer in different species and cultivars of Clematis were studied .The results showed that 67 cpSSRs were distributed across the whole chloroplast genome , and most of them located in the area 1088-41445 bp and 50135-127217 bp, which generally consisted of a single base A/T.All of the 11 pairs of cpSSR primer could be successful-ly cross-amplified in different species and cultivars of Clematis, which indicated that the 11 primer pairs for cpSSR markers had good transferability in Clematis.The average number of alleles (Na) was 10.91, effective number of al-leles (Ne) was 5.40, major allele frequency (MAF) was 0.31, and polymorphism information content (PIC) was 0.79 .In addition , clustering result of UPGMA of 55 samples based on cpSSR data was discussed .%对GeneBank数据库中Clematis fusca var.coreana叶绿体全基因组进行了分析,以此为基础设计出11对叶绿体SSR引物,并进一步研究了11对叶绿体SSR引物在铁线莲属其他野生种类和栽培品种中的通用性.结果表明,C.fusca var.coreana叶绿体基因组内共有67个SSR位点,主要分布于1088~41445 bp和50135~127217 bp,以A/T单碱基重复为主;设计所得11对cpSSR引物在铁线莲野生种类和栽培品种中均表现出良好的通用性,在55个铁线莲样本中扩增等位基因数(Na)平均为10.91,有效等位基因数(Ne)平均为5.40,主等位基因频率(MAF)平均为0.31,多态信

息含量(PIC)平均为0.79.另外,基于cpSSR数据,对55个样本的UPGMA聚类结果进行了初步讨论.

【期刊名称】《浙江农业学报》

【年(卷),期】2017(029)012

【总页数】9页(P2023-2031)

【关键词】铁线莲属;叶绿体微卫星;引物开发;等位基因

【作者】陈文超;苏琬涵;刘志高;季梦成

【作者单位】浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江临安 311300;浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江临安 311300;浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江

临安 311300;浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江临安 311300

【正文语种】中文

【中图分类】S567.23+9

叶绿体基因组通常为母性遗传，基因变异概率低且进化速率缓慢，因而被广泛应用于植物分类及系统进化分析[1-2]。叶绿体微卫星(Chloroplast simple sequence repeat，cpSSR)在基因组中出现的频率较高[3-4]，与核SSR(Simple sequence repeat)相比，既具有共显性遗传、多态性丰富的特点，又保持了叶绿体基因组的

单亲遗传模式，几乎不发生重组，在遗传多样性、群体遗传结构、亲缘地理学和杂种鉴定方面被广泛应用，是一种高效的分子标记技术。

铁线莲属(Clematis)是毛茛科中包含种类最多的一属，分布于北温带[5]，世界范

围内约有铁线莲属植物300余种[6-7]，多为木质藤本。本属植物花型、花色多样，观赏栽培品种丰富，被誉为藤本皇后，深受家庭园艺爱好者的喜爱。铁线莲属植物

含有类黄酮、三萜皂苷等化学成分，具有很高的药用研究价值。有关该属植物分类和系统进化方面的研究已取得许多重要结果[8-10]，但属内仍有多个组别的铁线莲分类学地位并未明确[11-13]。目前，已有多种分子标记方法用于铁线莲属植物系

统进化及遗传多样性研究。Gardner等[14]利用ISSR标记对32个藤本铁线莲品

种和5个直立型品种的亲缘关系进行了分析；RAPD标记被用于鉴定铁线莲杂交

种[15]；atpB-rbcL spacer region、matK、trnK、trnL intron、trnL-trnF spacer region等叶绿体基因组序列被应用于铁线莲属种间遗传多样性分析[16-17]，蒋明等[18]和李骁等[19]对共计14种药用铁线莲属植物的ITS序列进行了分析，并构建了系统发育树。但有关铁线莲属植物叶绿体SSR标记的开发与应用尚

未见报道。本研究在GeneBank数据库中搜索到Clematis fusca var. coreana 的叶绿体全基因序列，以此为基础进行cpSSR引物开发，并用于铁线莲野生种和栽

培种之间遗传信息的检测，筛选出的cpSSR引物可作为本属植物系统发育、群体

遗传结构等遗传信息检测和研究的有效工具。

以种植在浙江农林大学铁线莲种质资源圃的15个进口铁线莲栽培品种和11个国

产野生种为研究对象。除单一样本的野生种类外(安徽铁线莲、圆锥铁线莲、大花

威灵仙和天台铁线莲野生资源稀少，种质资源圃目前仅各保留了1株)，相同野生

种类的不同单株均来自于同一居群，栽培品种种苗购自波兰óączy公司。以健康

的新叶为试材，其中，野生种类46个单株，分别取样；每个栽培品种3个单株，取混合叶样，共计61个样本作为试验材料(表1)。叶片经液氮速冻后带回实验室，-80 ℃保存备用。

1.2.1 cpSSR位点搜寻与引物开发

从GeneBank数据库(http: ///entrez)下载C. fusca var. coreana的叶绿体全基因组序列(GenBank No. KM652489.1)，用Misa软件分析其SSR位点信息，参数设置：单碱基、二碱基和三碱基重复微卫星最小重复次数