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三种早熟水稻变异株系的AFLP分析

岳春晖  
【摘要】:利用离子束介导技术,将玉米“郑单14”的DNA片段直接导入受体水稻“豫粳6号”中,获得大量变异材料。经多代选育,得到一批性状差异明显,且能稳定遗传的水稻变异株系。本实验选取3个成熟期比对照水稻“豫粳6号”提前25-28天,已稳定遗传4代的水稻早熟变异株系:09-6-121-6-1-1-1(用A表示)、09-6-121-6-1-1-2(用B表示)和09-6-121-10-7-5-1(用C表示)作为研究材料。 利用多态性丰富、灵敏度高、稳定性好的AFLP分子标记技术,以64对选扩引物对3种早熟变异株系及其阳性对照玉米和阴性对照水稻的基因组DNA进行多态性分析。AFLP扩增结果显示,3种早熟变异株系与阴性对照豫粳6号的AFLP扩增图谱相似率分别为85.8.%、87.4%和84.6%,说明变异株系A、B和C与对照豫粳6号基因组DNA存在显著差异。变异株系A共扩增出966条DNA条带,差异带90条,差异带中新增带55条,缺失带28条,目的带7条,差异比例为9.3%;变异株系B共扩增出963条DNA带,差异带81条,差异带中新增带51条,缺失带22条,目的带8条,差异比例为8.4%;变异株系C共扩增出974条DNA带,差异条带98条,差异带中新增带59条,缺失带31条,目的带8条,差异比例为10.1%。差异带的出现,说明经离子束介导玉米DNA转化处理后变异株系基因组DNA发生了变化。通过相似性分析发现,变异株系A、B、C及阴性对照水稻CK2与阳性对照玉米CK1之间的AFLP扩增图谱相似率分别为19.9%、20.1%、20.0和18.8%,表明变异株系与阳性对照玉米基因组之间的相似性高于阴性对照豫粳6号。 将AFLP指纹图谱中的部分新增带进行回收、克隆并测序,然后将得到的序列信息在NCBI基因组数据库中进行Blast检索分析。选扩引物P6M4在变异株系A中扩增到一条长度为494bp的新增序列,在3′端检索到一段覆盖率为75%,相似率为100%,来自6号染色体的粳稻序列与之匹配,在5′端检索到一段覆盖率24%,相似率为99%,来自11号染色体的粳稻序列与之匹配,这表明受体水稻发生了染色体易位,可能由于离子注引起DNA链断裂,在DNA重组修复过程中导致染色体变异的发生。回收的其他新增带在基因组数据库中都能检索到高度匹配的水稻序列,且存在个别碱基的差异,出现单核苷酸多态性,这可能是离子束介导使受体水稻基因组DNA个别碱基发生变异的结果。 克隆并测序了4个选扩引物(P6M4、P6M8、P7M1和P8M4)中的目的带,利用DNAman软件对获得的序列进行相似性比对分析,并在NCBI基因组数据库中进行Blast检索分析。结果显示,选扩引物P6M8在3个变异株系A、B和C中均扩增到一段长度为190bp的目的序列,该目的序列在基因组数据库中分别检索到相似率为97%的水稻序列和相似率为90%的玉米序列与之匹配,并且水稻和玉米中都编码NADH脱氢酶相关亚基,表明引物P6M8在三种早熟变异株系中扩增到的目的序列可能为水稻和玉米间的同源序列。3个变异株系中扩增到的其他目的序列与阳性对照玉米间的序列相似性在30-45%之间,并且在基因组数据库中检索到与之高度匹配的水稻序列,只存在个别碱基的差异,这可能由于离子束介导使受体水稻基因组DNA某些碱基位点发生改变的结果。


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