观赏南瓜种质资源遗传多样性的RAPD和ISSR分析

【摘要】： 观赏南瓜又称玩具南瓜,原产于热带地区,是葫芦科南瓜属一年生蔓性草本植物,多属于美洲南瓜类型。观赏南瓜是以果实器官作为观赏对象的,外形乖巧美观,色彩丰富;适合种植在温室、大棚等保护设施内,也适合园林绿化、造型布景之用,具有独特的观赏性和利用价值,因此,引起了人们的广泛关注。 观赏南瓜种质资源遗传多样性研究,有利于观赏南瓜资源的收集、保存、鉴定、创新和合理利用。分子标记能直接从DNA水平反映种质之间的遗传差异,是研究植物遗传多样性的有效工具。RAPD和ISSR标记具有简单、快速、无种属特异性、节约成本的优点,被广泛应用于遗传多样性和植物分类研究。本研究应用RAPD和ISSR标记相结合,运用聚类分析对28份观赏南瓜材料的遗传多样性进行了研究。主要结果如下: 1.建立了优化的观赏南瓜RAPD和ISSR反应分析体系。20μLRAPD反应体系为2.0mmol/LMg~(2+)、0.15mmol/L dNTPs、1.0U TaqDNA聚合酶、20ng模板DNA和10pmol引物:20μL ISSR反应体系为2.0mmol/L Mg~(2+)、0.25mmol/L dNTPs、0.5U TaqDNA聚合酶、20ng模板DNA和10pmol引物。 2.从300条RAPD引物中筛选出12条引物分别对28份观赏南瓜基因组DNA进行PCR扩增,共扩增出89条带,多态性条带数为73,多态性比例为82%。反应扩增的条带分子量一般在300～3000bp范围内。每个引物扩增的条带数目在5～11条之间,平均每条引物扩增出7.4条带。基于RAPD数据估计观赏南瓜种质材料的遗传相似系数(GS)结果,28份材料之间的GS值在0.31～0.99之间,平均为0.73,由供试材料RAPD分子标记数据的相似系数聚类分析所绘出的树状聚类,当GS=0.72～0.76时,可将28份观赏南瓜种质划分为四大类。 3.从100条ISSR引物中用筛选出的13条引物分别对28份观赏南瓜基因组DNA进行PCR扩增,共扩增出93条带,多态性条带数为81,多态性比例为86%。反应扩增的条带分子量一般在300～3000bp范围内。每个引物扩增的条带数目在4～11条之间,平均每条引物扩增出7.15条带。基于ISSR数据估计观赏南瓜种质材料的遗传相似系数(GS)结果,28份材料之间的GS值在0.33～0.99之间,平均为0.68。由供试材料ISSR分子标记数据的相似系数聚类分析所绘出的树状聚类图。当GS=0.67～0.70时,可将28份观赏南瓜种质划分为三大类。 4.将RAPD、ISSR的遗传相似系数矩阵进行相关分析,RAPD与ISSR相关系数为0.862,达极显著水平。说明经过优化后的RAPD和ISSR技术较为稳定,表明应用这两种技术对观赏南瓜进行遗传多样性分析具有较高的一致性和可信度。 5.基于RAPD和ISSR混合数据估计观赏南瓜种质的遗传相似系数(GS)结果,28份观赏南瓜材料之间的GS值在0.34～0.97之间,平均为0.70,处于RAPD和ISSR之间,但差别不大。由供试材料的RAPD和ISSR两种实验方法的数据混合后的相似系数聚类分析所绘出的树状聚类图,当GS=0.70～0.74时,可将28份观赏南瓜种质划分为三大类。这与RAPD和ISSR分析的结果甚为相似,但比较而言,与ISSR分析的结果更为相近。