馬鈴薯的細胞質遺傳多樣性初步檢測研究

黃強，鄭敏，劉小龍，歐陽滿，黃磊

（江西醫(yī)學高等專科學校，江西上饒 334000）

馬鈴薯cpDNA和mtDNA是核外遺傳系統(tǒng)的主要組成部分[1-2]，與核基因組（nDNA）一起共同控制諸多農(nóng)藝性狀及生理特征[3]，線粒體DNA也編碼一些重要的生物性狀，諸如植物細胞質雄性不育等。相對nDNA而言，馬鈴薯cpDNA和mtDNA結構簡單、進化保守，cpDNA呈絕對的單親母系遺傳，mtDNA大多為單親母系遺傳[4]。因此，cpDNA和mtDNA的多態(tài)性是揭示馬鈴薯細胞質遺傳背景，追溯母系祖先，研究馬鈴薯起源與演化的分子基礎[5]。

研究表明，馬鈴薯具有5種類型的cpDNA（T、W、A、C、S）和6種類型的mtDNA（α、β、γ、δ、ε和D），常用cpDNA/mtDNA的不同組合形式（如T/β、W/α、W/γ、A/ε等）和D型mtDNA表示不同的細胞質遺傳背景[6]。T/β是普通栽培種（S.tuberosum L. ssp. tuberosum, 2n=4x=48）細胞質的代表類型[9]；D為墨西哥六倍體野生種（S. demissum）細胞質類型[7]；W/α、W/γ在野生種（Wild species）普遍存在，常用來表示野生種（除S. demissum外）細胞質的代表類型；同樣，A/ε常用來表示安第斯栽培類群（Andigenum Group）的細胞質類型。mtDNA雖不像cpDNA能反應馬鈴薯種間親緣關系，但在體細胞融合再生植株中易發(fā)生重排或重組，常常導致再生植株擁有與親本不同的性狀[8]。因此，mtDNA多態(tài)性對子代的篩選有重大應用價值[9]。

1 試驗材料

1.1 植物材料

所用的馬鈴薯品種均取自于云南師范大學薯類作物研究所保存的二倍體自交系群體。

1.2 主要試劑及儀器

試劑：新型植物基因組提取試劑盒（天根生化科技有限公司），Taq PCR Mastermix（天根生化科技有限公司），引物T、Alm4/5、D。

儀器：DY-600型電泳儀、My CyclerTM Thermal Cycler型PCR儀；XXPCR儀；BIO-PRO 200E型凝膠成像系統(tǒng)：WFZ UV-2800AH型紫外分光光度儀。

2 實驗方法

2.1 植物DNA的提取

鮮葉片100 mg，參照說明書用新型植物基因組提取試劑盒提取總DNA。

2.2 幾種引物的PCR擴增

2.2.1 引物

試驗中利用的引物有T（葉綠體標記）、alm（線粒體標記）、D（線粒體標記）序列信息見表1。

2.2.2 PCR反應體系及擴增條件

引物alm擴增反應體系（25 μL）：

引物D擴增反應體系（20 μL）：

引物T擴增反應體系（20 μL）：

各引物PCR反應條件的設置見表2。

2.2.3 瓊脂糖凝膠電泳

準確稱取瓊脂糖，制備1%瓊脂糖凝膠。

3 結果與分析

3.1 提取DNA的電泳結果

加2μL提取物于0.8%的瓊脂糖凝膠上電泳，提取的DNA電泳條帶清晰，無拖尾、彌散，滿足試驗要求，結果如圖1所示。

圖1 提取DNA電泳結果

表1 引物序列信息

表2 PCR反應體條件

3.2 基因PCR檢測結果

分子標記檢測結果如表3所示。在引物alm4/5的體系中，有 5、14、16、18、20、21、23、57、67和72的樣品中未見擴增產(chǎn)物，其他樣品中均有擴增產(chǎn)物。在引物T1/2的體系中，所有樣品中均有擴增產(chǎn)物。在引物D的體系中均未見擴增產(chǎn)物。

4 小結

本實驗通過對葉綠體和線粒體DNA的多態(tài)性分析，揭示了來自c品系的96份馬鈴薯的細胞質遺傳多樣性，初步分析相同品系間的細胞質遺傳共性和差異。結果表明，該品均說明擴增出T型條帶，96份材料均和普通栽培種有親緣關系，86份材料中擴增出A型條帶，所占比例為89.6%，說明大部分材料和安第斯栽培種存在著親緣關系；檢測的D型條帶在96份材料中均無擴增條帶的出現(xiàn)，說明該系列的品種和野生品種無親緣關系。

表3 分子標記檢測結果