印度南瓜‘貝栗7號’雜交種子純度SSR分子標記鑒定

鄧竹根 夏偉偉 徐甜甜 謝釗 代偉

摘 要： 為了準確和快速地鑒定南瓜品種雜交種純度，建立‘貝栗7號南瓜品種的SSR分子標記純度鑒定體系。基于24對南瓜SSR特異性引物對‘貝栗7號品種親本進行引物篩選，篩選出4對可擴增出差異片段的引物，再與F1代擴增出的片段進行對比，獲得2對最優引物。最后通過大田和室內2種鑒定方法，對同一批次樣本開展鑒定試驗，結果表明，室內分子鑒定與大田鑒定符合率達99.97%，成功開展了鑒定技術的應用。

關鍵詞： 印度南瓜; SSR; 純度鑒定

中圖分類號： S642.1? ?文獻標志碼： A? ?文章編號： 1673-2871（2020）02-037-05

SSR molecular marker identification hybrid seed purity of Indian pumpkin variety ‘Beili No. 7

DENG Zhugen， XIA Weiwei， XU Tiantian， XIE Zhao， DAI Wei

（Anhui Jianghuai Hortriculture Seeds Co.， Ltd.， Hefei 230031， Anhui， China）

Abstact： In order to accurately and quickly identify the purity of pumpkin hybrids， a SSR molecular marker purity identification system for ‘Beili No. 7 pumpkin variety was established. Based on 24 pairs of pumpkin SSR-specific primers were used to screen the parents of the ‘Beili No. 7 variety， and four pairs of primers that amplified the differential fragments were screened， and then compared with the fragments amplified by the commercial F1 generation to obtain two optimal primer. Finally， the molecular identification and field identification rate reached 99.97%， suggesting the molecular method could be applied in identificaton of purity of ‘Beili No. 7.

Key words： India pumpkin; SSR; Purity identification

印度南瓜（Cucurbita maxima Duch.）屬于葫蘆科南瓜屬，又名栗味南瓜，它外形美觀、品質優良、熟果軟糯有栗香，并且營養豐富，維生素A和維生素C含量極高，還含有微量元素鈷（Co），對預防和治療糖尿病、降低血糖有獨特的療效[1]。但印度南瓜的抗性差，不耐濕熱[2]，而人們又喜愛其口感，這就要求育種工作者培育出兼具抗性好、適應性強、口感極佳的印度南瓜新品種。‘貝栗7號品種就是針對市場需求選育出的兼具抗性和口感的優良品種。為了種子盡早進入市場，如何快速開展純度鑒定工作就顯得尤為重要。傳統的田間鑒定方法不僅所需時間長、易受外在氣候等環境因素的影響，又對鑒定人員的專業要求較高，受主觀因素影響很大。而利用SSR分子標記鑒定技術可以解決這一難題。

SSR（Simple sequence repeat）分子標記，具有重復性好、穩定性高、多態性豐富、在全基因組序列中分布廣泛等特點，相較于AFLP、RAPD、SRAP等技術，操作更簡單、成本低廉[3]。與傳統的田間鑒定相比，其不受天氣影響和時間、空間限制，可以隨時隨地快速對樣本進行室內檢測鑒定。如今SSR分子標記已普遍應用于水稻、甜瓜、玉米等[4-6]作物品種的純度鑒定、植物遺傳多樣性分析[7-9]以及遺傳圖譜建立等方面[10-12]。同時利用SSR分子標記技術對西洋南瓜的相關研究也已有不少的報道，周秦等[13]利用26對SSR引物分析26份南瓜品種的遺傳多樣性，可以將南瓜品種分為2大類，基本與可追溯的系譜信息一致;王瑞等[14]利用32對SSR引物能將95份南瓜品種分為中國南瓜、印度南瓜和美洲南瓜3個類群，并發現中國南瓜的遺傳變異性高，種內基因差異豐富。同時朱海生等[15]對美洲南瓜進行轉錄組測序分析，利用35對引物對28份美洲南瓜進行聚類分析，可以將不同皮色外觀的美洲南瓜區分出來。張國裕等[16]利用南瓜EST 數據，開發出了43對 EST-SSR 標記，利用這些引物鑒定了不同南瓜品種的純度，并與田間種植數據進行了對比，發現兩種檢測方法有很高的一致性。韓小霞等[17]也利用33對SSR引物對2種南瓜雜交品種及其親本進行純度鑒定，并與田間形態鑒定結果對比分析發現兩種結果成極顯著相關關系。

筆者利用SSR分子標記技術，參考以上文獻，合成了162對引物對，在多個品種上精選出24對區分性好、差異大的引物，作為核心檢測引物。用24對引物對‘貝栗7號的親本進行引物篩選，找到可以鑒定‘貝栗7號雜交種純度的引物，并利用該引物，對待售樣品進行快速檢測，實現室內快速檢測的應用。

1 材料與方法

1.1 材料

‘貝栗7號親本由安徽江淮園藝種業股份有限公司親本資源庫提供，F1代商品種由本公司質保部提供，分為2份，一份交實驗室進行室內檢測，另一份安排大田定植鑒定。本試驗于2018年10月在安徽省長豐縣吳山鎮江淮園藝品種示范基地內完成。

1.2 SSR引物信息

SSR引物由上海英駿生物技術有限公司合成，引物[12]信息見表1。

1.3 DNA提取

熱堿法：隨機選取F1代商品種子約250粒，浸種催芽，待芽長至1 cm左右時，將芽置于96孔板中，共2板。每孔分別加入0.2 mol·L-1 NaOH溶液100 μL，98 ℃ 1 h。結束后每孔加入1.0 mol·L-1 pH 6.0 Tris-HCl溶液10 μL，渦旋震蕩，上清液即為DNA模板。

CTAB法[18]：提取親本材料葉片的DNA，-20 ℃保存備用。

1.4 PCR擴增

試驗過程中用到的Taq酶、dNTPs、DNA Marker購自康為世紀生物科技有限公司。PCR反應體系為20 μL：ddH2O 13.5 μL，10×PCR 緩沖液（含Mg2+）2 μL，dNTPs 0.5 μL，上、下游引物各1 μL，模板DNA 2 μL，Taq 酶0.1 μL。PCR反應程序為：94 ℃預變性3 min， 94 ℃ 45 s，56 ℃ 30 s，72 ℃ 30 s，32個循環，72 ℃延伸 3 min，25 ℃保存。

1.5 電泳拍照

采用瓊脂糖凝膠電泳，凝膠濃度為3%（w，下同），電壓220 V，電流100 A，電泳50 min，電泳結束后置于凝膠成像系統中拍照分析，判斷待檢南瓜雜交種子是否具有父本種子、母本種子或者雜交種子的條帶特征，計算待測南瓜雜交種子的純度，純度/%=（已檢測F1代樣品總數-非雜交種條帶個數）/已檢測F1代樣品總數×100。

2 結果與分析

2.1 親本材料引物篩選

利用24對南瓜SSR核心引物篩選‘貝栗7號品種的親本與F1代，結果如圖1所示，共篩選出4對有大小差異的引物。

從圖1可以看出，在這24對引物中，共有9、12、15和18號4對引物，擴增出的父本、母本、F1代條帶區分明顯，可作為雜交種純度鑒定候選引物。其中12和15這兩個引物擴增出的F1代有大小相近3個條帶，18號引物擴增出的F1代有一條大小偏大的非特異性條帶，作為備選引物。9號引物擴增出的條帶清晰，故選擇該引物用于雜交種純度鑒定。

2.2 F1代商品種的室內純度鑒定

從發芽的種子中隨機選取192個樣本進行純度鑒定，分為A、B兩板，各96個樣，選用9號引物進行分子標記純度鑒定，通過瓊脂糖凝膠電泳，統計試驗結果（圖2～3）。

從圖2～3中可以看出，A板中38號和B板中的41、55、56號，這4個樣本所擴增出的條帶與F1代不同，與母本相同，判定為非雜交種;其他188個樣與F1代擴增出的條帶相同，判定為雜交種，純度鑒定結果為97.92%。

2.3 F1代商品種的田間純度鑒定

田間定植于2018年8月中旬完成，共146株，于10月中旬鑒定，結果顯示，146株植株中有3株雜株，純度為97.95%。

3 討論與結論

選用9號引物進行親本引物篩選時，F1代雜交種上清晰地看到2條帶，但批量鑒定時，雜交種出現了3條帶，猜測與電泳時間增長、延遲拍照有關。同時，父本電泳時間增長，也會出現與母本條帶大小不同的2條帶，但不影響鑒定結果的判斷。

本試驗同時也開展了18號引物，對同一批‘貝栗7號樣本的檢測，在相同的模板位置處也檢測出不同于雜交種的條帶，與母本條帶大小相同，但有的雜交株未擴增出條帶，計算純度結果發現，與9號引物鑒定的純度97.92%相比略有下降，只有97.70%，在合理誤差范圍內，不影響鑒定結果。導致鑒定株數減少的原因可能是堿法提取的DNA不易保存，常溫下容易降解，以及2個引物鑒定時間不一致造成的。

在篩選的4個差異引物中，在擴增F1代時，均出現了非特異性條帶，推測是提取DNA的方法不同導致的，CTAB法提取的親本DNA純度高，擴增效果好，而熱堿法提取的F1代DNA純度不高，雜質多，容易擴增出非特異性條帶。

在本試驗中，利用SSR分子技術，選取的9號和18號引物均可在室內快速鑒定‘貝栗7號南瓜種子的雜種純度，與田間種植鑒定相比，大大縮短了鑒定所需時間，減少人力物力等成本。在同一批次樣本中，室內鑒定與田間鑒定的結果符合率高達99.97%。因此，在實際應用中，利用SSR快速鑒定技術，在3～5 d便可檢測出種子純度，極大有利于種子的生產銷售，具有極其重要的應用價值。

參考文獻

[1]? 林師森，趙樞紐，成善漢，等.不同南瓜品種果實品質性狀的比較試驗[J].熱帶生物學報，2013，4（3）：232-235.

[2]? 佘德琴，黃冬梅，季玲玲，等.西洋南瓜新品種的品比試驗[J].北方園藝，2015（23）：31-33.

[3]? 向成鋼，王艷玲，張雪梅，等. SSR標記在南瓜親緣關系分析中的應用[J].北方園藝，2013（15）：104-108.

[4]? 彭鎖堂，莊杰云，顏啟傳，等.我國主要雜交水稻組合及其親本SSR標記和純度鑒定[J].中國水稻科學，2003，17（1）：1-5.

[5]? 蔣益敏，李體琛，蒙成，等.利用SSR標記鑒定玉米雜交種南校18號種子純度[J].廣西農業科學，2009，40（5）：464-467.

[6]? 李麗，張萬清，劉玲，等. SSR標記對甜瓜品種純度和真實性的鑒定[J].分子植物育種，2015，13（11）：2522-2530.

[7]? 趙樹琪，梁冰，李黎貝，等.基于SSR標記的陸地棉早熟相關種質遺傳多樣性分析[J].植物遺傳資源學報，2016，17（4）：599-606.