分子遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)相關(guān)性研究

白鳳虎 謝曉美 李德芳

【摘要】 研究了一組紅麻親本的F1雜種優(yōu)勢(shì)與親本RAPD遺傳距離的關(guān)系,表明兩者沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】 紅麻 雜種優(yōu)勢(shì) RAPD 遺傳距離

雜種優(yōu)勢(shì)的利用為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,而雜種優(yōu)勢(shì)利用的關(guān)鍵是篩選出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合,如果找到一種簡(jiǎn)便有效的預(yù)測(cè)雜種優(yōu)勢(shì)的方法,必將引發(fā)雜種優(yōu)勢(shì)利用的一場(chǎng)革命。

關(guān)于雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳機(jī)理,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種假說(shuō),至今仍然未得出較為一致的觀點(diǎn)。但其中多數(shù)學(xué)者一致認(rèn)為,遺傳差異是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ),據(jù)此理論人們提出很多雜種優(yōu)勢(shì)的預(yù)測(cè)方法,如數(shù)量性狀遺傳差異法,生化標(biāo)記遺傳差異法,分子標(biāo)記遺傳差異法。本文利用一組紅麻自交系的雙列雜交數(shù)據(jù)(以纖維產(chǎn)量的相關(guān)數(shù)據(jù)為主)對(duì)親本RAPD分子標(biāo)記遺傳差異與雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系進(jìn)行了探索。

1.材料與方法

1.1雜種優(yōu)勢(shì)分析

利用文獻(xiàn)[1]中的8親本的Griffining雙列雜交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Ⅱ的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)分析通過(guò)Excel和SAS完成。8個(gè)自交系分別是P1—P8∶P1(YA1 Fn1)、P2(L1)、P3(991)、P4(992)、P5(SHA369)、P6(917)、P7(浙蕭麻1號(hào))、P8(7804)。

1.2 分子標(biāo)記遺傳差異分析

1.2.1 DNA提取

培養(yǎng)P1—P8的種子,待下胚軸長(zhǎng)至4—5cm時(shí),切取下胚軸,液氮研磨,采用改良的CTAB法[2]提取紅麻總DNA,用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)DNA的質(zhì)量和濃度,并稀釋到30 ng/μl作為PCR擴(kuò)增的模板。

1.2.2 RAPD擴(kuò)增

本實(shí)驗(yàn)的25μl反應(yīng)體系中含:模板40ng、Mg2+2.0mmol/L、Taq酶1U、dNTPs 0.2mmol/L、引物0.6μmol/L;反應(yīng)程序?yàn)?94℃預(yù)熱4min,94℃變性45sec,37℃退火45sec,72℃延伸90sec,41個(gè)循環(huán),最后72℃延伸10min,完成后4℃保存。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)各個(gè)引物的擴(kuò)增主帶,將每個(gè)清晰可辨的DNA電泳帶作為一個(gè)位點(diǎn),當(dāng)某個(gè)擴(kuò)增物(帶)在一個(gè)樣品中出現(xiàn),賦值為“1”,未出現(xiàn)視為“0”,從而把圖形資料轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)資料。

根據(jù)Nei—Li相似系數(shù)法計(jì)算品種i和j之間的相似系數(shù)Sij,得到材料兩兩間的遺傳相似系數(shù)

Sij=2Nij/(Ni+Nj),其中Ni表示品種中的條帶數(shù)目;Nj表示品種中的條帶數(shù)目;Nij表示品種共有的條帶數(shù)目。遺傳距離(GD) =1—GS,利用GD值按不加權(quán)對(duì)群算術(shù)平均法(UPGMA)進(jìn)行聚類(lèi)分析。

2.結(jié)果與分析

相關(guān)分析表明,RAPD分子標(biāo)記遺傳距離與多性狀綜合群體優(yōu)勢(shì)指數(shù)、纖維產(chǎn)量群體優(yōu)勢(shì)(相關(guān)概念參見(jiàn)文獻(xiàn)[1])、纖維產(chǎn)量中親優(yōu)勢(shì)、纖維產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.2036、0.1673、0.1402、0.1688,都沒(méi)有達(dá)到顯著水平,這說(shuō)明這種隨機(jī)的分子標(biāo)記不能用于預(yù)測(cè)雜種優(yōu)勢(shì)。

3.討論

關(guān)于分子遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)關(guān)系有兩種觀點(diǎn),有些研究表明[3、4],分子遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)存在相關(guān)關(guān)系,認(rèn)為可以作為選擇親本的一項(xiàng)參考指標(biāo);而有些研究[5、6]結(jié)果則相反。

本研究也表明分子遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系,這一方面是因?yàn)槲覀冞x擇的是隨機(jī)的RAPD標(biāo)記,并不是與相關(guān)性狀緊密連鎖的QTL,另一方面可能是我們所研究的這8個(gè)親本遺傳差異不夠大,遺傳距離不夠遠(yuǎn)(最大遺傳距離0.2842),還屬于同一個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群,以至于分子遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)性不能顯現(xiàn)。

我們認(rèn)為在分子遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系方面,可以做的工作有兩個(gè),一是利用分子遺傳距離劃分雜種優(yōu)勢(shì)群,作為選擇雜交親本的一種參考指標(biāo);二是建立相關(guān)性狀的全覆蓋的QTL分子標(biāo)記,用于雜交親本的輔助選擇。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]謝曉美.紅麻種質(zhì)資源親緣關(guān)系的細(xì)胞學(xué)與ISSR分子標(biāo)記研究. [碩士學(xué)位論文].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2007.

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白鳳虎 (1975.2—),男,漢族,河北衡水人,助理農(nóng)藝師,現(xiàn)就任于饒陽(yáng)縣農(nóng)牧局,研究方向作物遺傳育種。

謝曉美 (1980.9—),女,漢族,河北河間人,助教,現(xiàn)就任于保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,研究方向作物遺傳育種。

李德芳 (1962.12—)男,漢族,湖南漣源人,研究員,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所,現(xiàn)就任于中國(guó)農(nóng)科院麻類(lèi)研究所,研究方向作物遺傳育種理論與方法。