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无瓣海桑(Sonneratia apetala Buch.-Ham),是红树林中优良乔木树种之一,天然分布于印度、孟加拉等国盐度较低的泥质滩涂,1985年我国首次将无瓣海桑在海南东寨港引种成功。由于无瓣海桑在速生性、抗逆性、耐寒性、防风御浪等方面明显优于其他红树林树种,其引种范围逐渐北扩,并成为华南沿海防护林体系建设中的优良树种之一。无瓣海桑的丰富遗传多样性决定其广泛的生态适应,但对无瓣海桑的群体遗传多样性的研究还有待深入,特别是分子标记的应用还不多见。SSR(simple sequence repeat,简单重复序列)分子标记因其在真核生物基因组中含量丰富、多态性高、共显性特点,广泛应用于遗传多样性、遗传图谱的构建等方面。目前无瓣海桑尚缺乏SSR标记。
基于ISSR-PCR的5锚定技术开发SSR标记操作简单,对于基因组信息缺乏的物种来说,5锚定PCR技术是一种开发SSR标记的有效的方法。本研究主要应用5锚定PCR技术,通过构建基因组文库分离了无瓣海桑的微卫星序列。共设计了含有四类重复基元(AC、CA、CT和GA)的4组锚定简并引物以无瓣海桑基因组DNA为模板扩增SSR区域,扩增出DNA片段回收、连接、转化后形成4个基因组SSR文库,挑选阳性克隆测序,根据测序结果设计SSR引物。总共测序的克隆片段有94个,得到两端含有SSR基元的序列90个,其中的30个为冗余序列,最终得到了60个两端含有SSR的单克隆序列,冗余率为32.0%。大部分克隆片段的SSR序列较短,平均重复数为8.32。GA/CT基元平均重复数最大为10.25,TG/AC基元平均重复数最小为7.10。
根据重复序列大于10的克隆片段设计出37对特异引物,以采自海南东寨港第一批引种至今成活的15株无瓣海桑基因组DNA为模板,筛选出30对稳定扩增的特异引物。这些稳定扩增的引物中11对表现为单位点扩增,19对为多位点扩增。稳定扩增的引物中5对扩增产物表现出明显多态性,SSR位点等位基因最大值为3,平均等位基因2.4。
本研究利用5锚定PCR技术成功开发了无瓣海桑SSR标记30个,其中5个标记在首批引种材料中表现出多态性。这些标记的开发,为无瓣海桑在我国的引种种群的遗传恢复提供了基础,也为无瓣海桑功能基因标记、定位和标记辅助育种提供了条件。