园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (11): 2337-2349.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0981
刘承浪1,*, 冯迪1,*, 曹宗洪1, 闫素云3, 张永青1, 徐祥增2, 高世德2, 叶俊丽1, 柴利军1, 谢宗周1,**(), 邓秀新1,**(
)
收稿日期:
2023-05-31
修回日期:
2023-08-28
出版日期:
2023-11-25
发布日期:
2023-11-28
通讯作者:
作者简介:
*共同第一作者
基金资助:
LIU Chenglang1,*, FENG Di1,*, CAO Zonghong1, YAN Suyun3, ZHANG Yongqing1, XU Xiangzeng2, GAO Shide2, YE Junli1, CHAI Lijun1, XIE Zongzhou1,**(), DENG Xiuxin1,**(
)
Received:
2023-05-31
Revised:
2023-08-28
Published:
2023-11-25
Online:
2023-11-28
Contact:
摘要:
‘东试早柚’是实生选育出的柚品种,在云南省热带地区种植,具有早熟、丰产、无籽等优点,然而其来源至今尚未厘清,在品种权意识淡薄的栽培地区产生了许多经济纠纷。因此,解析‘东试早柚’的遗传来源对保护和利用该品种均具有重要意义。以西双版纳‘东试早柚’及其相近品种‘沙田柚’‘水晶柚’为材料,利用分子标记和生物信息等手段探究了3个品种的遗传背景差异。结果显示,‘东试早柚’与‘水晶柚’间杂交不亲和,而与‘沙田柚’杂交亲和;‘东试早柚’和‘水晶柚’的自交不亲和S位点基因型均为S5S6,而‘沙田柚’为S1S2;‘东试早柚’和‘水晶柚’全基因组SNP密度分布高度相似,SNP聚类分析将‘东试早柚’和‘水晶柚’聚为一类,而与‘沙田柚’显著区分。此外,2对InDel多态性标记也可明显区分‘东试早柚’与‘沙田柚’。因此,本研究结果认为‘东试早柚’与‘水晶柚’遗传背景更为相近,而与‘沙田柚’遗传距离较远、相差很大。
刘承浪, 冯迪, 曹宗洪, 闫素云, 张永青, 徐祥增, 高世德, 叶俊丽, 柴利军, 谢宗周, 邓秀新. 东试早柚与沙田柚和水晶柚遗传背景比较[J]. 园艺学报, 2023, 50(11): 2337-2349.
LIU Chenglang, FENG Di, CAO Zonghong, YAN Suyun, ZHANG Yongqing, XU Xiangzeng, GAO Shide, YE Junli, CHAI Lijun, XIE Zongzhou, DENG Xiuxin. Comparative Analysis of Genetic Background of‘Dongshi Zaoyou’,‘Shatianyou’and‘Shuijingyou’Pummelos[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(11): 2337-2349.
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Sequence | 退火温度/℃ Annealing temperature |
---|---|---|
CH1 | F:ATGAATGCTTGTGCAAGGACAGCTAAATTC;R:TTAAAGATTTTCCATCTGGGTAAAAGCAT | 56 |
CH2 | F:GAGGGCAGCAGTTTGAATCC;R:TGGGACCAACTTACATCAATGC | 55 |
CH3 | F:CGTTCGAGTCGTCTTTGTTGG;R:ATACACTGTAAGAGAGATCGTAACA | 56 |
CH4 | F:ATGAATGCTTGTGCAAGGACAGCTAAATTCCAG;R:TTAAAGATTTTCCATCTGGGTAAAAGCATCTTC | 55 |
CH5 | F:CGCGGAGTCAGCAACAAAAA;R:ACACTGTAAGAGAGATCGTAACAT | 55 |
CH6 | F:AGCAACCCGAAACACAAACAC;R:ACACTGTAAGAGAGATCGTAACATT | 55 |
CH7 | F:GGATTTGGCTTTTCATCTTCTCA;R:TGCTAATGAGAGATAGTGGGGAG | 56 |
表1 ‘东试早柚’遗传鉴定所用的InDel引物信息
Table1 InDel primers used in the genetic identification of‘Dongshi Zaoyou’pummelo
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Sequence | 退火温度/℃ Annealing temperature |
---|---|---|
CH1 | F:ATGAATGCTTGTGCAAGGACAGCTAAATTC;R:TTAAAGATTTTCCATCTGGGTAAAAGCAT | 56 |
CH2 | F:GAGGGCAGCAGTTTGAATCC;R:TGGGACCAACTTACATCAATGC | 55 |
CH3 | F:CGTTCGAGTCGTCTTTGTTGG;R:ATACACTGTAAGAGAGATCGTAACA | 56 |
CH4 | F:ATGAATGCTTGTGCAAGGACAGCTAAATTCCAG;R:TTAAAGATTTTCCATCTGGGTAAAAGCATCTTC | 55 |
CH5 | F:CGCGGAGTCAGCAACAAAAA;R:ACACTGTAAGAGAGATCGTAACAT | 55 |
CH6 | F:AGCAACCCGAAACACAAACAC;R:ACACTGTAAGAGAGATCGTAACATT | 55 |
CH7 | F:GGATTTGGCTTTTCATCTTCTCA;R:TGCTAATGAGAGATAGTGGGGAG | 56 |
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Sequence | 退火温度/℃ Annealing temperature |
---|---|---|
S1 | F:ATGAACATTACTTTCTTCCTCTA;R:TTAAGGCGGGGGAAAGGTA | 55 |
S2 | F:ATGATATCGACAAAGACGAAAA;R:CTACTCATCGGTCGGCTCG | 55 |
S5 | F:ATGAAGGTGGCATCCATCAAC;R:CTACCACCGTGGTGGGAAAATAATATCC | 56 |
S6 | F:ATGGGGACTAATTTCCTCATTATC;R:CTATATTTTAACGTATCGCGGC | 55 |
表2 S基因型鉴定的特异性引物
Table 2 The specific primers for S-genotypes identification
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Sequence | 退火温度/℃ Annealing temperature |
---|---|---|
S1 | F:ATGAACATTACTTTCTTCCTCTA;R:TTAAGGCGGGGGAAAGGTA | 55 |
S2 | F:ATGATATCGACAAAGACGAAAA;R:CTACTCATCGGTCGGCTCG | 55 |
S5 | F:ATGAAGGTGGCATCCATCAAC;R:CTACCACCGTGGTGGGAAAATAATATCC | 56 |
S6 | F:ATGGGGACTAATTTCCTCATTATC;R:CTATATTTTAACGTATCGCGGC | 55 |
试验材料 Plant material | 单果质量/g Fruit weight | 纵径/mm Vertical diameter | 横径/mm Transverse diameter | 果形指数 Fruit shape index |
---|---|---|---|---|
‘东试早柚’Dongshi Zaoyou | 1 062.17 ± 25.34 bc | 151.18 ± 9.01 b | 143.66 ± 2.55 b | 1.05 ± 0.06 ab |
‘沙田柚’Shatianyou | 1 543.60 ± 165.96 a | 192.06 ± 8.96 a | 160.61 ± 10.74 a | 1.20 ± 0.05 a |
‘水晶柚1’Shuijingyou 1 | 1 207.26 ± 63.46 bc | 152.99 ± 1.35 b | 144.49 ± 6.25 b | 1.06 ± 0.05 ab |
‘水晶柚2’Shuijingyou 2 | 1 048.00 ± 123.57 c | 155.99 ± 14.24 b | 149.95 ± 4.19 ab | 1.04 ± 0.09 b |
‘水晶柚3’Shuijingyou 3 | 1 349.62 ± 204.80 ab | 187.94 ± 10.11 a | 158.14 ± 7.81 ab | 1.19 ± 0.06 a |
试验材料 Plant material | 可溶性固形物/% Total soluble solid | 可滴定酸/% Titratable acid | 固酸比 Solidity-acid ratio | 维生素C/(mg · kg-1) Vitamin C |
‘东试早柚’Dongshi Zaoyou | 10.93 ± 0.19 a | 0.16 ± 0.02 b | 71.36 ± 9.49 a | 788.8 ± 1.32 a |
‘沙田柚’Shatianyou | 8.55 ± 0.70 b | 0.41 ± 0.18 a | 27.20 ± 15.82 b | 646.0 ± 8.47 b |
‘水晶柚1’Shuijingyou 1 | 9.44 ± 0.40 b | 0.32 ± 0.07 ab | 30.32 ± 5.44 b | 570.7 ± 4.57 b |
‘水晶柚2’Shuijingyou 2 | 8.95 ± 0.24 b | 0.18 ± 0.03 ab | 52.51 ± 10.48 b | 568.2 ± 2.71 b |
‘水晶柚3’Shuijingyou 3 | 8.88 ± 0.62 b | 0.25 ± 0.05 ab | 37.00 ± 5.35 b | 539.6 ± 6.22 b |
表3 不同柚品种果实品质
Table 3 Fruit quality of different pummelos
试验材料 Plant material | 单果质量/g Fruit weight | 纵径/mm Vertical diameter | 横径/mm Transverse diameter | 果形指数 Fruit shape index |
---|---|---|---|---|
‘东试早柚’Dongshi Zaoyou | 1 062.17 ± 25.34 bc | 151.18 ± 9.01 b | 143.66 ± 2.55 b | 1.05 ± 0.06 ab |
‘沙田柚’Shatianyou | 1 543.60 ± 165.96 a | 192.06 ± 8.96 a | 160.61 ± 10.74 a | 1.20 ± 0.05 a |
‘水晶柚1’Shuijingyou 1 | 1 207.26 ± 63.46 bc | 152.99 ± 1.35 b | 144.49 ± 6.25 b | 1.06 ± 0.05 ab |
‘水晶柚2’Shuijingyou 2 | 1 048.00 ± 123.57 c | 155.99 ± 14.24 b | 149.95 ± 4.19 ab | 1.04 ± 0.09 b |
‘水晶柚3’Shuijingyou 3 | 1 349.62 ± 204.80 ab | 187.94 ± 10.11 a | 158.14 ± 7.81 ab | 1.19 ± 0.06 a |
试验材料 Plant material | 可溶性固形物/% Total soluble solid | 可滴定酸/% Titratable acid | 固酸比 Solidity-acid ratio | 维生素C/(mg · kg-1) Vitamin C |
‘东试早柚’Dongshi Zaoyou | 10.93 ± 0.19 a | 0.16 ± 0.02 b | 71.36 ± 9.49 a | 788.8 ± 1.32 a |
‘沙田柚’Shatianyou | 8.55 ± 0.70 b | 0.41 ± 0.18 a | 27.20 ± 15.82 b | 646.0 ± 8.47 b |
‘水晶柚1’Shuijingyou 1 | 9.44 ± 0.40 b | 0.32 ± 0.07 ab | 30.32 ± 5.44 b | 570.7 ± 4.57 b |
‘水晶柚2’Shuijingyou 2 | 8.95 ± 0.24 b | 0.18 ± 0.03 ab | 52.51 ± 10.48 b | 568.2 ± 2.71 b |
‘水晶柚3’Shuijingyou 3 | 8.88 ± 0.62 b | 0.25 ± 0.05 ab | 37.00 ± 5.35 b | 539.6 ± 6.22 b |
图4 ‘东试早柚’(DS)与’水晶柚’(SJ)S5-RNase(A)、S6-RNase(B)序列比对
Fig. 4 Sequence alignment of S5-RNase(A)and S6-RNase(B)between‘Dongshi Zaoyou’(DS)and‘Shuijingyou’(SJ)pummelo
图5 不同柚SNP密度对比 A、B、C:分别是‘东试早柚’‘水晶柚’‘沙田柚’SNP密度直方图;D:染色体;E、F、G:分别是‘东试早柚’‘水晶柚’‘沙田柚’SNP密度热图。
Fig. 5 Comparison of SNP density in different pummelo cultivars A,B and C:SNP density histograms of‘Dongshi Zaoyou’,‘Shuijingyou’and‘Shatianyou’pummelo,respectively;D:Chromosome;E,F and G:SNP density heat maps of‘Dongshi Zaoyou’,‘Shuijingyou’and‘Shatianyou’pummelo,respectively.
图7 ‘东试早柚’、‘沙田柚’和‘水晶柚’的进化树 图中数值表示枝长信息,即遗传变异度;Tree scale表示遗传变异度为0.1指示的枝长。
Fig. 7 The evolutionary trees of‘Dongshi Zaoyou’,‘Shatianyou’and‘Shuijingyou’pummelo The values in the graph indicate the branch length information,i.e. genetic variability;Tree scale denotes branch lengths with a genetic variance of 0.1 indication.
[1] |
|
程运江. 2004. 柑橘体细胞胞质遗传及叶绿体SSR引物开发研究[博士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
|
[2] |
doi: 10.1007/s004970050087 URL |
[3] |
|
邓秀新. 2005. 世界柑橘品种改良的进展. 园艺学报, 32 (6):1140-1146.
|
|
[4] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0701 URL |
邓秀新. 2022. 中国柑橘育种60年回顾与展望. 园艺学报, 49 (10):2063-2074.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0701 URL |
|
[5] |
doi: 10.1093/nar/gkh340 URL |
[6] |
|
高世德, 李国华, 张阳梅, 赵志平, 李柏霖. 2011. ‘东试早柚’授粉试验初步研究. 热带农业科学, 31 (10):7-10.
|
|
[7] |
|
韩健, 夏文文, 杨贵兵, 罗旭钊, 蒋松良, 李先信, 邓子牛, 马先锋. 2023. 沙田柚 × 枳杂交群体创建与InDel标记鉴定. 果树学报, 40 (2):223-229.
|
|
[8] |
doi: 10.1101/gr.089516.108 pmid: 19420380 |
[9] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0069 URL |
黄威剑, 李梦. 2021. 果树全基因组测序现状与展望. 园艺学报, 48 (4):733-748.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0069 URL |
|
[10] |
doi: 10.1093/bib/bbp039 pmid: 19933209 |
[11] |
|
焦文标. 2013. 基于二代测序技术的甜橙基因组杂合度与起源研究[硕士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
|
[12] |
|
[13] |
doi: 10.1093/nar/gkab301 URL |
[14] |
|
李国治, 邓卫东. 2018. 基因组测序技术及其应用研究进展. 安徽农业科学, 46 (22):20-22,25.
|
|
[15] |
doi: 10.1093/bioinformatics/btp324 pmid: 19451168 |
[16] |
doi: 10.1038/s41477-020-0597-3 pmid: 32055045 |
[17] |
|
梁梅. 2019. 柑橘自交不亲和相关基因鉴定及其演化[博士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
|
[18] |
doi: 10.1101/gr.107524.110 pmid: 20644199 |
[19] |
doi: 10.1093/bioinformatics/btu033 URL |
[20] |
doi: 10.1093/bib/bbs017 pmid: 22517427 |
[21] |
doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.2002.01.008 |
王述民, 曹永生, 胡家蓬. 2002. 中国小豆种质资源核心样品的初步建立. 华北农学报,(1):35-40.
doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.2002.01.008 |
|
[22] |
|
韦壮敏, 李蒙蒙, 杨晓明, 袁晓慧, 叶俊丽, 谢宗周, 邓秀新, 柴利军. 2020. 无核酸橙资源‘抛橘’的遗传鉴定. 园艺学报, 47 (2):345-354.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0512 |
|
[23] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0260 URL |
韦壮敏, 魏斯佳, 陈鹏, 胡健兵, 汤雨晴, 叶俊丽, 李先信, 邓秀新, 柴利军. 2022. 63份柚类资源S基因型鉴定. 园艺学报, 49 (5):1111-1120.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0260 URL |
|
[24] |
doi: 10.1038/nature25447 URL |
[25] |
doi: 10.1038/ng.2472 |
[26] |
|
徐远涛. 2019. 柑橘无融合生殖和嫁接嵌合的分子基础研究[博士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
|
[27] |
|
周文卫. 2016. 面向代谢网络分析的二代测序数据分析工具整合与应用研究[硕士论文]. 贵阳: 贵州师范大学.
|
|
[28] |
|
周先艳. 2020. 云南和西藏地区枸橼资源香气评价及柠檬果实外观缺陷的成因研究[博士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
|
[29] |
|
朱晨桥. 2020. 柑橘模式材料的开发与金柑属植物系统发育学研究[博士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
[1] | 汤雨晴, 杨惠栋, 闫承璞, 王斯妤, 王雨亭, 胡钟东, 朱方红. 基于重测序的‘金兰柚’基因组InDel标记的开发及应用[J]. 园艺学报, 2023, 50(1): 15-26. |
[2] | 韦壮敏, 魏斯佳, 陈鹏, 胡健兵, 汤雨晴, 叶俊丽, 李先信, 邓秀新, 柴利军. 63份柚类资源S基因型鉴定[J]. 园艺学报, 2022, 49(5): 1111-1120. |
[3] | 杨易, 黎庭耀, 李国景, 陈汉才, 沈卓, 周轩, 吴增祥, 吴新义, 张艳. 基于重测序的长豇豆基因组InDel标记开发及应用[J]. 园艺学报, 2022, 49(4): 778-790. |
[4] | 吴致君, 李伟, 王兴华, 张成, 蒋勋, 黎盛, 罗理勇, 孙康, 曾亮. 基于SLAF-seq的茶组子房室数不稳定居群种质亲缘关系分析[J]. 园艺学报, 2022, 49(11): 2455-2470. |
[5] | 王福生, 刘晓纳, 徐媛媛, 刘小丰, 朱世平, 赵晓春. 柑橘SQS基因的克隆及功能分析[J]. 园艺学报, 2021, 48(9): 1641-1652. |
[6] | 熊 燕1,2,张金柱1,*,董 婕1,王 力1,高 鹏1,姜 琬1,车代弟1,*. 简化基因组测序技术在观赏植物中的应用研究进展[J]. 园艺学报, 2020, 47(6): 1194-1202. |
[7] | 高 源, 王大江, 王 昆, 丛佩华, 李连文, 朴继成. 苹果属植物种质多样性的SLAF-seq分析[J]. 园艺学报, 2020, 47(10): 1869-1882. |
[8] | 王 珏1,*,王 燕1,2,*,张 静2,陈 涛1,3,王 磊2,陈 清1,汤浩茹1,2,王小蓉1,2,**. 中国樱桃InDel标记开发及其在蔷薇科果树中通用性评价[J]. 园艺学报, 2020, 47(1): 98-110. |
[9] | 李贝贝1,*,张 恒1,2,*,姜建福1,张 颖1,樊秀彩1,房经贵2,**,刘崇怀1,**. 基于SLAF-seq技术的葡萄种质遗传多样性分析[J]. 园艺学报, 2019, 46(11): 2109-2118. |
[10] | 王庆彪,张 丽*,温常龙,杨静静. 萝卜Ogura-CMS 育性恢复基因Rfo 的高通量SNP 标记开发及其应用[J]. 园艺学报, 2017, 44(7): 1309-1318. |
[11] | 毛清云,轩淑欣,顾爱侠,赵建军,申书兴,王彦华*. 大白菜—结球甘蓝易位系‘AT9-1’和‘AT9-2’的获得及其遗传稳定性分析[J]. 园艺学报, 2017, 44(5): 871-880. |
[12] | 刘源霞1,兰进好2,柏素花3,孙晓红3,刘春晓1,张玉刚1,戴洪义1,*. 苹果抗炭疽菌叶枯病基因SNP和InDel标记的HRM筛选[J]. 园艺学报, 2017, 44(2): 215-222. |
[13] | 邓学斌, 刘磊, 闫喆, 李涛, 刘希艳, 冯晶晶, 池海娟, 郑峥, 李君明. 加工番茄核心种质构建及其遗传背景分析[J]. 园艺学报, 2015, 42(7): 1299-1312. |
[14] | 李岩宾, 轩淑欣, 王彦华, 冯大领, 赵建军, 申书兴. 大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系自交后代InDel标记分析和染色体数鉴定[J]. 园艺学报, 2015, 42(7): 1329-1337. |
[15] | 李炜,田义轲,王彩虹,白牡丹,侯董亮. 通过HRM技术筛查与梨矮生性状决定位点PcDw紧密连锁的SNP标记[J]. 园艺学报, 2015, 42(2): 214-220. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||
版权所有 © 2012 《园艺学报》编辑部 京ICP备10030308号-2 国际联网备案号 11010802023439
编辑部地址: 北京市海淀区中关村南大街12号中国农业科学院蔬菜花卉研究所 邮编: 100081
电话: 010-82109523 E-Mail: yuanyixuebao@126.com
技术支持:北京玛格泰克科技发展有限公司