分子遺傳距離與雜種優勢相關性研究

白鳳虎 謝曉美 李德芳

【摘要】 研究了一組紅麻親本的F1雜種優勢與親本RAPD遺傳距離的關系,表明兩者沒有顯著的相關關系。

【關鍵詞】 紅麻 雜種優勢 RAPD 遺傳距離

雜種優勢的利用為農業生產帶來了巨大的經濟效益,而雜種優勢利用的關鍵是篩選出強優勢組合,如果找到一種簡便有效的預測雜種優勢的方法,必將引發雜種優勢利用的一場革命。

關于雜種優勢的遺傳機理,國內外學者提出了多種假說,至今仍然未得出較為一致的觀點。但其中多數學者一致認為,遺傳差異是產生雜種優勢的基礎,據此理論人們提出很多雜種優勢的預測方法,如數量性狀遺傳差異法,生化標記遺傳差異法,分子標記遺傳差異法。本文利用一組紅麻自交系的雙列雜交數據(以纖維產量的相關數據為主)對親本RAPD分子標記遺傳差異與雜種優勢的關系進行了探索。

1.材料與方法

1.1雜種優勢分析

利用文獻[1]中的8親本的Griffining雙列雜交試驗設計Ⅱ的相關試驗數據,數據分析通過Excel和SAS完成。8個自交系分別是P1—P8∶P1(YA1 Fn1)、P2(L1)、P3(991)、P4(992)、P5(SHA369)、P6(917)、P7(浙蕭麻1號)、P8(7804)。

1.2 分子標記遺傳差異分析

1.2.1 DNA提取

培養P1—P8的種子,待下胚軸長至4—5cm時,切取下胚軸,液氮研磨,采用改良的CTAB法[2]提取紅麻總DNA,用紫外分光光度計檢測DNA的質量和濃度,并稀釋到30 ng/μl作為PCR擴增的模板。

1.2.2 RAPD擴增

本實驗的25μl反應體系中含:模板40ng、Mg2+2.0mmol/L、Taq酶1U、dNTPs 0.2mmol/L、引物0.6μmol/L;反應程序為:94℃預熱4min,94℃變性45sec,37℃退火45sec,72℃延伸90sec,41個循環,最后72℃延伸10min,完成后4℃保存。

1.2.3 數據統計分析

統計各個引物的擴增主帶,將每個清晰可辨的DNA電泳帶作為一個位點,當某個擴增物(帶)在一個樣品中出現,賦值為“1”,未出現視為“0”,從而把圖形資料轉換成數據資料。

根據Nei—Li相似系數法計算品種i和j之間的相似系數Sij,得到材料兩兩間的遺傳相似系數

Sij=2Nij/(Ni+Nj),其中Ni表示品種中的條帶數目;Nj表示品種中的條帶數目;Nij表示品種共有的條帶數目。遺傳距離(GD) =1—GS,利用GD值按不加權對群算術平均法(UPGMA)進行聚類分析。

2.結果與分析

相關分析表明,RAPD分子標記遺傳距離與多性狀綜合群體優勢指數、纖維產量群體優勢(相關概念參見文獻[1])、纖維產量中親優勢、纖維產量的相關系數分別為0.2036、0.1673、0.1402、0.1688,都沒有達到顯著水平,這說明這種隨機的分子標記不能用于預測雜種優勢。

3.討論

關于分子遺傳距離與雜種優勢關系有兩種觀點,有些研究表明[3、4],分子遺傳距離與雜種優勢存在相關關系,認為可以作為選擇親本的一項參考指標;而有些研究[5、6]結果則相反。

本研究也表明分子遺傳距離與雜種優勢沒有顯著的相關關系,這一方面是因為我們選擇的是隨機的RAPD標記,并不是與相關性狀緊密連鎖的QTL,另一方面可能是我們所研究的這8個親本遺傳差異不夠大,遺傳距離不夠遠(最大遺傳距離0.2842),還屬于同一個雜種優勢群,以至于分子遺傳距離與雜種優勢的相關性不能顯現。

我們認為在分子遺傳距離與雜種優勢的關系方面,可以做的工作有兩個,一是利用分子遺傳距離劃分雜種優勢群,作為選擇雜交親本的一種參考指標;二是建立相關性狀的全覆蓋的QTL分子標記,用于雜交親本的輔助選擇。

【參考文獻】

[1]白鳳虎.紅麻雜種優勢、配合力分析及雄性不育基因的RAPD標記. [碩士學位論文].北京:中國農業科學院,2007.

[2]謝曉美.紅麻種質資源親緣關系的細胞學與ISSR分子標記研究. [碩士學位論文].北京:中國農業科學院,2007.

[3]孫偉振,崔心剛.糯玉米自交系配合力分析及RAPD技術預測雜種優勢[J].北京農學院學報,2001,16(3):1—12.

[4]彭澤斌,劉新芝.玉米F1產量、雜種優勢及雙親特殊配合力與RAPD遺傳距離關系的研究[A].王連錚,戴景瑞.全國作物育種學術討論會論文集[C].北京:中國農業科技出版社,1998,221—226.

[5]劉宏偉,劉秉華,張改生等. RAPD分子標記與小麥雜種優勢相關性研究[J].麥類作物學報,2005,25(6):1—5.

[6]胡勝武等.恢復系和保持系RAPD分子標記與甘藍型油菜雜種優勢關系的研究[J].西北農林科技大學學報,2003,31(6):66—70.

白鳳虎 (1975.2—),男,漢族,河北衡水人,助理農藝師,現就任于饒陽縣農牧局,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,現就任于保定職業技術學院,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,中國農業科學院麻類研究所,現就任于中國農科院麻類研究所,研究方向作物遺傳育種理論與方法。