基于CGE技术的甘蔗SSR—PCR反应体系优化

桂意云 陈忠良 秦翠鲜 汪淼 刘丽敏 李杨瑞 黄东亮

摘要：【目的】优化基于毛细管凝胶电泳（CGE）技术的甘蔗SSR-PCR反应体系，为甘蔗遗传多样性和亲缘关系研究、分子辅助育种及遗传图谱构建提供技术支持。【方法】基于CGE技术，采用正交试验设计，选择dNTPs浓度、DNA聚合酶量、引物浓度和DNA模板量为考察因素进行优化，确定最佳SSR-PCR反应体系，并用于8个甘蔗种质资源材料的遗传多样性分析。【结果】最佳SSR-PCR反应体系（20 μL）：dNTPs浓度0.15 mmol/L，DNA聚合酶1.5 U，引物浓度0.50 μmol/L，DNA模板量25 ng。利用该体系对8份来自不同国家地域的甘蔗种质材料进行遗传多样性分析，发现8对SSR引物共扩增出101个片段，其中多态性片段为93个，多态性比率为92.1%。聚类分析结果表明，参试材料间的遗传相似性系数为0.521～0.871，在相似性系数为0.614处，所有参试材料可分为两大类，3份国外种质材料PINDAR、CP72-1210、CP84-1198与ROC20、GT69-156聚为一类；而ROC26、GT02-237和GT97-69聚为另一类。【结论】基于CGE技术的SSR-PCR反应体系检测结果稳定，重复性好，适用于甘蔗的遗传分析及遗传作图。

关键词： 甘蔗；SSR分子标记；毛细管凝胶电泳（CGE）；反应体系；遗传分析

中图分类号： S566.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）09-1463-07

Abstract：【Objective】SSR-PCR reaction system of sugarcane based on capillary gel electrophoresis（CGE） technology was optimized to provide technical support for research on genetic diversity and genetic relationship， molecular-assisted breeding and genetic map construction of sugarcane. 【Method】Four factors affecting SSR-PCR were optimized by orthogonal exprement based on CGE technology， including dNTPs concentration， primer concentration， Taq DNA polymerase amount and DNA template amount. Then the optimal SSR-PCR reaction system was confirmed and applied to genetic analysis of 8 sugarcane germplasm resources. 【Result】The results showed that， the optimal reaction system（20 μL） was composed of 0.15 mmol/L dNTPs， 1.5 U Taq DNA polymerase， 0.50 μmol/L primers and 25 ng DNA templates. Using optimal reaction system and 8 pairs of SSR primers， a total of 101 fragments were amplified from 8 sugarcane germplasms of several countries， 93 of which was polymorphic， with a polymorphism rate of 92.1%. The cluster analysis showed that， coefficient of genetic similarity among 8 germplasms ranged from 0.521 to 0.871. All tested materials could be clustered into two groups at similarity coefficient of 0.614， three foreign germplasms viz.， PINDAR， CP72-1210， CP84-1198 and ROC20， GT69-156 were clustered into the same group， but ROC26， GT02-237 and GT97-69 were clustered into another group. 【Conclusion】The established SSR-CGE system is suitable for genetic diversity analysis and genetic mapping of sugarcane due to its stable detection result and good reproducibility.

Key words： sugarcane； SSR molecular marker； capillary gel electrophoresis（CGE）； reaction system； genetic analysis

0 引言

【研究意義】甘蔗是世界上重要的糖料和能源作物，我国甘蔗糖产量占全国食糖总产量的90%以上（李杨瑞和杨丽涛，2009）。甘蔗常规育种工作量大、育种周期长、效率低，是当前甘蔗育种面临的共性问题。由于SSR分子标记具有数量多、多态性高、重复性好、遗传上呈共显性等优点，已被广泛应用于作物辅助育种、生物遗传学研究。对SSR分子标记进行检测时，与常规凝胶电泳检测方法相比，毛细管凝胶电泳（Capillary gel electrophoresis，CGE）具有高灵敏度、高效率、高准确性等优点（Bor et al.，2003；……