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第
36
卷第
9
期
2008
年
9
月
东北林业大学学报
Vo
l. 36 No.9
Sep. 2008
JOURNAL OF NORTHEAST
FORESτ
'R
Y
UNIVERSITY
白桦长纤维性状
ISSR
和
SCAR
标记的分析
1
)
夏德安魏志刚杨传平刘关君
(林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室(东北林业大学)
,哈尔滨,
150040)
摘
要通过对天然白桦群体
583
株个体的纤维长度进行测定,选取其中有代表性的
100
株个体,利用简羊
重复序列问区标记技术(
Inter - simple sequence repeat ,
ISSR)
进行基因纽差异分析,通过扩增条带与性状表现间的
多元回归分析,筛选出与白桦纤维长度显著相关的分子标记。经过
20
个
ISSR
引物筛选,有
4
个引物的
4
条片段
与纤维长度呈极显著相关,其中片段
"BFLI
-3"
与纤维长度的回归系数为
-0.331
,显著性达到
1%
水平。对此片
段进行克隆、测序后,成功转化成与长纤维性状相关的序列特征化扩增区域
(Sequence
characterized amplified re-
gion
,
SCAR)
标记,此标记对短纤维白桦的鉴定效率达
76%
。
关键词
白桦;长纤维性状
;ISSR;SCAR
分类号
S792.
153;
Q751
Analysis
of
ISSR
and
SCAR
Markers
Associated with
Birch
Fiber
Length
TraitlXia
Dean ,
Wei
Zhigang, Yang
Chuanping
, Liu Guanjun
(Key
LaboratoIγof
Forest Tree Genetic and Biotechnology of Ministry
of
Education , Northeast
Forestry University
, Harbin 150040, P. R.
China)/
/Journal of Northeast Forestry
University.
一
2008
,
36(
9).
一
1
-4
Af
ter measuring fiber length trait
(FLT)
of 583 individuals
from
nature birch population , 100 individuals were select-
ed
as
representative variety for correlated fragment screening with Inter-simple sequence
rep
巳
at
(ISSR)
t
巳
chnique.
Four
fragments
from
four primers
were
identified having significant correlation with FLT based on multiple regression analysis.
The correlation coefficient
b
巳
tween
BFLI - 3 and
FLT
was
-
0.331
, showing a significant difference at the
O.
01
level. BF-
LI
- 3
was
cloned, sequenced and transformed into Sequence Characterized Amplified Region (SCAR) marke
r.
Th
e iden-
tifying percentage of short-fiber birch by this SCAR marker reached
76%
Key
words
Betula platyphylla; Fiber length trait; Inter-simple sequence repeat;
Se
quence characterized amplified region
东北白桦(简称白桦)
(Betula
platyphylla)
是我国大兴安
岭、小兴安岭和老爷岭等山区的主要速生树种
[1]
具有更新
好、生长较快、适应性强、分布面积广、材质细致、木质素含量
低和颜色洁白等特点。李萍
[2]
等通过对白桦材性研究后认
为,白桦是优良的短周期阔叶纸浆用材树种。在影响造纸品
质的诸多因素中,纤维长度是纸张机械强度的重要指标,但目
前为止,尚元白桦长纤维性状选择育种的研究报道。由于分
子标记技术具有检测手段简单、快速,数量多和不受环境影响
等特点,在林木遗传改良研究中得到了广泛的应用
[3
-4]
。但
由于标记理论及技术方法的限制,不同实验室采用不同群体
定位数量性状基因的结果可比性较差
[5]
而且,目前主要分
子标记技术,如
RAPD
(Random
amplification polymorphism
DNA)
、
ISSR
及
AFLP
(Amplified fragment length polymorphism)
为随机标记,存在专一性低、稳定性差和扩增区域未知等缺
点,获得的数量性状位点
(Quantitative
trait locus ,
QT
Ls)在林
木选择育种中难以应用。
SCAR
标记是
Paran
和
Michel
more[6]
提出的一种分子标记技术,具有一对互补到专一基因
组位点的长引物(1
8
- 24
bp)
和严格的
PCR
条件(退火温度
提高到
50
"c以上)
,不仅具有可靠的专一性和重复性,而且应
用简便迅速,可直接进行辅助选择育种。笔者采用关联遗传
学的研究方法,以东北林业大学帽儿山地区天然白桦林中采
1)
国家自然科学基金项目
(30571513
)及黑龙江省重大科技攻关
项目
(GA06
日
301)
。
第一作者简介:夏德安,男,
1963
年
1
月生,林木遗传育种与生物
技才主教育部重点实验室(东北林业大学)
,副教授。
通讯作者·魏志刚,林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室
(东北林业大学)
,副教授。
收稿日期
:2007
年
10
月
15
日。
责任编辑·张建华。
集的
583
株白桦为研究群体,通过评估其中
100
株个体的纤
维长度与
ISSR
分子标记间相互关联性,筛选出与长纤维性状
显著相关的片段,并将其转化成可直接用于长纤维标记辅助
育种的
SCAR
标记。从而有望突破目前标记辅助选择育种只
能针对特定群体和专一性低的缺点,使选择的有关纤维长度
性状的分子标记真正能应用于白桦长纤维性状标记辅助育种
工作。
1
材料
在东北林业大学帽儿山实验林场天然白桦林中随机选择
583
株白桦,于胸径处由南到北用生长锥采集木心,同时用高
枝剪采集幼嫩叶片。做好标记,以确保叶片与木心的对应性。
叶片及时置于冰箱中一
20
"c保存。
为了进-步鉴定转化后的
SCAR
的真实性,验证材料取
自与帽儿山地区白桦林无任何亲缘关系的东北林业大学哈尔
滨实验林场内的白桦林,随机选择
2
∞株白拌,于胸径处由南
到北用生长锥采集木心,同时用高枝剪采集幼嫩叶片。做好
标记,以确保叶片与木心的对应性。叶片及时放在冰箱中-
20
"c保存。
2
方法
2.1
纤维长度测定
将自桦木心切成火柴杆状粗细,用体积分数为
30%
-
50%
的硝酸溶液分解成纤维素后,于光学显微镜下测量其长
度(以光学显微镜下的刻度为测量标准)
,每个样品随机测量
10
根纤维,取其均值作为此样品的相对纤维长度
[7]
。
2.2
叶片基因组
DNA
的提取
由于自样叶片中含有大量的多糖,因此,对传统
CTAB