酿酒葡萄品种蛇龙珠亲缘关系分析.pdf
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1、 http:/ 1 酿酒葡萄品种蛇龙珠亲缘关系分析酿酒葡萄品种蛇龙珠亲缘关系分析 姚玉新1 左方梅1 翟衡1 刘来馨2 1.山东农业大学园艺工程与技术学院 泰安 271018 2.烟台中粮长城葡萄酒公司技术科 蓬莱 265600 E-mail: 摘摘 要要 本文利用 36 个 RAPD 引物对 14 个酿酒葡萄品种基因组 DNA 扩增通过聚类分析将其划分为四个类群其中赤霞珠品丽珠梅露汁和蛇龙珠同属于一个类群利用 SSR 技术对该类群含三个不同地区来源的蛇龙珠进一步分析结果表明蛇龙珠赤霞珠品丽珠和梅露汁是 4 个独立的品种三个不同地区来源的蛇龙珠遗传上存在差异欧氏遗传距离在 1.41-2.24
2、之间但明显小于与其它品种的差异与其它品种相比来自蓬莱北沟的蛇龙珠与品丽珠遗传距离最近为 3.16来自昌黎和烟台本地的蛇龙珠与品丽珠的遗传距离分别为 3.18 和 3.32根据调查考证及遗传分析还探讨了蛇龙珠的起源问题 关键词关键词 蛇龙珠RAPDSSR亲缘关系起源 1.引言 1.引言 葡萄是世界第三大水果也是大宗果品中加工比例最高的水果世界葡萄产量的 70以上用于加工葡萄酒 与其他果树品种追新求变不同 酿酒葡萄品种受葡萄酒文化的制约而恪守传统甚至于保守随着国际葡萄酒市场的日益开放主流酿酒品种的集中化雷同化趋势更加明显用于酿造红葡萄酒的品种以解百纳CABERNET香型的系列品种如赤霞珠梅露汁品丽
3、珠等为主流其次是果香型的品种如黑比诺西拉等我国酿酒葡萄栽培和工业化酿造只有百年历史最早的酿酒品种是 1892 年张裕公司建厂后从欧洲引进的其中包括赤霞珠品丽珠这些品种同时还有与这些品种香型类似的品种类型蛇龙珠并与赤霞珠和品丽珠合称为三珠三珠成为我国红色酿酒葡萄的代表特别自 20 世纪 90 年代末红葡萄酒盛行以来赤霞珠和蛇龙珠成为发展酿酒葡萄的首选品种 在很长一段时间内国内同行都认为蛇龙珠与其他二珠一样也是法国品种 随着改革开放国际交流的增加 欧洲葡萄专家否认了蛇龙珠在他们国家的存在 阿根廷专家在考察了昌黎的蛇龙珠后认为蛇龙珠就是品丽珠1国内有关专家在研究了蛇龙珠的形态特征以后也认为其与品丽珠
4、很相似可能是引进时品种混淆或以后发生变异12近年随着引种繁殖增加人们注意到各地栽培的蛇龙珠形态也有明显差异如果穗大小新梢颜色叶型以及生长势等 使人们更加迫切希望澄清蛇龙珠的身份 而单纯形态学分析很难确认蛇龙珠的来源因此利用日益发展的分子生物学手段研究蛇龙珠及相关品种的亲缘关系不但具有一定的理论价值 也有很大的生产实践意义 本试验收集了与蛇龙珠有渊源关系的波尔多栽培品种如赤霞珠品丽珠梅露汁高特及白索味浓以及其他已知起源于同一个家族或关系密切的不同品种群如黑白比诺霞多丽雷司令和贵人香等共 14 个品种进行了遗传关系分析并利用 SSR 技术重点对 CABERNET 家族品种进一步进行遗传考证 2 材
5、料和方法材料和方法 2.1 供试材料供试材料 RAPD 分析所用 14 个品种为1.高特Cot2.佳利酿(Carignan)3.西拉(Syrah)4.黑比诺(Pinot N)5.白比诺 Pinot B6.贵人香 Riesling Italien7.白诗南 Chenin B8.雷司令Riesling B9.赤霞珠Cabernet sauvignon10.蛇龙珠烟台当地品 http:/ 2 种Cabernet Gemischet11.品丽珠Cabernet Franc12.梅露汁Merlot13.白索味浓Sauvignon B14.霞多丽Chardonny B SSR 分析所用试材为01.法国引进
6、的赤霞珠02.昌黎栽培的蛇龙珠03.品丽珠04.烟台本地栽培的蛇龙珠05.梅露汁06.蓬莱北沟蛇龙珠 所选繁殖材料为葡萄枝条温室催芽取刚萌发的芽或幼叶作为提取 DNA 的材料 2.2 DNA 提取提取 参照遆卫国3王跃进4的方法略有改动 2.3 DNA 扩增及电泳扩增及电泳 RAPD 扩增反应体系 25ul分别为 2.5ul 10buffer,2.0mmol/L mgCl2,100umol/L dNTPs,0.2umol/L 引物,1.5U TaqDNA 聚合酶及 1015ng 模板 DNA热循环程序为94预变性1min45s94变性 30s36退火 45s72延伸 2min45 个循环72延
7、伸 10min SSR扩 增VVMD系 列 为 反 应 体 系20ul分 别 为2.0ul 10buffer,1.0mmol/LmgCl2,200umol/L dNTPs,20pmol 引物,0.5U TaqDNA 聚合酶及 10ng 模板DNA热循环程序为94预变性 2min92变性 30s52退火 30s72延伸 2min40个循环72延伸 7minVVS 系列为反应体系 10ul分别为 1.0ul 10buffer,1.5mmol/L mgCl2,200umol/L dNTPs,25pmol 引物,0.625U TaqDNA 聚合酶及 25ng 模板 DNA热循环程序为95预变性 5mi
8、n94变性 1min50退火 50s50721min72延伸 1min26个循环72延伸 7min RAPD 扩增产物用 1.2%琼脂糖凝胶电泳分离经溴化乙锭染色后紫外凝胶成像系统中分析SSR 扩增产物 6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳后银染观察 2.4 数据分析 2.4 数据分析 利用欧氏距离系数法计算遗传距离D根据遗传距离 D 值利用分析统计软件STATISTACA 对各品种进行 UPGMA非加权算术平均法聚类分析 3 3 结果与分析 结果与分析 3.1 14 个酿酒葡萄品种的 RAPD 分析 3.1.1 RAPD 带形分析 3.1 14 个酿酒葡萄品种的 RAPD 分析 3.1.1 RAPD
9、带形分析 本实验选用了发表过的在葡萄上具有多态性的 36 个引物利用 36 个引物分别对 14个酿酒葡萄品种进行扩增 筛选出 14 个扩增谱带清晰且多态性好的引物用于进一步分析 表114 个引物共扩增出 137 条 DNA 带平均每个引物 9.8 条其中 98 条具有多态性占总条带数的 71.5%每个引物可扩增出 3-10 条多态性带平均为每个引物 7 条多态性带其中引物 X102 多态性谱带最多13 条而多态性谱带百分率最高的是 S462 和 S347(图 1)各为 88.9%3.1.2 品种间遗传距离及聚类分析 3.1.2 品种间遗传距离及聚类分析 利用 RAPD 标记计算不同品种的欧氏距
10、离从表 2 可以看出14 个品种欧氏距离在3.32-7.48 之间 其中梅露汁和品丽珠的遗传距离最近为 3.32 蛇龙珠和黑比诺的遗传距离最远为 7.48 在聚类图上(图 3)我们以 6.0 水平将 14 个品种分成四类类群 1 由霞多丽白比诺黑比诺雷司令贵人香白诗南和西拉构成类群 2 由白索味浓和佳利酿构成类群 3由赤霞珠品丽珠蛇龙珠梅露汁构成类群 4 由高特构成类群 3 中梅露汁和品丽珠的 http:/ 3 遗传距离最近为 3.32赤霞珠和蛇龙珠的遗传距离最大为 6.24二者相差 2.92就蛇龙珠与 表 1.所筛选的 RAPD 引物序列及扩增结果 Table 1.The sequence
11、and results of selected RAPD primers 引物 primer 序列 sequence 扩增谱带数 Number of amplified bands 多态性谱带数 Number of polymorphic bands 多态性 Rate of Polymorphic bands(%)S238 TGGTGGCGTT 10 6 60.0 S462 TCGGCACGCA 9 8 88.9 S347 CCTCTCGACA 9 8 88.9 S450 TCAGAGCGCC 9 4 44.4 S35 TTCCGAACCC 10 9 87.0 S119 CTGACCAGCC
12、9 7 77.8 S262 ACCCCGCCAA 12 9 75.0 S94 GGATGAGACC 9 7 77.8 S445 CCCAGTCACT 9 4 44.4 S446 CCACGGGAAG 10 8 80.0 X102 TACCGTGGCG 13 10 76.9 X101 TTTGCCGCCC 11 6 54.5 X105 CCACACGTAG 11 9 81.8 X115 CGCGTTCCTG 6 3 50.0 总计Total 137 98 71.5 图 1.RAPD 引物 S347 扩增图谱 图 2.SSR 引物 VMD6 扩增图谱 图 1 从左向右依次为PCR marker 1
13、-14.为 1.1 供试材料所编序号 图 2 从左向右依次为PCR marker 01-06 为 1.1 供试材料所编序号 Fig.1.The amplied results of RAPD primers S347 Fig.2.The amplied results of SSR primer pairs VMD6 Fig.1 From left to right:PCR marker114.Experimental sample numbers listed in 1.1Materials Fig.2:From left to right:PCR marker0106.Experiment
14、al sample numbers listed in 1.1Materials 其他品种的遗传距离来看蛇龙珠和品丽珠的遗传距离比较近为 5.20其次是和梅露汁为 6.00再次就是和赤霞珠为 6.24 可见该四个品种在遗传上存在明显差异但又有着密切的关系都属于解百纳家族 http:/ 4 遗传距离 Linkage Distance?2.533.544.555.566.571454867313210121191 图 3.14 个酿酒葡萄品种的 UPGMA 聚类分析结果 样品编号见 1.1 材料 Fig.3.The UPGMA cluster analysis 14 wine grapes See
15、 1.1 Materials for variety name 3.2 赤霞珠3.2 赤霞珠品丽珠品丽珠梅露汁及不同地区栽培蛇龙珠的 SSR 分析 3.2.1 SSR 带形分析 梅露汁及不同地区栽培蛇龙珠的 SSR 分析 3.2.1 SSR 带形分析 本实验利用 12 对 SSR 引物对三个不同地区来源的蛇龙珠赤霞珠品丽珠及梅露汁共6 表 2.所筛选的 RAPD 引物序列及扩增结果 Table 3.The sequence and results of selected RAPD primers 引物primer 序列 sequence 5-3 扩增带数Number of amplified
16、bands 多态性带数Number of polymorphic bands 多态性 Rate of Polymorphic bands(%)VMD5 CTAGAGCTACGCCAATCCAA TATACCAAAAATCATATTCCTAAA 4 4 100 VMD6 ATCTCTAACCCTAAAACCAT CTGTGCTAAGACGAAGAAGA 6 6 100 VMD7 AGAGTTGCGGAGAACAGGAT CGAACCTTCACACGCTTGAT 4 4 100 VMD8 TAACAAACAAGAAGAGGAAT AGCACATCCACAACATAATG 4 2 50 VVS1 A
17、CAATTGGAAACCGCGTGGAG CTTCTCAATGATATCTAAAACCATG 2 1 50 VVS2 CAGCCCGTAAATGTATCCATC AAATTCAAAATTCTAATTCAACTGG 4 4 100 VVS3 TGCCCTATCAATTAGTTCACCTA TCGACTTTGATATATTGATGATT 2 1 50 VVS4 CCATCAGTGATAAAACCTAATGCC CCCACCTTGCCCTTAGATGTTA 2 1 50 VVS5 ATTGATTTATCAAACACCTTCTACAT TAGAAAGATGGAAGGAATGGTGAT 1 1 100
18、总计 Total 29 24 82.8 http:/ 5 个品种/类型进行扩增分析12 对 SSR 引物筛选出 9 对多态性的引物表 29 对引物共扩增出 29 条 DNA 带其中 24 条具有多态性占总条带数的 82.8%每对多态性引物可扩增出1-6 条带平均为每对引物 3.3 条多态性带其中引物 VMD6 多态性最好图 2扩增出 6条多态性带 3.3.2 品种/类型间遗传距离及聚类分析 3.3.2 品种/类型间遗传距离及聚类分析 SSR 分析结果表明蛇龙珠三个类型在遗传上并不是完全相同存在差异在三个类型蛇龙珠之间昌黎的蛇龙珠和蓬莱北沟的蛇龙珠较近遗传距离为 1.41昌黎的蛇龙珠蓬莱北沟的蛇
19、龙珠和烟台本地蛇龙珠较远遗传距离分别为 2.24 和 1.73但蛇龙珠品种之间的遗传差异明显小于蛇龙珠品种和其他品种之间的差异 蛇龙珠与品丽珠最近 遗传距离在3.16-3.32 之间其中蓬莱北沟的蛇龙珠与品丽珠遗传距离最小烟台本地蛇龙珠与品丽珠遗传距离最大烟台本地蛇龙珠和赤霞珠最远昌黎蓬莱北沟蛇龙珠和梅露汁最远 就 6 个品种/类型而言 不包含蛇龙珠三个类型之间遗传距离最近的是梅露汁与品丽珠蓬莱北沟的蛇龙珠和品丽珠都为 3.16与 14 个品种 RAPD 分析结果一致遗传距离最大的是梅露汁和赤霞珠为 4.58与 14 个品种的 RAPD 分析结果不一致,其遗传距离最大的是赤霞珠和蛇龙珠为 6.
20、24 在聚类图上(图 4)我们以 3.3 水平将 6 品种/类型分成 3 类类群 1 由不同来源的蛇龙珠构成类群 2 由品丽珠和梅露汁构成类群 3 由赤霞珠构成 遗传距离 Linkage Distance?11.522.533.544.5010503040602 图 4.不同类型蛇龙珠和其它品种的 UPGMA 聚类分析结果 样品编号见 1.1 材料 Fig.4.Cluster results of three phenotypic Cabernet Gemischet and other cultivars See 1.1 Materials for variety name 3 讨论 3 讨
21、论 3.1 RAPD3.1 RAPDSSR 技术用于葡萄品种鉴定的可行性及分析结果比较 SSR 技术用于葡萄品种鉴定的可行性及分析结果比较 PAPD 由于操作简单引物方便多态性好等优点被广泛用于种质资源研究涉及到苹果56桃7杏8葡萄9等许多果树本研究用了 36 个引物对 14 个品种进行扩增筛选出 14 个多态性引物 共产生了 137 条扩增带 这就意味着对 14 个品种的 137 个位点进行检测其效率是同工酶RFLP 等方法无法比拟的有的品种产生了特有带可作为重要分子性状用于品种鉴定例如引物 S347 扩增出一条约 720bp 的谱带图 1这可作为蛇龙珠品种鉴定的重要分子性状从这些结果来看R
22、APD 可以作为一种有效的辅助分子标记用于葡萄种质资源的研究 http:/ 6 SSR 标记作为一种新的分子标记其检测位点多态性明显高于 RFLP而且重复性优于RAPD与 AFLP 相比不同的材料结果略有不同本研究中多态性条带在 82%以上没有单对引物能将所有品种/类型区分开 但 2 对或 2 对以上引物则能区别开所有品种/类型 其中引物 VMD6图 2能区分 5 个品种/类型并且实验表明同一样品同一引物和相同的扩增条件下扩增条带完全一致重复性和可靠性明显优于本实验的 RAPD 分析SSR 研究的关键是开发引物目前果树上获得 SSR 引物的树种主要有葡萄1011猕猴桃1213越橘14苹果151
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