一个芥蓝变种特异的叶绿体InDel标记CP-ID120026

【作者】 李志远； 于海龙； 方智远； 杨丽梅； 刘玉梅； 庄木； 吕红豪； 李占省； 张扬勇；

【机构】 中国农业科学院蔬菜花卉研究所；

【摘要】 甘蓝类蔬菜(Brassica oleracea L.)在世界各地广泛栽培,包括羽衣甘蓝、青花菜、花椰菜、芥蓝、结球甘蓝、抱子甘蓝、苤蓝等7个栽培变种。甘蓝类蔬菜各变种之间的形态变异非常丰富,但是各变种的起源与进化尚不清楚。根据记载,芥蓝起源于中国,虽然前人利用形态特征、核DNA标记聚类对芥蓝的起源进行研究,但证据不够充分。叶绿体基因组为母性遗传,相对于核基因组其保守性较高,常被用来进行植物的系统进化分析。因此,如能从叶绿体基因组的水平,挖掘与芥蓝变种特异的标记,将从细胞质水平为芥蓝的起源及进化提供新的分子证据。本试验中提取了甘蓝类蔬菜不同变种的叶绿体DNA,采用第2代测序技术进行重测序,然后进行叶绿体基因组的De Novo组装。通过序列比对软件MAFFT将组装完成的叶绿体基因组序列与甘蓝叶绿体参考基因组序列进行比对(KR233156)。然后使用SAM-tools和BCF-tools检测和提取变异位点。利用DNAMAN软件将芥蓝变种的特异InDel设计开发成标记,并进行PCR验证,鉴定其变种特异性。通过比对甘蓝类蔬菜不同变种材料的叶绿体基因组序列,发现在芥蓝变种材料11-192的120 026bp处存在1个6 bp的插入。在该InDel位点两侧设计引物(CP-ID120026),扩增片段为119 970~120130 bp,片段大小为160 bp。利用该标记对不同变种材料进行鉴定,结果显示该标记为芥蓝变种所特有,具有芥蓝变种特异性,可与其他甘蓝类蔬菜变种进行区分。芥蓝叶绿体特异InDel标记的成功开发,不仅为芥蓝的中国起源说提供了一个分子证据,对于今后研究甘蓝类蔬菜的进化、实现甘蓝类蔬菜的细胞质多样性也具有重要意义。更多还原