DB37 T 4030—2020 苹果品种鉴定方法 微卫星方法.pdf
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1、ICS 07.080 B 30/39 DB37 山东省 地方标准 DB37/T 4030 2020 苹果品种鉴定方法 微卫星方法 Molecule identification method for apple strain 2020 - 07 - 09 发布 2020 - 08 - 09 实施 山东省市场监督管理局 发布 DB37/T 4030 2020 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由青岛海关提出、归口并组织实施。 本标准起草单位:青岛海关技术中心、临沂大学、中国农业科学院果树研究所、中国科学院海洋研 究所。 本标准主要起草人:高宏伟、刘云国、陈
2、新疆、王强、王鸿霞、陈盛盛、孙雯娴、孙敏、魏晓棠。 本标准系首次发布。 DB37/T 4030 2020 1 苹果品种鉴定方法 微卫星方法 1 范围 本标准规定了苹果品种的分子 鉴定方法。 本标准适用于由苹果的种苗、砧木、枝叶、果实等组织鉴定苹果品种。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 19557.1 植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 总则 NY/T 2424 2013 植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 苹果 3 术语和缩
3、略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 品种 cultivar 在一定的生态和经济条件下 ,经自然或人工选择形成的动、植物群体。在植物学里,品种是在植物 界的 22个分类等级之下,具有相对的遗传稳定性和生物学及经济学上的一致性,并可以用普通的繁殖方 法保持其恒久性。 3.1.2 PCR多聚酶链式反应 polymerase chain reaction 以拟扩增的 DNA分子为模板,以末端互补的寡核苷酸片段为引物( primer),在耐热 DNA聚合酶的作 用下,按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的 DNA分子合成。重复这一过程,即可使目的 DNA片段得以大
4、量扩增。是常规分子生物学技术之一,用于扩增特定的 DNA片 段。 3.1.3 基因座位(或位点) genetic locus 基因在染色体上占有的特定位置叫基因位点。 3.1.4 微卫星序列 microsatellite 又称为短串联重复序列 (short tandem repeats,STRs)或简单重复序列( simple sequence repeats), 是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列,由 2 6个核苷酸的串联重复片段构成,由于重复单位 DB37/T 4030 2020 2 的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富,因此微卫星标记的应用非常广泛。微卫星位点通常通 过 P
5、CR扩增,扩增产物通过电泳分析并根据大小分离 等位基因进行检测。 3.1.5 等位基因 allele 指位于一对同源染色体相同位置上控制同一性状不同形态的基因。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 bp:碱基对( base pair) CTAB:十六烷基三甲基溴化铵( Hexadecyl trimethyl ammonium Bromide) DNA:脱氧核糖核酸( deoxyribonuleic acid) EDTA:乙二胺四乙酸( Ethylene Dia mine Tetraacetic Acid) Tris:三羟甲基氨基甲烷( 2-Amino-2-(hydroxymethyl)-
6、1,3-propanediol) 4 原理 不同苹果品种间 SSR基因座位的等位基因存在序列长度多态性,即苹果品种间微卫星序列( SSR)依 苹果品种不同,等位变异的数量可能不同。针对特定 SSR两侧序列高度保守的核酸序列,设计序列特异 性引物,利用 PCR技术对重复序列进行扩增,并对 PCR扩增引物进行硝酸银染色或者荧光染料标记定量区 分片段大小( bp),根据该等位变异的扩增片段大小鉴定苹果品种,在苹果品种鉴定的数据库中进行比 对,从而鉴定苹果品种。 5 设备和材料 5.1 设备 5.1.1 天平:感量 0.01 g。 5.1.2 均质器。 5.1.3 水浴锅 ( 0 100 ,感量 0.
7、1 )。 5.1.4 振荡器。 5.1.5 研钵或其他粉碎装置。 5.1.6 高速台式冷冻离心机。 5.1.7 梯度 PCR仪。 5.1.8 微量可调移液器及配套吸头( 50 L、 100 L、 200 L)。 5.1.9 微量离心管( 1.5 mL 和 2 mL)。 5.1.10 毛细管电泳仪或者 DNA 分析仪。 5.2 试剂 5.2.1 CTAB提取缓冲液: 55 mmol/L CTAB, 1 400 mmol/L NaCl, 20 mmol/L EDTA, 100 mmol/L Tris, 用 10 % 盐酸调 pH至 8.0, 121 ,高压灭菌 20 min,备用。 5.2.2 C
8、TAB沉淀液:称取 1.00 g CTAB, 0.50 g NaCl,用适量水溶解后,调节 pH=8.0,定容至 200 mL, 高压灭菌。 DB37/T 4030 2020 3 5.2.3 RANase RNA酶。 5.2.4 TE缓冲液( pH 8.0)。 5.2.5 NaCl溶液, 1.2 mol/L。 5.2.6 三氯甲烷。 5.2.7 异丙醇。 5.2.8 70 %乙醇。 5.2.9 引物:根据附录 A 中表 A.1 的序列合成荧光引物,加超纯水配制成 100 pmol/L 储存液,用于 PCR检测的工作液浓度为 10 pmol/L。荧光基团可以为 FAM、 HEX中的一种。 5.2
9、.10 毛细管电泳专用分子量内标。 5.2.11 去离子甲酰胺。 5.2.12 除特别说明外,所用试剂均为分析纯。水为无离子水。 5.2.13 蛋白酶 K。 5.2.14 苯酚。 6 制样 对于种苗、枝叶、果实样品,每个样品取两个平行样,各 300 mg。对于砧木样品取韧皮部部分,每 个样品取两个平行样,各 300 mg。 7 检测方法 7.1 样品 DNA 的提取 7.1.1 称取 300 mg经的样品,液氮研磨后置于 2 mL离心管中,加入 600 L CTAB缓冲液和 40 L 蛋白酶 K,振荡混匀, 65 温浴 30 min 90 min,期间每隔 10 min 轻柔颠倒混匀。 7.1
10、.2 2 000 g离心 5 min,取上清于另一干净的 2 mL 离心管中,加入等体积的酚、三氯甲烷和异戊 醇的混合液( 25: 24: 1),震荡混匀 。 7.1.3 12 000 g离心 10 min,取上清至干净的 2 mL离心管中,加入等体积异丙醇,颠倒混匀。 7.1.4 12 000 g离心 10 min,弃去上清液,用预热至 65 的 TE 缓冲液溶解 DNA。 7.1.5 加入 5 L RNA酶溶液, 37 30 min。 7.1.6 加入 200 L三氯甲烷:异戊醇( 24: 1),强烈振荡。 7.1.7 12 000 g离心 10 min,取上清至干净的 2 mL离心管中,
11、加入等体积异丙醇,颠倒混匀。 7.1.8 12 000 g离心 10 min,弃去上清液,用 4 预冷的 70 %乙醇 500 L,涡旋清洗沉淀。 7.1.9 12 000 g离心 10 min,弃去上清液,倒置晾干后加 100 L TE缓冲液溶解沉淀, 20 保存 备用。也可以根据实际情况使用其他经过验证的试剂盒。 7.2 DNA 浓度与纯度测定 采用紫外分光光度计法测定 DNA浓度和纯度。紫外分光光度计检测的最佳范围是 2 pg/mL 50 pg/mL, OD值应该在 0.05 1的区间内。将 DNA液做适当的稀释,放入紫外分光光度计的龀色皿中,于 260 m处测 定其吸收峰, 1OD26
12、0 nm=50 g/mL双链 DNA或 38, g/mL单链 DNA。 PCR级 DNA溶液的 OD260 nm/OD280 nm比值为 1.7 2.0。 7.3 PCR 定性检测 DB37/T 4030 2020 4 7.3.1 PCR 反应引物序列表 针对种常见苹果品种鉴定用的 PCR扩增引物,见附录 A中表 A.1。 15对引物分别进行 PCR的扩增。 7.3.2 PCR 反应参数 PCR扩增用引物序列信息见附录 A中表 A.1。 7.3.3 PCR 反应体系 PCR反应体系见附录 A中表 A.2。 7.3.4 质控措施 检测过程中分别设阳性对照、阴性对照和空白对照。用已知品种的苹果做阳
13、性对照,用已知不含苹 果成分的模板作阴性对照,用等体积的水代替模板 DNA作空白对照。 7.4 毛细管电泳荧光检测 7.4.1 样品上机 按照毛细管电泳仪器使用要求更换缓冲液、灌胶和在 程序中输入样品信息。将 FAM荧光标记的 PCR 产物用超纯水稀释 30倍,将 HEX荧光标记的 PCR产物用超纯水稀释 15倍,将 TAMRA荧光标记的 PCR产物用超 纯水稀释 10倍,将 ROX荧光标记的 PCR产物用超纯水稀释 5倍,混合均匀。从稀释液中取 1 L上样到毛细 管电泳仪专用分析板的孔中。同时加入 0.1 L分子量内标和 8.9 L去离子甲酰胺。将样品在 PCR仪上 95 变性 5 min,
14、迅速取出置于冰上,冷却 10 min。离心把管内液体甩至管底后上毛细管电泳的仪器。 启动运行程序,毛细管电泳仪自动收集点用数据。 7.4.2 等位 数据采集 由毛细管电泳的分析软件,通过与标准分子量比对,读出每个扩增位点的样品等位基因扩增条带数 目和条带大小的数据。若采集的等位基因扩增的数据为 2个扩增条带,则该样品为二倍体苹果。若采集 的等位基因扩增的数据为 3个扩增条带,则该样品为三倍体苹果。若有 4个扩增条带,则该样品为四倍体 苹果。二倍体纯合位点的等位基因条带的大小数据记录为 X/X,杂合位点等位变异大小数据记录为 X/Y。 其中 X、 Y分别为该位点上两个不同的等位变异,小片段数据在
15、前,大片段数据在后,无效等位变异的大 小记录为 0/0。三倍体和四倍条带大小记录方式类 推。 7.5 结果判定及表述 7.5.1 将获得样品的等位基因变异数据与附录 A.3数据库中品种比较: a) 若为二倍体,品种相似度( S)按照下面的公式计算: . (1) 式中: S 相似度,单位为百分率( %); Nij 品种 i和 j之间共有的等位基因数目; Ni 品种 i中出现的等位基因数目; Nj 品种 i中出现的的等位基因数目。 b) 若为三倍体,品种相似度( S)按照下面的公式计算: DB37/T 4030 2020 5 . (2) 式中: S 相 似度,单位为百分率( %); Nij 品种
16、i和 j之间共有的等位基因数目; Ni 品种 i中出现的等位基因数目; Nj 品种 i中出现的的等位基因数目。 推荐使用本标准附录 B配用的苹果品种鉴定系统软件,该软件预装了附录 A.3的标准样品数据库, 并且按照以上公示设计计算程序,输入待测样品的微卫星数据,运行程序可以直接得到品种相似度最高 的相似品种信息。该软件需要在 Java运行条件下安装使用。 7.5.2 结果判定及表述 判定方法如下: a) 品种间相似度 90 %,判定为不同品种; b) 品种间相似度 90 % S 100 %时,判定为近似品种; c) 品种间相似度 =100 %,判定为疑似品种。 对于 b)和 c)的情况,按照
17、GB/T 19557.1和 NY/T 2424 2013的规定进行田间鉴定。 DB37/T 4030 2020 6 A A 附 录 A (规范性附录) PCR 扩增用引物序列信息及参考数据库 PCR扩增用引物序列信息见表 A.1。 表 A.1 PCR 扩增用引物序列信息 序 号 名称 引物 方向 序列( 5 -3 ) 5 端 标记 荧光 基团 扩增条件 扩增大小 bp 文献来源 1 CH01d08 F ctccgccgctataacacttc 94 2 min 30 sec; 94 30 sec, 52 30 sec, 72 30 sec, 40 cycle; 72, 10 min。 238-
18、290 1、 Gerald S. Dangl Judy Yang Deborah A. Golino Thomas Gradziel. A practical method for almond cultivar identification and parental analysis using simple sequence repeat markers Euphytica (2009) 168:41 48. 2、 L. Gianfranceschi, N. Seglias,R. archini, M. Komjanc, C. Gessler. Simple sequence repeat
19、s for the genetic analysis of apple. Theor Appl Genet (1998) 96:1069-1076. R actctggagggtatgtcaaag 2 CH01e01 F ggttggagggaccaatcatt 106-120 R cccactctctgtgccagatc 3 CH02b03b F ataaggatacaaaaaccctacacag 77-109 R gacatgtttggttgaaaacttg 4 CH02b07 F ccagacaagtcatcacaacactc 180-202 R atgtcgatgtcgctctgttg
20、 5 CH02b10 F caaggaaatcatcaaagattcaag 121-159 R Caagtggcttcggatagttg 6 CH02b12 F ggcaggctttacgattatgc 101-143 R cccactaaaagttcacaggc 7 CH02d11 F agcgtccagagcaacagc 118-148 R aacaaaagcagatccgttgc 8 CH02f06 F ccctcttcagacctgcatatg 135-158 R actgtttccaagcgatcagg 9 CH02g09 F tcagacagaagaggaactgtatttg 98
21、-138 R Caaacaaaccagtaccgcaa 10 CH02h11a F cgtggcatgcctatcatttg 104-132 R ctgtttgaaccgcttcctc 11 CH03d07 F caaatcaatgcaaaactgtca 186-226 R ggcttctggccatgatttta 12 CH04d02 F cgtacgctgcttcttttgct 118-146 R ctatccaccacccgtcaact 13 CH04d10 F gagggatctgtagctccgac 138-204 R tggtgagtatctgctcgctg 14 CH05c07
22、F tgatgcattagggcttgtactt 111-149 R gggatgcattgctaaataggat 15 CH05g03 F gctttgaatggatacaggaacc 135-192 R cctgtctcatggcattgttg DB37/T 4030 2020 7 PCR反应体系见表 A.2。 表 A.2 PCR 反应体系 试剂名称 工作液浓度 25 L 反应体系加样体积 / L dNTP 2.5 mmol/L 2 L PCR 缓冲液 10 2.5 L Taq DNA 聚合酶 5 U/L 0.3 L 上游引物 10 pmol/L 0.3 下游引物 10 pmol/L 0.
23、3 DNA 模板 10050 ng 2 超纯水 17.6 DB37/T 4030 2020 8 部分苹果品种 SSR基因型数据见表 A.3。 表 A.3 部分苹果品种 SSR 基因型数据 品种 果实或者 茎枝 SSR 位点 CH02b12 SSR 位点 CH01e01 SSR 位点 CH02b03b SSR 位点 CH02b10 SSR 位点 CH02d11 SSR 位点 CH02f06 SSR 位点 CH01d08 SSR 位点 CH02b07 SSR 位点 CH02g09 SSR 位点 CH02h11a SSR 位点 CH03d07 SSR 位点 CH04d02 SSR 位点 CH05c0
24、7 SSR 位点 CH05g03 SSR 位点 CH04d10 Akagi Fruiting 128/144 114/116 79/95 129/137 119/121 148/162 275/275 110/132 111/120 124/134 185/199 138/152 153/153 166/170 168/191 Akane Fruiting 130/130 114/122 95/95 129/141 121/133 148/162 244/297 130/132 111/138 107/124 183/203 126/152 117/153 166/174 168/209 Ak
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