GB T 20396-2006 三系杂交水稻及亲本.真实性和品种纯度鉴定.DNA分析方法.pdf
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1、ICS 65.020.20 B 22 GB 中华人民共和国国家标准G/T 20396-2006 三系杂交水稻及亲本真实性和品种纯度鉴定DNA分析方法Identification of genuineness and varietal purity of three-line hybrid rice and its parents-DNA analysis method 2006-05-25发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2006-11-01实施发布GBjT 20396-2006 目次前言.1 引言.II 1 范围-2 规范性引用文件-3 术语和定义. 4 原理
2、-5 仪器.26 试剂和溶液.27 实验程序.38 鉴定.4 9 结果报告.5附录A(规范性附录)水稻基因组DNA的提取 6 附录B(规范性附录)DNA的纯化及定量.6 附录c(规范性附录)变性聚丙烯酷肢凝胶电泳.7附录D(规范性附录)琼脂糖凝胶电泳附录E(资料性附录)用于杂交水稻鉴定的SSR标记. 10 附录F(资料性附录)用于杂交水稻不育、保持和恢复特征基因检测的分子标记12附录G(资料性附录)相关统计参数及计算.13 参考文献.14 GBjT 20396-2006 刚自本标准的附录A、附录B、附录C、附录D是规范性附录,附录E、附录F、附录G是资料性附录。本标准由国家质量监督检验检疫总局
3、提出。本标准由全国农作物种子标准化技术委员会归口。本标准起草单位:安徽省农业科学院水稻研究所、安徽国家农业标准化与监测中心、安徽省种子管理总站、合肥丰乐种业股份有限公司。本标准主要起草人:杨剑波、赵伟、陈萍、李莉、汪秀峰、宋丰)1,顶、宣云、张士胜、易成新、孔令传、盛海平、王春生、向太和。本标准为首次发布。I GB/T 20396一2006引在杂交水稻品种审定、生产、制种和销售等过程中,往往需要对品种的真实性和杂交稻种子纯度进行鉴定,常规的方法为种植鉴定、生化检测等,本标准提供的DNA分析方法具有准确度高、时间短、受环境影响小等优点。本标准的制定和实施将对我国杂交水稻种子质量控制起到积极作用。
4、随着杂交水稻新品系、新组合、新类型的选育及DNA分析理论和技术的不断进步,本标准尚需不时进行修订。E 1 范围2 规范性引用文件的修改单(不包括勘误的GB/ T 3543. 1 GB/ T 3543. 2 GB/ T 6682 3 术语和定义GB/ T 3543 . 2、3. 1 聚合酶链式反应一种利用酶促反.!)L如町3. 3 三系杂交水稻及亲本真实性和品种纯度鉴定DNA分析方法SSR标记simple sequence repeat, SSR GB/T 20396-2006 文件,其随后所有慎协议的各方研究由几个核昔酸(一般为2个6个)为重复单元的长达几十至几百个核昔酸的串联重复序列;由于基
5、本单元重复次数的不同,而形成SSR座位的多态性;根据SSR座位两侧保守的单拷贝序列设计一对特异引物来扩增SSR序列,即可揭示其多态性。3.4 三系杂交水稻three-Iine hybrid rice 包括不育系、保持系和恢复系,用不育系作母本与其同型保持系杂交繁殖不育系种子,用不育系作母本与恢复系杂交生产杂交稻种子。GB/T 20396-2006 3.5 等位基因频率allele frequency 在-个二倍体的某特定基因座上某一个等位基因占该基因座上等位基因总数的比率,是群体遗传结构的一个最基本的尺度,该基因座上所有等位基因的频率之和为103.6 多态性信息含量polymorphism i
6、nformation contents, PIC 评价-个多态性基因座使用价值的一个量化概念,由该基因座的等位基因数、等位基因频率分布两个因素决定,标记基因座的等位基因数越多、各等位片段的频率越均匀,多态性信息含量(PIC)越大。4 原理品种的不同本质上是由于其遗传物质DNA核昔酸序列不同所致。众多的研究表明,水稻基因组中大量存在着一类简单串连重复序列,其特点为以2个6个核昔酸为重复单位,头尾相连重复几十次至数百次,这类序列称为微卫星DNA。微卫星DNA重复单位的重复次数会出现不同,在不同基因型间同一基因座位的微卫星DNA往往表现为长度等的差异,具有丰富的多态性。根据微E星两端的单拷贝序列设计
7、特异引物,利用PCR技术扩增每个位点的微卫星DNA序列,通过电泳分析微卫星DNA多态性,达到区别不同水稻品种(组合)的目的。微卫星标记通常具有共显性的特点,Fl杂交种子具有双亲等位基因的互补带型。鉴于不育系和其同型保持系遗传背景基本一致,只在不育基因、保持基因等特征基因上存在差异,据此特征基因选择DNA分子标记进行分析,从而实现有效的区别与鉴定。上述两者的结合,构成了本标准所指的杂交水稻及其亲本真实性和品种纯度鉴定DNA分析方法。5 仪器5.1 PCR扩增仪。5.2 高速冷冻离心机:最大离心力二三20OOOg。5.3 DNA定量仪或紫外分光光度计:波长260nm及280nm。5.4 电泳仪:最
8、高电压二三2000 V,最大功率注100W。5.5 垂直测序电泳槽及配套的灌胶附件。5.6 水平电泳槽及配套的灌胶附件。5. 7 微量移液器:规格分别为10L、20L、100L、200L、1000L连续可调。5. 8 低温冰箱:最低温度一200C。5.9 凝胶成像系统或紫外透射仪。5.10 高压灭菌锅:1200C士2C。5. 11 天平:分度值运0.01g , 5. 12 恒温水浴锅:温控精确度:!:lOC。5. 13 摇床。6 试剂和溶液除另有说明外,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和GB/T6682规定的一级水。6. 1 试荆6. 1. 1 异丙醇。6. 1. 2 琼脂糖。6. 1. 3
9、N ,N ,N ,N四甲基乙二胶(TEMED)。6. 1. 4 液氮。6. 1. 5 四种脱氧核昔酸(dATP、dGTP、dCTP、dTTP),缩略为dNTP。6. 1. 6 Taq DNA聚合酶。6. 1. 7 DNA标准分子量标记。6.1.8 SSR引物。引物序列参见附录F。6. 1. 9 特征基因引物。引物序列参见附录G。6.2 溶液6.2.1 Z醇体积分数为70%。6.2.2 三氯甲烧+异戊醇十乙醇混合液V(三氯甲t屁)十V(异戊醇)十V(乙醇)=80十4十16。6.2.3 DNA提取液GB/T 20396-2006 100 mmol!L Tris-HC1(pH 8.0)、20mmol
10、!L EDTA(pH 8.0)、500mmol/L NaCl、质量浓度为1.5%的SDSo1. 05 kg/cm2高压蒸汽灭菌15min,40C贮存,用前预热至60oC,使絮状沉淀完全溶解。6. 2. 4 10 X PCR缓冲液500 mmol/L KCl、15mmol/L MgC12 , 100 mmol/L Tris-HCICpH 8.3,室温下)、质量浓度为0.01%的明胶。1.05 kg/cmz高压蒸汽灭菌15min,一200C贮存。6.2.55XTris-珊酸电泳缓冲液(5X TBE) 450 mmol/L Tris-棚酸、10mmol/L EDTA (pH 8. 0) 0 1. 0
11、5 kg/ cm2高压蒸汽灭菌15min,40C贮存。6. 2. 6 50 X Tris-乙酸电泳缓冲班(50X TAE) 2 mol/L Tris-乙酸、50mmol/L EDTA(pH 8.0) 0 1. 05 kg/cm2高压蒸汽灭菌15min,40C贮存。6.2.7 漠化Z键(EB)贮液10 mg/mL澳化乙链(EB)。注:漠化乙绽为强诱变剂,不得直接接触皮肤。6.2.8 加样缓冲液A质量浓度为80%的去离子甲酷胶、10mmol/L EDTA、1mg/mL澳酣蓝、1mg/mL二甲苯氧FF。6.2.9 加样缓冲液B2.5 mg/mL澳酣蓝、质量浓度为40%的震糖。6.2.10 银染固定液
12、体积分数为10%的冰乙酸。6.2.11 染色液1 g/L AgN03、1.5mL/L甲醒。即用即配。6.2.12 显影液30 g/L NaZC03、1.5 mL/L甲醒、2mg/L硫代硫酸锅。即用即配。6.2.13 10%过眼酸按溶液质量浓度为10%的过硫酸接。40C,保存期7天。6.2.14 6%变性聚丙烯酿眼溶液(交联度5%)57 g/L丙烯酷胶、3g/L甲叉双丙烯酷胶、7mol/L服。370C充分溶解后,40C静置保存。注:丙烯酿胶具神经毒性,应注意防护。7 实验程序7.1 样晶制备7. 1. 1 受检样品的杆样、分样和保存,按GB/T3543.2的规定执行。7. 1. 2 试样的数量及
13、淘汰值可参照GB/T3543. 5中的规定执行。检测时应以受检样品所标注品种的GB/T 20396-2006 标准种子作对照,标准对照的真实性应准确无误,如受检样品为杂交种应将其双亲的标准种子也设为对照。7. 2 样品DNA的提取7. 2. 1 材料可取种子提取DNA,也可培养幼苗或从植株取叶片提取DNA。7. 2. 2 种子DNA的提取取单粒种子,剥去颖壳和种皮,碾压使之破碎,移入2.0mL离心管中,加入液氮,用玻棒充分研磨至粉末状。按附录A规定的方法提取DNA。7.2.3 叶片DNA的提取工中,度的4、蝇、浓度模佛tU浓溶提讪MUM刷民站ED本提中1取用新31重11时现,呈弥散状,则表物;
14、0.04U/L Ta 7.4.2 反应程序山啊以标准种子DNA为模板,空白对照以去离子7.5 电泳检测对于SSR标记,应按附录D中规定的方法,采用变性聚丙烯酷肢凝胶电泳进行检测;对于特征基因分子标记,应按附录C中规定的方法,采用琼脂糖凝胶电泳进行检测。8 鉴定8. 1 将受检样品的电泳谱带与标准对照的电泳谱带比较,根据谱带的一致性,鉴定受检样品的真实性和品种纯度。8.2 鉴定时,根据附录E中推荐的SSR标记,先选择12个PIC值较高、位于不同染色体上的SSR位4 G/T 20396-2006 点进行分析,若有2个及2个以上位点与标准对照不一致,则判定该粒种子(幼苗、株)为异品种;若12个位点均
15、与标准对照相同,则判定该粒种子(幼苗、株)为相同品种;若有1个SSR位点与标准对照不一致,则再选用12个SSR位点进行分析。若在新选用的12个SSR位点上又有1个及1个以上位点与标准对照不一致,则判定其为异品种,若新选用的12个SSR位点均与标准对照相同,则判定其为相同品种。在进行SSR分析的同时,应从附录F中选择与受检样品相对应的特征基因标记进行分析。杂交种亲本(不育系、保持系与恢复系)应具有相应基因的特征带型。杂交种子应同时具有相应不育基因和恢复基因的特征带型。8. 3 品种纯度CP)的数值以%表f. C 1 ) 种检定供步白川一、一D式NN9 结果报告5 GB/T 20396-2006
16、附录A(规范性附录)水稻基因组DNA的提取A.l 在处理好的试样中,加600LDNA提取液.60oC水浴1h.每隔15min颠倒混匀一次。A.2 加入等体积三氯甲炕+异戊醇十乙醇,轻缓混匀,室温静置1ho A.3 12000g.40C.离心15min.将上清液转移至另一只1.5 mL离心管中,加等体积异丙醇混匀,室温静置30mino A.4 12 000g.40C.离心15min.弃上清液。A.5 加200L体积分数为70%乙醇洗涤沉淀;离心10min(条件同第A.4章).弃去乙醇;重复洗涤一次。A.6 风干残余乙醇。A.7 将沉淀溶于50L去离子灭菌水中。附录B(规范性附录)DNA的纯化及定
17、量B. 1 RNA的去除在50LDNA样品中,加入2LRNA酶(10mg/mL). 550C水浴保温12h。转入第B.2章去除RNA酶等蛋白质。B.2 蛋白质的去除B. 2. 1 加人等体积的重蒸饱和酷,缓慢颠倒离心管,抽提20min.离心10min02 OOOg).将上清移至新的离心管中。B. 2. 2 加入与上清等体积的三氯甲炕十异戊醇+乙醇,缓慢颠倒混匀10min.离心10min02 OOOg). 将上清移至新的离心管中。B.2.3 重复B.2.2一次。B.2.4 加入二倍体积的冰冷乙醇.1/10体积的3mol/L NaAc.在一200C冰箱中放置20min.离心10 min02 000
18、剖,收集DNA沉淀,弃上清。B.2.5 加入1mL体积分数为70%的乙醇,离心5min02 OOOg).沥干残留乙醇。B. 2. 6 重复B.2. 5一次,风干残留乙醇。B.2.7 溶于去离子水中。B. 3 DNA的定量取DNA样品2L.加去离子水398L.放入比色皿中,用紫外分光光度仪,记录260nm和280nm 的OD值.ODZ60 /ODZ80的值在1.8左右,表明DNA纯度较高。DNA的浓度按式(B.1)计算:6 = 50 X OD260 X 5(且1) 式中:C一-DNA的浓度,单位为纳克每微升(ng/L);S一一稀释倍数。GBjT 20396一2006附录C(规范性附录)变性聚丙烯
19、酷肢凝胶电泳C.1 凝胶制备c. 1. 1 取清洗干净的长、短玻璃板,用去离子水冲洗后晾干,用喷射洗瓶喷无水乙醇,用吸水纸将平板擦干。C.1.2 取经过反硅化处理的长玻璃板(平板)和经过硅化处理的短玻璃板(凹板),按电泳槽使用于册用0.4mm均厚的垫片组装凝胶胶膜夹层,注意垫片与玻板的边、底压紧对齐。C. 1.3 在50mL 6%变性聚丙烯酷股溶液中加入250L质量浓度为10%的过硫酸胶溶液,50LTEMED,充分泪匀后,立即灌肢。C.1.4 用注射器小心吸出丙烯酷胶溶液,避免吸入气泡。让短平板朝上,并使凝胶平板夹层与桌面成45。角,沿着平板的一边慢慢将丙烯酷胶溶液推入两片平板之间,期间可调整
20、角度让胶液慢慢流入夹层的一边,不在夹层中留有气泡。C. 1.5 当溶液达到短平板的顶部时,放下胶模夹层至其顶部边缘离操作台平面仍有5cm左右,其下垫一物件以使之保持较低的角度,将0.4mm厚的主主鱼齿样品梳的平齐一侧插入胶液中,至短平板下约2 mm3 mm,操作须十分小心以避免产生气泡。用一个书本装订夹将平板之间的样品梳夹紧,以避免在梳子与平板间形成凝胶固块。加一层过量的丙烯酷胶溶液至梳子,保证其被完全覆盖。C. 1.6 待胶凝固后,用刀片除去样品梳周围的过量聚丙烯酷股凝胶。用水清洗平板表面溢出的尿素和丙烯眈胶溶液。拔去主主鱼齿样品梳,避免拉伤凝胶顶部。用水清洗梳子,准备好在C.2.3操作时重
21、新插回样品孔。如果用长城齿梳,小心防止撕裂加样孔。C.2 预电泳C.2.1 凝胶电泳装置的下层贮液槽加入1XTBE缓冲液,使凝胶夹层能浸泡在2cm3 cm的一层缓冲液中,放入凝胶夹层并用夹子固定在电泳装置上。C. 2. 2 上层贮槽倒入1XTBE缓冲液,使超过凝胶顶部约3cm,用吸管以1XTBE清洗凝胶顶部。C.2.3 将清洗干净的重鱼齿样品梳重新插回凝胶夹层,使其齿部仅可触及凝胶,用吸管以1XTBE缓冲液彻底清洗加样孔,以除去零星的聚丙烯酷胶碎片。C. 2. 4 加样前,在45V /cm凝胶的电压降下预电泳约30min,吏凝胶预热。C.3 加样C. 3.1 在加样前,清洗加样孔除去浸进孔中的
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