茶樹(shù)為多年生異花授粉植物,具有高度異質(zhì)性和雜合性。中國(guó)西南地區(qū)是茶樹(shù)的起源地,茶樹(shù)從起源地向中國(guó)其他地區(qū)和國(guó)外的自然傳播和人為傳播過(guò)程中,積累了自然演化和人工選擇的變異,從而在各茶區(qū)形成了豐富的茶樹(shù)品種資源。
然而在茶樹(shù)品種資源的大量引種及頻繁的品種資源交換過(guò)程中,造成同名異物、同物異名的現(xiàn)象,不僅給茶樹(shù)品種資源保護(hù)利用帶來(lái)諸多困難,也損害了消費(fèi)者的權(quán)益。因而科學(xué)準(zhǔn)確地區(qū)分和鑒定茶樹(shù)品種資源具有重要意義。
本研究通過(guò)收集國(guó)內(nèi)外103份茶樹(shù)種質(zhì),利用SNP標(biāo)記并結(jié)合茶樹(shù)品種資源基本信息構(gòu)建茶樹(shù)品種資源分子身份證,以期為茶樹(shù)品種資源保護(hù)鑒定提供一種新思路。
1供試材料
供試茶樹(shù)品種資源來(lái)源于武夷學(xué)院茶樹(shù)種質(zhì)資源圃(福建省武夷山市)和福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶樹(shù)種質(zhì)資源圃(福建省福安市),其中,中國(guó)茶樹(shù)品種資源有101份,來(lái)自華南、西南、江南、江北四大茶產(chǎn)區(qū)的10個(gè)茶葉主產(chǎn)區(qū)省份;國(guó)外茶樹(shù)品種2份,包括日本的玉綠和格魯吉亞的格魯吉亞1號(hào)。
2結(jié)果
1、標(biāo)記獲得與分析
從茶樹(shù)的表達(dá)序列標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)中挖掘出1786個(gè)候選SNP位點(diǎn)。根據(jù)序列保守性,篩選出96個(gè)SNP標(biāo)記位點(diǎn),與最新茶樹(shù)基因組比對(duì)發(fā)現(xiàn)候選位點(diǎn)較均勻地分布于茶樹(shù)全基因組的15條染色體上;對(duì)茶樹(shù)品種資源的候選SNP位點(diǎn)的多態(tài)性信息進(jìn)行分析,剔除10個(gè)不具多態(tài)性的位點(diǎn),剩余86個(gè)位點(diǎn)的信息指數(shù)平均值為0.517,觀測(cè)雜合度平均值為0.370,期望雜合度平均值為0.346,固定指數(shù)平均值為-0.036,次等位基因頻率平均值為0.269。從86個(gè)SNP位點(diǎn)中篩選出24個(gè)多態(tài)性高的SNP位點(diǎn),組成DNA指紋圖譜,可區(qū)分出全部參試茶樹(shù)品種資源。
對(duì)24個(gè)SNP位點(diǎn)組成的DNA指紋圖譜并結(jié)合茶樹(shù)品種資源基本信息進(jìn)行數(shù)字編碼,最終形成由28位數(shù)字組成的茶樹(shù)品種資源分子身份證。
2、茶樹(shù)品種資源信息編碼
茶樹(shù)的基本信息由4位數(shù)字組成,其中,茶樹(shù)品種資源類(lèi)型分類(lèi)參考陳亮等方法。第1位數(shù)字代表茶組植物具體物種,茶樹(shù)(Camelliasinensis(L.)O.Kuntze)為1,大廠(chǎng)茶(C.tachangensisF.C.Zhang)為2,厚軸茶(C.crassicolumnaChang)為3,大理茶(C.taliensis(W.W.Smith)Melchior)為4,禿房茶(C.gymnogynaChang)為5;第2-3位數(shù)字代表行政區(qū)劃代碼,如福建為35,浙江為33,云南為53,國(guó)外為00;第4位數(shù)字代表茶樹(shù)品種資源類(lèi)型,野生茶樹(shù)為1,地方品種和地方種質(zhì)為2,優(yōu)良品種(含育成品種)為3,新選品系、株系為4,國(guó)外品種為5。后24位數(shù)字由24個(gè)SNP分子標(biāo)記的基因型轉(zhuǎn)化而來(lái)。
以福鼎大白茶舉例:
屬茶組植物中的茶樹(shù)(C.sinensis),原產(chǎn)于福建,品種資源類(lèi)型為優(yōu)良品種,轉(zhuǎn)換成數(shù)字碼為1353;其24個(gè)SNP分子標(biāo)記的基因型分別為T(mén)C、TT、AT、CT、GG、GG、CC、TC、TG、TC、TT、AG、GG、TT、CC、AG、CT、TT、CC、AT、GG、GG、CC、TC,轉(zhuǎn)換成24位數(shù)字碼為131132311121332112313231。則福鼎大白茶的分子身份證為1353131132311121332112313231。
3結(jié)論與意義
依據(jù)SNP標(biāo)記的多態(tài)性信息,篩選SNP位點(diǎn),精準(zhǔn)區(qū)分全部供試茶樹(shù)品種,并將24個(gè)SNP位點(diǎn)所構(gòu)建的茶樹(shù)品種資源DNA指紋圖譜及品種資源的基本屬性信息編碼成特定的數(shù)字串,使每份茶樹(shù)品種資源具有唯一的分子身份證,并生成相應(yīng)的條形碼和二維碼,可快速被掃碼設(shè)備識(shí)別。
本研究結(jié)果對(duì)于茶樹(shù)品種資源區(qū)分和精準(zhǔn)鑒定、分子數(shù)據(jù)數(shù)字化建立具有重要的意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,為茶樹(shù)品種資源DNA分子身份證的構(gòu)建提供了思路。
主要參考(來(lái)源)文獻(xiàn):
樊曉靜,于文濤,蔡春平,林浥,王澤涵,房婉萍,張見(jiàn)明,葉乃興.利用SNP標(biāo)記構(gòu)建茶樹(shù)品種資源分子身份證[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,54(8):1751-1772.
來(lái)源:茶科學(xué),信息貴在分享,如涉及版權(quán)問(wèn)題請(qǐng)聯(lián)系刪除