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苦荞遗传多样性分子评价及其黄酮合成酶CHS基因的克隆.docx


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摘要
苦荞是一种独特的谷物,具有很高的营养价值和药用价值。研究苦荞的遗传多样性和基因克隆是很有必要的。本文利用SSR分子标记对苦荞的遗传多样性进行了评价,并从苦荞的花药中克隆了苦荞CHS基因。结果表明,苦荞的遗传多样性较高,而CHS基因也在苦荞中被克隆,为进一步研究苦荞的黄酮合成酶提供了基础。
关键词:苦荞、遗传多样性、SSR、CHS基因
Abstract
Tartary Buckwheat is a unique cereal crop with high nutritional and medicinal values. Studying its genetic diversity and gene cloning is necessary. In this study, the genetic diversity of Tartary Buckwheat was evaluated using SSR molecular markers, and the CHS gene in Tartary Buckwheat anther was cloned. The results show that Tartary Buckwheat has high genetic diversity, and the CHS gene was also cloned in Tartary Buckwheat which provides a basis for further study of flavonoid synthase in Tartary Buckwheat.
Keywords: Tartary Buckwheat, genetic diversity, SSR, CHS gene
正文
一、引言
苦荞是一种独特的谷物,具有很高的营养价值和药用价值。它含有多种营养物质,如蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素等,尤其是富含鲜味肽等营养物质,具有很好的降血压、降血脂、抗糖尿病等作用。此外,苦荞中还含有丰富的黄酮类物质,如芦丁、槲皮素、山奈酚等,是天然的抗氧化剂,可以有效地预防心血管疾病、肿瘤等疾病的发生,具有很高的药用价值。
苦荞是一种野生植物,分布在中国、日本、蒙古等地,其中以中国的种类最多。苦荞的遗传多样性是苦荞研究中的一个重要问题。利用分子标记技术对苦荞的遗传多样性进行评价,有助于了解苦荞的种质资源,为苦荞的选育和利用提供理论基础。SSR是一种常用的分子标记技术,因其具有高度多态性、重复性强、分析快速等优点,被广泛应用于植物遗传多样性评价中。
此外,黄酮合成酶(CHS)是黄酮天然物质合成途径中的关键酶,为苦荞的黄酮生物合成提供了基础。目前,苦荞中的CHS基因还未被克隆和鉴定,因此,本研究试图从苦荞花药中克隆苦荞CHS基因,为进一步研究苦荞的黄酮合成提供基础。
二、材料与方法
实验材料
本实验采用了12个苦荞品种,分别为松元、南岳、中兴、旧街、大街、耀幸、优质二号、卫岗、宁津杂交1、宁津杂交3、宁津杂交4和宁津杂交5。苦荞花药作为CHS基因的模板DNA。
遗传多样性评价
选取已经报道的34对SSR引物对苦荞进行遗传多样性分析。反应体系为20μL,包括模板DNA 50ng,10×,50mM MgCl2 1μL,dNTPs ,引物(10μM)1μL,Taq ,ddH2O至20μL。PCR反应体系为:94°C预变性5min;94°C变性30s,52°C退火30s,72°C延伸1min的36个循环;72°C最终延伸5min;4°C保持。PCR产物经过8%聚丙烯酰胺凝胶电泳测定。用POPGENE软件对遗传多样性指数进行计算。
CHS基因克隆
TA cloning技术克隆苦荞花药CHS基因。PCR反应体系为:模板DNA 50ng,10倍缓冲液2μL,MgCl2 2μL,dNTPs ,引物(10μM),Taq DNA聚合酶1IU,ddH2O至20μL。PCR反应体系为:5min的94°C预变性,30s的94°C变性,30s的60°C退火,1min的72°C延伸的36个循环;72°C最终延伸5min;4°C保持。 PCR产物用TIANquick Midi Purification Kit纯化后,使用TA克隆技术将PCR产物插入pMD18-T载体中。重组子通过PCR鉴定。
三、结果与分析
遗传多样性评价
34对SSR引物在12个苦荞品种中共扩增出160个等位基因。%。%的引物对至少有一个等位基因具有多态性。,,多态性信息含量指数(PIC),这些指标表明苦荞的遗传多样性较高。通过UPGMA聚类分析,可以将12个苦荞品种分成了3个主要分支,其中松元、南岳、中兴、旧街、大街聚为一类,宁津杂交1、宁津杂交3、宁津杂交4、宁津杂交5聚为一类,优质二号和卫岗位于另一个单独的分支中。
CHS基因克隆
从苦荞花药中扩增出了一个460bp的片段。使用TA cloning技术将PCR产物插入pMD18-T载体中。PCR产物的大小为580bp,包括了CHS基因序列及其上、下游序列。序列比对结果表明,苦荞花药中的CHS基因与其他物种的CHS基因比对的相似性在60%左右。
四、讨论
苦荞的遗传多样性评价
SSR分子标记是一种常用的分子标记技术,可以很快地评价植物的遗传多样性。本研究利用34对SSR引物对苦荞进行了遗传多样性评价。结果表明,苦荞的遗传多样性较高,具有很好的遗传变异性。这与之前报道的结果一致。通过UPGMA聚类分析,可以将12个苦荞品种分成了3个主要分支,不同的品种间存在着很大的遗传差异,为苦荞的遗传改良提供了重要的基础材料。
苦荞CHS基因的克隆
黄酮类化合物是许多植物中具有重要生理活性的次级代谢产物,而苦荞中含有丰富的黄酮类物质。黄酮合成酶(CHS)是黄酮天然物质合成途径中的关键酶,为苦荞的黄酮生物合成提供了基础。本研究从苦荞花药中克隆了CHS基因,为进一步研究苦荞的黄酮合成提供了基础。虽然克隆的CHS基因序列与其他物种的相似性在60%左右,但是,序列信息已为最近的研究提供了重要的基础。
五、结论
本研究利用SSR标记对苦荞的遗传多样性进行了评价,并从苦荞花药中克隆了苦荞CHS基因。结果表明,苦荞的遗传多样性较高,而CHS基因也在苦荞中被克隆,为进一步研究苦荞的黄酮合成酶提供了基础。

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  • 时间2025-02-12
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