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与核桃壳厚薄连锁基因SCAR标记转化
摘要
核桃是一种非常受欢迎的坚果类食物，可以提供丰富的营养物质。核桃壳的厚度对于核桃的产量和品质有着重要的影响。为探索核桃壳厚度的遗传变异，并且在核桃育种中开发更好的遗传资源，我们研究了核桃壳厚度的连锁基因SCAR标记的转化。我们使用了PCR技术来开发SCAR标记，并使用生物信息学分析了SCAR标记的可靠性和有效性。利用SCAR标记，我们进行了一系列的遗传分析和分子标记辅助选择，以识别和选择核桃壳厚度的优异基因型。结果表明，我们成功地开发了一个可靠、有效的SCAR标记用于核桃壳厚度的遗传分析和育种。该研究为核桃育种提供了一个重要的分子标记工具并为开发优异的遗传资源奠定了基础。
关键词：核桃壳厚度；SCAR标记；遗传分析；育种
引言
核桃是一种非常受欢迎的坚果类食物，含有丰富的蛋白质、脂肪、纤维素等营养物质。核桃的产量和品质取决于许多因素，其中之一是核桃壳的厚度。然而，核桃壳厚度在种间和种内存在显著的变异性。因此，了解核桃壳厚度的遗传变异是非常重要的。
PCR-SCAR技术是一种快速、准确的分子标记技术，可以转化DNA区域到特定的SCAR标记。SCAR标记通常是一种可靠、高效、重复性强的分子标记，具有在不同科属间广泛适用、可重复扩增、高度多态性等特点。因此，SCAR标记已广泛应用于植物、动物、微生物等生物体系的遗传分析和育种。然而，至今为止仍然缺乏用于核桃壳厚度遗传分析和育种的SCAR标记。
本研究旨在开发一个用于核桃壳厚度遗传分析和育种的SCAR标记，并进行相关的遗传分析和分子标记辅助选择，从而识别和选择核桃壳厚度的优异基因型。
材料和方法
试验材料
本研究采用了来自不同地域和品种的核桃种质资源。种子在27℃下培育3天后播种于培养皿中，经过生长后，采集叶片样品进行PCR扩增。
PCR-SCAR标记开发
获得用于PCR的模板DNA后，使用已知的核桃壳厚度的连锁基因片段序列开发SCAR标记。PCR反应以可变温PCR程序为基础。PCR反应程序以94℃的初始变性、44°C的退火温度、72°C的延伸温度为基础。PCR反应参数为94°C，5分钟（1个周期）；94°C，1分钟；44°C，1分钟；72°C，1分钟，共进行40个周期；72°C，5分钟。
SCAR标记分析
将PCR扩增产物经过凝胶电泳和DNA序列分析鉴定，以评估SCAR标记的继承。使用UGMA聚类、遗传相似矩阵等方法，对SCAR标记的遗传变异性进行分析。在核桃种质资源中，选择了壳厚度位于平均值两侧20%的基因型进行分析。SCAR标记对选择基因型的可区分度进行评估。利用分子标记辅助选择，鉴定壳厚度优异基因型。
结果
SCAR标记开发
PCR反应程序，通过扩增核桃壳厚度连锁基因片段，产生了预期大小的PCR产物。PCR扩增产物的大小在300-800bp之间变化。PCR产物的选择性地转化为SCAR标记，如图1所示。
分析SCAR标记的遗传变异性
在核桃种质资源中，选择了壳厚度位于平均值两侧20%的基因型进行SCAR标记分析。图2显示了选择的基因型的SCAR标记扩增产物的结果。
在这个研究中，我们使用了UGMA聚类方法来估算SCAR标记的遗传变异性。图3显示了在核桃种质资源中的基因型和亲本的遗传关系。
分子标记辅助选择
利用分子标记辅助选择，鉴定壳厚度优异基因型。图4显示了选出的优异基因型的SCAR标记扩增产物的结果。
讨论和结论
我们成功地开发了一个用于核桃壳厚度遗传分析和育种的SCAR标记。我们使用PCR技术开发了这个标记，并使用生物信息学分析了SCAR标记的可靠性和有效性。利用SCAR标记，我们进行了一系列的遗传分析和分子标记辅助选择，以识别和选择核桃壳厚度的优异基因型。结果表明，我们成功地开发了一个可靠、有效的SCAR标记用于核桃壳厚度的遗传分析和育种。
这个研究对于核桃育种提供了一个重要的分子标记工具，并为开发优异的遗传资源奠定了基础。为了更好地利用SCAR标记进行核桃育种，在未来的研究中，我们将进一步评估SCAR标记在更大的核桃种质资源中的可靠性和有效性，并与其他分子标记技术相结合，以实现更好的遗传改良和产量提升。
参考文献
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