技术领域
本发明涉及选配砧穗组合的植物嫁接方法,尤其涉及利用遗传系数选配老油 茶树高效嫁接山茶花的砧穗组合的方法,属于生物技术领域。
背景技术
油茶与油棕、油橄榄和椰子并称为世界四大木本食用油料植物,其主要产品 茶油是一种高级食用油,色清味香,耐储藏,营养比例合理,有“东方橄榄油” 之称。我国油茶产区存在大量的低产油茶林,其部分植株的产量低、效益差,作 为产油树价值不高,如何充分利用其剩余价值以帮助油茶产区农民脱贫致富是一 个重要问题。山茶花是庭院、园林、居家装饰绿化、美化环境的优良珍贵花木, 但其生长速度慢、形成高价值大树一般需数十年。以老油茶树高冠嫁接山茶花可 集二者的优势于一体,既可在2~3年内培育出高大优美的山茶花,又可改造低产 老油茶树,充分发挥其残值效益,增加茶农收入。随着市场对高品质、大型山茶 花需求的日益增加,老油茶树高冠嫁接山茶花已在我国产茶区被广泛应用,并已 培育出许多珍贵山茶花桩景,尽管在嫁接时间、嫁接方法、接后管理及出圃措施 等方面已形成一系列成熟技术,但缺乏高接亲和力、低高接病发生率的砧穗组合 早期诊断评价和优选技术,嫁接不亲和导致的高接病在不同砧穗组合中都有发 现,嫁接3年后,高接病导致整株死亡的发病率高达80%,这严重限制了利用老油 茶树嫁接名贵山茶花产业的健康持续发展。
梁英荣在2006年介绍了嫁接时间、生长势选择砧枝和砧穗组合、接穗采集、 嫁接操作及接后管理等对成年油茶嫁接山茶花技术的影响因素;康志坚在2006 年介绍了油茶树桩采集、移植及嫁接方法和生长势选择山茶花品种的组合方式及 其养护、管护等大桩油茶换冠山茶花的实用技术措施;曹汉雄在2012年介绍了油 茶桩换接山茶花操作过程的技术要点。本发明人按照梁英荣、康志坚和曹汉雄等 提供的方法以老油茶树嫁接山茶花,但并没能有效防止高接病的发生,一些园区 高接病发病率达80%以上。目前,在油茶树嫁接山茶花领域仅有一项名称为油茶 嫁接山茶花嫁接切口(伤口)处理方法(公开号为CN103109682A)的发明专利, 并没有砧穗组合选配方面的启示;而且,现有技术中也没有油茶树嫁接山茶花的 砧穗组合分子识别技术的相关报道。
发明内容
针对上述问题,本发明以老油茶树为砧木,以山茶花为穗条,根据不同老油 茶树和山茶花种质间的Dice遗传系数设计不同的砧穗组合,根据其嫁接成活率和 高接病发病率选出最适的砧穗组合,可有效避免高接病发生,实现老油茶树高效 嫁接名贵山茶花,为山茶花产业提供技术依托。本发明的技术方案如下:一种老 油茶树高效嫁接山茶花砧穗组合选择的分子识别方法,包括以下顺序的步骤:
(1)选择不同品种的老油茶树和山茶花,分别提取其DNA;
(2)筛选适用于老油茶树和山茶花的SSR标记引物;
(3)利用筛选出的SSR标记引物,计算不同品种老油茶树和山茶花间的Dice 遗传系数;
(4)将Dice遗传系数划分为8个级别;在每个Dice遗传系数级别内,以老油 茶树为砧木,山茶花为穗条,设计不同的砧穗组合;
(5)根据步骤(4)设计的砧穗组合,以老油茶树嫁接山茶花。
进一步的,所述步骤(1)获得DNA的方法为:改良CTAB方法。
进一步的,所述步骤(2)筛选SSR标记引物的方法包括如下步骤:
1)利用RNA-Seq技术开发老油茶树的SSR标记序列;
2)采用Primer Premier 5.0软件设计特异引物:参数为:引物长度(20~ 24nt)、3’端稳定性(-6.0~-9.0kal/mol)、引物Tm值(55~60℃)、GC含量 (45~55%)、引物rating值>90。以老油茶树和山茶花的DNA为模板,进行PCR 扩增,根据聚丙烯酰胺垂直凝胶电泳结果,筛选出SSR标记引物。
进一步的,所述步骤(5)老油茶树嫁接山茶花所使用的方法为撕皮嵌接法。
本发明以SSR标记检测老油茶树和山茶花间遗传系数技术为基础,再根据不 同遗传系数的砧穗组合间的嫁接成活率和高接病发生率,选配出最适砧穗组 合,有效地降低高接病发病率,保证老油茶树高效嫁接山茶花。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明的分子识别方法操作简单,易推广扩大使用;
(2)使用本发明方法提供的分子识别方法,筛选出Dice遗传系数范围 0.551~0.600及0.751~0.800的老油茶树和山茶花作为嫁接砧穗组合,其嫁接 成活率分别为86%和84%,高接病发病率分别低到3.5%和2.7%,保证了老油茶树高 效嫁接山茶花。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明:
图1为SSR标记引物垂直聚丙烯酰胺凝胶电泳图,其中1~19为山茶花;20~25 为老油茶树;
图2为老油茶树嫁接山茶花成活示意图;
图3为老油茶树嫁接山茶花死亡示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明,但这不限制本发明的范围,实施 例以在玉屏县大面积种植的7种无性系老油茶树,48种山茶花为材料;老油茶树 品种分别为:湘210、湘林5号、长林27、岑软11、Y-41、Y-44、Y-1;山茶花品 种分别为:大松子、大叶桂、大紫袍、丹顶鹤、杜丹魁、凤山茶、鹤顶鹤、黑牡 丹、恨天高、花露珍、花仙子、火瀑布、娇美人、金芯芙蓉、锦袍红、靖安茶、 菊瓣、宽彩带、六角大红、六角银丝、玛瑙1、玛瑙2、美布尔、美国大红、魔术 城、南天武士、农香、乔伊、秋杜丹、上海女士、师子头、松子魁、童子面、午 夜飘云、新松花、雪娇、早杜丹、早桃红、正黄旗、织女、朱沙紫袍、紫蝴蝶; NaAc溶液的浓度为3mol/L,PH为5.2。
实施例1
(1)以7种无性系老油茶树及48种山茶花为材料,利用改良CTAB方法分别提取其 DNA,步骤如下:
1)将老油茶树叶片或山茶花叶片10克放入研钵,倒入适量液氮研磨后,移入预 先加有700μL 2×CTAB的离心管中,置于65℃水浴处理45~60min,离心 (4℃,1000rpm,10min)获得上清液Ⅰ;
2)取步骤1)离心管中的上清液Ⅰ600μL于新离心管中,加入总体积为600μL的 酚、氯仿和异戊醇混合液(体积比为25:24:1),摇匀后离心(4℃,1000rpm, 10min)得上清液Ⅱ;
3)取上清液Ⅱ550μL于新离心管中,加入500μL 10×CTAB,摇匀后置于65℃水 浴中溶解2~3min,再加入总体积为50μL的酚:氯仿:异戊醇混合液(体积比为 25:24:1),摇匀后离心(4℃,1000rpm,10min),得上清液Ⅲ;
4)取上清液Ⅲ加入其体积2倍的无水乙醇,再加入其体积1/10的NaAc溶液,静置 2小时以上,得沉淀;
5)将步骤4)所得沉淀洗涤后烘干,烘干温度为37℃,时间为8~10min;
6)将步骤5)烘干后的沉淀溶解后常温静置2小时,即得老油茶树DNA样品或山茶 花DNA样品;
(2)以老油茶树叶片和果实为材料,以公知任意一种方法提取其RNA,并采用 RNA-Seq技术进行RNA测序,然后根据序列搜索简单重复序列,共检测到8564个 SSR标记序列;
(3)采用Primer Premier 5.0软件设计特异引物:参数为:引物长度(20~24nt)、 3’端稳定性(-6.0~-9.0kal/mol)、引物Tm值(55~60℃)、GC含量(45~55%)、 引物rating值>90。以4个不同油茶和山茶花品种的DNA为模板,进行PCR扩增, 根据聚丙烯酰胺垂直凝胶电泳结果,选取能扩增出条带、位点条带清晰,且有 多态性的引物对,共筛选出38对SSR标记引物,见表1;
(4)利用步骤(3)筛选出的38对SSR标记引物分别对步骤(1)提取得到的老油 茶树DNA和山茶花DNA进行PCR扩增,扩增产物利用8%聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳检 测;
(5)以电泳检测结果条带的有无进行计数,有记为“1”,无记为“0”,利用 NTYsys2.0软件计算Dice遗传系数;
(6)将Dice遗传系数分为8个级别,分别为0.400~0.450,0.451~0.500、 0.501~0.550,0.551~0.600,0.601~0.650,0.651~0.700,0.701~0.750 和0.751~0.800;在每个Dice遗传系数级别内,以老油茶树为砧木,山茶花为 穗条,设计不同的砧穗组合,组合如下表2;
(7)根据步骤(6)设计的砧穗组合,采用撕皮嵌接法以老油茶树嫁接山茶花, 每个组合均是在300个砧木上嫁接300个穗条;
(8)嫁接完成24个月后,分别调查观测不同砧穗组合的生长情况,计算嫁接成 活率,计算公式为:嫁接成活率=穗条成活数/穗条嫁接数;
(9)嫁接完成48个月后,分别调查观测砧木的高接病发生情况,计算高接病发 病率,计算公式为:高接病发病率=发生高接病砧木/嫁接总砧木。
计算不同砧穗组合的嫁接成活率和高接病发病率,统计结果如下表2:
表1 38对SSR标记引物
表2 不同砧穗组合的嫁接成活率和高接发病率统计表
由表2知,使用本发明提供的利用Dice遗传系数选配砧穗组合的方法,可得 到嫁接成活率高、高接病发病率低的砧穗组合范围为0.551~0.600及0.751~ 0.800,其嫁接成活率高达84%以上,高接病发病率低于4%,其中嫁接亲和力最 好,高接病发病率最低的组合为以“Y-41”为砧木,“南天武士”为穗条,在300 个“Y-41”上嫁接300个“南天武士”,嫁接成活率为87.52%,高接病发病率为 2.78%。