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江锡兵等
, 2011,
毛白杨基因组内转录区域遗传杂合水平估算
,
分子植物育种
Vol.9 No.55 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0055)
1414
为
27.4%
，平均多态性标记数为
17.9
。对两者进行比
较结果发现：对于平均多态性标记数，
DNA
水平上
所获得的多态性标记数量是
cDNA
水平的
2.74
倍，而
对于平均多态性水平，
DNA
水平上的仅为
cDNA
水
平的
1.4
倍。造成这种差异的来源有两个：一是
cDNA
的多态性标记数量统计上，去除了偏分离较严重的
标记
(P<0.01
以上
)
，因此对于多态性标记数量相对
估计偏低；二是在检测扩增条带时，
cDNA
标记的
带型相比
DNA
的带型较为复杂，存在着表达量上的
差异，因此在数据统计时显影较弱的条带被去除，
这一部分标记的排除使得
cDNA
标记的多态性水平
估计偏高。另外，引物选择上的差异也会影响两者
之间的比较。尽管存在着统计上的差异，但是整体
水平上，基因组
DNA
中的多态性水平远高于发育过
程中木质部
RNA
的多态性水平，这一结论是符合前
面理论上的预测的。
1.2
遗传杂合水平
根据
cDNA-AFLP
标记技术的特点，该实验所得
到的杂合度估算是针对基因组内转录区域遗传杂
合水平的估算。本研究的遗传杂合水平由亲本各自
的分离标记数与可检测标记总数进行比较估算，结
果如表
1
所示。不同引物组合获得不同数量的杂合
位点，亲本毛新杨为母本，结果显示，
47
对引物共
获得
112
个杂合位点数，平均杂合位点
2.4
个，杂合
位点数从
0
到
6
个不等，其中
E
AAG
/M
TT
、
E
ATC
/M
GT
、
E
CCT
/M
CG
以及
E
GGC
/M
GA
4
对引物未检测到杂合位
点；而在父本毛白杨中，
47
对引物共检测到
195
个
杂合位点，每对引物杂合位点数从
1
到
9
不等，平均
位点数为
4.1
个。计算得出毛新杨平均遗传杂合水平
为
7.16%
，毛白杨平均遗传杂合水平为
12.47%
，毛
白杨平均遗传杂合水平为毛新杨的
1.74
倍。此外，
对毛新杨杂合位点数量检测最多的引物组合是
E
AAT
/M
AG
、
E
ATC
/M
CA
、
E
AAA
/M
AT
和
E
ATC
/M
AA
，分别
为
6
、
6
、
5
和
5
个，而引物组合
E
ATC
/M
CA
、
E
ATC
/M
AG
和
E
AAT
/M
AT
对毛白杨杂合位点检测数量最多，分别
为
9
、
8
和
8
个。前人研究发现，当
AT
，
AG
，
TC
存
在于选择性碱基内时，便出现数量较多的扩增条带
与多态性条带，由此推断毛白杨和毛新杨基因组内
可能富含以上重复序列
(
张德强等
, 2003)
。在本实验
中，当
AT
出现在选择性碱基序列中时，便扩增出相
对较多的可检测标记和多态性标记，表明
AT
或
TA
重复序列大量存在于毛白杨和毛新杨基因组转录
区内；此外，在碱基位点
AT
上，毛新杨与毛白杨之
间表现出较大的变异，表明该位点相对于其他碱基
具有较高的突变概率。对比毛新杨和毛白杨基因组
与基因组内转录区遗传杂合水平发现，毛新杨和毛
白杨基因组内转录区遗传杂合水平分别为各自全
基因组遗传杂合水平的
84.5%
和
66.6%
。毛新杨和毛
白杨全基因组与转录区域遗传杂合水平的详细比
较结果如表
2
所示，虽然在进行
cDNA-AFLP
扩增时
减少了一个选择性碱基，然而全基因组可检测标记
以及多态性标记数仍然显著高于位于转录区内检
测水平，分别为转录区的
2
或
3
倍左右。另外，其他
方面的比较结果均存在明显差异，反映出转录区内
存在的特有遗传结构。
2
结论与讨论
本文利用
cDNA-AFLP
技术对毛白杨及其杂种
毛新杨基因组转录区的遗传杂合水平进行了分析，
获得了与
DNA
水平上接近的结果。毛白杨的遗传杂
合水平高于毛新杨
(1.74
倍
)
，但相比整个基因组水平
(2.14
倍
)
有所下降。毛新杨与毛白杨基因组转录区的
遗传杂合程度，与整个基因组相比，均有不同程度
的下降，表现出在进化过程中，该区域受到的选择
压力更大，基因变异受到更大程度的制约。对于检
测的全部
1 564
个基因位点
(loci)
来说，毛白杨一共有
195
个等位基因位点表现为杂合型，毛新杨为
112
个
杂合等位基因位点。根据张德强等
(2003)
的分析，
利用
cDNA-AFLP
同样只能检测
Aa
×
aa
、
aa
×
AA
以
及
Aa
×
Aa
三种类型的分离标记。本研究没有统计
Aa
×
Aa
类型的分离标记。因此，该遗传杂合水平
(
杂
合型等位基因座位
)
为最低估计值。为了更为准确的
评估物种基因组结构，开发更加高效的、揭示遗传
信息更为丰富的共显性标记十分必要。
SSR
是目前
应用最为广泛的共显性标记，随着杨树基因组测序
完成，对杨树基因组内的
SSR
数量和分布也进行了
深入研究。结果表明，大约有
150 985
个
SSR
标记均
匀分布在杨树基因组中，平均每
1 883 bp
出现
1
个
SSR
标记，其中位于基因间隔区
(intergenic regions)
的
SSR
数量占
85.4%
，其余分布在内含子区域
(10.7%)
，外显子区域
(2.7%)
以及基因调控区域
(1.2%)
(Li and Yin, 2007)
。此外，
SNP
作为另一种共显性标
记，被认为是数量最为丰富的分子标记。随着测序