利用SNP标记构建漳州南部茶树种质资源的分子身份证

王泽涵， 于文涛， 樊晓静， 刘财国， 房婉萍， 蔡春平， 叶乃兴

(1.福建农林大学园艺学院，福建福州 350002； 2.福州海关技术中心/福建省检验检疫技术研究重点实验室，福建福州 350001；3.南京农业大学园艺学院，江苏南京 210095)

茶树[(L.) O. Kuntze]起源于中国，我国的茶树种质资源十分丰富。福建省漳州市位于福建省南部，毗邻广东省，该地独特的气候十分适宜茶树的生长发育，该地有大量的地方特异性茶树种质资源。目前在漳州市南部的云霄县、诏安县等地陆续发现野生茶树群落。然而近年来漳州部分地区的茶树资源并未得到有效保护，出现乱砍滥伐等现象。本研究采集漳州市云霄县、诏安县2地的茶树种质资源，构建DNA指纹图谱和分子身份证，有利于对漳州市地方茶树资源的鉴定和保护。

20世纪以来，DNA分子标记技术如RFLP、RAPD、SSR以及SNP等开始应用于种质资源方面的研究。分子标记技术在构建指纹图谱和分子身份证等方面已有较多运用。SNP分子标记技术具有自动化、高通量、遗传稳定性高等优点。王大莉用SNP分子标记技术对不同品种香菇进行指纹图谱的构建。魏中艳等利用SNP技术对不同区域大豆进行DNA指纹图谱构建，并根据大豆的特性构建分子身份证。樊晓静等用SNP标记技术并同茶树种质基本信息结合，构建了103份茶树种质资源的分子身份证。此前笔者所在课题组已对漳州南部特色茶树种质进行了报道，但关于该地区茶树种质资源分子身份证的构建未见相关研究。本研究利用SNP标记及茶树种质的基本信息对74份茶树种质资源进行指纹图谱和分子身份证的构建，旨在为该地区茶叶地方种质的保护、利用、开发和后续的选育等工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料共74份，于2020年11月分别采自福建省漳州市的云霄县南乌山、乌山、大帽山、小帽山、梁山、鸡笼山和诏安县秀篆镇寨坪村和龙伞山。其中，云霄县茶树种质61份，诏安县茶树种质13份。茶树品种的基本信息见表1。茶树鲜叶放入 -80 ℃ 冰箱冷冻保存。

表1 漳州南部74份茶树种质基本信息

1.2 样品DNA的提取

茶树DNA样品的提取和浓度检测详见樊晓静等的方法。

1.3 SNP位点的挖掘和最佳SNP位点的筛选

本研究所用的茶树SNP位点共24个，详细的选用见樊晓静等的方法。

1.4 数据处理

使用GenAlEx6.503软件进行位点多态性分析。利用数据分析软件进行数据筛选和分析，确定每个SNP位点处的样品基因型。将茶树的基本信息与其24个SNP位点信息相结合，并用条码生成器和二维码在线生成软件以数字条形码和二维码的形式构建茶树种质分子身份证。

2 结果与分析

2.1 福建漳州南部茶树种质资源SNP标记多态性描述

通过对96个位点的筛选，获得78个多态性强、适用于福建漳州南部茶树种质基因分型的特异性引物。78个SNP标记多态性信息指数为0.040～0.693，平均值为0.426。观测杂合度范围为0.014～1.000，平均值为0.345。期望杂合度的范围为0.013～0.500，平均值为0.276。固定指数为 -1.000～0.660，平均值为-0.114。次等位基因频率范围为0.047～0.541，平均值为0.219(表2)。

2.2 福建漳州南部茶树种质资源指纹图谱的构建

通过SNP数据分析软件，可以得出每个SNP位点上每个茶树种质是纯合子(XX，YY)或杂合子(XY)。笔者所在课题组前期从96个SNP位点中筛选出了24个多态性较高的位点，74份茶树种质的位点信息见表2，构建的指纹图谱见图1。

表2 漳州南部茶树种质资源78个SNP标记多态信息

2.3 福建漳州南部茶树种质资源分子身份证的构建

茶树的分子身份证由28位数字组成，其中前4位数字是茶树的基本信息，后24位是茶树的位点信息(表3)。笔者所在课题组前期已根据茶组植物的分类、产地信息和茶树种质资源的类型进行了种植资源信息编码的构建。如云霄云香茶，它属于茶组植物中的茶树()，编码为1；原产地为福建，编码为35；茶树种质资源类型为地方种质，编码为2，因此他的基本信息编码为1352。共有24种基因型，3种等位基因(XY、XX和YY)，每个位点分别用1～3代表等位基因的多态性。以云霄云香茶为例，其24个SNP分子标记的基因型分别为TT、CC、AA、CT、AG、GG、TC、CC、TT、TT、TT、AG、AG、GG、TT、AG、TT、TC、TC、TT、CG、AA、CC、TC，转换成24位数字为222112132221123131131331。因此小帽山云香茶的分子身份证为135222211213222112 3131131331。云霄云香茶的身份证信息及其转化的条码和二维码见图2。

表3 福建漳州南部茶树种质资源的分子身份证

3 讨论与结论

分子身份证的构建逐渐趋向于数字化。陆徐忠等用SSR技术将商品信息与标记信息相结合构建了水稻的分子身份证，并制作了相应的条形码信息。陈小红等用SSR技术，根据电泳条带有无赋值1/0，形成0/1字符串的编码方式构建黍稷种质的身份证。上述方法所构建的品种身份证形式简洁，容易用电子产品等识别。但他们所使用的SSR标记多为随机标记，无法与样品表型性状相联系。相对于上述技术，SNP标记技术具有针对性强，来源丰富等优势。张昆鹏用SSR标记和SNP标记构建不同油菜品种的指纹图谱，发现SNP技术计算的遗传系数更精准可靠。Jones等为了对SSR标记和SNP标记进行比较，以不同品系的玉米作为试验材料进行比较分析，结果表明SNP的可重复性较SSR更高。通过前人的研究可以发现SNP标记具有较高的准确性和重复性，这些优点为指纹图谱和分子身份证的构建奠定了一定的基础。因此本研究基于SNP技术对福建漳州南部的茶树种质资源进行指纹图谱和分子身份证的构建。

分子身份证可以更加简单明了地进行种质资源的鉴定。本研究构建了74份茶树种质的分子身份证，包含二维码信息和条形码信息，每份茶树品种独有且号码唯一。基于茶树的身份证号，本研究构建了条形码和二维码，条形码可以被电子设备快速扫描识别，二维码则可以容纳大量的图片和数字信息。这些技术的使用在漳州南部茶树种质资源的鉴定和保护中发挥重要的作用。SNP位点选用的越少，品种的成本就会越低，笔者所在课题组前期筛选出最佳的24个SNP位点可以有效鉴别茶树种质资源。本研究利用这24个SNP位点对来自福建漳州南部的74份茶树种质资源进行指纹图谱和分子身份证的构建。目前，把条形码和二维码技术应用于分子身份证构建的研究较少，郭艳春等利用SSR技术构建了黄麻种质的分子身份证。樊晓静等利用SNP技术构建了茶树的分子身份证。本研究利用SNP技术首次构建了福建漳州南部74份茶树种质资源的分子身份证，这为福建漳州茶树种质资源的区分、保护和合理开发选育提供了新思路。

致谢：本研究试验样品采集承蒙云霄县茶叶科学研究所王彩云、方德音、蔡捷英、王金焕等老师，漳州仙隐峰茶叶有限公司张木山总经理，福建省顾恒生态农业发展有限公司张英豪总经理， 福建省元勋生态科技有限公司王元勋董事长的支持和帮助，特此致谢！