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作物杂志,2025, 第3期: 52–60 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.008

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

高淀粉马铃薯初级核心种质资源的遗传多样性分析

孙邦升(), 宋继玲, 杨梦平, 邢金月, 胡尊艳, 郝智勇, 李菁华, 刘春生   

  1. 黑龙江省农业科学院克山分院，161005，黑龙江齐齐哈尔
  • 收稿日期:2024-03-04 修回日期:2024-07-23 出版日期:2025-06-15 发布日期:2025-06-03
  • 作者简介:孙邦升，主要从事马铃薯种质资源收集、鉴定和保存研究，E-mail：sunbangsheng0451@163.com
  • 基金资助:
    国家马铃薯种质资源安全保存项目(19230823);黑龙江省农业创新跨越工程(CX23TS24);黑龙江省农业科学院院级课题(2020YYYF003)

Genetic Diversity Analysis of High Starch Potato Primary Core Germplasm Resources

Sun Bangsheng(), Song Jiling, Yang Mengping, Xing Jinyue, Hu Zunyan, Hao Zhiyong, Li Jinghua, Liu Chunsheng   

  1. Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Qiqihar 161005, Heilongjiang, China
  • Received:2024-03-04 Revised:2024-07-23 Online:2025-06-15 Published:2025-06-03

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1

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6

摘要：

以来自13个国家和组织的62份高淀粉马铃薯资源为试验材料，采用54个表型性状数据和19对多态性引物SSR分子数据，分析了高淀粉马铃薯初级核心种质的遗传多样性。结果表明，62份初级核心种质资源包含了马铃薯描述规范的54个表型性状绝大多数描述符，只有8个性状没有包含全部描述符，缺少的描述符多为我国资源库中缺少的和稀缺资源类型；47个质量性状的多样性指数在0.0633~1.3043，平均多样性指数为0.8197；7个数量性状的多样性指数在1.0701~1.3152，平均遗传多样性指数为1.1630；数量性状遗传多样性普遍高于质量性状，变异较多，有利于在实际应用中的种质资源选择；通过7个数量性状的相关分析，明确了淀粉含量与其他数量性状的相关性。19对引物扩增出116条具有多态性的条带，多态性百分率为96.72%。平均每对引物扩增条带6.26条，平均等位基因数6.26个，平均有效等位基因数3.9931个。Nei's基因多样性指数变化范围在0.3735~0.8480，Shannon-Wiener多样性指数变化范围在0.6624~2.0123。分别用54个表型数据和19对多态性引物的SSR分子数据进行聚类分析，都可以将62份高淀粉马铃薯初级核心种质分为4大类群。2种数据基础的分类结果重合度在50%左右，体现了表型和基因层面上62份材料的遗传多样性和亲缘关系。

关键词: 马铃薯, 核心种质, 遗传多样性, 分子数据

Abstract:

A total of 62 high-starch potato primary core germplasm resources from 13 countries and organizations was used as experimental materials to analyze the genetic diversity of the high-starch potato primary core germplasms using 54 phenotypic trait data and SSR molecular data of 19 pairs of polymorphic primers. The results showed that the 62 primary core germplasm resources contained most of descriptors of the 54 phenotypic traits of the potato description specification, only eight traits did not contain whole descriptors, and the missing descriptors are mostly the types of lacking and scarce resources in China's resource pool. Diversity index for the 47 quality traits ranged from 0.0633 to 1.3043, and the average diversity index was 0.8197. Diversity indexes of the seven quantitative traits were between 1.0701 and 1.3152, and the average genetic diversity index was 1.1630. The genetic diversity of quantitative traits was generally higher than that of quality traits, with more variation, which was conducive to the selection of germplasm resources in practical application. By performing the correlation analysis of the seven quantitative traits, the correlation between the starch content and other quantitative traits were clarified. The 19 pairs of primers amplified 116 polymorphic bands, and the percentage of polymorphism was 96.72%. On average, each pair of primers amplified 6.26 bands, with an average of 6.26 alleles and 3.9931 effective alleles. Nei's gene diversity index varied from 0.3735 to 0.8480, and the Shannon- Wiener diversity index varied from 0.6624 to 2.0123. Cluster analysis was conducted using 54 phenotypic data and 19 pairs of polymorphic primer SSR molecular data, both of which were able to classify 62 high-starch potato primary core germplasms into four groups. The classification results based on the two data have an overlap degree of about 50%, reflecting the genetic diversity and genetic relationship of 62 germplasm resources at the two levels of phenotype and gene.

Key words: Potato, Core germplasm, Genetic diversity, Molecular data

表1

试验材料类型及来源

序号Number 品种（系）Variety (line) 来源Source 类型Type 序号Number 品种（系）Variety (line) 来源Source 类型Type
1 Atlantic 美国 选育品种 32 克新12号 中国 选育品种
2 Bia(Nex32) CIP 选育品种 33 乌沟沟 中国 地方品种
3 BL-2.9 英国 品系 34 CFS-69.1 墨西哥 品系
4 Canus CIP 选育品种 35 R2R4 CIP 遗传材料
5 CFR-69.1 墨西哥 品系 36 波S 波兰 选育品种
6 F-7 CIP 品系 63 E86.695 CIP 品系
7 G7953-3 CIP 品系 38 合作88 中国 选育品种
8 Gasore 卢旺达 选育品种 39 呼自278 中国 品系
9 Schwalbe 东德 选育品种 40 晋薯2号 中国 选育品种
10 Wn630-5 美国 品系 41 蒙伊7616-4 中国 品系
11 Yukon Gold 加拿大 选育品种 42 南中552 中国 品系
12 安薯56号 中国 选育品种 43 胜利1号 中国 选育品种
13 白俄3号 白俄罗斯 选育品种 44 Attatic CIP 选育品种
14 波BR 波兰 品系 45 BZURA CIP 选育品种
15 川771-56 中国 品系 46 INIAP FRIPAPA 99 CIP 选育品种
16 狗头山药 中国 地方品种 47 Ns51-5 CIP 品系
17 晋薯7号 中国 选育品种 48 NS78-11-1 CIP 品系
18 克新7号 中国 选育品种 49 藏薯1号 中国 选育品种
19 宁薯7号 中国 选育品种 50 春薯3号 中国 选育品种
20 青薯168 中国 品系 51 克6717-36 中国 品系
21 信宜红皮 中国 地方品种 52 拉迪路塞塔 荷兰 选育品种
22 Atzimba CIP 选育品种 53 陇薯3号 中国 选育品种
23 Beaty of Hebron CIP 选育品种 54 日本高淀粉 中国 选育品种
24 Fortuna 西德 选育品种 55 Aquila 德国 选育品种
25 INIAP ROSITA CIP 选育品种 56 CFK69.1 墨西哥 品系
26 M.Oueira CIP 选育品种 57 Dorita CIP 选育品种
27 Robusta 德国 选育品种 58 I-1085 CIP 品系
28 白麻洋芋 中国 地方品种 59 Wauseon CIP 选育品种
29 波PI 波兰 品系 60 ΦИΤΟΦΤОРОУСТО 俄罗斯 选育品种
30 呼8216-14 中国 品系 61 虎头 中国 选育品种
31 呼自77-106 中国 品系 62 深眼窝 中国 地方品种

表2

质量性状多样性分析

编号
Number		 质量性状
Quality
trait		 规范描述
符个数
Number of
specification
descriptors		 现有描述
符个数
Number of
existing
descriptors		 性状
包含率
Trait
inclusion
rate (%)		 多样性
指数
Diversity
index		 编号
Number		 质量性状
Quality
trait		 规范描述
符个数
Number of
specification
descriptors		 现有描述
符个数
Number of
existing
descriptors		 性状
包含率
Trait
inclusion
rate (%)		 多样性
指数
Diversity
index
1 幼芽基部形状 5 5 100 0.2854 13 柱头形状 3 3 100 0.7719
2 幼芽基部颜色 7 6 86 0.1484 14 柱头颜色 3 3 100 0.5985
3 幼芽顶部形状 3 3 100 0.0633 15 柱头长短 3 3 100 0.6363
4 幼芽基部茸毛密度 3 3 100 0.1390 16 花药形状 3 3 100 0.5016
5 幼芽顶部茸毛 3 3 100 0.2526 17 花药颜色 3 3 100 0.5488
6 株形 3 3 100 0.9400 18 花粉育性 4 4 100 1.1089
7 分枝数 3 3 100 1.0530 19 天然结实性 5 5 100 1.3043
8 植株繁茂性 3 3 100 1.0462 20 薯形 17 7 41 1.2948
9 茎翼形状 3 3 100 1.0530 21 皮色 12 8 67 1.1319
10 茎色 5 5 100 0.9721 22 肉色 11 5 45 0.8354
11 叶色 3 3 100 0.5946 23 芽眼深浅 3 3 100 0.4862
12 叶表面光泽度 3 3 100 1.0709 24 芽眼色 2 2 100 0.4862
25 叶缘 3 3 100 0.9400 37 芽眼数 3 3 100 0.8475
26 叶片茸毛数 4 4 100 1.0462 38 薯皮光滑度 3 3 100 1.0122
27 小叶着生密集度 3 3 100 0.9772 39 结薯集中性 3 3 100 0.9561
28 顶小叶宽度 3 3 100 0.6684 40 块茎整齐度 3 3 100 0.8638
29 顶小叶形状 6 5 83 1.0867 41 块茎大小 3 3 100 0.9400
30 顶小叶基部形状 3 3 100 0.6830 42 休眠性 4 4 100 0.7089
31 托叶形状 3 3 100 1.0985 43 熟性 6 4 67 1.0968
32 花冠形状 3 3 100 0.4862 44 食味 3 2 67 0.9453
33 花冠大小 3 3 100 0.9829 45 炸片品质 3 3 100 1.0709
34 花冠颜色 8 6 75 1.0855 46 炸条品质 3 3 100 1.0867
35 花柄节颜色 2 2 100 0.4862 47 晚疫病抗性 5 5 100 1.0855
36 开花繁茂性 4 4 100 1.0473

表3

数量性状变异情况

性状
Trait		 最小值
Minimum		 最大值
Maximum		 平均值
Average		 变异系数
Coefficient of variation (%)		 多样性指数
Diversity index
淀粉含量Starch content (%) 17.0 23.94 20.06 17.39 1.0701
干物质含量Dry matter content (%) 19.85 29.69 22.90 19.73 1.2342
株高Plant height (cm) 43 100 45 28.69 1.0733
茎粗Stem diameter (cm) 0.52 1.99 0.96 21.77 1.3152
主茎数Number of main stems 1 14 5.13 17.17 1.2372
生育期Growth period (d) 93 135 108 14.81 1.0742
产量Yield (kg/hm2) 8214 66643 25646 42.49 1.1365

表4

数量性状相关性分析

性状
Trait		 株高
Plant height		 主茎数
Number of main stems		 茎粗
Stem diameter		 产量
Yield		 干物质含量
Dry matter content		 淀粉含量
Starch content		 生育期
Growth period
株高Plant height 1.000
主茎数Number of main stems 0.079 1.000
茎粗Stem diamete 0.111 -0.096 1.000
产量Yield 0.417** 0.332* 0.065 1.000
干物质含量Dry matter content 0.100 0.176 -0.172 -0.031 1.000
淀粉含量Starch content 0.053 0.114 -0.179 -0.013 0.907** 1.000
生育期Growth period 0.189 0.147 0.346* 0.429** 0.401** 0.313* 1.000

图1

高淀粉马铃薯种质资源表型性状聚类分析

表5

分子数据遗传多样性分析

引物名称
Primer
Name		 多态性位点
Polymorphic
loci		 多态性位点百分率
Percentage of
polymorphic
loci (%)		 等位
基因数
Number
of alleles		 有效等位基因数
Number of
effective alleles		 Nei's基因
多样性指数
Nei's gene
diversity Index		 H′ 引物序列
Primer sequence
STM0030
 8
 100
 8
 4.4743
 0.7771
 1.6527
 AGAGATCGATGTAAAACACGT
GTGGCATTTTGATGGATT
STM0037
 9
 100
 9
 5.0354
 0.8013
 1.7590
 AATTTAACTTAGAAGATTAGTCTC
ATTTGGTTGGGTATGATA
STM1031
 3
 100
 3
 2.0484
 0.5042
 0.8364
 TGTGTTTGTTTTTCTGTAT
AATTCTATCCTCATCTCTA
STM1049
 5
 100
 5
 3.3613
 0.7034
 1.3194
 CTACCAGTTTGTTGATTGTGGTG
AGGGACTTTAATTTGTTGGACG
STM1053
 2
 66.7
 3
 1.8228
 0.4514
 0.6840
 TCTCCCCATCTTAATGTTTC
TCTCCCCATCTTAATGTTTC
STM1104
 6 100 6 3.8417 0.740 1.5173 TGATTCTCTTGCCTACTGTAATCG
CAAAGTGGTGTGAAGCTGTGA
STM2013
 7
 100
 7
 5.2743
 0.8103
 1.7655
 TTCGGAATTACCCTCTGCC
AAAAAAAGAACGCGCACG
STM3023a
 4
 100
 4
 2.7412
 0.6352
 1.1149
 AAGCTGTTACTTGATTGCTGCA
GTTCTGGCATTTCCATCTAGAGA
STP0Ac58
 3
 100
 3
 1.5962
 0.3735
 0.6624
 TTGATGAAAGGAATGCAGCTTGTG
ACGTTAAAGAAGTGAGAGTACGAC
ST1051
 9
 100
 9
 3.9370
 0.7460
 1.6712
 GGTCTCCATTAGCCCTCTGAG
ACATAAATGGATCACACA
SSR594
 4
 100
 4
 3.2981
 0.6973
 1.2556
 TTCGTTGAAGAAGATGATGGTC
CAAAGAGAACAAGCATCCAAGA
SSR111
 6
 100
 6
 4.8780
 0.7951
 1.6865
 TTCTTCCCTTCCATCAGTTCT
TTTGCTGCTATACTGCTGACA
STM2022
 10
 90.9
 11
 6.5789
 0.8480
 2.0123
 GCGTCAGCGATTTCAGTACTA
TTCAGTCAACTCCTGTTGCG
STM3012
 4
 100
 4
 3.1817
 0.6863
 1.2579
 CAACTCAAACCAGAAGGCAAA
GAGAAATGGGCACAAAAAACA
STI034
 10
 100
 10
 4.4662
 0.7764
 1.9552
 CAAGAAACCAAGAGCAAATTTCA
TGGCGAATGTGAGAAACAAA
STI033
 8
 100
 8
 5.7971
 0.8280
 1.8557
 TGAGGGTTTTCAGAAAGGGA
CATCCTTGCAACAACCTCCT
STI027
 9
 100
 9
 4.9504
 0.7984
 1.7061
 CGCAAATCTTCATCCGATTC
TCCGGCGGATAATACTTGTT
STI025
 4
 80
 5
 3.6832
 0.7291
 1.3733
 CTGCCGCAAAAAGTGAAAAC
TGAATGTAGGCCAAATTTTGAA
STI017
 5
 100
 5
 3.7622
 0.7344
 1.3940
 TATGGAAATTCCGGTGATGG
GACGGTGACAAAGAGGAAGG
平均值
Average		 6.11
 96.72
 6.26
 3.9931
 0.7071
 1.4463

图2

高淀粉马铃薯种质资源分子数据聚类分析

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