作物杂志,2020, 第3期: 60–65 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.03.010

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

青海省审定小麦品种SSR遗传多样性分析及分子身份证的建立

李红琴1,2, 刘宝龙2, 张波2, 张怀刚2()   

  1. 1洛阳师范学院生命科学学院,471934,河南洛阳
    2中国科学院西北高原生物研究所高原生物适应与进化重点实验室,810001,青海西宁
  • 收稿日期:2019-11-01 修回日期:2019-12-11 出版日期:2020-06-15 发布日期:2020-06-10
  • 通讯作者: 张怀刚 E-mail:hgzhang@nwipb.cas.cn
  • 作者简介:李红琴,研究方向为植物生态及育种,E-mail: lihongqin_00@126.com
  • 基金资助:
    青海省科技厅自然科学基金(2018-ZJ-T08);中国科学院西部之光项目

Analysis of Genetic Diversity and Establishment of Molecular ID of the Wheat Cultivars Registered in Qinghai Using SSR

Li Hongqin1,2, Liu Baolong2, Zhang Bo2, Zhang Huaigang2()   

  1. 1Life Science College, Luoyang Normal University, Luoyang 471934, Henan, China
    2Key Laboratory of Adaptation and Evolution of Plateau Biota, Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810001, Qinghai, China
  • Received:2019-11-01 Revised:2019-12-11 Online:2020-06-15 Published:2020-06-10
  • Contact: Huaigang Zhang E-mail:hgzhang@nwipb.cas.cn

摘要:

小麦是青海省重要的粮食作物,本研究从分子水平上明确青海省审定小麦品种的遗传多样性现状并建立其分子身份证,为青海省小麦育种和资源保护提供理论依据。利用从520对SSR引物中筛选出的212对具有清晰扩增条带的引物,对青海省66个育成小麦品种进行研究。结果表明,19对引物扩增结果表现为单态,193对引物扩增结果表现为多态,共扩增出724个等位变异,变异范围为2~10个。多态性引物的多态信息含量(polymorphism information content,PIC)变化范围为0.03~0.86,平均为0.51。A、B、D 3个基因组的平均等位变异丰富度(allelic richness,Rs)和平均遗传多样性指数(Nei’s genetic diversity index,He)均为A>B>D。小麦的7个同源群中,第2同源群多样性指数最高,第7同源群多样性指数最低。在多样性研究的基础上,利用23对引物组合,构建了66个小麦品种的分子身份证,可将它们完全区分开,为青海省小麦品种的鉴定提供参考。

关键词: 青海省, 小麦, SSR, 遗传多样性, 分子身份证

Abstract:

Wheat is an important grain crop in Qinghai province. In order to provide theoretical basis for wheat breeding and resource protection, 212 SSR primers with clear amplification bands were used to reveal the genetic diversity of 66 wheat cultivars registered in Qinghai Province. The results showed that 19 primers had only one amplification band and 193 primers had more than one amplification band. Seven hundred and twenty-four alleles were detected and the average alleles per locus varied from 2 to 10. The polymorphism information content (PIC) values ranged from 0.03 to 0.86 with an average value of 0.51. Both the average allelic richness (Rs) and the Nei’s genetic diversity index (He) for the three sub-genomes of the common wheat were A > B > D. Out of the 7 homologous groups in wheat, the second homologous group had the highest diversity and the seventh homologous group had the lowest diversity. The 66 wheat cultivars can be distinguished by 23 pairs SSR primers which can be used to establish a set of molecular ID and as reference to identify wheat cultivars in Qinghai province.

Key words: Qinghai province, Wheat, SSR, Genetic diversity, Molecular ID

图1

所有引物扩增的等位变异数及频率"

表1

小麦3个基因组(A、B、D)及7个同源群多样性比较"

基因组和同源群
Genome and group
检测位点数
Numbers of loci
等位变异数
Number of allelic variance (Na)
平均等位变异丰富度
Average allelic richness (Rs)
平均遗传多样性指数
Average Nei’s genetic diversity index (He)
A 77 295 3.83 0.50
B 68 236 3.47 0.45
D 67 212 3.16 0.43
1 34 126 3.71 0.47
2 29 115 3.97 0.51
3 27 91 3.37 0.51
4 29 104 3.59 0.44
5 34 114 3.35 0.42
6 30 103 3.43 0.48
7 29 90 3.10 0.41

表2

供试小麦品种的分子ID"

品种Variety 特异性指数Specific index 分子身份证Molecular ID 品种Variety 特异性指数Specific index 分子身份证Molecular ID
青春37
Qingchun 37
1 196.594 38577572724636631433461 互麦15
Humai 15
766.173 33372644745343624454534
青春38
Qingchun 38
905.187 65566646751673433652522 民和853
Minhe 853
614.893 10122574474457366312604
青春39
Qingchun 39
959.709 67387732764633624446163 民和588
Minhe 588
601.365 10126567424657366513403
青春533
Qingchun 533
565.134 68123777555643624133333 民和665
Minhe 665
539.725 10222374475457366312654
青春144
Qingchun 144
707.629 68523727555643663133333 乐麦6号
Lemai 6
554.626 67263776355543161333635
青春254
Qingchun 254
910.860 88843674752674264654563 乐麦5号
Lemai 5
641.418 42223544343573363241635
青春415
Qingchun 415
873.968 54287345744673266255533 阿勃
Abo
648.117 42223544343573363241633
青春570
Qingchun 570
676.763 84871645755613243624462 青农469
Qingnong 469
846.373 10526167554412322463622
青春587
Qingchun 587
735.981 68113777754643625336232 新哲9号
Xinzhe 9
839.659 86882314725775262253633
青春891
Qingchun 891
632.076 64523727755643163133333 香农3号
Xiangnong 3
659.054 86884175725773364243633
青春952
Qingchun 952
666.277 62123724565643664143343 柴春018
Chaichun 018
819.849 92765875377733332244635
高原506
Gaoyuan 506
624.259 85477552737653133655032 柴春044
Chaichun 044
784.364 51152253124453513366133
高原602
Gaoyuan 602
685.488 55334673745773663624442 柴春236
Chaichun 236
567.181 66123574354573634436534
高原466
Gaoyuan 466
728.154 46224583742773733241452 柴春901
Chaichun 901
734.429 85352575354753632456553
高原465
Gaoyuan 465
667.475 45224584747773721245452 瀚海304
Hanhai 304
777.519 41162254134456513366133
高原356
Gaoyuan 356
926.180 85888474357547624625552 山旱901
Shanhan 901
782.421 86227075334573662126652
高原205
Gaoyuan 205
1 016.320 65877772746374423155306 墨波
Mobo
737.970 85461572354233264416553
高原v028
Gaoyuan v028
880.516 32867351344317663626436 墨引1号
Moyin 1
703.267 61562674454453412326533
高原175
Gaoyuan 175
683.493 66223455547573623435445 墨引2号
Moyin 2
1 035.730 31562376454453611326533
高原182
Gaoyuan 182
783.001 86632554247743633645024 宁春26
Ningchun 26
786.588 10635165764422146431665
高原913
Gaoyuan 913
738.898 85463454556573223624063 张春811
Zhangchun 811
620.903 56862174754754644423552
高原314
Gaoyuan 314
654.983 57232773746777664414452 甘春20号
Ganchun 20
920.703 32457572653273424241553
高原363
Gaoyuan 363
654.621 65427474546373634624063 通麦1号
Tongmai 1
691.507 67523366114452634136533
高原584
Gaoyuan 584
1 250.777 87261384747127224535256 曹选5号
Caoxuan 5
805.737 15162676324724612666133
高原932
Gaoyuan 932
654.295 67162275357223423655443 东春1号
Dongchun 1
838.556 74865176754742632532041
高原448
Gaoyuan 448
642.058 10782377445554362432355 兰天3号
Lantian 3
905.162 59325776745771623143656
高原115
Gaoyuan 115
849.515 86252586554713633316532 源桌3号
Yuanzhuo 3
677.957 32472566735773634444554
高原158
Gaoyuan 158
746.359 33227756657473423645354 高原671
Gaoyuan 671
1 215.348 58173335441664655442412
互助红
Huzhuhong
1 124.571 24463464115432652432021 青农524
Qingnong 524
732.190 57822576457771424655044
互麦11
Humai 11
697.367 72365574726553663634142 高原142
Gaoyuan 142
815.518 39367254544353613526556
互麦12
Humai 12
874.147 24463764114471653422522 高原412
Gaoyuan 412
621.936 66835676646774623624642
互麦13
Humai 13
900.949 24465374114534642432151 高原338
Gaoyuan 338
665.662 66372676434773434454554
互麦14
Humai 14
596.186 67863746246543624135433 高原437
Gaoyuan 437
790.310 66835676646774623624602
[1] 赵俊彪, 姬虎太, 赵玉山 , 等. 小麦品种纯度现代鉴定技术的应用. 小麦研究, 2002,23(2):6-7.
[2] Sajjad M, Khan S H, Shahzad M . Patterns of allelic diversity in spring wheat populations by SSR-markers. Cytology and Genetics, 2018,52(2):155-160.
doi: 10.3103/S0095452718020081
[3] 胡景涛, 严明建, 黄成志 , 等. SSR标记在杂交水稻亲本技术鉴定中的应用. 作物杂志, 2014(6):61-64.
[4] 辛景树, 郭景伦, 张软斌 . 几种常用分子标记技术在种子纯度和品种真实性鉴定方面的比较与分析. 种子, 2005,24(1):58-60.
[5] 陆徐忠, 倪金龙, 李莉 , 等. 利用SSR分子指纹和商品信息构建水稻品种身份证. 作物学报, 2014,40(5):823-829.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2014.00823
[6] 马琳, 刘海珍, 陆徐忠 , 等. 130份甘蓝型油菜种质分子身份证的构建. 中国油料作物学报, 2013,35(3):231-239.
doi: 10.7505/j.issn.1007-9084.2013.03.001
[7] 陈亮, 郑宇宏, 范旭红 , 等. 吉林省新育成大豆品种SSR指纹图谱身份证的构建. 大豆科学, 2016,35(6):896-901.
[8] 陈昌文, 曹珂, 王力荣 , 等. 中国桃主要品种资源及其野生近缘种的分子身份证构建. 中国农业科学, 2011,44(10):2081-2093.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2011.10.013
[9] 王慧玲, 闫爱玲, 孙磊 , 等. 13个中国葡萄优新品种的分子身份证构建. 生物技术通报, 2016,32(4):137-142.
doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.04.018
[10] 邱杨, 李锡香, 李清霞 , 等. 利用SSR标记构建萝卜种质资源分子身份证. 植物遗传资源学报, 2014,15(3):648-654.
[11] 徐雷锋, 葛亮, 袁素霞 , 等. 利用荧光标记SSR构建百合种质资源分子身份证. 园艺学报, 2014,41(10):2055-2064.
[12] 王立新, 李云伏, 常利芳 , 等. 建立小麦品种DNA指纹的方法研究. 作物学报, 2007,33(10):1738-1740.
[13] Röder M S, Korzun V, Wendehake K , et al. A microsatellite map of wheat. Genetics, 1998,149(4):2007-2023.
[14] Anderson J A, Churchill G A, Autrique J E , et al. Optimizing parental selection for genetic linkage maps. Genome, 1993,36(1):181-186.
doi: 10.1139/g93-024
[15] Petit R, Abdelhamid E M, Pons O . Identifying populations for conservation on the basis of genetic markers. Conservation Biology, 1998,12(4):844-855.
doi: 10.1046/j.1523-1739.1998.96489.x
[16] Nei M . Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1973,70(12):3321-3323.
[17] 姜辉, 王永翠, 高明伟 , 等. 棉花遗传多样性分析SSR标记的快速预筛. 中国棉花, 2019,46(4):13-16.
doi: 10.11963/1000-632X.jhzjs.20190328
[18] 李红琴, 刘宝龙, 刘登才 , 等. 青海省审定小麦品种的农艺性状多样性分析. 麦类作物学报, 2011,31(6):1040-1045.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2011.06.008
[19] 程斌, 张淑英, 张明霞 , 等. 山东省近年育成小麦品种(系)的遗传多样性分析. 山东农业科学, 2016,48(9):17-22.
[20] 赵檀, 金柳艳, 李远 , 等. 基于全基因组的河北省小麦品种遗传多样性分析. 植物遗传资源学报, 2015,16(1):45-53.
[21] 高晓慧, 任翠翠, 宋杰 , 等. 黄淮南片麦区区试小麦品种(系)的遗传多样性及Pm21和1BL/1RS分子检测. 西北农业学报, 2018,27(6):772-778.
[22] 陈丽华, 邓晓青, 吴昆仑 , 等. 青海省小麦主栽品种遗传多样性的SSR标记分析. 西北农业学报, 2012,21(2):38-42,82.
[23] 高运来, 朱荣胜, 刘春燕 , 等. 黑龙江部分大豆品种分子ID的构建. 作物学报, 2009,35(2):211-218.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2009.00211
[24] 王黎明, 焦少杰, 姜艳喜 , 等. 142 份甜高粱品种的分子身份证构建. 作物学报, 2011,37(11):1975-1983.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2011.01975
[25] 栗媛, 王茂芊, 邳植 , 等. 利用SSR构建甜菜品种的分子身份证. 中国糖料, 2019,41(4):46-49.
[1] 宋晓, 黄晨晨, 黄绍敏, 张珂珂, 岳克, 张水清, 郭斗斗, 张玉亭. 不同耕作和有机培肥措施对土壤理化性质及小麦产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (3): 102–108
[2] 吕广德, 殷复伟, 孙盈盈, 钱兆国, 徐加利, 李宁, 薛丽娜, 吴科. 不同播种量对临麦4号产量和干物质积累及分配的影响[J]. 作物杂志, 2020, (3): 142–148
[3] 柴芳梅, 高甜甜, 柴守玺, 程宏波, 宋亚丽, 鲁清林. 种植密度对甘肃不同生态区小麦产量形成的影响[J]. 作物杂志, 2020, (3): 154–160
[4] 刘勇, 刘易科, 朱展望, 田进东, 陈泠, 邹娟, 赵发文, 关健, 高春保, 佟汉文. 小麦有机生产现状与分析——以湖北省南漳县稻茬麦有机产品认证为例[J]. 作物杂志, 2020, (3): 16–21
[5] 朱英杰, 刘富启, 张燕, 常旭虹, 王德梅, 陶志强, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才. 不同土壤条件下氮肥处理对小麦产量及品质的影响[J]. 作物杂志, 2020, (3): 184–190
[6] 段俊枝, 齐学礼, 冯丽丽, 张会芳, 孙岩, 燕照玲, 陈海燕, 齐红志, 樊文杰, 杨翠苹, 刘毓侠, 任银玲, 张甲源, 李莹, 卓文飞. 抗旱基因在小麦抗旱基因工程中的应用进展[J]. 作物杂志, 2020, (3): 7–15
[7] 陈丹, 普健萍, 伍少云, 周国雁, 隆文杰, 武晓阳, 蔡青. 云南小麦变种分类与地理分布研究[J]. 作物杂志, 2020, (3): 85–91
[8] 王贺正,沈思涵,张冬霞,王改净,郑金枝,毕彪,王文杰. 水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗生理生化特性的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 168–171
[9] 马孟莉,王田涛,雷恩,孟衡玲,张薇,张婷婷,卢丙越. 基于表型和SSR标记的金平草果遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2020, (2): 54–59
[10] 陈天鑫,王艳杰,张燕,常旭虹,陶志强,王德梅,杨玉双,朱英杰,刘阿康,石书兵,赵广才. 不同施氮量对冬小麦光合生理指标及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 88–96
[11] 张博,高甜甜,程宏波,李瑞,柴雨葳,李亚伟,柴守玺. 覆盖对旱地冬小麦植株和旗叶水分含量及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 97–104
[12] 黄寅玲,雷忠顺,郑涛,索新霞. 不同施氮量对冬小麦产量、效益及土壤理化性状的影响[J]. 作物杂志, 2020, (1): 130–135
[13] 张永强,齐晓晓,张璐,董慧云,陈传信,赛力汗·赛,薛丽华,陈兴武,雷钧杰. 氮肥运筹对滴灌冬小麦叶片光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (1): 141–145
[14] 杨文彪,张慧芋,李莹,祁泽伟,刘凯凯,高志强,孙敏,薛建福. 山西省冬小麦生产潜力时空分布与气象因子分析[J]. 作物杂志, 2020, (1): 161–167
[15] 王志伟, 王志龙, 乔祥梅, 杨金华, 程加省, 程耿, 于亚雄. 云南小麦品种(系)锈病和赤霉病抗性功能基因的KASP标记检测[J]. 作物杂志, 2020, (1): 187–193
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