检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2026, 第1期: 26–32 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.01.005

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

基于SSR标记的104份苦荞种质资源遗传多样性及群体结构分析

吴叶宁1(), 胡昊驰1, 王春勇2, 谢锐1, 张永虎1, 温蕊1, 金晓蕾1()   

  1. 1内蒙古自治区农牧业科学院，010031，内蒙古呼和浩特
    2唐山市农业科学研究院，063001，河北唐山
  • 收稿日期:2024-08-02 修回日期:2024-09-26 出版日期:2026-02-15 发布日期:2026-02-10
  • 通讯作者: 金晓蕾，主要从事荞麦育种与栽培研究，E-mail：jinxiaolei123@126.com
  • 作者简介:吴叶宁，主要从事荞麦育种与栽培研究，E-mail：wuyening0806@163.com
  • 基金资助:
    2023年创新基金项目―区域特色优势农作物种质资源创新与新品种选育―甜荞种质资源创新及新品种选育(2023CXJJN05)

Genetic Diversity and Population Structure Analysis of 104 Tartary Buckwheat Germplasm Resources Based on SSR Markers

Wu Yening1(), Hu Haochi1, Wang Chunyong2, Xie Rui1, Zhang Yonghu1, Wen Rui1, Jin Xiaolei1()   

  1. 1Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China
    2Tangshan Academy of Agricultural Sciences, Tangshan 063001, Hebei, China
  • Received:2024-08-02 Revised:2024-09-26 Online:2026-02-15 Published:2026-02-10

RichHTML

1

PDF (PC)

6

摘要：

利用SSR分子标记，对我国104份苦荞地方种质资源进行遗传多样性及群体结构分析。结果显示，9对多态性较高的SSR引物在104份苦荞种质资源中共扩增出22个等位基因，每对引物扩增等位基因数在2~4个，平均每个位点为2.444个，有效等位基因数（Ne）、Shannon’s多样性指数（I）、观测杂合度（Ho）和期望杂合度（He）平均值分别为1.820、0.629、0.058和0.401，多态性信息含量（PIC）范围为0.0096~0.6115，平均值为0.3312。通过非加权类平均聚类法（UPGMA）进行聚类分析，将104份苦荞种质资源分为4个组群，内蒙古、云南、贵州和四川苦荞分布相似，主要分布在组群Ⅲ和Ⅳ，其余省份材料分布均匀，存在较丰富的遗传多样性。通过群体结构分析及二维主坐标分析（PCoA）验证，组群划分情况与聚类分析基本一致。本研究进一步明确了苦荞地方种质间的遗传多样性和亲缘关系，筛选出17份亲缘关系单一的种质材料，为苦荞种质资源的有效利用及新品种选育提供理论依据。

关键词: 苦荞, SSR分子标记, 种质资源, 遗传多样性, 群体结构

Abstract:

Using SSR molecular markers, genetic diversity and population structure analysis were conducted on 104 local tartary buckwheat germplasm resources in China. The results showed that nine pairs of highly polymorphic SSR primers amplified a total of 22 alleles in the 104 tartary buckwheat germplasm resources. The number of alleles amplified per primer pair ranged from two to four, with an average of 2.444 alleles per locus. The average values for effective allele number (Ne), Shannon’s diversity index (I), observed heterozygosity (Ho), and expected heterozygosity (He) were 1.820, 0.629, 0.058, and 0.401, respectively. The polymorphic information content (PIC) ranged from 0.0096 to 0.6115, with an average of 0.3312. UPGMA clustering analysis divided the 104 tartary buckwheat germplasm resources into four groups. The tartary buckwheat from Inner Mongolia, Yunnan, Guizhou, and Sichuan showed similar distributions, primarily clustered in group III and IV. Materials from other provinces were more evenly distributed, demonstrating rich genetic diversity. Population structure analysis and two-dimensional principal coordinate analysis (PCoA) further confirmed that the grouping results were largely consistent with the cluster analysis. This study further clarified the genetic diversity and phylogenetic relationships among local germplasms of tartary buckwheat, and screened 17 genetically pure germplasm materials. This provides a theoretical basis for the effective utilization of tartary buckwheat germplasm resources and the breeding of new varieties.

Key words: Tartary buckwheat, SSR molecular markers, Germplasm resources, Genetic diversity, Population structure

表1

供试材料信息

材料编号
Material number		 来源地
Origin		 材料编号
Material number		 来源地
Origin		 材料编号
Material number		 来源地
Origin		 材料编号
Material number		 来源地
Origin		 材料编号
Material number		 来源地
Origin
S1 江西 S32 云南 S60 贵州 S83 重庆 S110 四川
S4 四川 S34 云南 S61 贵州 S84 内蒙古 S111 四川
S5 山西 S35 贵州 S62 贵州 S85 内蒙古 S112 四川
S7 贵州 S36 四川 S63 贵州 S86 内蒙古 S113 四川
S10 四川 S37 甘肃 S64 陕西 S87 内蒙古 S114 四川
S12 四川 S38 甘肃 S65 陕西 S91 内蒙古 S115 四川
S13 四川 S39 甘肃 S66 陕西 S92 内蒙古 S116 四川
S14 贵州 S40 陕西 S67 陕西 S93 内蒙古 S117 四川
S15 贵州 S42 云南 S68 陕西 S94 内蒙古 S118 四川
S17 湖南 S43 云南 S69 陕西 S95 山西 S119 四川
S18 山西 S44 云南 S70 云南 S96 重庆 S120 四川
S20 山西 S45 贵州 S71 云南 S97 重庆 S122 内蒙古
S22 甘肃 S46 贵州 S72 内蒙古 S99 重庆 S125 内蒙古
S23 山西 S47 四川 S74 内蒙古 S100 重庆 S127 甘肃
S24 云南 S48 四川 S75 内蒙古 S102 贵州 S128 内蒙古
S25 云南 S49 贵州 S76 内蒙古 S104 重庆 S129 内蒙古
S26 云南 S50 贵州 S77 内蒙古 S105 重庆 S130 内蒙古
S27 云南 S53 贵州 S78 内蒙古 S106 重庆 S143 内蒙古
S28 云南 S54 贵州 S79 内蒙古 S107 重庆 S147 内蒙古
S29 云南 S55 云南 S80 内蒙古 S108 内蒙古 S148 甘肃
S30 云南 S56 四川 S82 陕西 S109 内蒙古

表2

SSR引物扩增多态性信息

引物
Primer		 引物序列（5’→3’）
Primer sequence		 等位
基因数
Na		 有效等位
基因数
Ne		 Shannon’s
多样性指数
I		 观测
杂合度
Ho		 期望
杂合度
He		 多态性
信息含量
PIC
P13 F：AAATTTCGGGCATAGATTCTGA 2 1.413 0.468 0.010 0.292 0.2497
R：TTCGATCCATCTTTTGGGAG
P21 F：ACTCTTCCTCAGCGCTTCAC 4 3.081 1.204 0.077 0.675 0.6115
R：TCCTTGCCTAGTCCAGCAGT
P43 F：AATTTGTTGGCACACAAGCA 3 1.420 0.506 0.048 0.296 0.2573
R：GTTGGGACAAGAAGGACTCG
P52 F：CGATCCCGTAAGATCTCGTC 2 1.010 0.031 0.010 0.010 0.0096
R：CGAGTTTCGAACTCCTGACC
P53 F：TCCATGTTTGAGGGGCTAAG 3 2.086 0.870 0.058 0.521 0.4499
R：AAATTCTTGCGCATTGCATA
P68 F：AAGGGCAAGATTGCTTACCA 2 1.874 0.659 0.087 0.466 0.3576
R：GTCAGGATCCATTGTGGGAT
P69 F：AAGGCAAGGGTATAAAGGGAA 2 1.649 0.582 0.077 0.393 0.3161
R：GAACAGGAACCCGAATACGA
P76 F：CATACACATCCGCCAACAAG 2 1.969 0.685 0.048 0.492 0.3711
R：GTTAAGGCAAACTCGGTCCA
P99 F：AGTGAAATTTTGGTGGACGC 2 1.874 0.659 0.106 0.466 0.3576
R：TCGTACTTTCCAAACGCTACA
平均值Mean 2.444 1.820 0.629 0.058 0.401 0.3312

图1

104份苦荞种质资源UPGMA聚类分析

表3

基于UPGMA聚类分析划分的4个组群种质构成

组群
Group		 种质总数
Total germplasms		 比例
Percentage (%)		 种质来源（数量）
Origin of germplasms (number)
Ⅰ 29 27.89 甘肃（1）；贵州（6）；内蒙古（5）；山西（3）；陕西（2）；四川（3）；云南（3）；重庆（6）
Ⅱ 6 5.77 贵州（2）；内蒙古（2）；云南（2）
Ⅲ 34 32.69 甘肃（1）；贵州（4）；内蒙古（9）；山西（1）；陕西（1）；四川（13）；云南（5）
Ⅳ
 35
 33.65
 甘肃（4）；贵州（3）；湖南（1）；江西（1）；内蒙古（9）；山西（1）；陕西（5）；四川（3）；云南（5）；重庆（3）

图2

K与ΔK的变化趋势

图3

104份苦荞种质资源群体遗传结构（K=4）

表4

基于群体结构分析划分的4个组群种质构成

组群
Group		 种质总数
Total germplasms		 比例
Percentage (%)		 种质来源（数量）
Origin of germplasms (number)
A 25 24.04 甘肃（3）；贵州（1）；江西（1）；内蒙古（11）；陕西（3）；四川（2）；云南（2）；重庆（2）
B 20 19.23 贵州（7）；内蒙古（3）；山西（2）；陕西（1）；四川（1）；云南（1）；重庆（5）
C 23 22.12 甘肃（3）；贵州（2）；湖南（1）；内蒙古（5）；山西（1）；陕西（3）；四川（3）；云南（3）；重庆（2）
D 36 34.61 贵州（5）；内蒙古（6）；山西（2）；陕西（1）；四川（13）；云南（9）

表5

基于群体结构分析划分的4个组群Q值分布

组群
Group		 种质总数
Total
germplasms		 种质数量Number of germplasms
Q<0.6 0.6≤Q<0.8 0.8≤Q<0.9 Q≥0.9
A 25 6 19 12 7
B 20 2 18 17 17
C 23 5 18 10 9
D 36 7 29 14 7

图4

104份苦荞种质资源的主坐标分析二维散点图

[1] 邓琳琼, 张以忠. 苦荞EMS诱变群体的创建及农艺性状分析. 湖北农业科学, 2015, 54(14):3343-3347.
[2] 赵钢, 唐宇, 王安虎. 发展中国的苦荞生产. 作物杂志, 2002(4):11-12.
[3] Weisskopf A, Fuller D Q. Buckwheat: origins and development. Agricultural and Food Sciences, 2013,33:242-257.
[4] 白永亮, 林柔敏, 吴采瑛, 等. 基于黄酮积累的苦荞萌发工艺优化及其抗氧化活性研究. 广东农业科学, 2022, 49(4):135-142.
[5] 蔡齐宗, 王佳蕊, 陈庆富, 等. 苦荞全基因组SSR位点鉴定及分子标记开发. 河南农业大学学报, 2022, 56(3):392-400.
[6] 左茜茜, 宋英杰, 马心妍, 等. 苦荞全基因组SSR位点挖掘及遗传多样性分析. 中国农业科技导报, 2022, 24(4):38-51.
doi: 10.13304/j.nykjdb.2021.0521
[7] Zhang W L, Yang Q H, Xia M J, et al. Effects of nitrogen level on the physicochemical properties of Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) starch. International Journal of Biological Macromolecules, 2019,129:799-808.
[8] 蒋高华, 蔡冰, 彭兴华, 等. 苦荞麦化学成分及药理活性研究进展. 药物化学, 2018, 6(2):20-28.
[9] 冉盼, 杨丽娟, 崔娅松, 等. 自交可育甜荞、金苦荞、米苦荞不同品系总黄酮、粗蛋白及其蛋白组分含量研究. 广西植物, 2022, 42(5):874-885.
[10] 贺润丽, 杨晓琳, 王永辉, 等. 山西省代县药用植物资源调查研究. 山西中医药大学学报, 2020, 21(6):444-447,451.
[11] 孙美玲, 冯晓光, 侯雪飞, 等. 水晶冰菜总黄酮大孔树脂纯化工艺及体外降糖活性研究. 河南农业大学学报, 2021, 55(5):936-944.
[12] 郑卓, 张天舒, 李华, 等. 基于SSR分子标记吉安地区的水稻亲缘关系鉴定分析. 井冈山大学学报(自然科学版), 2024, 45(1):48-53.
[13] 王健胜, 侯桂玲, 王二伟, 等. 基于SSR标记的100份国内外小麦种质遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建. 山东农业科学, 2023, 55(9):17-24.
[14] 李松, 施德林, 董云武, 等. 基于SSR标记的云南35个玉米自交系遗传多样性分析. 云南农业大学学报(自然科学), 2023, 38(5):732-738.
[15] Zhang L J, Li X X, Ma B, et al. The tartary buckwheat genome provides insights into rutin biosynthesis and abiotic stress tolerance. Molecular Plant, 2017, 10(9):1224-1237.
doi: 10.1016/j.molp.2017.08.013
[16] 冷宇鑫, 闵义, 付阳云, 等. 贵州荞麦重要种质的遗传多样性分析及分子身份证构建. 华中农业大学学报, 2024, 43(3):148-157.
[17] 李晓瑜, 方小梅, 伍浩天, 等. 苦荞种质资源主要农艺性状SSR标记关联分析. 作物学报, 2022, 48(12):3091-3107.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2022.11113
[18] 高帆, 张宗文, 吴斌. 中国苦荞SSR分子标记体系构建及其在遗传多样性分析中的应用. 中国农业科学, 2012, 45(6):1042-1053.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2012.06.002
[19] 杨学文, 丁素荣, 胡陶, 等. 104份苦荞种质的遗传多样性分析. 作物杂志, 2013(6):13-18.
[20] 张久盘, 常克勤, 杨崇庆, 等. 基于ITS和RLKs序列的苦荞种质资源遗传多样性分析. 南方农业, 2020, 14(3):149-152.
[21] 马名川, 张丽君, 刘璋, 等. 基于SSR标记的山西省不同地区苦荞遗传多样性分析. 山西农业大学学报(自然科学版), 2021, 41(3):25-31.
[22] Doyle J J, Doyle J L. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin, 1987, 19 (1):11-15.
[23] 谷静丛, 王冲, 王国琴, 等. 110份普通玉米自交系的SSR聚类分析. 华北农学报, 2014, 29(6):101-105.
doi: 10.7668/hbnxb.2014.06.018
[24] Botstein D, White R L, Skolnick M, et al. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. American Journal of Human Genetics, 1980, 32(3):314-331.
pmid: 6247908
[25] 刘秀云, 李慧, 刘志国, 等. 基于SSR标记的255个枣品种亲缘关系和群体遗传结构分析. 中国农业科学, 2016, 49(14):2772-2791.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.14.011
[26] 李春花, 陈蕤坤, 王艳青, 等. 利用SSR标记构建云南苦荞种质资源分子身份证. 分子植物育种, 2019, 17(5):1575-1582.
[1] 汤翠凤, 阿新祥, 董超, 张斐斐, 杨雅云, 杨红梅, 戴陆园, 苏振喜. 云南边境地区稻种资源的SSR标记遗传多样性及其主要农艺性状关联性分析[J]. 作物杂志, 2026, (1): 33–46
[2] 高凤云, 伊六喜, 周宇, 斯钦巴特尔, 何瑞超, 贾霄云. 亚麻种质资源遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2026, (1): 60–71
[3] 于秋竹, 邱俊华, 杜含梅, 王安虎. 不同苦荞种质资源生长发育及硒响应特征综合评价研究[J]. 作物杂志, 2026, (1): 72–84
[4] 李文俊, 郭延平, 杨生华, 邵扬. 513份蚕豆种质资源主要农艺性状遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2026, (1): 85–93
[5] 陈浩楠, 赵宏岩, 张文静, 张琦, 杜吉到, 王琦瑞, 任若然, 韩毅强. 豌豆SSR分子标记筛选与指纹图谱的构建[J]. 作物杂志, 2025, (6): 19–27
[6] 孙强, 阮辛森, 周志豪, 孙会娟, 徐冉, 凌冬, 赵翠荣. 不同类型水稻品种表型性状遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2025, (6): 28–36
[7] 杨硕, 马晓娟, 郑璇, 侯艺, 叶林, 程国新. 100份辣椒种质资源遗传多样性分析及抗病性评价[J]. 作物杂志, 2025, (6): 73–82
[8] 赵彩霞, 白玛央珍, 杨广环, 唐琳. 不同类型油菜资源农艺性状鉴定及聚类分析[J]. 作物杂志, 2025, (5): 120–127
[9] 吴立国, 李晓慧, 赵清, 陈小龙, 潘静, 刘旺清, 白海波, 李前荣. 宁夏春小麦品种（系）农艺性状遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2025, (5): 147–154
[10] 李小敏, 龚红瑜, 田冰欣, 刘东华, 李春喜, 姜丽娜, 马建辉. 黄淮海平原不同行距配置和密度组合对小麦冠层结构和氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2025, (5): 171–176
[11] 杜含梅, 谭露, 李声春, 王清海, 徐洲, 吴丹丹, 王安虎. 苦荞萌芽期镉耐受性及对幼苗生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (5): 209–220
[12] 李云, 王静, 刘艳昆, 赵光辉, 郑敏娜. 叶面喷施多效唑对苦荞产量及茎秆抗倒伏性的调节作用[J]. 作物杂志, 2025, (4): 231–237
[13] 王丹, 张志成, 韩海霞, 韩娜, 王春勇, 王正, 潘孟洋, 李强, 王懿茜, 刘宇飞, 张丹. 基于SSR技术的马铃薯种质资源遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2025, (4): 29–40
[14] 高树广, 徐东阳, 胡敏杰, 王瑞霞, 张春花, 徐博涵, 李伟峰, 张留平. 芝麻种质资源品质性状的初步鉴定与评价[J]. 作物杂志, 2025, (4): 58–64
[15] 孙邦升, 宋继玲, 杨梦平, 邢金月, 胡尊艳, 郝智勇, 李菁华, 刘春生. 高淀粉马铃薯初级核心种质资源的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2025, (3): 52–60
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!