Crops ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (5): 54-59.doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.008

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Genetic Diversity Analysis of Introduced Potato Germplasm Resources in Northern Shanxi Province Based on SSR Molecular Markers

Mao Xianghong(), Fan Xiangbin(), Bai Xiaodong, Lu Yao, Du Peibing   

  1. High Latitude Crops Institute, Shanxi Agricultural University / Shanxi Provincial Key Laboratory of Potato Genetic Improvement and Germplasm Innovation, Datong 037008, Shanxi, China
  • Received:2024-04-10 Revised:2024-08-04 Online:2024-10-15 Published:2024-10-16

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5

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178

Abstract:

A genetic diversity study was carried out on 61 germplasms in China in order to examiner the genetic variation characteristics of potato (Solanum tuberosum L.) germplasm materials. The outcomes demonstrated that 12 pairs of primers amplified 100 polymorphic bands in total, yielding a polymorphism rate of 94.17%. Twelve sets of primers identified 75 allelic loci; the average polymorphic information of the primers was 0.5240, indicating substantial polymorphism. The average number of effective alleles between individuals in 61 germplasm materials was 2.6306 and the average Shannon index was 1.1413, suggesting a relatively significant genetic diversity among the examined potato cultivars. The 61 potato materials were roughly classified into two groups based on structure analysis. Principal coordinate analysis and cluster analysis further classified the tested varieties into 5 groups, and these grouping results have certain similarities. These results would provide theoretical reference for the utilization of elite potato germplasm resources, genetic variation, and scientific breeding.

Key words: Solanum tuberosum L., SSR molecular markers, Genetic diversity, Genetic structure

Table 1

A total of 61 potato germplasm resources"

编号
Number		 品种（系）
Variety (line)		 来源
Origin
705 705 不祥
718 718 不祥
719 719 不祥
720 720 不祥
A1305-2 安1305-2 陕西省安康市农业科学研究院
B5 B5 不祥
BF013 北方013 河北北方学院
BF016 北方016 河北北方学院
BS1 北薯1号 黑龙江万田金农业科技发展有限公司
BS2 北薯2号 黑龙江万田金农业科技发展有限公司
BS9 本薯9号 辽宁省本溪市马铃薯研究所
CQ15 春秋15号 山东省农业科学院蔬菜研究所
DS3 定薯3号 甘肃定西市农业科学研究院
DS4 定薯4号 甘肃定西市农业科学研究院
DS6 定薯6号 甘肃定西市农业科学研究院
ES10 鄂马铃薯10号 湖北恩施中国南方马铃薯研究中心
ES14 鄂马铃薯14号 湖北恩施中国南方马铃薯研究中心
GNS13 甘农薯13号 甘肃农业大学
GNS9 甘农薯9号 甘肃农业大学
JS16 晋薯16号 山西农业大学高寒区作物研究所
JS24 晋薯24号 山西农业大学高寒区作物研究所
JS27 晋薯27号 山西农业大学高寒区作物研究所
JZS14 冀张薯14号 河北省高寒作物研究所
KS1 垦薯1号 黑龙江八一农垦大学
KX34 克新34 黑龙江省农业科学院克山分院
L0109-4 L0109-4 甘肃省农业科学院马铃薯研究所
LIS14
 丽薯14号
 丽江市农业科学研究所，云南省农业科学院经济作物研究所
LS14 陇薯14号 甘肃省农业科学院马铃薯研究所
LS-15 龙薯15号 黑龙江省农业科学院马铃薯研究所
LS16 陇薯16号 甘肃省农业科学院马铃薯研究所
LS19 陇薯19号 甘肃省农业科学院马铃薯研究所
LS20 陇薯20号 甘肃省农业科学院马铃薯研究所
LS22 陇薯22号 甘肃省农业科学院马铃薯研究所
LS6 辽薯6号 辽宁省农业科学院作物研究所
MS6
 闽薯6号
 福建省农业科学院作物研究所，永登县田园农业科技有限公司
NS18 宁薯18号 宁夏农林科学院固原分院
NS19 宁薯19号 宁夏农林科学院固原分院
QS10 青薯10号 青海省农林科学院
QS106 秦薯106 陕西榆林市农业科学研究院
QS108 秦薯108 陕西榆林市农业科学研究院
SD04 SD04 不祥
TLWH 大同里外黄 山西农业大学高寒区作物研究所
TS15 天薯15号 甘肃天水市农业科学研究所
TS17 天薯17号 甘肃天水市农业科学研究所
TS31 同薯31号 山西农业大学高寒区作物研究所
TS32 同薯32号 山西农业大学高寒区作物研究所
WLS 维拉斯 呼伦贝尔市农业科学研究所
YS13
 延薯13号
 延边朝鲜族自治州农业科学院（延边特产研究所）
YS401 云薯401 甘肃省农业科学院马铃薯研究所
YS9
 延薯9号
 延边朝鲜族自治州农业科学院（延边特产研究所）
Z-568 中薯568 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS-20 中薯20号 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS-21 中薯21号 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS-22 中薯22号 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS-26 中薯26 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS-27 中薯27 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS-28 中薯28 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS-38 中薯38号 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZSH1 中薯红1号 中国农业科学院蔬菜花卉研究所
ZS3 庄薯3号 甘肃省平凉市庄浪县农业技术推广中心
ZS4 庄薯4号 甘肃省平凉市庄浪县农业技术推广中心

Table 2

The SSR primers used for PCR amplification in potato"

引物
Primer		 正向引物
Forward primer (5′-3′)		 反向引物
Reverse primer (5′-3′)		 退火温度
Annealing temperature (℃)		 片段大小
Fragment length (bp)
STM1049 CTACCAGTTTGTTGATTGTGGTG AGGGACTTTAATTTGTTGGACG 57 184~254
STM2022 GCGTCAGCGATTTCAGTACTA TTCAGTCAACTCCTGTTGCG
STM1053 TCTCCCCATCTTAATGTTTC CAACACAGCATSCAGATCATC 53 184~244
STM3023a AAGCTGTTACTTGATTGCTGCA GTTCTGGCATTTCCATCTAGAGA
STPoAc58 TTGATGAAAGGAATGCAGCTTGTG ACGTTAAAGAAGTGAGAGTACGAC 53 168~184
STM0019a AATAGGTGTACTGACTCTCAATG TTGAAGTAAAAGTCCTAGTATGTG
STM2013 TTCGGAATTACCCTCTGCC AAAAAAAGAACGCGCACG 50 169~201
STM1104 TGATTCTCTTGCCTACTGTAATCG CAAAGTGGTGTGAAGCTGTGA
STM3012 CAACTCAAACCAGAAGGCAAA GAGAAATGGGCACAAAAAACA 57 203~277
STM1106 TCCAGCTGATTGGTTAGGTTG ATGCGAATCTACTCGTCATGG
STM0037 AATTTAACTTAGAAGATTAGTCTC ATTTGGTTGGGTATGATA 47 155~241
STM0030 AGAGATCGATGTAAAACACGT GTGGCATTTTGATGGATT

Table 3

Genetic diversity parameters of 12 pairs of SSR primers"

引物
Primer		 多态位点
Polymorphic
site		 多态位点百分比
Polymorphic
site percentage
(%)		 观测等位基因数
Number of
observed
allele gene (Na)		 有效等位基因数
Number of
effective allele
gene (Ne)		 香农多样
性指数
Shannon
index (I)		 观测杂合度
Observed
heterozygosity
(Ho)		 期望杂合度
Expected
heterozygosity
(He)		 基因流
Gene
flow
(Nm)		 多态信息量
Polymorphic
information
content (PIC)
STM1049 4 80.00 5.00 1.6274 0.6884 0.5246 0.3887 0.4020 0.3334
STM2022 14 100.00 2.00 1.5895 0.5578 0.5082 0.3739 0.4919 0.3021
STM1053 1 50.00 6.00 1.3165 0.5754 0.7705 0.2424 0.2283 0.2334
STM3023a 10 100.00 7.00 2.4061 1.1798 0.7705 0.5892 0.0611 0.5416
STP0Ac58 6 100.00 8.00 2.5193 1.1844 0.2459 0.6080 0.4171 0.5377
STM0019a 7 100.00 5.00 1.8586 0.9378 0.8033 0.4658 0.0676 0.4316
STM2013 8 100.00 8.00 4.3419 1.6335 0.0328 0.7760 0.4226 0.7358
STM1104 9 100.00 7.00 3.9903 1.5731 0.2295 0.7556 0.2645 0.7142
STM3012 11 100.00 6.00 2.9972 1.3268 0.0164 0.6719 0.7044 0.6133
STM1106 6 100.00 7.00 3.0277 1.3412 0.0000 0.6752 0.7365 0.6132
STM0037 11 100.00 6.00 2.9497 1.3544 0.0656 0.6664 0.6028 0.6235
STM0030 13 100.00 8.00 2.9427 1.3425 0.0000 0.6656 0.7804 0.6080
平均Mean 8 94.17 6.25 2.6306 1.1413 0.3306 0.5732 0.4316 0.5240

Fig.1

Aline plot between K and ?K"

Fig.2

Genetic structure maps of potato population"

Fig.3

PCoA of potato varieties (lines)"

Fig.4

UPGMA clustering diagram of 61 potato materials"

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