中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (12): 2249-2261.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.12.002
薛亚鹏1(), 丁艺冰1, 王宇卓1, 王晓丹1, 曹晓宁2, SANTRA Dipak K3, 陈凌2, 乔治军2(
), 王瑞云1,2(
)
收稿日期:
2023-02-01
接受日期:
2023-04-01
出版日期:
2023-06-16
发布日期:
2023-06-27
通信作者:
王瑞云,E-mail:联系方式:
薛亚鹏,E-mail:745703453@qq.com。
基金资助:
XUE YaPeng1(), DING YiBing1, WANG YuZhuo1, WANG XiaoDan1, CAO XiaoNing2, SANTRA Dipak K3, CHEN Ling2, QIAO ZhiJun2(
), WANG RuiYun1,2(
)
Received:
2023-02-01
Accepted:
2023-04-01
Published:
2023-06-16
Online:
2023-06-27
摘要:
【目的】糜子(Panicum miliaceum L.)作为一种古老的粟类作物,种质丰富,基于荧光SSR标记构建其DNA分子身份证可为资源的数字化管理提供理论依据和分子检测工具。【方法】以235份中国糜子核心种质为试验材料,对山西农业大学农学院糜子作物分子育种课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息,经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光(FAM/HEX),利用毛细管电泳给出材料的基因型,采用“0,1”二进制编码方式记录扩增条带的有无,使用ID Analysis 4.0检测材料的区分程度。采用十进制(0—9)统计扩增片段大小以获得材料的字符串分子身份证。使用Popgene、Powermarker、MEGA、NTSYS进行遗传多样性、遗传聚类和主成分分析。利用二维码在线软件(
薛亚鹏, 丁艺冰, 王宇卓, 王晓丹, 曹晓宁, SANTRA Dipak K, 陈凌, 乔治军, 王瑞云. 基于荧光SSR构建中国糜子核心种质DNA分子身份证[J]. 中国农业科学, 2023, 56(12): 2249-2261.
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表1
14 份糜子试验材料明细表"
材料编号 Serial number | 统一编号 Unicode | 名称 Name | 来源 Source | 备注 Remark |
---|---|---|---|---|
1 | 00000082 | 黄糜子Huangmeizi | 中国黑龙江Heilongjiang, China | 地方品种Landrace |
2 | 00000840 | 六十天小红黍60-day Xiaohongshu | 中国山西Shanxi, China | 地方品种Landrace |
3 | 00000710 | 皋兰鸭蛋青Gaolanyadanqing | 中国甘肃Gansu, China | 地方品种Landrace |
4 | 00003117 | 黄糜Huangmei | 中国新疆Xinjiang, China | 地方品种Landrace |
5 | 00006438 | 乌克兰黍Ukraine shu | 中国内蒙古Inner Mongolia, China | 地方品种Landrace |
6 | 00004198 | 金守黍Jinshoushu | 中国广东Guangdong, China | 地方品种Landrace |
7 | 00007131 | 白黍子Baishuzi | 中国河北Hebei, China | 地方品种Landrace |
8 | 00006681 | 札达糜Zhadamei | 中国西藏Tibet, China | 地方品种Landrace |
9 | 00007258 | 黄糜子Huangmeizi | 中国辽宁Liaoning, China | 地方品种Landrace |
10 | 00007375 | 790035 | 印度India | 地方品种Landrace |
11 | 00005191 | 塞盖德斯Saigaidesi | 中国山东Shandong, China | 地方品种Landrace |
12 | 00005671 | 扶余白糜子Fuyubaimeizi | 中国吉林Jilin, China | 地方品种Landrace |
13 | 00005452 | 夯糜子Hangmeizi | 中国陕西Shaanxi, China | 地方品种Landrace |
14 | 00002641 | 西吉小黄糜Xijixiaohuangmei | 中国宁夏Ningxia, China | 地方品种Landrace |
表2
15对荧光SSR引物信息"
位点 Locus | 正向引物 Forward primer (5′-3′) | 反向引物 Reverse primer (5′-3′) | 5′端修饰 5′ end modification | 重复序列 Repeated motif | 退火温度 Tm (℃) |
---|---|---|---|---|---|
RYW3 | GGAGGCGTGACAATAAAAC | GGCGTGAGGTGTTGTTTTT | 5′6-FAM | (CTGCAA)5 | 48.90 |
RYW5 | GACGATGCTCTTGACCTTGT | CACCGTGAAATGTCTCTGCT | 5′6-FAM | (CCTTT)5 | 51.80 |
RYW6 | AGCCGATTTGCTGTGGAGT | CTGCCTCCGATGAGTTGGT | 5′6-FAM | (ACACC)5 | 52.15 |
RYW11 | TGCTCGTCTTCTCGCTTCG | AGTAGTCCTCCACCGCCATCT | 5′6-FAM | (GGTA)5 | 54.75 |
RYW14 | CGCACAACGACCACAAGAG | ATACACCAGAGGAGCACGC | 5′6-FAM | (GGCC)5 | 57.35 |
RYW18 | CTCCCTCTTTGTCCTCGTT | GCTGCCTCTTCGCTATCTT | 5′6-FAM | (AGTT)6 | 51.10 |
RYW20 | ACCTCTTGCCGCACACTAC | TTCTACATCCCCGAACCAC | 5′6-FAM | (TTGG)6 | 52.15 |
RYW35 | ATTAGCATCCCCCTCCAC | ATCCGCTTTCCCAACCAC | 5′6-FAM | (CGTGC)5(GGA)6 | 50.30 |
RYW37 | CATTCCGTTCCTTGTCTTCC | CAGTCTCACTCCTGCGATGT | 5′6-FAM | (GCGAT)5 | 52.80 |
RYW40 | TGCTCTTCGGCTCTTCTCC | ATCAGCTCATCGTGACCCC | 5′6-FAM | (CAGC)6 | 53.20 |
RYW43 | GGAGATGCTTGCTTGGTTG | CAGGAATCGCAAGGAACAG | 5′HEX | (GGAG)5 | 54.00 |
RYW54 | GCACTTGCTCCTGCTTCTC | GACCTTGCCGATGTTGTTG | 5′HEX | (CCTC)5 | 55.65 |
RYW124 | CCACAAAGCGAAAGAACC | GAGTCCAAGCCCTCATCC | 5′6-FAM | (TCG)6 | 53.65 |
RYW125 | TTGACGACGACTGTGTGC | TGTTGGTGGAGTTGAGGAC | 5′6-FAM | (GGC)5 | 55.10 |
RYW146 | TGATGCTTCTTGGGTTCG | CGCCGTCCACTTCTGTAT | 5′6-FAM | (GCG)6 | 53.60 |
表3
7对核心引物毛细管电泳结果及带型编码"
引物 Primer | 荧光基团 Fluorescent group | 电泳条带数目 Polymorphism bands | 电泳片段长度及编码 Length and code of electrophoresis fragments (bp) |
---|---|---|---|
RYW3 | 6-羧基荧光素 FAM (blue) | 19 | 149(01),440(02),132/149(03),132/149/156(04),138/149/178(05),143/149/156(06),143/149(07),143/149/178(08),143/149/216(09),149/156(10),149/156/216(11),149/169/198(12),149/178(13),149/211/216(14),149/216(15),156/169(16),272/344/440/474(17),440/474(18),143/149/184(19) |
RYW6 | 6-羧基荧光素 FAM (blue) | 38 | 242(01),255(02),262(03),300(04),308(05),323(06),333(07),387(08),444(09),452(10),174/195/242/372(11),187/195/242/372(12),195/202/242(13),195/202/242/372(14),195/242(15),195/242/267/372(16),195/242/347/372(17),195/242/372(18),195/242/387(19),195/242/401(20),202/333(21),211/242/372(22),211/333(23),242/323(24),242/333(25),242/387(26),242/425(27),252/257(28),255/267(29),296/308(30),300/308(31),323/328(32),323/333(33),323/338(34),328/333(35),333/338(36),387/425(37),444/452(38) |
RYW11 | 6-羧基荧光素FAM (blue) | 3 | 180(01),222(02),213/222(03) |
RYW18 | 6-羧基荧光素FAM (blue) | 5 | 376(01),369/381(02),376/381(03),381/386(04),381(05) |
RYW37 | 6-羧基荧光素 FAM (blue) | 6 | 203(01),209(02),196/203(03),196/203/209(04),196/203/209/216(05),203/209(06) |
RYW125 | 6-羧基荧光素 FAM (blue) | 24 | 196(01),202(02),207(03),292(04),333(05),105/202/323(06),122/211/292(07),130/151/202/333(08),130/202/219/339(09),130/202/323/333(10),130/323(11),141/259/292/372(12),141/299/323(13),196/202(14),196/219(15),202/207(16),202/211(17),202/227(18),219/223(19),259/323/333/393(20),292/333(21),299/339(22),323/339(23),323/402(24) |
RYW43 | 六氯-6-甲基荧光素 HEX (green) | 30 | 109(01),120(02),128(03),181(04),204(05),109/115(06),109/115/181(07),109/120/128/147(08),109/128/181/204(09),109/128(10),109/128/181(11),109/138(12),109/138/181(13),109/155/181(14),109/181(15),109/181/204(16),109/181/226/293(17),109/181/293(18),109/181/293/405 (19),109/226/293(20),109/226/293/491(21),109/226/483(22),109/226/491(23),109/293(24),128/181(25),138/181(26),170/181(27),181/204(28),103/109/181/204(29),109/204(30) |
表4
7对荧光SSR的遗传多样性参数"
引物 Primer | 观测等位变异 Observed number of alleles (Na) | Shannon 多样性指数 Shannon’s diversity index(I) | 观测杂合度 Observed heterozygosity (Ho) | 期望杂合度 Expected heterozygosity (He) | Nei’s 基因多样性指数 Nei's expected heterozygosity (Nei) | 多态性信息含量Polymorphism information content (PIC) |
---|---|---|---|---|---|---|
RYW3 | 15.0000 | 0.9874 | 0.8136 | 0.4114 | 0.4105 | 0.5073 |
RYW6 | 25.0000 | 2.0587 | 0.5238 | 0.7469 | 0.7452 | 0.8071 |
RYW11 | 3.0000 | 0.7178 | 0.0086 | 0.5053 | 0.5043 | 0.0334 |
RYW18 | 4.0000 | 0.2055 | 0.9455 | 0.0795 | 0.0793 | 0.2103 |
RYW37 | 4.0000 | 1.1777 | 0.3376 | 0.6700 | 0.6686 | 0.6495 |
RYW125 | 16.0000 | 1.6084 | 0.4414 | 0.6940 | 0.6916 | 0.7681 |
RYW43 | 20.0000 | 1.2230 | 0.5399 | 0.5161 | 0.5149 | 0.6540 |
合计Total | 87.0000 | - | - | - | - | - |
平均Mean | 12.4286 | 1.1398 | 0.5158 | 0.5176 | 0.5163 | 0.5185 |
表5
7对引物及其组合对糜子种质的区分"
引物/组合 Primer/Combination | 区分种质数 No. of germplasm distinguished | 区分率 Rate of discrimination (%) |
---|---|---|
RYW3 | 10 | 4.26 |
RYW6 | 17 | 7.23 |
RYW11 | 2 | 0.85 |
RYW18 | 0 | 0.00 |
RYW37 | 2 | 0.85 |
RYW43 | 16 | 6.81 |
RYW125 | 16 | 6.81 |
RYW3+RYW6 | 46 | 19.57 |
RYW3+RYW6+RYW11 | 48 | 20.42 |
RYW3+RYW6+RYW11+RYW18 | 62 | 26.38 |
RYW3+RYW6+RYW11+RYW18+RYW37 | 88 | 37.45 |
RYW3+RYW6+RYW11+RYW18+RYW37+RYW43 | 161 | 68.51 |
RYW3+RYW6+RYW11+RYW18+RYW37+RYW43+RYW125 | 235 | 100.00 |
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doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.10.002 |
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