山西糜子核心种质分子身份证构建

doi:10.11983/CBB22188

植物学报 ›› 2023, Vol. 58 ›› Issue (1): 159-168.DOI: 10.11983/CBB22188

所属专题：杂粮生物学专辑 (2023年58卷1期)

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山西糜子核心种质分子身份证构建

王宇卓¹, 林元香¹, 薛亚鹏¹, 段政勇¹, 王晓丹¹, 陈凌², 曹晓宁², 王瑞云¹^,²^,^*(), 乔治军²^,^*()

¹山西农业大学农学院, 太谷 030801
²山西农业大学农业基因资源研究中心, 农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室, 杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室, 太原 030031

收稿日期:2022-08-06 接受日期:2023-01-10 出版日期:2023-01-01 发布日期:2023-01-10
通讯作者: *E-mail: wry925@126.com;nkypzs@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(31271791);现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-06-14.5-A16);山西省研究生创新项目(2022Y331);山西省重点研发项目(2022ZDYF110)

Construction of Molecular ID Card of Core Germplasm of Hog Millet (Panicum miliaceum) in Shanxi

Yuzhuo Wang¹, Yuanxiang Lin¹, Yapeng Xue¹, Zhengyong Duan¹, Xiaodan Wang¹, Ling Chen², Xiaoning Cao², Ruiyun Wang¹^,²^,^*(), Zhijun Qiao²^,^*()

¹College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China
²Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Genetic Improvement of Minor Crops, Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Center for Agricultural Genetic Resources Research, Shanxi Agricultural University, Taiyuan 030031, China

Received:2022-08-06 Accepted:2023-01-10 Online:2023-01-01 Published:2023-01-10
Contact: *E-mail: wry925@126.com;nkypzs@126.com

1. 附录.pdf(4581KB)

摘要/Abstract

摘要： 为快速鉴定糜子(Panicum miliaceum)资源, 建立分子标记检测平台, 以272份山西糜子核心种质为研究材料, 利用85对简单重复序列(SSR)引物, 应用ID Analysis 4.0软件, 构建DNA分子身份证。结果表明, 对85对SSR引物进行筛选, 发现20对引物组合(RYW67、RYW53、RYW37、RYW65、RYW62、RYW77、RYW5、RYW49、RYW84、RYW19、RYW11、RYW40、RYW54、RYW28、RYW31、RYW7、RYW16、RYW8、RYW9和RYW18)可区分272份材料。共检测到等位变异(Na) 60个, 平均每个位点检出3个; Shannon多样性指数(I)为0.957 8 (RYW16)-1.096 7 (RYW5), 平均值为1.055 2; 多态性信息含量(PIC)为0.604 4 (RYW77)-0.753 0 (RYW37), 平均值为0.692 1。利用20对引物构建山西糜子核心种质的字符串、条形码和二维码DNA分子身份证, 可为种质身份标识和溯源提供实践路径。

关键词: 糜子, 核心种质, 分子身份证, 山西, 简单重复序列

Abstract: In order to quickly identify Panicum miliaceum resources, a molecular label/ID detection platform was established. In this experiment, 272 core germplasms of hog millet in Shanxi province were used as research materials, and 85 pairs of SSR primers were used as detection tools. ID Analysis 4.0 software was used to construct the DNA molecular ID of the materials. The main results were as follows: out of the 85 pairs of SSR primers that were screened, and 20 pairs of primer combinations (RYW67, RYW53, RYW37, RYW65, RYW62, RYW77, RYW5, RYW49, RYW84, RYW19, RYW11, RYW40, RYW54, RYW28, RYW31, RYW7, RYW16, RYW8, RYW9, and RYW18) could distinguish 272 materials. A total of 60 alleles (Na) were detected, with an average of 3 distinct alleles per locus. Shannon diversity index (I) was 0.957 8 (RYW16)-1.096 7 (RYW5), with an average of 1.055 2. The polymorphism information content (PIC) was 0.604 4 (RYW77)-0.753 0 (RYW37), with an average of 0.692 1. The 20 pairs of primers were used to construct the string, bar code and two-dimensional code DNA molecular identity card of Shanxi hog millet core germplasm, providing a practical way for germplasm identification and traceability management.

Key words: hog millet, core germplasm, molecular identity card, Shanxi, simple sequence repeat

王宇卓, 林元香, 薛亚鹏, 段政勇, 王晓丹, 陈凌, 曹晓宁, 王瑞云, 乔治军. 山西糜子核心种质分子身份证构建. 植物学报, 2023, 58(1): 159-168.

Yuzhuo Wang, Yuanxiang Lin, Yapeng Xue, Zhengyong Duan, Xiaodan Wang, Ling Chen, Xiaoning Cao, Ruiyun Wang, Zhijun Qiao. Construction of Molecular ID Card of Core Germplasm of Hog Millet (Panicum miliaceum) in Shanxi. Chinese Bulletin of Botany, 2023, 58(1): 159-168.

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图/表 9

参考文献 49

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Number	Unicode	Name	Origin	Remark
1		Jinshu 5	Datong	Bred variety
2		Baiyingmi	Dingxiang, Xinzhou	Farmer
3		Yingshu	Gaoping, Jincheng	Farmer
4	00001271	Heishu	Pingding, Yangquan	Landrace
5	00001352	Chengshuhong	Fenyang, Lüliang	Landrace
6	00003199	Huangmizi	Huairen, Datong	Landrace

Number	Unicode	Name	Origin	Remark
1		Jinshu 5	Datong	Bred variety
2		Baiyingmi	Dingxiang, Xinzhou	Farmer
3		Yingshu	Gaoping, Jincheng	Farmer
4	00001271	Heishu	Pingding, Yangquan	Landrace
5	00001352	Chengshuhong	Fenyang, Lüliang	Landrace
6	00003199	Huangmizi	Huairen, Datong	Landrace

Primer name	Forward primer (5′-3′)	Reverse primer (5′-3′)	Tm (°C)	Repeat motif
RYW5	GACGATGCTCTTGACCTTGT	CACCGTGAAATGTCTCTGCT	55.00	(CCTTT)5
RYW7	TCCACTCATCCATTGCTCGT	GATGGATTCAAAGGGACGCT	55.65	(CGCGC)5
RYW8	GGGTCAGAGAATACACAGCG	GTAGGGAAGGAGAAGTGGGT	55.90	(AATAG)5
RYW9	GGACCCTTCCCTCACAGATT	TCCAGTTGCTCTTGCCGTT	57.10	(CTAG)6
RYW11	TGCTCGTCTTCTCGCTTCG	AGTAGTCCTCCACCGCCATCT	59.20	(GGTA)5
RYW16	ATCTCCTCCGCCTTCTAACCC	TGGCAATGGTCGTACAAACT	56.65	(GAGC)5
RYW18	CTCCCTCTTTGTCCTCGTT	GCTGCCTCTTCGCTATCTT	54.45	(AGTT)6
RYW19	GAATGATAGGTCCGCAAGG	CAGCCTTTGTTCAGTTGTCTC	53.45	(TTAT)5
RYW28	CCAAGGCTGAGCAGAAAGAT	ACAAGGTGAAACCCGAAGC	55.40	(AGGC)5
RYW31	ACCCAGAGTCCAGAGAAGC	GATGTCCTCCTCCTTCTCC	55.60	(AGCG)5
RYW37	CATTCCGTTCCTTGTCTTCC	CAGTCTCACTCCTGCGATGT	55.30	(GCGAT)5
RYW40	TGCTCTTCGGCTCTTCTCC	ATCAGCTCATCGTGACCCC	57.35	(CAGC)6
RYW49	GCTAAATCCGCTGATGAGGT	TGTATGTTGCTCCAGCCTTG	55.05	(TATC)6
RYW53	ATGCCTCCGATGTAGATGC	GCCGCCTTCTCTTCATTCT	54.90	(GAGG)5
RYW54	GCACTTGCTCCTGCTTCTC	GACCTTGCCGATGTTGTTG	55.65	(CCTC)5
RYW62	GTTTAGAGAGCAGGAGGCG	AGCCCTGTCCACCCTAATC	51.40	(GCTC)5
RYW65	TAGCGTCGTCAAGAAGCACT	ACAGAGGTGACGAAACGATG	55.40	(GCCG)5
RYW67	GAAGGAAACGCACCAGAGT	TTGGGTTTGTGCTTGGAGT	55.25	(TGCG)5
RYW77	CAGCAAGCAGACAGAGCAG	ACAAAGCAGAGAGGGGAAG	55.65	(ATAC)5
RYW84	AACCCACCCATCCATTCCT	TAAGTCGTCGTCGGCAGAGT	57.35	(GAGC)5

Primer name	Forward primer (5′-3′)	Reverse primer (5′-3′)	Tm (°C)	Repeat motif
RYW5	GACGATGCTCTTGACCTTGT	CACCGTGAAATGTCTCTGCT	55.00	(CCTTT)5
RYW7	TCCACTCATCCATTGCTCGT	GATGGATTCAAAGGGACGCT	55.65	(CGCGC)5
RYW8	GGGTCAGAGAATACACAGCG	GTAGGGAAGGAGAAGTGGGT	55.90	(AATAG)5
RYW9	GGACCCTTCCCTCACAGATT	TCCAGTTGCTCTTGCCGTT	57.10	(CTAG)6
RYW11	TGCTCGTCTTCTCGCTTCG	AGTAGTCCTCCACCGCCATCT	59.20	(GGTA)5
RYW16	ATCTCCTCCGCCTTCTAACCC	TGGCAATGGTCGTACAAACT	56.65	(GAGC)5
RYW18	CTCCCTCTTTGTCCTCGTT	GCTGCCTCTTCGCTATCTT	54.45	(AGTT)6
RYW19	GAATGATAGGTCCGCAAGG	CAGCCTTTGTTCAGTTGTCTC	53.45	(TTAT)5
RYW28	CCAAGGCTGAGCAGAAAGAT	ACAAGGTGAAACCCGAAGC	55.40	(AGGC)5
RYW31	ACCCAGAGTCCAGAGAAGC	GATGTCCTCCTCCTTCTCC	55.60	(AGCG)5
RYW37	CATTCCGTTCCTTGTCTTCC	CAGTCTCACTCCTGCGATGT	55.30	(GCGAT)5
RYW40	TGCTCTTCGGCTCTTCTCC	ATCAGCTCATCGTGACCCC	57.35	(CAGC)6
RYW49	GCTAAATCCGCTGATGAGGT	TGTATGTTGCTCCAGCCTTG	55.05	(TATC)6
RYW53	ATGCCTCCGATGTAGATGC	GCCGCCTTCTCTTCATTCT	54.90	(GAGG)5
RYW54	GCACTTGCTCCTGCTTCTC	GACCTTGCCGATGTTGTTG	55.65	(CCTC)5
RYW62	GTTTAGAGAGCAGGAGGCG	AGCCCTGTCCACCCTAATC	51.40	(GCTC)5
RYW65	TAGCGTCGTCAAGAAGCACT	ACAGAGGTGACGAAACGATG	55.40	(GCCG)5
RYW67	GAAGGAAACGCACCAGAGT	TTGGGTTTGTGCTTGGAGT	55.25	(TGCG)5
RYW77	CAGCAAGCAGACAGAGCAG	ACAAAGCAGAGAGGGGAAG	55.65	(ATAC)5
RYW84	AACCCACCCATCCATTCCT	TAAGTCGTCGTCGGCAGAGT	57.35	(GAGC)5

Primer name	Na	Ne	I	Ho	He	Nei	PIC
RYW5	3	2.9882	1.0967	0.7269	0.6666	0.6654	0.7386
RYW7	3	2.7590	1.0507	0.7647	0.6388	0.6375	0.6800
RYW8	3	2.8961	1.0806	0.7886	0.6560	0.6547	0.6948
RYW9	3	2.6550	1.0260	0.7787	0.6246	0.6233	0.6323
RYW11	3	2.7528	1.0508	0.6298	0.6381	0.6367	0.7295
RYW16	3	2.4145	0.9578	0.5443	0.5871	0.5858	0.6610
RYW18	3	2.8721	1.0771	0.6615	0.6531	0.6518	0.7384
RYW19	3	2.9016	1.0808	0.7331	0.6567	0.6554	0.6589
RYW28	3	2.6818	1.0364	0.6008	0.6284	0.6271	0.7524
RYW31	3	2.7525	1.0499	0.7433	0.6379	0.6367	0.6697
RYW37	3	2.8959	1.0797	0.7305	0.6560	0.6547	0.7530
RYW40	3	2.8460	1.0698	0.7287	0.6499	0.6486	0.6904
RYW49	3	2.8214	1.0646	0.7448	0.6469	0.6456	0.7151
RYW53	3	2.7093	1.0417	0.6641	0.6321	0.6309	0.7138
RYW54	3	2.8518	1.0708	0.7336	0.6506	0.6493	0.7325
RYW62	3	2.8462	1.0699	0.7553	0.6500	0.6487	0.6492
RYW65	3	2.9532	1.0904	0.7440	0.6627	0.6614	0.6801
RYW67	3	2.9700	1.0935	0.7237	0.6646	0.6633	0.6878
RYW77	3	2.5914	1.0094	0.7747	0.6153	0.6141	0.6044
RYW84	3	2.5867	1.0066	0.7265	0.6147	0.6134	0.6607
Mean	3	2.7873	1.0552	0.7149	0.6415	0.6402	0.6921
Standard deviation	0	0.1474	0.0348	0.0632	0.0200	0.0200

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Construction of Molecular ID Card of Core Germplasm of Hog Millet (Panicum miliaceum) in Shanxi

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Ecotype	Number of sample	Na	Ne	I	Ho	He	PIC
NSP	90	3	2.7630±0.1736	1.0486±0.0461	0.7277±0.0695	0.6405±0.0251	0.6714
LPSS	182	3	2.7829±0.1496	1.0544±0.0347	0.7087±0.0679	0.6415±0.0203	0.6953

Origin	Number of sample	Na	Ne	I	Ho	He	PIC
Taiyuan	37	2.9545±0.2107	2.6940±0.2506	1.0247±0.0903	0.7306±0.0957	0.6344±0.0422	0.6353
Datong	42	3.0000±0.0000	2.6317±0.1825	1.0217±0.0470	0.7473±0.0857	0.6293±0.0265	0.6125
Shuozhou	17	2.9773±0.1508	2.6450±0.2514	1.0143±0.0840	0.7577±0.1181	0.6384±0.0415	0.5988
Xinzhou	36	3.0000±0.0000	2.7119±0.2177	1.0335±0.0670	0.7258±0.0910	0.6382±0.0336	0.6423
Lüliang	17	3.0000±0.0000	2.5655±0.2810	0.9922±0.0851	0.7762±0.1155	0.6248±0.0452	0.5573
Yangquan	26	3.0000±0.0000	2.1654±0.2276	1.0085±0.0634	0.7615±0.1189	0.6279±0.0348	0.5902
Jinzhong	18	3.0000±0.0000	2.6255±0.2668	1.0114±0.0752	0.7430±0.1297	0.6341±0.0431	0.6047
Linfen	11	2.9545±0.2107	2.6027±0.2994	0.9992±0.1018	0.7436±0.1383	0.6422±0.0525	0.5783
Changzhi	6	2.9773±0.1508	2.5027±0.3170	0.9761±0.0925	0.7708±0.1920	0.6530±0.0565	0.4864
Jincheng	17	2.9773±0.1508	2.5844±0.2933	0.9967±0.0948	0.7234±0.1401	0.6286±0.0501	0.5976
Yuncheng	8	2.9545±0.2107	2.5419±0.3481	0.9803±0.1264	0.7634±0.1741	0.6405±0.0782	0.5233

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