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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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,*(
)
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:
Yuzhuo Wang1, Yuanxiang Lin1, Yapeng Xue1, Zhengyong Duan1, Xiaodan Wang1, Ling Chen2, Xiaoning Cao2, Ruiyun Wang1,2,*(), Zhijun Qiao2,*(
)
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
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。
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.
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 |
表1 用于SSR引物初步筛选的糜子资源
Table 1 Hog millet accessions for preliminary screening of SSR primers
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 |
表2 用于构建分子身份证的20对SSR引物
Table 2 Twenty pairs of SSR primers used to construct molecular ID cards
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 |
表3 20对SSR引物的遗传多样性参数
Table 3 Genetic diversity parameters of 20 pairs of SSR primers
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 |
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 |
表4 不同生态区糜子的遗传多样性参数
Table 4 Genetic diversity parameters of hog millet accessions in different ecotype
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 |
表5 不同来源糜子的遗传多样性参数
Table 5 Genetic diversity parameters of hog millet from different source
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 |
图2 基于遗传距离的272份糜子种质资源聚类 SX: 山西; TY: 太原; DT: 大同; YQ: 阳泉; CZ: 长治; JC: 晋城; SZ: 朔州; XZ: 忻州; LL: 吕梁; JZ: 晋中; LF: 临汾; YC: 运城
Figure 2 Cluster diagram of 272 hog millet accessions based on genetic distance SX: Shanxi; TY: Taiyuan; DT: Datong; YQ: Yangquan; CZ: Changzhi; JC: Jincheng; SZ: Shuozhou; XZ: Xinzhou; LL: Lüliang; JZ: Jinzhong; LF: Linfen; YC: Yuncheng
图3 272份糜子材料的主成分分析 SX、TY、DT、YQ、CZ、JC、SZ、XZ、LL、JZ、LF和YC同图2。
Figure 3 Principal component analysis of 272 hog millet materials SX, TY, DT, YQ, CZ, JC, SZ, XZ, LL, JZ, LF, and YC are the same as in Figure 2.
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