基于SSR标记的文冠果遗传多样性分析及指纹图谱构建

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-1148

摘要/Abstract

摘要：

【目的】为快速鉴定和利用文冠果种质资源，探明文冠果种质亲缘关系。【方法】从20对SSR引物筛选得到11对条带清晰、多态性好的引物，对29个文冠果品种（系）进行分析，采用荧光毛细管电泳技术进行多态检测，通过邻接法进行聚类分析，利用数字和字母赋值编码构建分子身份证。【结果】共检测到66个等位基因（Na），每对引物检测到3-10个Na。Shannon信息指数（I）变化范围介于0.349-1.723之间，平均值为1.16。不同引物揭示的多态信息含量（PIC）变幅介于0.276-0.841，平均为0.66。观测杂合度（Ho）变幅为0.137-0.958，平均值为0.739；期望杂合度（He）变幅为0.187-0.79，平均值为0.648；在11个位点中，有7个位点的平均观测杂合度大于平均期望杂合度。遗传相似系数变化范围为0-1，平均为0.31，遗传相似系数在0.6以上的有15个，仅占全部数据的5.17%。邻接法聚类分析结果显示，在遗传距离为0.42时，可将29份文冠果种质分为三大类群。构建了0/1形式的指纹数据库和分子身份证，除个别品种外均具有唯一性，可用于品种鉴定。【结论】29份文冠果种质资源的遗传多样性相对较高，但也存在一定的近交现象。利用SSR标记构建文冠果分子身份证操作简便可行，可为文冠果品种真伪鉴定、权益保护、身份识别、溯源管理及新品种选育提供技术支撑和科学依据。

关键词: 文冠果, 品种（系）, SSR荧光标记, 遗传多样性, 指纹图谱, 分子身份证, 聚类分析

Abstract:

【Objective】This work aims to quickly identify and utilize Xanthoceras sorbifolia germplasm resources, and explore the relationship of germplasm.【Method】Eleven primers with clear bands and good polymorphism were selected from 20 pairs of SSR primers. Fluorescence capillary electrophoresis technology was used for 29 X. sorbifolia varieties（lines）polymorphism detection. The neighbor-joining method was utilized for cluster analysis, while numerical and letter codes were assigned to create molecular identity cards. 【Result】A total of 66 alleles were detected, and each pair of primers detected 3-10 alleles with an average of 6. The Shannon information index（I）varied from 1.723 to 0.349，with an average of 1.16. The polymorphic information content（PIC）revealed by different primers ranged from 0.276 to 0.841，with an average of 0.66. The observed heterozygosity（Ho）ranged from 0.137 to 0.958, with an average of 0.739. The expected heterozygosity（He）ranged from 0.187 to 0.79, with an average of 0.648. Among the 11 loci, 7 loci had an average observed heterozygosity greater than the average expected heterozygosity. The genetic diversity coefficient varied from 0 to 1 with an average of 0.31. There were 15 individuals with a genetic similarity coefficient above 0.6, accounting for only 5.17% of the total data. At the genetic distance of 0.42, the 29 X. sorbifolia materials were divided into three categories by cluster analysis. Based on these results, the DNA fingerprint database composed of the digits 0 and 1 and the molecular identity card were established, which allowed unequivocal identification of all the varieties except a few unique ones. 【Conclusion】This indicates that the genetic diversity of the 29 germplasm resources of X. sorbifolia is relatively high, but there is also a certain degree of inbreeding. Molecular identity cards for X. sorbifolia using SSR markers is simple and feasible，which may provide technical support and scientific basis for genetic identification，rights protection，identity validation，traceability management，and new variety breeding of X. sorbifolia varieties.

Key words: Xanthoceras sorbifolia, varieties（lines）, fluorescent labeled SSR markers, genetic diversity, fingerprints, molecular identity card, clustering analysis

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图/表 8

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编号 Code	材料名称 Accession	来源地 Origin	形态特征 Main characteristics
1	优系-1红	朝阳县	红花，三棱果型
2	优系-1黄	朝阳县	黄花，三棱果型
3	优系-1白	朝阳县	白花，平顶长方果型
4	优系-2红	朝阳县	红花，桃形果型
5	圆大硕种	彰武县	白花，奇数羽状复叶
6	悄然薄壳	彰武县	白花，果壳较薄
7	中石1号	彰武县	白花，平顶正方形果型
8	中石4号	彰武县	白花，小球果型
9	中石7号	彰武县	白花，三棱果型
10	中石9号	彰武县	白花，三棱果型
11	优系-2白	建平县	白花，桃形果型
12	优系-3白	建平县	白花，小球果型
13	优系-4白	建平县	白花，小球果型
14	优系-3红	朝阳县	红花，三棱果型
15	优系-2黄	朝阳县	黄花，平顶正方形果型
16	优系-4红	建平县	红花，三棱果型
17	优系-5白	义县	白花，三棱果型
18	辽红1号	建平县	红花，长尖果型
19	辽富1号	建平县	白花，扁球果型
20	优系-6白	建平县	白花，果大，丰产
21	优系-7白	建平县	白花，果大，丰产
22	优系-8白	建平县	白花，果大，丰产
23	优系-9白	建平县	白花，果大，丰产
24	优系-10白	建平县	白花，果大，丰产
25	优系-11白	建平县	白花，果大，丰产
26	优系-12白	建平县	白花，果大，丰产
27	优系-13白	建平县	白花，果大，丰产
28	优系-14白	建平县	白花，果大，丰产
29	辽冠1号	彰武县	白花，果实青色

编号 Code	材料名称 Accession	来源地 Origin	形态特征 Main characteristics
1	优系-1红	朝阳县	红花，三棱果型
2	优系-1黄	朝阳县	黄花，三棱果型
3	优系-1白	朝阳县	白花，平顶长方果型
4	优系-2红	朝阳县	红花，桃形果型
5	圆大硕种	彰武县	白花，奇数羽状复叶
6	悄然薄壳	彰武县	白花，果壳较薄
7	中石1号	彰武县	白花，平顶正方形果型
8	中石4号	彰武县	白花，小球果型
9	中石7号	彰武县	白花，三棱果型
10	中石9号	彰武县	白花，三棱果型
11	优系-2白	建平县	白花，桃形果型
12	优系-3白	建平县	白花，小球果型
13	优系-4白	建平县	白花，小球果型
14	优系-3红	朝阳县	红花，三棱果型
15	优系-2黄	朝阳县	黄花，平顶正方形果型
16	优系-4红	建平县	红花，三棱果型
17	优系-5白	义县	白花，三棱果型
18	辽红1号	建平县	红花，长尖果型
19	辽富1号	建平县	白花，扁球果型
20	优系-6白	建平县	白花，果大，丰产
21	优系-7白	建平县	白花，果大，丰产
22	优系-8白	建平县	白花，果大，丰产
23	优系-9白	建平县	白花，果大，丰产
24	优系-10白	建平县	白花，果大，丰产
25	优系-11白	建平县	白花，果大，丰产
26	优系-12白	建平县	白花，果大，丰产
27	优系-13白	建平县	白花，果大，丰产
28	优系-14白	建平县	白花，果大，丰产
29	辽冠1号	彰武县	白花，果实青色

序号No.	引物名称Primer name	5'标记荧光5' fluorescent marker
1	QXH002	5' FAM
2	QXH049	5' HEX
3	QXH177	5' HEX
4	QXH262	5' TAMRA
5	QXH274	5' FAM
6	QXH282	5' TAMRA
7	QXH365	5' FAM
8	QXHS371	5' TAMRA
9	QXH643	5' ROX
10	QBLB58	5' HEX
11	QBRS192	5' ROX

序号No.	引物名称Primer name	5'标记荧光5' fluorescent marker
1	QXH002	5' FAM
2	QXH049	5' HEX
3	QXH177	5' HEX
4	QXH262	5' TAMRA
5	QXH274	5' FAM
6	QXH282	5' TAMRA
7	QXH365	5' FAM
8	QXHS371	5' TAMRA
9	QXH643	5' ROX
10	QBLB58	5' HEX
11	QBRS192	5' ROX

位点 Locus	观测等位基因数 Number of alleles (Na)	有效等位基因数 Effective number of alleles (Ne)	Shannon 信息指数 Shannon information index (I)	观测杂合 Observed heterozygosity (Ho)	期望杂合 Expected heterozygosity (He)	固定指数 Fixation index (F)	多态信息含量 Polymorphic information content (PIC)
QXH002	3	2.591	0.950	0.942	0.602	-0.599	0.659
QXH049	5	3.521	1.297	0.884	0.706	-0.271	0.753
QXH177	7	3.309	1.338	0.863	0.697	-0.237	0.705
QXH262	8	4.579	1.648	0.838	0.780	-0.080	0.811
QXH274	10	4.845	1.723	0.958	0.790	-0.218	0.838
QXH282	6	3.616	1.333	0.884	0.711	-0.263	0.765
QXH365	4	2.322	0.959	0.340	0.560	0.396	0.601
QXHS371	5	1.933	0.759	0.440	0.444	-0.018	0.545
QXH643	8	4.614	1.623	0.905	0.778	-0.165	0.841
QBLB58	4	1.812	0.751	0.340	0.410	0.109	0.276
QBRS192	6	1.272	0.349	0.137	0.187	0.179	0.507