29份苏丹草种质材料的SSR指纹图谱构建及分析

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0933

摘要/Abstract

摘要：

目的为高效利用苏丹草的种质资源，明确苏丹草种质间的亲缘关系。方法从56对SSR引物中筛选出21对多态性引物，采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对29份苏丹草种质材料进行多态性检测，基于分子标记位点进行遗传多样性分析和聚类分析，利用数字赋值法构建指纹图谱。结果共检测到258条多态性条带，每对引物组合可检测条带6‒29条，多态性比率为85.15%。Shannon’s信息指数为0.509 8‒0.692 6，平均为0.659 7。多态性信息量为0.712 2‒0.836 4，平均为0.775 4。Nei’s遗传多样性指数为0.328 2‒0.499 4，平均为0.467 5。欧式聚类分析显示，在遗传距离为22.5时，可将29份苏丹草种质聚为4大类群，多数以颜色和穗型聚类。构建了一张包含20个标记位点的苏丹草指纹图谱，可用于种质材料的鉴定。结论 29份苏丹草种质材料的遗传多样性相对较高。利用SSR分子标记构建苏丹草指纹图谱操作简便可行。

关键词: 苏丹草, SSR分子标记, 遗传多样性分析, 聚类分析, 指纹图谱

Abstract:

Objective This study aims to efficiently utilize the Sorghum sudanense germplasm resources, and clarify the genetic relationships among the germplasms. Method Twenty-one pairs of highly polymorphic primers with clear electrophoresis bands were screened from 56 pairs of SSR primers. Polyacrylamide gel electrophoresis technology was used to detect the polymorphism of 29 S. sudanense germplasm materials. Genetic diversity analysis and cluster analysis were conducted based on molecular marker sites, and a fingerprint was constructed using the digital assignment method. Result A total of 258 polymorphic bands was detected, with each primer combination detected 6 to 29 bands, and the polymorphism ratio was 85.15%. Shannon’s information index ranged from 0.509 8 to 0.692 6, with an average of 0.659 7. The polymorphism information content was between 0.712 2 and 0.836 4, with an average of 0.775 4. Nei’s genetic diversity index ranged from 0.328 2 to 0.499 4, with an average of 0.467 5. European clustering analysis showed that when the genetic distance was 22.5, and the 29 germplasms could be clustered into 4 major groups, and most of them were clustered by color and panicle shape. A fingerprint of S. sudanense containing 20 SSR marker loci was constructed, which can be used for the identification of germplasm materials. Conclusion The genetic diversity among 29 germplasm materials is relatively high. The construction of a fingerprint for S. sudanense using SSR molecular markers is simple and feasible to operate.

Key words: Sorghum sudanense, SSR molecular marker, genetic diversity analysis, clustering analysis, fingerprint

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YANG Dong-sheng, NIU Yu-chi, LU Qian-qian, FAN Jing-yong, LIU Yu-lei, LIU Quan, GUO Li-ping, HAO Shui-yuan. Construction and Analysis of SSR Fingerprint Construction for 29Sorghum sudanense Germplasm Materials[J]. Biotechnology Bulletin, doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0933.

图/表 11

参考文献 34

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序号 No.	种质资源 Germplasmresources	来源 Source	籽粒颜色 Grain color	穗型 Spike type	单穗重 Single spike weight （g）	种子量描述 Description of seed yield
1	SZ-1	内蒙古	白红杂粒	散穗	14.98	少
2	SZ-2	内蒙古	白粒	散穗	20.46	中等
3	SZ-3	内蒙古	白粒（绿尖）	散穗	27.00	中等
4	SZ-4	内蒙古	白粒（灰尖）	团穗	14.70	少
5	SZ-5	内蒙古	橙红	团穗	39.72	较多
6	SZ-6	内蒙古	橙黄	团穗	24.89	中等
7	SZ-7	内蒙古	褐色	团穗	27.44	中等
8	SZ-8	内蒙古	黑白杂色	团穗	87.72	极多
9	SZ-9	内蒙古	黑红	散穗	25.25	中等
10	SZ-10	内蒙古	黑粒	团穗	53.26	极多
11	SZ-11	内蒙古	黑粒	散穗	25.94	中等
12	SZ-12	内蒙古	黑粒（白尖）	散穗	16.18	少
13	SZ-13	内蒙古	黑棕	散穗	20.72	中等
14	SZ-14	内蒙古	黑棕（白尖）	散穗	36.08	较多
15	SZ-15	内蒙古	红棕	散穗	12.00	少
16	SZ-16	内蒙古	浅红棕	团穗	42.97	多
17	SZ-17	内蒙古	红棕黑杂色	团穗	28.50	中等
18	SZ-18	内蒙古	黄红杂色	散穗	29.17	中等
19	SZ-19	内蒙古	黄粒	散穗	9.23	极少
20	SZ-20	内蒙古	黄粒（绿尖）	散穗	2.52	极少
21	SZ-21	内蒙古	黄粒（紫尖）	散穗	9.55	极少
22	SZ-22	内蒙古	浅棕	团穗	25.27	中等
23	SZ-23	内蒙古	浅棕（白尖）	散穗	15.51	少
24	SZ-24	内蒙古	深红	散穗	17.70	少
25	SZ-25	内蒙古	深红（白尖）	散穗	29.91	中等
26	SZ-26	内蒙古	深红棕	团穗	22.64	中等
27	SZ-27	内蒙古	深棕	散穗	15.34	少
28	SZ-28	内蒙古	深棕（白尖）	散穗	22.20	中等
29	SZ-29	内蒙古	棕色	散穗	41.61	多

序号 No.	种质资源 Germplasmresources	来源 Source	籽粒颜色 Grain color	穗型 Spike type	单穗重 Single spike weight （g）	种子量描述 Description of seed yield
1	SZ-1	内蒙古	白红杂粒	散穗	14.98	少
2	SZ-2	内蒙古	白粒	散穗	20.46	中等
3	SZ-3	内蒙古	白粒（绿尖）	散穗	27.00	中等
4	SZ-4	内蒙古	白粒（灰尖）	团穗	14.70	少
5	SZ-5	内蒙古	橙红	团穗	39.72	较多
6	SZ-6	内蒙古	橙黄	团穗	24.89	中等
7	SZ-7	内蒙古	褐色	团穗	27.44	中等
8	SZ-8	内蒙古	黑白杂色	团穗	87.72	极多
9	SZ-9	内蒙古	黑红	散穗	25.25	中等
10	SZ-10	内蒙古	黑粒	团穗	53.26	极多
11	SZ-11	内蒙古	黑粒	散穗	25.94	中等
12	SZ-12	内蒙古	黑粒（白尖）	散穗	16.18	少
13	SZ-13	内蒙古	黑棕	散穗	20.72	中等
14	SZ-14	内蒙古	黑棕（白尖）	散穗	36.08	较多
15	SZ-15	内蒙古	红棕	散穗	12.00	少
16	SZ-16	内蒙古	浅红棕	团穗	42.97	多
17	SZ-17	内蒙古	红棕黑杂色	团穗	28.50	中等
18	SZ-18	内蒙古	黄红杂色	散穗	29.17	中等
19	SZ-19	内蒙古	黄粒	散穗	9.23	极少
20	SZ-20	内蒙古	黄粒（绿尖）	散穗	2.52	极少
21	SZ-21	内蒙古	黄粒（紫尖）	散穗	9.55	极少
22	SZ-22	内蒙古	浅棕	团穗	25.27	中等
23	SZ-23	内蒙古	浅棕（白尖）	散穗	15.51	少
24	SZ-24	内蒙古	深红	散穗	17.70	少
25	SZ-25	内蒙古	深红（白尖）	散穗	29.91	中等
26	SZ-26	内蒙古	深红棕	团穗	22.64	中等
27	SZ-27	内蒙古	深棕	散穗	15.34	少
28	SZ-28	内蒙古	深棕（白尖）	散穗	22.20	中等
29	SZ-29	内蒙古	棕色	散穗	41.61	多

引物名称 Primer name	正向引物 Forward primer （5′‒3′）	反向引物 Reverse primer （5′‒3′）	Tm （℃）
J27	TGGAAGCCCTGCCTCTACTA	GGAAGCTGAGGCACTTGCTA	60
J89	GCACCTGCTGCTGGTTATTG	AGAAGCATCCCTGGAATGGC	60
J90	ACAGAGTTTAAACCTCCAGCCA	ATCTCACCAGAACCACAGCG	60
J148	GTGGTCTGCCGCATTTTCAG	CAATTAGAACATGGCGCCCG	60
J151	CCGCTCCTGCTACTTTTTGC	TTGTCTAGCTCTAGCCCGGT	60
J185	CGTGGAGGAGAAGGAGAGGA	GAGGGATGCATGGACTGGAC	60
J251	AGTACTCCTTAGCCTCCCGG	CAACTGGGTGCTGCAGATG	59
Xtxp15	CACAAACACTAGTGCCTTATC	CATAGACACCTAGGCCATC	55
Xtxp183	AAGTTGTAATGGGGCTATTG	TTAAGAGGTGGGATATTGGT	57
Xtxp230	GCTACCGCTGCTGCTCT	AGGGGGCATCCAAGAAAT	55
Xtxp298	GCATGTGTCAGATGATCTGGTGA	GCTGTTAGCTTCTTCTAATCGTCGGT	58
Xtxp31	TGCGAGGCTGCCCTACTAG	TGGACGTACCTATTGGTGC	57
Xtxp321	TAACCCAAGCCTGAGCATAAGA	CCCATTCACACATGAGACGAG	56
Xtxp340	AGAACTGTGCATGTATTCGTCA	AGAAACTCCAATTATCATCCATCA	55
Xtxp354	TGGGCAGGGTATCTAACTGA	GCCTTTTTCTGAGCCTTGA	58
Xtxp355	TGGTTGGAAAGATAATCAAG	GCCCTAATGAGTCCTCAC	57
Xtxp8	ATATGGAAGGAAGAAGCCGG	AACACAACATGCACGCATG	56
Xtxp10	ATACTATCAAGAGGGGAGC	AGTACTAGCCACACGTCAC	58
B4494	ACCAGCCATAAGCACAGAAAT	CAGGTCCGTGAGGAAGAAGA	55
AH178	TAGATCTGCCCCCTCTTCTG	TGAGTCTTGTTCAGCATGGC	57
AH235	ATGATTGTTCCGCCTACTAGCC	AGCAGAAGTCCAGCTCCCACTC	56

引物名称 Primer name	正向引物 Forward primer （5′‒3′）	反向引物 Reverse primer （5′‒3′）	Tm （℃）
J27	TGGAAGCCCTGCCTCTACTA	GGAAGCTGAGGCACTTGCTA	60
J89	GCACCTGCTGCTGGTTATTG	AGAAGCATCCCTGGAATGGC	60
J90	ACAGAGTTTAAACCTCCAGCCA	ATCTCACCAGAACCACAGCG	60
J148	GTGGTCTGCCGCATTTTCAG	CAATTAGAACATGGCGCCCG	60
J151	CCGCTCCTGCTACTTTTTGC	TTGTCTAGCTCTAGCCCGGT	60
J185	CGTGGAGGAGAAGGAGAGGA	GAGGGATGCATGGACTGGAC	60
J251	AGTACTCCTTAGCCTCCCGG	CAACTGGGTGCTGCAGATG	59
Xtxp15	CACAAACACTAGTGCCTTATC	CATAGACACCTAGGCCATC	55
Xtxp183	AAGTTGTAATGGGGCTATTG	TTAAGAGGTGGGATATTGGT	57
Xtxp230	GCTACCGCTGCTGCTCT	AGGGGGCATCCAAGAAAT	55
Xtxp298	GCATGTGTCAGATGATCTGGTGA	GCTGTTAGCTTCTTCTAATCGTCGGT	58
Xtxp31	TGCGAGGCTGCCCTACTAG	TGGACGTACCTATTGGTGC	57
Xtxp321	TAACCCAAGCCTGAGCATAAGA	CCCATTCACACATGAGACGAG	56
Xtxp340	AGAACTGTGCATGTATTCGTCA	AGAAACTCCAATTATCATCCATCA	55
Xtxp354	TGGGCAGGGTATCTAACTGA	GCCTTTTTCTGAGCCTTGA	58
Xtxp355	TGGTTGGAAAGATAATCAAG	GCCCTAATGAGTCCTCAC	57
Xtxp8	ATATGGAAGGAAGAAGCCGG	AACACAACATGCACGCATG	56
Xtxp10	ATACTATCAAGAGGGGAGC	AGTACTAGCCACACGTCAC	58
B4494	ACCAGCCATAAGCACAGAAAT	CAGGTCCGTGAGGAAGAAGA	55
AH178	TAGATCTGCCCCCTCTTCTG	TGAGTCTTGTTCAGCATGGC	57
AH235	ATGATTGTTCCGCCTACTAGCC	AGCAGAAGTCCAGCTCCCACTC	56

序号 No.	引物名称 Primer name	扩增总条带数 Total amplified number of bands	多态性条带数 Number of polymorphic bands	多态条带点百分比 Percentage of polymorphic bands （%）
1	J27	15	12	80.00
2	J89	14	11	78.57
3	J90	11	9	81.82
4	J148	12	12	100.00
5	J151	8	6	75.00
6	J185	20	17	85.00
7	J251	7	6	85.71
8	Xtxp15	7	7	100.00
9	Xtxp183	30	29	96.67
10	Xtxp230	8	6	75.00
11	Xtxp298	15	10	66.67
12	Xtxp31	11	11	100.00
13	Xtxp321	14	8	57.14
14	Xtxp340	26	24	92.31
15	Xtxp354	11	7	63.64
16	Xtxp355	10	9	90.00
17	Xtxp8	8	6	75.00
18	Xtxp10	24	22	91.67
19	B4494	12	10	83.33
20	AH178	19	17	89.47
21	AH235	21	19	90.48
总计 Total	/	303	258	/
平均 Mean	/	14.43	12.29	85.15