Genetic Diversity of 220 Pepper Germplasm Resources Using SCoT， SRAP， and SSR Molecular Markers

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0208

Abstract

Abstract:

Objective To comprehensively analyze the genetic diversity and phylogenetic relationships of pepper germplasm resources preserved at the Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences, providing a theoretical foundation for the conservation, introduction, and application of pepper germplasm resources. Method Genetic diversity analysis was conducted on 220 pepper germplasm resources from 15 regions across China using three molecular marker techniques: SSR, SRAP, and SCoT. Result Six SCoT markers amplified 1 to 4 bands, 14 SRAP markers amplified 2 to 4 bands, and 3 SSR markers amplified 2 to 5 bands, with all markers showing 100% polymorphic band percentages. Further analysis revealed that SSR markers had the highest average polymorphic information content (PIC) of 0.77, significantly higher than SCoT (0.55) and SRAP (0.55), indicating that SSR markers were more advantageous for detecting genetic diversity, with HpmsE088 being the most effective SSR marker. Cluster analysis, principal coordinate analysis, and population genetic structure analysis divided the germplasm from the 15 regions into two major groups (Group 1 and Group 2). Group 1 included germplasm from Sichuan, Shenyang, Xinjiang, Shandong, Ningxia, and Hunan in China, while Group 2 included germplasm from China (Yunnan, Jiangsu, Henan, Gansu, Beijing, and Anhui), Netherlands, Japan, and the United States. Additionally, 83.18% of the germplasm demonstrated high homozygosity. A correlation was observed between fruit shape characteristics and cluster grouping, with a significantly higher proportion of linear fruit pepper germplasm in Group 1 compared to Group 2, while all short horn-shaped fruit pepper germplasm were classified into Group 2. Conclusion The pepper germplasm resources preserved at the Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences show high genetic diversity and can be primarily divided into two groups based on genetic information. The findings provide a theoretical basis for future introduction strategies and parental selection.

Key words: pepper, genetic diversity, SCoT marker, SRAP marker, SSR marker

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Figures/Tables 6

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标记 Marker type	引物编号 Primer number	序列 Sequence （5′‒3′）	参考文献 Reference
SCoT	SC-12	ACGACATGGCGACCATCG	［19］
	SC-13	ACGACATGGCGACCAACG	［19］
	SC-15	ACGACATGGCGACCGCGA	［19］
	SC-40	CAATGGCTACCACTACAG	［20］
	SC-53	ACAATGGCTACCACCGAC	［20］
	SC-72	CCATGGCTACCACCGCCC	［20］
SRAP	F1*R3	F： TGAGTCCAAACCGGACC； R： GACTGCGTACGAATTGAT	［13］
	F1*R6	F： TGAGTCCAAACCGGACC； R： GACTGCGTACGAATTCAA	［13］
	F1*R8	F： TGAGTCCAAACCGGACC； R： GACTGCGTACGAATTAAT	［13］
	F2*R3	F： TGAGTCCAAACCGGTAA； R： GACTGCGTACGAATTGAT	［13］
	F3*R3	F： TGAGTCCAAACCGGTCC； R： GACTGCGTACGAATTGAT	［13］
	F4*R8	F： TGAGTCCAAACCGGATA； R： GACTGCGTACGAATTAAT	［13］
	F4*R10	F： TGAGTCCAAACCGGATA； R： GACTGCGTACGAATTAAC	［13］
	F4*R5	F： TGAGTCCAAACCGGATA； R： GACTGCGTACGAATTCTC	［13］
	F4*R11	F： TGAGTCCAAACCGGATA； R： GACTGCGTACGAATTGCA	［13］
	F4*R13	F： TGAGTCCAAACCGGATA； R： GACTGCGTACGAATTCGA	［13］
	F5*R4	F： TGAGTCCAAACCGGAGC； R： GACTGCGTACGAATTCAG	［13］
	F5*R5	F： TGAGTCCAAACCGGAGC； R： GACTGCGTACGAATTCTC	［13］
	F5*R9	F： TGAGTCCAAACCGGAGC； R： GACTGCGTACGAATTTGC	［13］
	F6*R6	F： TGAGTCCAAACCGGACC； R： GACTGCGTACGAATTCAA	［13］
SSR	GP20036	F： TTTGGACCCTTTCCCTAC； R： GGATCAAGTAGGCGTTGA	［35］
	HpmsE088	F： GCAAATGGTTCCCTAAACTGCTT； R： GCTCTCCGTTTCCGATGTGATT	［36］
	HpmsAT2-14	F： TTTAGGGTTTCCAACTCTTCTTCC； R： CTAACCCACCAAGCAAAACAC	［36］

标记 Marker type	引物编号 Primer number	序列 Sequence （5′‒3′）	参考文献 Reference
SCoT	SC-12	ACGACATGGCGACCATCG	［19］
	SC-13	ACGACATGGCGACCAACG	［19］
	SC-15	ACGACATGGCGACCGCGA	［19］
	SC-40	CAATGGCTACCACTACAG	［20］
	SC-53	ACAATGGCTACCACCGAC	［20］
	SC-72	CCATGGCTACCACCGCCC	［20］
SRAP	F1*R3	F： TGAGTCCAAACCGGACC； R： GACTGCGTACGAATTGAT	［13］
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	F4*R5	F： TGAGTCCAAACCGGATA； R： GACTGCGTACGAATTCTC	［13］
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	F5*R5	F： TGAGTCCAAACCGGAGC； R： GACTGCGTACGAATTCTC	［13］
	F5*R9	F： TGAGTCCAAACCGGAGC； R： GACTGCGTACGAATTTGC	［13］
	F6*R6	F： TGAGTCCAAACCGGACC； R： GACTGCGTACGAATTCAA	［13］
SSR	GP20036	F： TTTGGACCCTTTCCCTAC； R： GGATCAAGTAGGCGTTGA	［35］
	HpmsE088	F： GCAAATGGTTCCCTAAACTGCTT； R： GCTCTCCGTTTCCGATGTGATT	［36］
	HpmsAT2-14	F： TTTAGGGTTTCCAACTCTTCTTCC； R： CTAACCCACCAAGCAAAACAC	［36］

标记类型 Marker type	标记编号 Marker number	扩增条带数 No. of bands	多态性条带百分比 Polymorphic rate （%）	主要等位基因频率 Major allele frequency	观测等位基因数 Number of alleles	基因多样性 Gene diversity	多态性信息指数 Polymorphism information content （PIC）
SCoT	SC-12	2	100	0.45	4.00	0.68	0.62
SCoT	SC-13	2	100	0.40	4.00	0.67	0.60
SCoT	SC-15	2	100	0.65	4.00	0.52	0.48
SCoT	SC-40	1	100	0.57	2.00	0.49	0.37
SCoT	SC-53	4	100	0.17	16.00	0.89	0.89
SCoT	SC-72	2	100	0.71	4.00	0.42	0.35
	Mean	2.2	100	0.49	5.67	0.61	0.55
SRAP	F1*R3	2	100	0.62	4.00	0.55	0.50
SRAP	F1*R6	4	100	0.27	13.00	0.81	0.79
SRAP	F1*R8	3	100	0.64	8.00	0.56	0.52
SRAP	F2*R3	2	100	0.71	4.00	0.46	0.42
SRAP	F3*R3	4	100	0.35	9.00	0.78	0.75
SRAP	F4*R8	2	100	0.90	4.00	0.18	0.17
SRAP	F4*R10	3	100	0.57	8.00	0.62	0.58
SRAP	F4*R5	4	100	0.80	8.00	0.33	0.30
SRAP	F4*R11	3	100	0.51	6.00	0.65	0.59
SRAP	F4*R13	4	100	0.35	12.00	0.77	0.73
SRAP	F5*R4	2	100	0.57	4.00	0.54	0.46
SRAP	F5*R5	3	100	0.47	5.00	0.68	0.63
SRAP	F5*R9	3	100	0.54	6.00	0.61	0.55
SRAP	F6*R6	4	100	0.33	8.00	0.78	0.74
	Mean	3.1	100	0.55	7.07	0.59	0.55
SSR	GP20036	2	100	0.47	4.00	0.68	0.63
SSR	HpmsE088	5	100	0.18	22.00	0.91	0.90
SSR	HpmsAT2-14	4	100	0.35	8.00	0.80	0.78
	平均Mean	3.7	100	0.34	11.33	0.80	0.77

标记类型 Marker type	标记编号 Marker number	扩增条带数 No. of bands	多态性条带百分比 Polymorphic rate （%）	主要等位基因频率 Major allele frequency	观测等位基因数 Number of alleles	基因多样性 Gene diversity	多态性信息指数 Polymorphism information content （PIC）
SCoT	SC-12	2	100	0.45	4.00	0.68	0.62
SCoT	SC-13	2	100	0.40	4.00	0.67	0.60
SCoT	SC-15	2	100	0.65	4.00	0.52	0.48
SCoT	SC-40	1	100	0.57	2.00	0.49	0.37
SCoT	SC-53	4	100	0.17	16.00	0.89	0.89
SCoT	SC-72	2	100	0.71	4.00	0.42	0.35
	Mean	2.2	100	0.49	5.67	0.61	0.55
SRAP	F1*R3	2	100	0.62	4.00	0.55	0.50
SRAP	F1*R6	4	100	0.27	13.00	0.81	0.79
SRAP	F1*R8	3	100	0.64	8.00	0.56	0.52
SRAP	F2*R3	2	100	0.71	4.00	0.46	0.42
SRAP	F3*R3	4	100	0.35	9.00	0.78	0.75
SRAP	F4*R8	2	100	0.90	4.00	0.18	0.17
SRAP	F4*R10	3	100	0.57	8.00	0.62	0.58
SRAP	F4*R5	4	100	0.80	8.00	0.33	0.30
SRAP	F4*R11	3	100	0.51	6.00	0.65	0.59
SRAP	F4*R13	4	100	0.35	12.00	0.77	0.73
SRAP	F5*R4	2	100	0.57	4.00	0.54	0.46
SRAP	F5*R5	3	100	0.47	5.00	0.68	0.63
SRAP	F5*R9	3	100	0.54	6.00	0.61	0.55
SRAP	F6*R6	4	100	0.33	8.00	0.78	0.74
	Mean	3.1	100	0.55	7.07	0.59	0.55
SSR	GP20036	2	100	0.47	4.00	0.68	0.63
SSR	HpmsE088	5	100	0.18	22.00	0.91	0.90
SSR	HpmsAT2-14	4	100	0.35	8.00	0.80	0.78
	平均Mean	3.7	100	0.34	11.33	0.80	0.77

来源 Origin	中国安徽 Anhui， China	中国北京 Beijing， China	中国甘肃 Gansu， China	中国河南 Henan， China	中国湖南 Hunan， China	中国江苏 Jiangsu， China	中国宁夏 Ningxia， China	中国山东 Shandong， China	中国辽宁 Liaoning， China	中国四川 Sichuan， China	中国新疆 Xinjiang， China	中国云南 Yunnan， China	荷兰 Netherlands	美国 U.S.A.	日本 Japan
中国安徽 Anhui， China	0
中国北京 Beijing， China	0.10	0
中国甘肃 Gansu， China	0.17	0.11	0
中国河南 Henan， China	0.20	0.18	0.27	0
中国湖南 Hunan， China	0.21	0.21	0.20	0.31	0
中国江苏 Jiangsu， China	0.42	0.43	0.45	0.48	0.46	0
中国宁夏 Ningxia， China	0.14	0.15	0.23	0.25	0.19	0.39	0
中国山东 Shandong， China	0.22	0.22	0.30	0.30	0.27	0.45	0.08	0
中国辽宁 Liaoning， China	0.25	0.25	0.34	0.35	0.26	0.42	0.16	0.18	0
中国四川 Sichuan， China	0.46	0.47	0.5	0.54	0.46	0.57	0.38	0.36	0.27	0
中国新疆 Xinjiang， China	0.35	0.32	0.37	0.4	0.31	0.50	0.25	0.28	0.25	0.36	0
中国云南 Yunnan， China	0.40	0.43	0.42	0.51	0.55	0.50	0.45	0.48	0.50	0.64	0.61	0
荷兰 Netherlands	0.54	0.51	0.63	0.58	0.55	0.66	0.47	0.49	0.52	0.75	0.68	0.70	0
美国 U.S.A.	0.23	0.25	0.31	0.33	0.41	0.47	0.31	0.34	0.41	0.62	0.48	0.51	0.51	0
日本 Japan	0.28	0.30	0.33	0.33	0.38	0.49	0.37	0.43	0.46	0.65	0.53	0.44	0.67	0.29	0