SSR熒光標(biāo)記技術(shù)分析東四省典型綠豆品種的遺傳多樣性

趙雅楠,王 穎,2,張東杰,*

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江大慶 163319;2.國家雜糧工程技術(shù)研究中心,黑龍江大慶 163319)

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SSR熒光標(biāo)記技術(shù)分析東四省典型綠豆品種的遺傳多樣性

趙雅楠1,王 穎1,2,張東杰1,*

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江大慶 163319;2.國家雜糧工程技術(shù)研究中心,黑龍江大慶 163319)

東北是我國綠豆主產(chǎn)區(qū)之一,品種資源相對豐富。分析不同綠豆品種間遺傳背景差異,明確其群體遺傳結(jié)構(gòu),有助于提高品種資源在育種中的利用效率。本研究利用8對SSR引物對東四省40份綠豆品種進(jìn)行熒光標(biāo)記毛細(xì)管檢測分析,共檢測出43個等位變異,平均為5.4個,多態(tài)信息含量(PIC)變幅介于0.40～0.75之間,平均為0.55。比較分析發(fā)現(xiàn),平均等位變異數(shù)目的分布為:黑龍江省(3.63)=遼寧省(3.63)>內(nèi)蒙古自治區(qū)(3.50)>吉林省(2.88);多態(tài)信息含量(PIC)的分布為:黑龍江省(0.530)>遼寧省(0.527)>內(nèi)蒙古自治區(qū)(0.469)>吉林省(0.382),即黑龍江省遺傳變異水平最高,吉林省最低。聚類分析表明,黑龍江和遼寧的綠豆種質(zhì)為組群Ⅰ,內(nèi)蒙古和吉林為組群Ⅱ。本研究初步明確了東北各省(區(qū))綠豆品種的遺傳多樣性水平,為資源的再收集及育種利用提供了參考,并為綠豆資源的深入利用奠定了基礎(chǔ)。

綠豆,SSR熒光標(biāo)記,毛細(xì)管電泳,遺傳多樣性

綠豆是我國重要的藥食同源作物,栽培歷史悠久,富含蛋白質(zhì)、淀粉、膳食纖維、鈣、鐵、鋅、硒等營養(yǎng)素。同時綠豆也具有較好的抗逆、耐瘠、固氮等特性,是我國農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整及經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)脫貧致富的重要豆類作物[1]。雖然近年來綠豆遺傳育種研究得到較大提高[2-4],但由于少數(shù)優(yōu)良種質(zhì)的重復(fù)利用或親本材料的頻繁交流,導(dǎo)致主栽品種遺傳基礎(chǔ)狹窄、品種退化較快,難以應(yīng)對頻繁的自然災(zāi)害;此外,綠豆總體研究落后,新品選育、基因挖掘等也需要進(jìn)一步加強(qiáng)。因此,探究綠豆品種遺傳多樣性水平及遺傳背景,了解不同地理來源綠豆品種的遺傳差異,既可拓寬綠豆遺傳基礎(chǔ),挖掘重要或稀有基因,提高綠豆品種選育水平,又可為綠豆品種溯源研究、優(yōu)良種質(zhì)資源保護(hù)等提供理論參考。

表1 參試綠豆材料Table 1 Origin of mungbean resources

簡單重復(fù)序列(Simple Sequence Repeats,SSR)因其多態(tài)性豐富、穩(wěn)定性好、操作簡便等特點在水稻[5]、玉米[6]、大豆[7]等農(nóng)作物的遺傳多樣性分析中應(yīng)用廣泛。截至目前,國內(nèi)外關(guān)于綠豆資源的多樣性分析也有不少報道。喬玲[8]利用58對SSR引物對國內(nèi)外379份綠豆品種進(jìn)行遺傳多樣性分析,共檢測到194個等位變異,PIC平均值為0.3595,同時檢測到8個綠豆稀有等位變異。Lestari[9]等利用30對SSR標(biāo)記對83份印度尼西亞綠豆審定品種分析發(fā)現(xiàn),部分農(nóng)業(yè)改良品種與地方品種親緣關(guān)系較近,認(rèn)為SSR技術(shù)對綠豆品種親緣關(guān)系分析具有重要意義。任紅曉[10]等對78個北方傳統(tǒng)名優(yōu)品種的分析,進(jìn)一步理清了我國北方名優(yōu)綠豆品種遺傳關(guān)系。劉巖[11]等對272份綠豆群體的聚類分析發(fā)現(xiàn),群體間親緣關(guān)系遠(yuǎn)近與地理來源有密切聯(lián)系。

東北是我國綠豆的主產(chǎn)區(qū),資源較豐富,但針對東北地區(qū)綠豆的遺傳多樣性分析鮮有報道。此外,常規(guī)的SSR標(biāo)記分析是聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測技術(shù),該法分離效果差,等位變異識別度低,耗時耗力,不適宜大規(guī)模、多批次的收集和分析數(shù)據(jù)[12-13]。而SSR熒光標(biāo)記技術(shù),以DNA測序儀為平臺,可智能化、自動化的完成數(shù)據(jù)收集,避免誤讀,且能區(qū)分差異在1～2 bp的DNA片段,在作物分子標(biāo)記研究中顯示出廣闊的發(fā)展前景。本研究首次應(yīng)用SSR熒光標(biāo)記技術(shù)對黑龍江、吉林、遼寧及內(nèi)蒙古的40份典型綠豆品種進(jìn)行遺傳多樣性分析,旨在明確東北地區(qū)綠豆品種的遺傳多樣性水平及遺傳分化程度,為綠豆品種選育、優(yōu)異種質(zhì)收集奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選取來自黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)40個縣市的典型綠豆資源 均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供(表1);選取NCBI數(shù)據(jù)庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中30對綠豆SSR引物和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供的50對SSR引物 由上海生工生物工程有限公司合成;熒光標(biāo)記引物 由美國ABI公司合成,在正向引物上加注的熒光染料分別是5′FAM(藍(lán)色)、5′HEX(綠色)和5′TMRA(黃色);植物基因組DNA提取試劑盒、dNTPs、Taq酶、Mg2+、Buffer等 均購于北京天根生物技術(shù)有限公司。

ABI Prism 3730XL型基因分析儀 上海艾研生物科技有限公司;PTC-225(MJ Research)基因擴(kuò)增儀 美國Bio-Rad公司;QT-88A 智能核酸蛋白檢測儀 上海琪特分析儀器有限公司;2-16PK高速冷凍離心機(jī) 德國Sigma公司;Alpha凝膠成像系統(tǒng) 美國ProteinSimple公司;SW-CJ-1D超凈工作臺 上海皓莊儀器有限公司;SANYO SIM-F14全自動制冰機(jī) 上海迭戈生物科技有限公司;LDZX-40B立式自動電熱壓力蒸汽滅菌鍋 河北藍(lán)夢生物醫(yī)藥科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 DNA提取 每份材料取營養(yǎng)缽中發(fā)芽12 d左右的新鮮嫩葉,液氮研磨成粉后利用試劑盒法提取基因組DNA,用智能核酸蛋白檢測儀檢測DNA質(zhì)量和濃度,并稀釋成20 ng/μL置于4 ℃環(huán)境下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 引物初篩 以地理來源不同、農(nóng)藝性狀差異較大的10份綠豆為模板,對80對引物進(jìn)行初篩。引物初篩的PCR反應(yīng)體系為20 μL,包括ddH2O 7.2 μL,MIX10 μL,引物0.6 μL,DNA模板2 μL,Taq酶0.2 μL。SSR-PCR擴(kuò)增程序:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,54 ℃復(fù)性35 s,72 ℃延伸40 s,共35個循環(huán);最終72 ℃延伸3 min。后于6%變性聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行垂直電泳分析,銀染后觀察。選出擴(kuò)增條帶穩(wěn)定、單一的引物對40份材料進(jìn)一步分析。

1.2.3 PCR擴(kuò)增 SSR熒光標(biāo)記PCR擴(kuò)增使用ABI Prism 3730XL型基因分析儀,反應(yīng)體系共20 μL,包括ddH2O 14.8 μL,dNTP 0.4 μL,Buffer 2 μL,引物0.6 μL,DNA模板2 μL,Taq酶0.2 μL。SSR-PCR擴(kuò)增程序:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,54 ℃(退火溫度在54 ℃上下波動)復(fù)性35 s,72 ℃延伸40 s,共35個循環(huán);最終72 ℃延伸3 min。

1.2.4 SSR熒光標(biāo)記毛細(xì)管電泳檢測 用超純水稀釋熒光標(biāo)記PCR產(chǎn)物以確定最佳進(jìn)樣濃度,純化稀釋后的PCR產(chǎn)物以去除其中的蛋白質(zhì)、鹽分等雜質(zhì),然后將甲酰胺與分子量內(nèi)標(biāo)按100∶1的體積比混勻后,取15 μL加入上樣板中,再加入1 μL稀釋10倍的PCR產(chǎn)物。最后使用基因分析儀進(jìn)行毛細(xì)管電泳,利用Genemarker中的Fragment(Plant)片段分析軟件對測序儀得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將各泳道內(nèi)分子量內(nèi)標(biāo)的位置與各樣品峰值的位置做比較分析,得到片段大小。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理與分析 根據(jù)目標(biāo)峰位置與內(nèi)標(biāo)LIZ500進(jìn)行比較,讀出每個樣品在各個等位基因位點的片段大小,用Convert 1.31[14]軟件轉(zhuǎn)換格式,然后用POPGENE version 1.32[15]軟件計算以下參數(shù):有效等位基因數(shù)Ne(effective number ofalleles per loci)、多態(tài)位點百分率P(percent of polymorphic loci)、期望雜合度He(expected hetero-ygosity)、觀察雜合度Ho(observed heterozy-zygosity)、擴(kuò)增位點的多態(tài)性信息含量PIC(polymorphism information content)、Shannon信息指數(shù)I(Shannon’s information index);用Nei[16]的遺傳一致度I(genetic identity)和遺傳距離D(genetic distance)來衡量各種群間的遺傳分化情況。基于遺傳相似系數(shù),采用UPGMA法[17]構(gòu)建各種群及個體的聚類圖進(jìn)行親緣關(guān)系分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 SSR引物的多態(tài)性分析

80對初篩引物中,5對引物未擴(kuò)增出條帶,有效擴(kuò)增率為93.75%;其余75對引物中,45對引物帶型穩(wěn)定但無多態(tài)性,而其他30對引物均有多態(tài)性條帶產(chǎn)生,等位基因數(shù)2～5個不等,多態(tài)性比率為37.5%。最終選取8對條帶清晰、多態(tài)性好的SSR引物用于批量實驗，結(jié)果見表2。8對SSR引物在40份綠豆種質(zhì)中共檢測到43個等位基因,每對引物檢測到的等位基因數(shù)目從3個到8個不等,平均為5.4個,其中CEDG244和CEDG156擴(kuò)增出的等位基因最多,為8個,而CEDG178的等位基因最少,僅為3個。平均有效等位基因數(shù)(Ne)為2.72個,Nei’s基因多樣性變幅介于0.49(CEDG178)～0.78(CEDG244),平均值為0.61。多態(tài)信息含量(PIC)變幅介于0.40～0.75,平均值為0.55。PIC<0.25為低度多態(tài)性位點,0.250.50為高度多態(tài)性位點,本研究選用的8對SSR引物中只有CEDG178(0.40)和CEDG006(0.47)是中度多態(tài)性位點,其余六對均為高多態(tài)性位點,其中標(biāo)記CEDG244的多態(tài)性信息含量(PIC)最高,達(dá)0.75。

表2 基于8個SSR分子標(biāo)記的40個綠豆品種多態(tài)性信息Table 2 Genetic diversity of 40 mungbean based on 8 SSRs

目前國內(nèi)外已有不少關(guān)于利用SSR技術(shù)分析綠豆遺傳多樣性的研究報道。Gupta[18]等利用27對SSR引物分析綠豆種質(zhì)的遺傳多樣性,平均每對引物可擴(kuò)增出2～6個等位變異,平均PIC值為0.34;Lestari[9]等利用30對SSR引物對83份綠豆種質(zhì)進(jìn)行分析,共擴(kuò)增出107個等位變異,平均PIC值為0.33;王麗俠[19]等利用28對小豆引物對60份綠豆種質(zhì)進(jìn)行多態(tài)性檢測,等位變異從2～7個不等,平均為2.9,PIC指數(shù)從0.02～0.69不等,平均為0.36。而本研究中的平均等位基因數(shù)(5.4)和PIC(0.55)值均高于前人研究,說明篩選出的引物多態(tài)性較好,鑒別能力較強(qiáng),可用其它綠豆種質(zhì)資源的鑒別及遺傳多樣性分析等研究。但與Sangiri[20]等利用18對SSR引物對415份亞洲及非洲地區(qū)的綠豆資源群體分析得到平均等位基因數(shù)為7.3個的結(jié)果相比略低,其原因可能是本研究參試品種數(shù)量有限且均來自國內(nèi)東四省地區(qū),來源不夠豐富,遺傳變異水平較低,同時也可以看出綠豆多態(tài)性SSR引物的開發(fā)和篩選工作具有極大的提升和發(fā)展空間。因此,應(yīng)多渠道開發(fā)綠豆SSR引物,加強(qiáng)綠豆多態(tài)性引物的篩選。

由表3可知,各引物在不同省份來源群體中的變異情況各不相同,同一引物在不同省份群體間的等位基因數(shù)和PIC值存在差異。如標(biāo)記CEDG006,在遼寧省的參試綠豆品種中共檢測到4個等位基因,PIC值達(dá)0.6454,而在吉林省的綠豆品種中只檢測到2個等位基因,PIC值僅為0.1638;標(biāo)記CEDG244在黑龍江省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的參試群體中表現(xiàn)出較好的多態(tài)性,檢測到的等位基因數(shù)目(5,6)和PIC值(0.7286,0.7526)較高,優(yōu)于其在吉林省(4,0.5350)和遼寧省(5,0.6420)綠豆群體中的多態(tài)性水平?？v向比較發(fā)現(xiàn),標(biāo)記CEDG244(0.7286)、CEDG048(0.6467)和標(biāo)記CEDG010(0.5812)、CEDG228(0.5478)分別在黑龍江省綠豆群體和吉林省綠豆群體中表現(xiàn)出較高的多態(tài)性,而標(biāo)記CEDG178和CEDG006在黑龍江省(0.3648,0.3788)和吉林省(0.1638,0.1638)綠豆群體中的多態(tài)性水平較低;標(biāo)記CEDG006(0.6454)在遼寧省群體中多態(tài)性水平最高,CEDG156(0.4102)多態(tài)性水平最低;標(biāo)記CEDG244(0.7526)在內(nèi)蒙古自治區(qū)參試群體中的多態(tài)性水平最高,CEDG048(0.2469)多態(tài)性水平最低。因此,在分析不同省份綠豆品種遺傳多樣性時應(yīng)參考引物在各個省份的特異性情況,有針對性的選擇引物。如分析遼寧省綠豆群體的遺傳多樣性水平時,應(yīng)優(yōu)先考慮在該省品種分析中具有較大潛力、檢測出等位變異數(shù)目多、多態(tài)性水平高、能更好反映出該省綠豆品種遺傳變異情況的引物,如CEDG006引物在吉林省綠豆品種遺傳多樣性分析研究中多態(tài)性水平較低,因此在該群體品種分析時應(yīng)考慮舍棄。由此可見,在繼續(xù)開發(fā)、篩選綠豆多態(tài)性引物的同時,還應(yīng)按照引物在不同省份、地區(qū)的特異性情況進(jìn)行細(xì)化,選擇適宜引物,減少核心引物數(shù)量,降低實驗成本,提高檢測效率。

表3 8對引物在不同省份間的多態(tài)性信息Table 3 Genetic diversity of mungbean from different province based on 8 SSRs

2.2 參試綠豆種質(zhì)的遺傳多樣性及差異性分析

參試資源群體的遺傳距離如表4所示。4個地理資源群體遺傳距離變幅范圍為0.1120～0.3479,遼寧地區(qū)與黑龍江地區(qū)遺傳距離最小(0.1120),遺傳關(guān)系相對較近;而吉林地區(qū)與遼寧地區(qū)的遺傳距離(0.3479)最大,親緣關(guān)系相對較遠(yuǎn),表明不同來源群體間具有較明顯的遺傳分化。

表4 群體間遺傳距離與遺傳相似系數(shù)Table 4 Genetic identity and gentic distance between populations

利用UPGMA 法構(gòu)建4個群體的聚類圖(圖1),在遺傳距離為0.2268處可將參試品種分為兩個群組,組群Ⅰ包括黑龍江地區(qū)和遼寧地區(qū)的綠豆種群;組群Ⅱ包括吉林地區(qū)和內(nèi)蒙古地區(qū)綠豆種群。

圖1 4個地區(qū)綠豆群體的UPGMA聚類圖Fig.1 UPGMA dendrogram of mungbeanpopulations in 4 provincialism

作為衡量群體間親緣關(guān)系的重要參數(shù),遺傳距離越大,表示群體間的親緣關(guān)系越遠(yuǎn),反之越近[21]。

4個參試地區(qū)中遼寧與黑龍江的綠豆品種遺傳相似性最高,而吉林與遼寧的遺傳相似性最低,親緣關(guān)系相對較遠(yuǎn),與群體聚類分析得到黑龍江與遼寧聚為第一類,吉林與內(nèi)蒙古聚為第二類的結(jié)果相符。在地理位置上,遼寧省與吉林省毗鄰,但分析結(jié)果顯示兩個地區(qū)的遺傳相似度最低,可見綠豆種質(zhì)資源的分布情況與地理區(qū)域有一定的聯(lián)系,但并不是群體間地理來源越近、遺傳相似度越高。

表5列舉了部分綠豆品種在不同標(biāo)記中檢測到的等位變異情況,可根據(jù)這些位點的差異性,在基因水平上實現(xiàn)綠豆品種的分類鑒定。如標(biāo)記CEDG228是綠豆(C0665)的特異性引物,在211 bp處擴(kuò)增出一個特異性位點,可與其它品種進(jìn)行區(qū)分;標(biāo)記CEDG156分別在204 bp和206 bp處檢測到等位變異,分別將綠豆(C0846)、小綠豆(C0859)和鸚哥豆(C0700)、綠豆(C3763)從全部參試品種中鑒別出來,而后利用標(biāo)記CEDG244在綠豆(C3763)中檢測到的特征峰(146 bp)與鸚哥豆(C0700)相區(qū)分(圖2)。然而有些品種遺傳背景相似,差異性較小,未檢測出品種特征峰,且差異性位點數(shù)較少。如鸚哥豆(C0700)、小明粒(C0701)只能通過一個標(biāo)記(CEDG048)檢測到的差異性位點進(jìn)行區(qū)分;標(biāo)記CEDG178在145、141 bp處檢測到小綠豆(C0612)和綠豆(C0622)之間僅有的差異峰(圖3、圖4)。

表5 部分綠豆品種峰值情況Table 5 Peak values information of some mungbean samples in SSR fluorescent marker

圖2 綠豆(C3763)在熒光標(biāo)記CEDG244座位上的毛細(xì)管電泳峰圖Fig.2 SSR fingerprint patterns of Mungbean(C3763)using primer CEDG244

圖3 小綠豆(C0612)在熒光標(biāo)記CEDG178座位上的毛細(xì)管電泳峰圖Fig.3 SSR fingerprint patterns of Mungbean(C0612)using primer CEDG178

圖4 綠豆(C0622)在熒光標(biāo)記CEDG178座位上的毛細(xì)管電泳峰圖Fig.4 SSR fingerprint patterns of Mungbean(C0622)using primer CEDG178

SSR標(biāo)記技術(shù)能夠在基因水平上識別農(nóng)作物品種間的細(xì)微差異,將品種間的差異數(shù)字化,以指紋圖譜數(shù)據(jù)庫的形式呈現(xiàn)更加精確、高效,是綠豆名優(yōu)品種保護(hù)、種子市場管理的重要依據(jù)。但目前SSR指紋圖譜在水稻、大豆、高粱等作物的品種鑒定中應(yīng)用比較廣泛,而在綠豆中應(yīng)用報道的較少,因此應(yīng)加強(qiáng)綠豆SSR指紋圖譜的構(gòu)建及應(yīng)用研究。同時本研究所選用的8對SSR引物沒有任何一對可以將參試的40個品種完全區(qū)分開,且其中部分品種也不能利用一對引物進(jìn)行區(qū)分,因此在接下來的研究中應(yīng)根據(jù)鑒別情況替換或補(bǔ)充核心引物,為綠豆品種鑒定提供支持。

2.3 不同群體種質(zhì)間遺傳多樣性及遺傳距離分析

黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古四個參試資源群體的遺傳多樣性信息如表6所示。從總體上分析,四個地理來源組群的平均有效等位基因數(shù)目(Ne)變幅介于1.96～2.63,平均為2.38,黑龍江地區(qū)最高,吉林地區(qū)最低;平均期望雜合度(He)的變幅范圍介于0.45～0.62,平均為0.56,黑龍江地區(qū)和遼寧地區(qū)最高,吉林地區(qū)最低;平均Shannon信息指數(shù)(I)變幅范圍介于0.75～1.06,平均為0.95,黑龍江地區(qū)最高,吉林地區(qū)最低。綜合各參試群體的遺傳多樣性參數(shù)可知黑龍江為東四省綠豆資源最豐富的地區(qū),遼寧次之,而吉林地區(qū)參試群體的Ne、He及I值等較低,表示該地區(qū)遺傳多樣性水平相對較低。雖然吉林省是我國綠豆的主產(chǎn)區(qū),綠豆資源豐富,但遺傳多樣性卻在四個參試地區(qū)中最低,可見資源數(shù)量并不能完全決定其遺傳多樣性豐富程度,即資源數(shù)量豐富,遺傳多樣水平并不一定最高。因此,在今后的綠豆育種研究中,應(yīng)大力拓寬綠豆的遺傳背景,多引進(jìn)一些國外或國內(nèi)其它省份的綠豆品種,加強(qiáng)親緣關(guān)系較遠(yuǎn)地區(qū)間的基因交流,促進(jìn)綠豆種質(zhì)創(chuàng)新及新基因挖掘工作。

表6 基于8個SSR分子標(biāo)記的4個綠豆群體遺傳多樣性參數(shù)Table 6 Estimates of genetic parameters for 4 populations of mungbean based on 8 SSR primers

圖5 參試綠豆個體UPGMA聚類圖Fig.5 UPGMA dendrogram of mungbean individuals

利用UPGMA法對40個不同地理來源的綠豆品種進(jìn)行聚類分析,如圖5所示。結(jié)果表明,所有參試綠豆品種遺傳相似系數(shù)均分布在0.0668～1.0000之間,平均為0.4420。在遺傳相似系數(shù)為0.252時,可將參試品種劃分為兩類。黑龍江延壽縣綠豆(C0846)、黑龍江富裕縣小綠豆(C0859)、遼寧臺安縣鸚哥綠(C0661)、內(nèi)蒙古包頭市綠豆(C0604)和吉林大安縣鸚哥豆(C0700)五個品種單獨聚為一類,并沒有和其它地理來源相同的種質(zhì)聚在一起,說明這5個品種與其他35個品種的親緣關(guān)系相對較遠(yuǎn),考慮這5個品種可能來自東四省以外的地區(qū);在遺傳相似系數(shù)為0.308時,可將Ⅱ類群分為兩個亞群,第一亞類除了黑龍江方正縣大綠豆(C0847)、黑龍江蘭西縣大綠豆(C0829)和內(nèi)蒙古清水河縣小綠豆(C3773)外,全部是遼寧地區(qū)品種。結(jié)果顯示,黑龍江方正縣大綠豆(C0847)與黑龍江林甸縣小綠豆(C0858)遺傳相似系數(shù)最小,為0.0668,說明彼此間存在較大的遺傳差異;內(nèi)蒙古東勝市綠豆(C3780)與吉林永吉縣綠小豆(C0712)和內(nèi)蒙古昭烏達(dá)盟綠豆(C0622)之間的遺傳相似系數(shù)較大,為0.9014,顯示它們之間的親緣關(guān)系較近;遼寧省沈陽市綠豆(C3807)和內(nèi)蒙古清水河縣小綠豆(C3773)、黑龍江樺南縣大綠豆(C0830)和遼寧海城市綠豆(C3812)、吉林延吉縣小綠豆(C0722)和吉林安圖縣小綠豆(C0726)、吉林通榆縣小綠豆(C0702)和吉林長春市GCM8703-H-8(C4455)以及內(nèi)蒙古哲里木盟小綠豆(C0612)和內(nèi)蒙古烏蘭察布綠豆(C0643)在100%水平聚為一類,說明它們的遺傳背景相同,也可能是同一綠豆品種。

3 結(jié)論

本研究利用8對SSR引物探究了東四省40個典型綠豆品種的遺傳多樣性,所選用的SSR標(biāo)記多態(tài)性豐富、鑒別能力強(qiáng),能夠很好的對東四省綠豆品種進(jìn)行資源評價以及遺傳多樣性的分析。結(jié)果表明,東四省地區(qū)中黑龍江省遺傳變異水平最高,吉林省最低。在遺傳距離0.2268為閾值,可將參試材料分成兩個類群,黑龍江和遼寧的綠豆種質(zhì)為組群Ⅰ,內(nèi)蒙古和吉林為組群Ⅱ。利用SSR技術(shù)可使綠豆品種基因水平上的差異可視化,可識別品種間的細(xì)微差異,為進(jìn)一步綠豆品種指紋圖譜構(gòu)建、品種鑒定奠定基礎(chǔ)。本研究結(jié)果對今后東四省地區(qū)綠豆種質(zhì)資源的評價、鑒定和利用以及遺傳育種方面提供一定的指導(dǎo),同時對今后綠豆品種溯源研究、優(yōu)良種質(zhì)資源保護(hù)等具有一定的借鑒作用。

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Genetic diversity of typical mungbean varieties
in Northeast China by fluorescent SSR markers

ZHAO Ya-nan1,WANG Ying1,2,ZHANG Dong-jie1,*

(1.College of Food Science,Heilongjiang Bayi Agricultural Universitiy,Daqing 163319,China; 2.National Coarse Cereals Engineering Research Center,Daqing 163319,China)

Northeast China is one of the main producing areas of mung bean with abundant resource. It helps to improve the utilization efficiency of breeding that clear the genetic background differences between different mung bean varieties. Capillary electrophoresis detection with fluorescent ssr markers were used to analyze 40 typical mung bean varieties by using 8 SSR molecular markers. A total of 43 alleles were identified with an average of 5.4 alleles per locus. The polymorphic information content(PIC)of tested materials detected by different primers varied from 0.40 to 0.75 with an average of 0.55. The distribution of the average number of allelic variation was Heilongjiang(3.63)=Liaoning(3.63)>Neimenggu(3.50)>Jilin(2.88).The distribution of polymorphic information content(PIC)was Heilongjiang(0.530)>Liaoning(0.527)>Neimenggu(0.469)>Jilin(0.382). The analysis of genetic diversity of mungbean resources from 4 geographic origin indicated that Heilongjiang province was the most diversity region,and the last was Jilin province. Cluster analysis showed that germplasm from Heilongjiang province and Liaoning province were the first group,and those from Inner Mongolia and Jilin province were the second group. The genetic diversity of mung bean varieties in Northeast China was preliminarily identified in this study which provided reference for the recollection and breeding utilization of resources and laid the foundation for the further utilization of mung bean resources.

mungbean;SSR fluorescent marker;capillary electrophoresis;genetic diversity

2016-11-23

趙雅楠(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程，E-mail:zyn658@163.com。

*通訊作者:張東杰(1966-)，男，博士，教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程，E-mail:byndzdj@126.com。

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃項目(2012BAD34B02)；黑龍江省應(yīng)用技術(shù)與開發(fā)重大項目(GA14B104)；大慶科技局創(chuàng)新項目(sjh-2013--5)。

TS214

A

1002-0306(2017)10-0096-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.011