基于熒光SSR構(gòu)建中國(guó)糜子核心種質(zhì)DNA分子身份證

薛亞鵬，丁藝冰，王宇卓，王曉丹，曹曉寧，Santra Dipak K，陳凌，喬治軍，王瑞云,

基于熒光SSR構(gòu)建中國(guó)糜子核心種質(zhì)DNA分子身份證

薛亞鵬1，丁藝冰1，王宇卓1，王曉丹1，曹曉寧2，Santra Dipak K3，陳凌2，喬治軍2，王瑞云1,2

1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，中國(guó)山西太谷 030801；2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)基因資源研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/雜糧種質(zhì)資源發(fā)掘與遺傳改良山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)山西太原 030031；3內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校農(nóng)藝系小宗糧豆研究與推廣中心，美國(guó)內(nèi)布拉斯加州斯克茨布拉夫 69361

【目的】糜子（L.）作為一種古老的粟類作物，種質(zhì)豐富，基于熒光SSR標(biāo)記構(gòu)建其DNA分子身份證可為資源的數(shù)字化管理提供理論依據(jù)和分子檢測(cè)工具?！痉椒ā恳?35份中國(guó)糜子核心種質(zhì)為試驗(yàn)材料，對(duì)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院糜子作物分子育種課題組前期開發(fā)的糜子特異性SSR標(biāo)記進(jìn)行多次PCR篩選和優(yōu)化后獲取核心引物?；诿幼訁⒖蓟蚪M信息，經(jīng)過(guò)BLAST序列比對(duì)后將核心標(biāo)記進(jìn)行染色體定位。在SSR引物的5′端標(biāo)注熒光（FAM/HEX），利用毛細(xì)管電泳給出材料的基因型，采用“0，1”二進(jìn)制編碼方式記錄擴(kuò)增條帶的有無(wú)，使用ID Analysis 4.0檢測(cè)材料的區(qū)分程度。采用十進(jìn)制（0—9）統(tǒng)計(jì)擴(kuò)增片段大小以獲得材料的字符串分子身份證。使用Popgene、Powermarker、MEGA、NTSYS進(jìn)行遺傳多樣性、遺傳聚類和主成分分析。利用二維碼在線軟件（https://cli.im/）給出材料的二維碼DNA分子身份證。【結(jié)果】PCR擴(kuò)增結(jié)果發(fā)現(xiàn)，7個(gè)熒光SSR（RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43和RYW125）組合在一起可以將235份材料全部區(qū)分開。BLAST結(jié)果表明，RYW18、RYW37分布在第2染色體，分別位于0.60和0.80 cM處；RYW125位于第4染色體，定位在10.40 cM處；RYW43、RYW6分布在第5染色體，分別位于52.80和53.00 cM處；RYW11和RYW3定位在第6染色體，分別位于2.10和20.70 cM處。遺傳多樣性分析結(jié)果表明，235份材料在7個(gè)位點(diǎn)共檢出87個(gè)等位變異，每個(gè)位點(diǎn)檢出3（RYW11）—25（RYW6）個(gè)，平均為12.4286；檢出Shannon多樣性指數(shù)（）變幅為0.2055（RYW18）—2.0587（RYW6），平均1.1398；觀測(cè)雜合度（o）為0.0086（RYW11）—0.9455（RYW18）；期望觀測(cè)雜合度（e）為0.0795（RYW18）—0.7452（RYW6）；Nei’s基因多樣性指數(shù)（）為0.0793（RYW18）—0.7452（RYW6）；多態(tài)性信息含量（）為0.0334（RYW11）—0.8071（RYW6），平均為0.5185。聚類分析和主成分分析均將材料劃歸8個(gè)類群。將電泳條帶進(jìn)行數(shù)字編碼，利用7個(gè)標(biāo)記組合，構(gòu)建了全部材料的字符串和二維碼DNA分子身份證?！窘Y(jié)論】以235份中國(guó)糜子核心種質(zhì)為試驗(yàn)材料，利用PCR擴(kuò)增和毛細(xì)管電泳篩選到7個(gè)糜子熒光SSR核心標(biāo)記?；诿幼訁⒖蓟蚪M信息將上述標(biāo)記定位在4條染色體上。利用上述標(biāo)記擴(kuò)增供試材料，給出遺傳多樣性衡量參數(shù)，基于遺傳距離將材料聚為8個(gè)類群，主成分分析解決了聚類結(jié)果中出現(xiàn)的偏差。依照最少引物區(qū)分最多種質(zhì)的原則，利用十進(jìn)制編碼方式給出材料的字符串DNA分子身份證，結(jié)合表型數(shù)據(jù)，利用二維碼在線軟件構(gòu)建了全部材料的二維碼DNA分子身份證。

糜子；毛細(xì)管電泳；熒光SSR；DNA分子身份證

0 引言

【研究意義】糜子（L.）屬于禾本科黍?qū)?，一年生喜溫耐旱作物[1]。作為起源于中國(guó)的一種古老粟類作物[2]，糜子在世界六大洲（亞洲、歐洲、非洲、南美洲、北美洲和大洋洲）均有分布，其中，中國(guó)、俄羅斯等國(guó)家種植面積較大[3-4]。在中國(guó)，北至內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾市，南至海南省瓊海市，西至新疆維吾爾自治區(qū)阿圖什市，東至黑龍江省同江市，均有糜子分布，可劃分為7個(gè)生態(tài)栽培區(qū)（東北春糜子區(qū)、華北夏糜子區(qū)、北方春糜子區(qū)、黃土高原春夏糜子區(qū)、西北春夏糜子區(qū)、青藏高原春糜子區(qū)、南方秋冬糜子區(qū)）[5-6]。在年均降水較低的干旱和半干旱地區(qū)，糜子是當(dāng)?shù)鼐用裰骷Z；由于糜子具抗貧瘠特性，也是邊遠(yuǎn)山區(qū)的開荒作物之一[7-8]，適宜種植在中下等和邊際農(nóng)田。目前，世界上保存的糜子種質(zhì)資源有20 000余份，國(guó)內(nèi)占比近半[9]。因此，面對(duì)如此眾多的資源，如何對(duì)其進(jìn)行高效管理以便有效利用成為亟待解決的問(wèn)題。【前人研究進(jìn)展】由于受所處地理區(qū)域和溫度等因素影響，異源四倍體糜子種質(zhì)DNA信息繁雜[10]，通過(guò)其差異可以進(jìn)行資源辨別?；赟SR標(biāo)記對(duì)國(guó)內(nèi)外糜子種質(zhì)資源的研究較多。薛延桃等[11]利用103個(gè)標(biāo)記分析146份材料，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)野生資源的遺傳差異高于國(guó)外，且中國(guó)河北省可能為糜子發(fā)源地。石甜甜等[12]利用144個(gè)標(biāo)記檢測(cè)96份材料，基于UPGMA聚類和主成分分析分別材料劃歸3個(gè)和6個(gè)類群。連帥等[13]利用63個(gè)標(biāo)記評(píng)估192份資源，結(jié)果表明，中國(guó)是糜子起源中心。DNA條形碼自2003年由加拿大學(xué)者提出，以DNA片段作為條形碼快速準(zhǔn)確識(shí)別和鑒定物種，多為針對(duì)DNA序列采用分子標(biāo)記進(jìn)行種內(nèi)鑒定。DNA分子身份證是將種質(zhì)資源的DNA片段轉(zhuǎn)化為特有的字符串、條形碼或二維碼等，并加入其他的品質(zhì)等相關(guān)信息，達(dá)到對(duì)材料的數(shù)字化管理[14-16]。李清等[17]用30個(gè)SSR分析96份大豆（）種質(zhì)資源，發(fā)現(xiàn)僅用其中的6個(gè)標(biāo)記即可構(gòu)建全部材料的DNA分子身份證。樊曉靜等[18]基于24個(gè)SNP標(biāo)記分析103份國(guó)內(nèi)外茶樹（）資源，首先構(gòu)建了指紋圖譜，結(jié)合種質(zhì)來(lái)源、品質(zhì)等信息構(gòu)建了所有材料的DNA分子身份證。張梟等[19]用14個(gè)SSR擴(kuò)增48份山楂（）資源，將材料劃分為2類，并構(gòu)建了各材料的DNA分子身份證。與傳統(tǒng)的聚丙烯酰胺凝膠電泳相比，熒光毛細(xì)管電泳檢測(cè)更為精確，且重復(fù)性好、分析通量大[20]，熒光SSR標(biāo)記得到廣泛應(yīng)用。王瑞云等[21]利用15個(gè)熒光SSR對(duì)中國(guó)11個(gè)省/區(qū)的132份糜子材料進(jìn)行了遺傳多樣性分析，將材料劃歸4個(gè)群組。冉昆等[22]開發(fā)了40個(gè)SSR，檢測(cè)45份山東地區(qū)的梨（L.）種質(zhì)資源，發(fā)現(xiàn)僅用其中的10個(gè)標(biāo)記加注熒光后即可構(gòu)建全部材料的DNA分子身份證。郭艷春等[23]用46個(gè)核心SSR分析64份黃麻（）應(yīng)用核心種質(zhì)，發(fā)現(xiàn)僅用其中的12個(gè)標(biāo)記加注熒光后即可將全部材料區(qū)分，同時(shí)構(gòu)建了材料的DNA分子身份證。鄭永勝等[24]利用2 438個(gè)SSR擴(kuò)增8個(gè)小麥材料，篩選出260個(gè)多態(tài)性標(biāo)記，加注熒光后擴(kuò)增48份小麥育成品種，發(fā)現(xiàn)42個(gè)熒光標(biāo)記可用于鑒定小麥品種?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】糜子作為中華民族農(nóng)耕文明的載體作物，由于產(chǎn)量低下，與世界五大糧食作物水稻、小麥、玉米、大麥、高粱相比，基礎(chǔ)研究薄弱，SSR標(biāo)記缺乏，影響DNA分子身份證的構(gòu)建。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究擬以糜子微核心種質(zhì)為材料，利用熒光SSR標(biāo)記構(gòu)建材料的DNA分子身份證，為糜子種質(zhì)資源的快速準(zhǔn)確鑒定提供分子檢測(cè)工具。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

所用材料為糜子（L.）的核心種質(zhì)，共計(jì)235份[25]，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供（電子附表1）。

1.2 DNA提取

剪取糜子三葉期葉片，采用CTAB改良法[26]提取基因組DNA，DNA完整性、純度和濃度檢測(cè)方法同文獻(xiàn)[27]。

1.3 引物篩選

利用14份地理來(lái)源（分別來(lái)自中國(guó)的山西、黑龍江、廣東、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、河北、西藏、遼寧、山東、吉林、陜西和寧夏，以及印度）存在差異的糜子材料（表1）篩選山西農(nóng)業(yè)大學(xué)糜子作物分子育種課題組前期開發(fā)的169個(gè)SSR[27-28]，在條帶清晰、多態(tài)性好的標(biāo)記引物5′端標(biāo)注熒光基團(tuán)。PCR擴(kuò)增體系及反應(yīng)程序同薛亞鵬等[29]，熒光引物合成、PCR擴(kuò)增產(chǎn)物檢測(cè)、毛細(xì)管電泳結(jié)果分析均由生工生物工程（上海）股份有限公司完成。

1.4 DNA分子身份證的構(gòu)建

將毛細(xì)管電泳獲得的DNA分子量，進(jìn)行數(shù)字（根據(jù)片段位置區(qū)分，同一位置有條帶記為1，無(wú)條帶記為0）+數(shù)字化處理。用資源特征分析軟件ID Analysis 4.0檢測(cè)材料是否完全區(qū)分；用PowerMarker3.25、PopGene 1.32、MEGA 5.0和NTSYS 2.11進(jìn)行遺傳多樣性參數(shù)的計(jì)算、UPGMA聚類和主成分分析[30-32]；將引物擴(kuò)增獲得的帶型按分子量從小到大依次排列，用數(shù)字進(jìn)行編碼，由此組成字符串DNA分子身份證。利用二維碼在線技術(shù)（https://cli.im/）將材料的基本信息（包括名稱、統(tǒng)一編號(hào)、來(lái)源地、字符串）轉(zhuǎn)化為可掃描的二維碼DNA分子身份證。

2 結(jié)果

2.1 引物篩選

利用169個(gè)SSR擴(kuò)增14份糜子材料（表1），用聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物，篩選到40個(gè)多態(tài)性好的標(biāo)記，用其擴(kuò)增32份微核心種質(zhì)（未列出），發(fā)現(xiàn)15個(gè)標(biāo)記條帶清晰（表2），在其引物5′端添加熒光基團(tuán)FAM/blue或HEX/green。

表2 15對(duì)熒光SSR引物信息

2.2 基于核心引物的235份材料的遺傳多樣性參數(shù)

利用15對(duì)熒光SSR引物擴(kuò)增235份材料，發(fā)現(xiàn)7對(duì)引物（RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43和RYW125）組合在一起可以將全部材料區(qū)分開；經(jīng)過(guò)blast比對(duì)，確定了7個(gè)標(biāo)記在糜子染色體上的位置（圖1）。RYW18、RYW37分布在第2染色體，分別位于0.60和0.80 cM處；RYW125位于第4染色體，定位在10.40 cM處；RYW43、RYW6分布在第5染色體，分別位于52.80和53.00 cM處；RYW11和RYW3定位在第6染色體，分別位于2.10和20.70 cM處。

利用7對(duì)熒光SSR引物擴(kuò)增235份材料，部分材料毛細(xì)管電泳檢測(cè)條帶圖見圖2（RYW43），標(biāo)記的熒光有2種，除RYW43為綠色外，其他6個(gè)均為藍(lán)色。從7對(duì)引物的多態(tài)性信息位點(diǎn)及條帶編碼（表3）可以看出，7對(duì)引物共擴(kuò)增出125個(gè)多態(tài)性條帶，平均每對(duì)引物擴(kuò)增17.85個(gè)。

用7對(duì)引物擴(kuò)增235份材料，從表4可以看出，235份材料在7個(gè)位點(diǎn)共檢出87個(gè)等位變異，平均每個(gè)位點(diǎn)為12.4286個(gè)，變幅為3.0000（RYW11）—25.0000（RYW6）；檢出的Shannon多樣性指數(shù)（）為0.2055（RYW18）—2.0587（RYW6），平均為1.1398；觀測(cè)雜合度（o）為0.0086（RYW11）—0.9455（RYW18），平均為0.5158；期望觀測(cè)雜合度（e）為0.0795（RYW18）—0.7469（RYW6），平均為0.5176；Nei’s基因多樣性指數(shù)（）為0.0793（RYW18）—0.7452（RYW6），平均為0.5163；多態(tài)性信息含量（）為0.0334（RYW11）—0.8071（RYW6），平均為0.5185。

利用7對(duì)核心引物對(duì)235份糜子種質(zhì)進(jìn)行區(qū)分（表5）。7個(gè)引物的區(qū)分率為0.00%（RYW18）—7.23%（RYW6）；其中RYW43和RYW125均可區(qū)分16份（6.81%），RYW3可區(qū)分10份（4.26%），RYW11和RYW37均可區(qū)分較少材料（2份，0.85%）。6個(gè)引物組合的區(qū)分率為19.57%（RYW3+RYW6）—100%（RYW3+RYW6+RYW11+RYW18+RYW37+RYW43+RYW125）；其中，2引物和3引物組合僅能區(qū)分約1/5（19.57%、20.42%）的材料，4引物組合可區(qū)分約1/4（26.38%）的材料，5引物組合僅可區(qū)分37.45%的材料，而6引物組合則可區(qū)分材料近70%（68.51%），最終用7引物組合將全部材料分開。

2.3 235份糜子種質(zhì)資源的聚類分析

基于UPGMA對(duì)235份糜子材料進(jìn)行聚類（圖3）?？梢钥闯?，235份材料劃歸8個(gè)類群。每個(gè)類群包括材料數(shù)目不同，其中，類群Ⅲ最多，有80份，來(lái)自除青藏高原春糜子區(qū)的其余6個(gè)生態(tài)區(qū)和其他國(guó)家；其次為類群Ⅱ，有56份，來(lái)自糜子7個(gè)生態(tài)區(qū)和其他國(guó)家；第三為類群Ⅷ，有46份，來(lái)自除青藏高原春糜子區(qū)的其余6個(gè)生態(tài)區(qū)和其他國(guó)家；第四為類群Ⅳ和Ⅵ均有16份；類群Ⅴ和Ⅰ較少，分別有11和10份；類群Ⅶ最少，僅有1份。黃土高原春夏糜子區(qū)的材料在6個(gè)類群（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅷ）中均有分布，分別為20、20、2、6、2和5份。

表3 7對(duì)核心引物毛細(xì)管電泳結(jié)果及帶型編碼

圖2 RYW43擴(kuò)增部分材料的毛細(xì)管多態(tài)性電泳圖

表4 7對(duì)熒光SSR的遺傳多樣性參數(shù)

材料編號(hào)同附表1 The accession number is the same as the Supplemental Table 1

圖4 基于SSR的235份糜子資源的主成分分析圖

2.4 235份糜子種質(zhì)資源的主成分分析

根據(jù)基因分型對(duì)235份糜子資源進(jìn)行主成分分析（圖4）。可以看出，前3個(gè)主成分分別解釋了基因總變異的79.05%（PC1）、6.26%（PC2）和3.87%（PC3）。將糜子參試材料分為8類，與材料的來(lái)源地基本一致。

2.5 235份糜子種質(zhì)資源DNA分子身份證的構(gòu)建

對(duì)毛細(xì)管電泳結(jié)果進(jìn)行“數(shù)字”編碼，將每個(gè)引物的特征編碼結(jié)合形成特定的字符串（電子附表2）。如白糜子（00000101）的字符串為12150301040418，表示用引物RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43、RYW125擴(kuò)增材料后，對(duì)應(yīng)的片段分別為149/169/198（12）、195/242（15）、213/223（03）、376（01）、196/203/209（04）、181（04）和202/227（18）；黃糜子（00000333）的字符串10180301030018，表示用引物RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43和RYW125擴(kuò)增材料后，分別對(duì)應(yīng)片段149/156（10）、195/242/373（18）、213/223（03）、376（01）、196/203（03）、0（00）和202/227（18）；依此類推。在上述字符串基礎(chǔ)上，加入材料的其他信息（統(tǒng)一編號(hào)、名稱和來(lái)源等），一并導(dǎo)入二維碼在線生成器，獲得材料的二維碼DNA分子身份證，材料1—12的二維碼DNA分子身份證見圖5，其他材料的圖例見附圖1。

圖5 材料1—12的二維碼DNA分子身份證

3 討論

3.1 糜子特異性SSR標(biāo)記的染色體定位

SSR標(biāo)記是種質(zhì)資源遺傳差異的重要分子檢測(cè)工具，在小麥、大豆等作物中廣泛運(yùn)用[15-17, 24]。截至2017年，王瑞云研究發(fā)現(xiàn)糜子中開發(fā)的SSR僅有2 631個(gè)，其中，糜子特異性標(biāo)記為2 326個(gè)，其他為種間標(biāo)記[8]。近年來(lái)，基于RNA-Seq高通量測(cè)序手段構(gòu)建了215個(gè)SSR標(biāo)記，但是均沒(méi)有定位在染色體上[10, 21, 28, 33]。2019年，隨著糜子基因組測(cè)序結(jié)果的公布，本研究通過(guò)blast比對(duì)，將7個(gè)SSR標(biāo)記定位在糜子的4條染色體（Chr.2、Chr.4、Chr.5和Chr.6）上。其中一個(gè)SSR為低基元（RYW125），位于Chr.4的10.40 cM處。其他6個(gè)均為高基元，RYW18和RYW37分別分布在Chr.2的0.60和0.80 cM處；RYW43和RYW6分別分布在Chr.5的52.80和53.00 cM處；RYW11和RYW3分布在Chr.6的2.10和20.70 cM處。2023年，以育成品種晉黍7號(hào)為材料，構(gòu)建了全基因組精細(xì)序列圖譜，探明異源四倍體糜子處于二倍化的早期階段，亞基因組優(yōu)勢(shì)正在建立，突變可能更多地發(fā)生在標(biāo)記為較低表達(dá)水平的基因上[34]。目前，鑒定糜子粳糯性的Indel功能標(biāo)記（RYW214）已經(jīng)開發(fā)[35]，一批SSR標(biāo)記將被錨定在染色體上，有益于糜子育種中親本材料的選配。

3.2 聚丙烯酰胺凝膠和毛細(xì)管電泳的DNA擴(kuò)增片段多態(tài)性檢測(cè)差異

人類要全面發(fā)展，健康首當(dāng)其沖，《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》引導(dǎo)人們合理膳食，不僅需要主糧（如小麥）支撐，雜糧（糜子）更是不可或缺[36]。郝晨陽(yáng)等[37]以小麥為材料，比較了SSR聚丙烯酰胺凝膠電泳和熒光SSR毛細(xì)管電泳檢測(cè)手段的差異，發(fā)現(xiàn)后者的效率是前者的7—8倍。糜子方面，陳小紅等[38]以130份糜子為試驗(yàn)材料，用SSR銀染檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)用17個(gè)SSR可以區(qū)分全部材料，本研究以235份糜子核心種質(zhì)為材料，發(fā)現(xiàn)僅用7個(gè)熒光SSR即可區(qū)分全部材料，材料多于前者，標(biāo)記少于前者，靈敏度明顯高于前者。林元香[39]則以272份山西糜子資源為材料，比較了SSR和熒光SSR的檢測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)后者是前者的7倍。

3.3 基于土特產(chǎn)的多元化黃米食品

中國(guó)素有“飲食王國(guó)”之美譽(yù)，糜子食品數(shù)不勝數(shù)。糜子脫殼后稱黃米，磨粉后可制作各種面食?；谝环剿?，開發(fā)糜子鄉(xiāng)土資源。糜子是中華民族農(nóng)耕文明的載體作物，曾在長(zhǎng)城內(nèi)外、黃河兩岸眾多區(qū)域均有分布。突出地域特點(diǎn)，體現(xiàn)當(dāng)?shù)仫L(fēng)情。炒米曾是陜甘寧邊區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)游牧民族在馬背上營(yíng)生的主食，油糕是許多地方婚喪嫁娶中必不可少的一道食品。2022年4月，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社出版了沈群主編的《雜糧與科學(xué)的美味邂逅》。山西省有許多黃米食品，包括平定縣的油糕和稷米面煎餅、盂縣的棗介糕、陽(yáng)高縣的素糕、長(zhǎng)治市壺關(guān)縣的小車刀切糕、臨汾市的黃米蒸飯、忻州市定襄縣的黃米粽子、嵐縣的糜子粉和河曲縣的糜米酸粥等。陜西的黃米食品有延安市黃陵縣的黃黃饃，又叫黃黃，原料為硬糜子。河北地區(qū)的薛家窩頭，又叫黃金塔，是光緒年間的朝廷貢品，緣于薛木延在李賈村過(guò)廟趕集售賣時(shí)被李連英發(fā)現(xiàn)，慈禧太后品嘗后大加贊賞。北京和天津一帶的黃米食品有驢打滾，又叫豆面糕/豆面卷子，始于清朝，是沾滿豆面的年糕。東北地區(qū)的黃米食品有黏豆包，冬季餐桌不可或缺，貯藏于戶外缸中；朝鮮族的黃米打糕/引絕餅，又叫黃打糕[36]。

真正建成糜子產(chǎn)業(yè)，形成集群。2012年，陜西省府谷縣被中國(guó)糧食行業(yè)協(xié)會(huì)命名為“中國(guó)黃米之鄉(xiāng)”，建有高標(biāo)準(zhǔn)糜子種植基地，百畝樣板田曾創(chuàng)造畝（667 m2）產(chǎn)410 kg的全國(guó)紀(jì)錄，深加工企業(yè)將黃米產(chǎn)品推銷至世界各地。2018年，100名志愿者在“品味府谷”美食文化節(jié)上拼接4.5萬(wàn)片黃米糕創(chuàng)下“最長(zhǎng)油炸糕點(diǎn)”吉尼斯世界紀(jì)錄。2021年，府谷黃米入選全國(guó)名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品名錄。2023年，陜西省府谷縣糜子（黃米）產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)創(chuàng)作了《黃米歌謠》。眾多的糜子食品來(lái)源于數(shù)以萬(wàn)計(jì)的糜子種質(zhì)資源，要想做出具有地方特色和口感正宗的黃米食品，必須探明資源本底，搞清其遺傳差異，構(gòu)建資源的二維碼DNA分子身份證可以有效鑒別資源。陳小紅等[38]構(gòu)建糜子的分子身份證僅采用二進(jìn)制的“0，1”，本研究所構(gòu)建的分子身份證還采用了十進(jìn)制（0—9）。為了搞清全世界2萬(wàn)余份糜子資源的遺傳背景，構(gòu)建其DNA分子身份證，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)糜子作物分子育種課題組正在研發(fā)三十二進(jìn)制和六十四進(jìn)制以及更高進(jìn)制的編碼方法，助力世界人民糧食安全和膳食營(yíng)養(yǎng)平衡。

另外，主成分分析可以解決UPGMA聚類結(jié)果中出現(xiàn)的偏差。何杰麗等[28]基于EST-SSR評(píng)估國(guó)內(nèi)外不同生態(tài)區(qū)的144份糜子資源，UPGMA聚類結(jié)果表明，黃土高原春夏糜子區(qū)的材料（50號(hào)（紫桿白黍）和107號(hào)（野糜））分布在不同類群中，分別劃歸類群C12和C2，而主成分分析則將2份材料均劃歸在黃土高原春夏糜子區(qū)。本研究也有類似現(xiàn)象發(fā)生，聚類結(jié)果表明，東北春糜子區(qū)的材料（59號(hào)（金縣黃糜子）和235號(hào)（2048）、5號(hào)（大白黍）和6號(hào)（螞蚱眼））分布在不同類群中，前兩者劃歸類群Ⅲ，后兩者劃歸類群Ⅷ，而主成分分析則將全部材料均劃歸為一類。

4 結(jié)論

基于糜子參考基因組信息，在4條染色體（Chr.2、Chr.4—Chr.6）上定位了7個(gè)特異性SSR標(biāo)記?；谑M(jìn)制編碼方式，采用熒光SSR標(biāo)記毛細(xì)管電泳檢測(cè)手段構(gòu)建了235份中國(guó)糜子核心種質(zhì)的二維碼DNA分子身份證，構(gòu)建的分子身份證互不相同，可以將材料完全區(qū)分開。

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附表1 參試糜子材料的品種及來(lái)源

supplement table 1 The varieties and sources of the broomcorn millet material to be tested

統(tǒng)一編號(hào)Code序號(hào)Number名稱Name來(lái)源Source 000001011白糜子Baimeizi中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 000002812Jan-55黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院Heilongjiang academy of agricultural sciences 000003333黃糜子Huangmeizi中國(guó)吉林Jilin, China 000004374大紅黍Dahongshu中國(guó)遼寧Liaoning, China 000004405大白黍Dabaishu中國(guó)遼寧Liaoning, China 000004546螞蚱眼Mazhayan中國(guó)遼寧Liaoning, China 000004787黃旗糜子Huangqimeizi中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 000005258巴林左疙瘩黍Balinzuogedashu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 000006509準(zhǔn)旗醬黃黍Zhunqijianghuangshu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 0000068410伊盟良56-2黍Yimengliang56-2shu巴盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Bameng agricultural science institute 0000075611小黍子X(jué)iaoshuzi中國(guó)河北Hebei, China 0000105512雞冠黍Jiguanshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000145313軟糜子Ruanmeizi中國(guó)山西Shanxi, China 0000152814黑軟黍Heimeizi中國(guó)山西Shanxi, China 0000155915紅軟黍Huangruanshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000161116一點(diǎn)黃Yidanhuang中國(guó)陜西Shaanxi, China 0000183917掃帚軟糜Saozhouruanmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 0000216018和林紅糜子Helinhongmeizi中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 0000247319伊選大紅糜Yixuandahongmei伊盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Yimeng agricultural science institute 0000268420張掖老黃糜子Zhangyelaohuangmeizi中國(guó)甘肅Gansu, China 0000304121廣河黃糜Guanghehuangmei中國(guó)甘肅Gansu, China 0000305622黃糜子Huangmeizi中國(guó)新疆Xinjiang, China 0000314423本地糜子Bendimeizi中國(guó)山西Shanxi, China 0000317724花糜 Huamei中國(guó)山西Shanxi, China 0000323725小黃黍Xiaohuangmei中國(guó)山西Shanxi, China 0000328926紫桿黍Ziganshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000340527白糜子Baimeizi中國(guó)山西Shanxi, China 0000364028小紅糜X(jué)iaohongmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 0000419829金守黍Jinshoushu中國(guó)廣東Guangdong, China 0000423030西北天糜子（黍）Xibeitianmeizi (shu）中國(guó)吉林Jilin, China 0000441131螞蚱眼Mazhayan中國(guó)山東Shandong, China 0000557432黃糜子Huangmeizi中國(guó)青海Qinghai, China 0000570033翰章黃糜Hanzhanghuangmei中國(guó)吉林Jilin, China 0000570834千溝黃糜子Qiangouhuangmeizi中國(guó)吉林Jilin, China 00005884358311/4/5伊盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Yimeng agricultural science institute 0000612736黍子Shuzi中國(guó)河北Hebei, China 0000643837烏克蘭黍Wukelanshu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 0000679838寧夏黃糜Ningxiahuangmei寧夏農(nóng)業(yè)科學(xué)院Ningxia academy of agricultural sciences 0000707139黍米（糜）Shumid（mei）中國(guó)河北Hebei, China 0000729740賀蘭大紅Helandahong中國(guó)寧夏Ningxia, China 0000733241鼓鼓頭糜Gugutoumei中國(guó)甘肅Gansu, China 0000750242黃皮糜Huangpimei中國(guó)青海Qinghai, China 0000762943吉林黍Jilinshu中國(guó)吉林Jilin, China 0000766744外引黍4號(hào)Waiyinshu 4 hao美國(guó)USA 0000767745A85-6中國(guó)山西Shanxi, China 0000783246嫩黍23Neishu23中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000008247黃糜子Huangmeizi中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000010248黑鵝頭Heietou中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000012149紅鵪鶉尾Hong anchunwei中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000013250鵪鶉尾Anchunwei中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000014751麥糜子Maimeizi中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000014952小麥糜子X(jué)iaomaimeizi中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000018353黑糜子Heimeizi中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 00000277545-Feb黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院Heilongjiang academy of agricultural sciences 0000033055黎糜子Limeizi中國(guó)吉林Jilin, China 0000038856黑糜子Heimeizi中國(guó)吉林Jilin, China 0000040557黑糜子Heimeizi中國(guó)吉林Jilin, China 0000043658黃糜子Huangmeizi中國(guó)遼寧Liaoning, China 0000047559金縣黃糜子Jinxianhuangmeizi中國(guó)遼寧Liaoning, China 0000048260呼盟黑粘糜Humengheinianmei中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 0000056961五原黑黍子Wuyuanheishuzi中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 0000058262臨河雙粒黍Linheshuanglishu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 0000060763杭后小青黍Hanghouxiaoqingshu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 0000060964巴盟黃黍子Bamenghuangmeizi巴盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Bameng agricultural science institute 0000070265惠農(nóng)黃粘黍Huinonghuangnianshu中國(guó)寧夏Ningxia, China 0000071066皋蘭鴨蛋青Gaolanyadanqing中國(guó)甘肅Gansu, China 0000074267靈合紅粘糜Linghehongnianmei中國(guó)甘肅Gansu, China 0000074768清水粘糜子Qingshuinianmeizi中國(guó)甘肅Gansu, China 0000075069白糜子baimeizi中國(guó)新疆Xinjiang, China 0000080470骨都白Gudubai中國(guó)河北Hebei, China 0000081571黑糜子Heimeizi中國(guó)河北Hebei, China 0000082272粘黍子Nianmeizi中國(guó)河北Hebei, China 0000082573高粱黍Gaoliangshu中國(guó)河北Hebei, China 0000082974小白黍Xiaobaishu中國(guó)山西Shanxi, China 0000084075六十天小紅黍Liushitianxiaohongshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000084576老來(lái)紅Laolaihong中國(guó)山西Shanxi, China 0000093677跳蚤黍Tiaozaoshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000095778污咀黍Wuzuishu中國(guó)山西Shanxi, China 0000099179小白黍Xiaobaishu中國(guó)山西Shanxi, China 0000099880大瓦灰Dawahui中國(guó)山西Shanxi, China 0000105681灶黑白Zaoheibai中國(guó)山西Shanxi, China 0000112182黃羅黍Huangluoshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000118283小白粘糜子X(jué)iaobainianmeizi中國(guó)山西Shanxi, China 0000125184小黑黍Xiaoheishu中國(guó)山西Shanxi, China 0000128385條帚軟糜Tiaozhouruanshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000131286白粘黍Bainianshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000133187狗尾蛋Gouweidan中國(guó)山西Shanxi, China 0000146788白黍Baishu中國(guó)山西Shanxi, China 0000147889軟黍Ruanshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000150090黑灰軟黍Heihuiruanshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000153091紅糜子Hongmeizi中國(guó)山西Shanxi, China 0000154792白黍Baishu中國(guó)山西Shanxi, China 0000155393黑黍Heishu中國(guó)山西Shanxi, China 0000158194白軟黍Bairuanshu中國(guó)山西Shanxi, China 0000159995灰軟糜Huiruanshu中國(guó)陜西Shaanxi, China 0000160196紫稈紅黍Ziganhongshu中國(guó)陜西Shaanxi, China 0000166597大紅糜Dahongmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 0000176898白軟糜Bairuanmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 0000178599黑軟糜Heiruanmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00001812100小紅軟糜X(jué)iaohongruanmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00001818101黃軟糜Huangruanmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00001897102紅糜Hongmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00001951103黃黍子Huangshuzi中國(guó)陜西Shaanxi, China 00001987104熟谷Shugu中國(guó)黑龍江Heilongjiang, China 0000202310515黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院Heilongjiang academy of agricultural sciences 000020321066黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院Heilongjiang academy of agricultural sciences 00002062107開魯板黃糜Kailubanhuangmei中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00002142108農(nóng)烏4號(hào)青糜Nongwu 4 qingmei中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00002155109豐鎮(zhèn)大白糜Fengzhendabaimei中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00002231110五原小黃糜Wuyuanxiaohuangmei中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00002368111達(dá)旗大黃糜子Daqidahuangmeizi中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00002385112達(dá)旗青糜子Daqiqingmeizi中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00002416113準(zhǔn)旗紫稈紅糜Zhunqiziganhongmei中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00002502114伊盟75066-5-2糜Yimeng 75066-5-2mei伊盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Yimeng agricultural science institute 00002530115賀蘭二黃Helanerhuang中國(guó)寧夏Ningxia, China 00002583116密穗紅misuihong中國(guó)寧夏Ningxia, China 00002614117小黃糜子Dahuangmeizi中國(guó)寧夏Ningxia, China 00002628118大紅糜子Dahongmeizi固原農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Guyuan agricultural research institute 00002641119西吉小黃糜X(jué)ijixiaohuangmei中國(guó)寧夏Ningxia, China 00002651120寧糜6號(hào)Ningmei 6寧夏農(nóng)業(yè)科學(xué)院Ningxia academy of agricultural sciences 00002687121民樂(lè)紅糜子Minlehongmeizi中國(guó)甘肅Gansu, China 00002712122景泰疙瘩紅Jingtaigedahong中國(guó)甘肅Gansu, China 00002741123永登小黑糜Yongdengxiaoheimei中國(guó)甘肅Gansu, China 00002800124靖遠(yuǎn)紫稈Jingyuanzigan中國(guó)甘肅Gansu, China 00002901125華池黃草紅糜Huachihuangcaohongmi中國(guó)甘肅Gansu, China 00002930126寧縣竹葉青黃硬糜Ningxianzhuyeqinghuangyingmei中國(guó)甘肅Gansu, China 00002932127寧縣大黃粘糜子Ningxiandahuangnianmeizi中國(guó)甘肅Gansu, China 00003039128東鄉(xiāng)朵麻糜Dongxiangduomamei中國(guó)甘肅Gansu, China 00003111129紅糜Hongmei中國(guó)新疆Xinjiang, China 00003117130黃糜Huangmei中國(guó)新疆Xinjiang, China 00003127131糜Mei中國(guó)新疆Xinjiang, China 00003167132小青糜X(jué)iaoqingmei中國(guó)山西Shanxi, China 00003368133黍子Shuzi中國(guó)山西Shanxi, China 00003376134黃硬黍Huangyingshu中國(guó)山西Shanxi, China 00003559135黃硬黍Huangyingshu中國(guó)山西Shanxi, China 00003561136當(dāng)?shù)孛覦angdimei中國(guó)山西Shanxi, China 00003586137黑糜子Heimeizi中國(guó)陜西Shaanxi, China 00003656138二黃糜Erhuangmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00003678139小紅糜X(jué)iaohongmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00004200140黃稷子Huangjizi中國(guó)安徽Anhui, China 00004203141白稷子Baijizi中國(guó)江蘇Jiangsu, China 00004228142黑糜子黍Heimeizishu中國(guó)吉林Jilin, China 00004267143小白黍Xiaobaishu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00004268144小紅黍Xiaohongshu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00004314145正寧紅粘糜（黍）Zhengninghongnianmei（shu）中國(guó)甘肅Gansu, China 00004368146白粒黍Bailishu中國(guó)山東Shandong, China 00004415147白黍子Baishuzi中國(guó)山東Shandong, China 00004580148黍子Shuzi中國(guó)山東Shandong, China 00004677149紅軟糜（黍）Hongruanmei（shu）中國(guó)陜西Shaanxi, China 00004704150白殼糜（黍）Baikemei（shu）中國(guó)陜西Shaanxi, China 00004800151紅糜（黍）Hongmei（shu）中國(guó)陜西Shaanxi, China 00004863152034-2黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院Heilongjiang academy of agricultural sciences 00004866153紅糜子Hongmeizi中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00004881154狼山462Langshan 462巴盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Bameng agricultural science institute 00004985155慶陽(yáng)餓死牛Qingyangesiniu中國(guó)甘肅Gansu, China 00005008156張川麻糜子Zhangchuanmameizi中國(guó)甘肅Gansu, China 00005169157黑稷子Heijizi中國(guó)山東Shandong, China 00005191158塞蓋德斯Saigaidesi中國(guó)山東Shandong, China 00005241159灰糜子Huimeizi中國(guó)陜西Shaanxi, China 00005245160紅硬糜Hongyingmei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00005452161夯糜子Hangmeizi中國(guó)陜西Shaanxi, China 00005472162梟頭糜X(jué)iaotoumei中國(guó)陜西Shaanxi, China 00005532163大黃糜Dahuangmei中國(guó)青海Qinghai, China 00005583164黑子Heizi中國(guó)青海Qinghai, China 000058391658403/7/2伊盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 Yimeng agricultural science institute 00006036166小紅黍Xiaohongshu中國(guó)河北Hebei, China 00006159167螞蚱眼Mazhayan中國(guó)河北Hebei, China 00006175168大黃黍Dahuangshu中國(guó)河北Hebei, China 00006200169大紫稈Dazigan中國(guó)河北Hebei, China 00006234170河間白黍子Hejianbaishuzi中國(guó)河北Hebei, China 00006248171小紅黍Xiaohongshu中國(guó)河北Hebei, China 00006253172黍子Shuzi中國(guó)河北Hebei, China 00006257173青龍黃黍子Qinglonghuangshuzi中國(guó)河北Hebei, China 00006310174紫秸白Zijiebai中國(guó)河北Hebei, China 000064831752096黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院 Heilongjiang academy of agricultural sciences 000064841762275黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院 Heilongjiang academy of agricultural sciences 000064931772228黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院Heilongjiang academy of agricultural sciences 00006523178黃黍Huangshu中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00006528179內(nèi)黍一點(diǎn)紅Neishuyidianhong中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00006557180榆3-39 Yu3-39山西品種資源研究所 Shanxi institute of variety resources 00006570181眼皮薄Yanpibao中國(guó)吉林Jilin, China 00006575182黃糜（黍）Huangmei（shu）中國(guó)山東Shandong, China 00006580183黍子Shuzi中國(guó)山東Shandong, China 00006632184黃黍子Huangshuzi濰坊農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 Weifang institute of agriculture and science 00006655185糯黍Nuoshu中國(guó)海南Hainan, China 00006681186札達(dá)糜Zhadamei中國(guó)西藏Xizang, China 00006682187古浪半個(gè)紅Gulangbangehong中國(guó)甘肅Gansu, China 00006764188典型紫稈野糜Dianxingziganyemei中國(guó)內(nèi)蒙古Inner Mongolia, China 00006766189野糜子Yemeizi中國(guó)新疆Xinjiang, China 00006776190海原紫稈紅Haiyuanziganhong固原農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 Guyuan agricultural research institute 00006811191羊眼睛青糜子Yangyanjingqingmeizi固原農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 Guyuan agricultural research institute 00006842192豐雙-4Shuangfeng-4固原農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 Guyuan agricultural research institute 00006854193紅花糜子Honghuameizi固原農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 Guyuan agricultural research institute 00007131194白黍子Baishuzi中國(guó)河北Hebei, China 00007220195白黍子Baishuzi中國(guó)河北Hebei, China 00007258196黃糜Huangmei中國(guó)遼寧Liaoning, China 00007265197太原3164Taiyuan3164山西品種資源研究所 Shanxi institute of variety resources 00007269198太原3048Taiyuan3048山西品種資源研究所 Shanxi institute of variety resources 00007291199平羅二黃Pingluoerhuang中國(guó)寧夏Ningxia, China 00007344200吐魯番Turpanmi中國(guó)新疆Xinjiang, China 00007361201雁北天糜Yanbeitianmei中國(guó)山西Shanxi, China 0000736620278前蘇聯(lián)Former Russia 00007367203支多奧斯支Chidoosch前蘇聯(lián)Former Russia 00007369204色查爾托Sacherto波蘭Poland 00007371205灰糜Huimei波蘭Poland 00007391206790051印度India 00007417207臘黃糜Lahuangmei中國(guó)青海Qinghai, China 00007430208土黃糜Tuhuangmei中國(guó)青海Qinghai, China 00007455209牛尾黃Niuweihuang中國(guó)青海Qinghai, China 00007468210灰糜子Huimeizi中國(guó)青海Qinghai, China 00007478211白圪塔糜Baigedamei中國(guó)青海Qinghai, China 00007479212黃粒糜Huanglimei中國(guó)青海Qinghai, China 00007518213A75-2中國(guó)遼寧Liaoning, China 00007564214B75-8中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007664215外引黍1號(hào)Waiyinshu1美國(guó)USA 00007681216A85-10中國(guó)山西Shanxi, China 00007700217A85-29中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院Chinese Academy of Agricultural Sciences 00007716218A85-45中國(guó)山東Shandong, China 00007740219B85-10中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007750220B85-20中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007755221B85-25中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007798222B85-68中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007844223A75-45中國(guó)甘肅Gansu, China 00007869224A75-70中國(guó)山西Shanxi, China 00007889225E75-30中國(guó)甘肅Gansu, China 00007917226A85-70中國(guó)甘肅Gansu, China 00007922227A85-75中國(guó)甘肅Gansu, China 00007927228A85-80中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007935229A85-88中國(guó)寧夏Ningxia, China 00007948230A85-101中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007963231B85-62中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007973232B85-72中國(guó)陜西Shaanxi, China 00007991233B85-90中國(guó)陜西Shaanxi, China 00008016234紫稈糜Ziganmei中國(guó)山西Shanxi, China 000064572352048嫩江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 Nenjiang institute of agriculture and science

附表2 參試糜子材料的字符串

supplement table 2 Character string of the broomcornmillet material to be tested

序號(hào)Number統(tǒng)一編號(hào)Code字符串Character string序號(hào)Number統(tǒng)一編號(hào)Code字符串Character string 10000010112150301040418410000733215180301040018 20000028119180303041518420000750207180301041518 30000033310180301030018430000762913150301040018 40000043701150301040102440000766701180302040418 50000044007160301040002450000767706180302050002 60000045401180301041502460000783216180301040018 70000047808180301040002470000008202050300010002 80000052501220301050102480000010202050301011502 90000065001150301050418490000012102050300010102 100000068401180301051518500000013202300305010002 110000075601140301041118510000014718330301010002 120000105501180301050418520000014902340301060102 130000145301180301050002530000018302060301010102 140000152807180301040102540000027702250301030002 150000155907180301041518550000033002060300010002 160000161104180301060002560000038802060301011502 170000183910180301051018570000040502320300061502 180000216003180301050118580000043602310301030417 190000247301180301040318590000047502050301060017 200000268401200302050118600000048202300300060002 210000304107180301041518610000056902040300060102 220000305601150301040118620000058202290303061502 230000314409000301040018630000060702300301060102 240000317701150301041518640000060902040301060602 250000323708130301050118650000070202040301010002 260000328911120301050018660000071002050301010002 270000340514110301050018670000074202020301010002 280000364007180301050018680000074702230301010100 290000419815140301050018690000075002060301060100 300000423001170301040018700000080402070301012818 310000441101180301040118710000081502370301010002 320000557410180301040018720000082202100300030017 330000570001180301050118730000082518100301030018 340000570814180301040118740000082902250301011102 350000588401180301040018750000084002090300010102 360000612701180301041818760000084502370300060002 370000643813200301040018770000093602250300060102 380000679805180301040018780000095702250301060002 390000707115150301041518790000099102360301010118 400000729701120301040018800000099802360301060102 8100001056183603010601021250000290102250301062618 8200001121020003010218021260000293002010301060100 8300001182020203000601021270000293202250301061518 8400001251022803010601001280000303902080301010918 8500001283020203010601181290000311102080301011500 8600001312022803010601021300000311702180301010118 8700001331020203010115021310000312702080301010115 8800001467020203010601021320000316718080301060118 8900001478020203010101021330000336802080301061518 9000001500023603010101021340000337602080301060118 9100001530022503010101021350000355902080302010102 9200001547022103010100001360000356102080301061818 9300001553022403010601021370000358602080301060818 9400001581023503010101021380000365602080301061618 9500001599023103010604021390000367802080301011102 9600001601023603010624021400000420002190301061400 9700001665023603010602021410000420302190301011402 9800001768022503010624021420000422802190301061502 9900001785022503010101021430000426702080301060024 10000001812022503010600001440000426802080301060012 10100001818022503010618021450000431402080301060011 10200001897022503010110021460000436802080301060009 10300001951022503010618001470000441502080301060006 10400001987023603010304021480000458002080301060023 10500002023022503010300021490000467702080301060020 10600002032023603010301021500000470402080301060019 10700002062023603010618181510000480002080301010021 10800002142020003010300021520000486302080301060008 10900002155023603010618021530000486600080001000022 11000002231023603010616021540000488100080201060022 11100002368023603010615181550000498502080301060013 11200002385023603010607021560000500800080301030005 11300002416023603010604181570000516900080301060010 11400002502023603010618001580000519100080101030005 11500002530023603010112021590000524100080301060004 11600002583022603010600181600000524502080301060004 11700002614022503010115181610000545200080300060004 11800002628023603010627001620000547202080301010004 11900002641022503010113021630000553200080301012304 12000002651023603010115181640000558300080301012104 12100002687023603010116181650000583900080301060021 12200002712023603010607181660000603602080301062404 12300002741023603010611001670000615902080301011807 12400002800023603010600181680000617502080301061804 16900006200020803010601042030000736702080304060002 17000006234020803010618022040000736902080302062402 17100006248020803010101022050000737102080301062902 17200006253020803010300022060000739102080301060018 17300006257020803010301022070000741702080301013018 17400006310020803010101162080000743000080301010000 17500006483000800000100022090000745502080301012418 17600006484020803010124022100000746802080301012002 17700006493020803010300002110000747802080301012018 17800006523020803010600012120000747902080301010718 17900006528020803010601022130000751800080301010002 18000006557020803010107002140000756402080301012218 18100006570020803010101022150000766402080301012102 18200006575020803010100032160000768100080301060002 18300006580000803000300022170000770002080304060014 18400006632020803010119002180000771602000301060000 18500006655020803010128022190000774002080301062518 18600006681020803010115182200000775002080301060918 18700006682020803010116002210000775502080300060002 18800006764020803020600002220000779802080301062500 18900006766020803020100022230000784418270301010002 19000006776020803010117022240000786918020301060000 19100006811020803010100022250000788918270301010102 19200006842020803010615022260000791702020301060002 19300006854020803010605182270000792202030301010002 19400007131020803010124002280000792718030301060002 19500007220020803010100182290000793518020301060018 19600007258020803010104022300000794818020301010102 19700007265020803010118022310000796318300301060002 19800007269020803010118182320000797302300301010002 19900007291020803010601142330000799118300301010002 20000007344020803010104182340000801618050301010102 20100007361020803010600022350000645717080301060118 2020000736602080302061802

附圖1 235份糜子的DNA分子身份證

supplement Fig.1 235 DNA molecular identification cards of broomcorn millet

Construction of DNA Molecular Identity Card of Core Germplasm of Broomcorn Millet in China Based on Fluorescence SSR

XUE YaPeng1, DING YiBing1, WANG YuZhuo1, WANG XiaoDan1, CAO XiaoNing2, SANTRA Dipak K3, CHEN Ling2, QIAO ZhiJun2, Wang RuiYun1,2

1College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China;2Center for Agricultural Genetic Resources Research, Shanxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Genetic Improvement of Minor Crops, Taiyuan 030031, Shanxi, China;3Panhandle Research & Extension Center, Department of Agronomy and Horticulture, University of Nebraska-Lincoln, Scottsbluff, 69361, Nebraska, USA

【Objective】As an ancient minor grain crop, broomcorn millet (L. ) is abundant in germplasm. The construction of their DNA molecular identity based on fluorescent SSR markers would provide theoretical basis and molecular detection tool for digital management of resources. 【Method】Two hundred and thirty five broomcorn millet core accessions from China were used as experimental material, polymerase chain reaction were conducted several times using the broomcorn millet specific SSR markers which developed previously by the Broomcorn Millet Crop Molecular Breeding Research Group of the Agronomy College in Shanxi Agricultural University, core markers were obtained. With the given reference genome information of broomcorn millet, the core markers were mapped on chromosomes through BLAST sequence alignment. Fluorescence (FAM/HEX) was labeled on the 5' end of the SSR primer, the genotype of the material was given by capillary electrophoresis. Using binary coding means of expression, “0, 1” was written representing the presence or absence of amplified bands, and the discrimination of the material was detected by the software ID Analysis 4.0. Decimal (0-9) coding methods were used to calculate the size of the amplified fragments so as to obtain the character string molecular identity card of the accession. Genetic diversity, genetic clustering and principal component analysis were performed using the softwares Popgene, Powermarker, MEGA and NTSYS. The two-dimensional code DNA molecular identity card of the accession was given using the two-dimensional code online software (https://cli.im/). 【Result】PCR amplification results showed that all the 235 accessions could be separated by 7 fluorescent SSR markers (RYW3, RYW6, RYW11, RYW18, RYW37, RYW43 and RYW125) combined together. BLAST results showed that RYW18 and RYW37 were distributed on Chromosome 2, located at 0.60 cM and 0.80 cM, respectively. RYW125 is located on Chromosome 4 at 10.40 cM. RYW43 and RYW6 were distributed on Chromosome 5, located at 52.80 cM and 53.00 cM, respectively. RYW11 and RYW3 were located on Chromosome 6 at 2.10 cM and 20.70 cM, respectively. Genetic diversity analysis showed that 87 alleles were detected at 7 loci among all accessions, 3 (RYW11)-25 (RYW6) alleles were detected at each locus, with an average of 12.4286. Shannon diversity index () was detected and ranged from 0.2055 (RYW18) to 2.0587 (RYW6), with an average of 1.1398. The observed heterozygosity (o) was 0.0086 (RYW11)-0.9455 (RYW18). The expected observed heterozygosity (e) was 0.0795 (RYW18)-0.7469 (RYW11). Nei’s gene diversity index () was 0.0793 (RYW18)-0.7452 (RYW6). The polymorphism information content () was 0.0334 (RYW11)-0.8071 (RYW6), with an average of 0.5185. The results of cluster analysis and principal component analysis showed that 235 accessions were classified into 8 groups. The electrophoretic bands were number coding, and 7 marker combinations were used to construct the character string and two-dimensional code DNA molecular ID of all the accessions.【Conclusion】Two hundred and thirty five broomcorn millet core germplasms from China were used as material, polymerase chain reaction and capillary electrophoresis were conducted, 7 core SSR markers were screened. With the given reference genome information of broomcorn millet, the above markers were mapped on 4 chromosomes. Used the above SSR markers, genetic diversity analysis of all accessions was conducted and genetic diversity parameters were obtained. Based on Cluster analysis, all accessions were classified into 8 groups. Principal component analysis result resolved the deviation occured in Cluster analysis. According to the principle of most accessions were tell apart using the least markers, decimal (0-9) coding methods were used to calculate the size of the amplified fragments so as to obtain the character string molecular identity card of the accession. Combined the phenotype data with the above character string, two-dimensional code DNA molecular ID of all the accessions were developed.

broomcorn millet; capillary electrophoresis; fluorescent SSR; DNA molecular identification

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.12.002

2023-02-01；

2023-04-01

國(guó)家自然科學(xué)基金（31271791）、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（CARS-06-13.5-A16）、山西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（2023CYJSTX03-12）、山西省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022ZDYF110）

薛亞鵬，E-mail：745703453@qq.com。通信作者王瑞云，E-mail：wry925@126.com。通信作者喬治軍，E-mail：nkypzs@126.com

（責(zé)任編輯 李莉）