中国花生主要推广品种标准DNA指纹库构建

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花生具有丰富的营养价值,是我国重要的油料与经济作物。随着品种改良步伐不断加快,育种家沿着一定目标、一定方向对育种材料进行长期定向选择,使得新育成的花生品种遗传基础日益变窄,仅仅依靠表型很难将不同品种加以区分。品种审定制度的改革,品种权的保护越来越受到重视。构建DNA指纹图谱,可以从DNA水平上将不同品种材料区分开,结果更加准确、可靠。本研究根据近10年来全国各省花生的推广面积收集了覆盖中国花生主要产区的48份花生品种材料进行指纹图谱构建,主要结果如下:  (1)本研究采用多态较好的96对SSR引物对48份材料进行PCR扩增,采用毛细管电泳进行分子标记带型分析,筛选出25对多态性好,带型清晰,条带稳定的引物。25对引物共扩增出116个等位变异,等位变异数在2~11之间,平均等位变异数为4.64个,扩增片段大小在113~467bp之间。按基因型读取25对引物扩增条带,最终选出12对核心引物构建了48个花生品种的DNA指纹图谱,12对核心引物产生的57个多态性位点将其中的44份材料完全区分开,不同材料之间的差异位点均≥2。  (2)本研究为进一步验证指纹图谱的结果,对48份样本进行了遗传多样性和群体结构分析。多态信息含量PIC(polymorphism information content)分析显示,25对SSR引物的PIC值和基因多样性分别为0.30~0.79和0.36~0.82,平均值分别为0.50和0.59;48份材料的遗传相似系数范围为0.27~0.59。聚类分析结果表明,在遗传相似系数0.968处,48个花生品种被聚集成45类,4个未被区分开的材料分别是白沙1016,远杂9102,远杂9307,驻花1号,其中白沙1016是其他三个材料的亲本。以上结果表明本文所构建的指纹图谱是有效的。在遗传相似系数(阈值)为0.705时,48份材料被划分为三类,其中一类主要为普通型品种,剩下两类主要为珍珠豆型品种。利用Structure2.3.4软件分析发现,所有材料划分为两个亚群,第一个亚群(亚群Ⅰ)主要为珍珠豆型,第二个亚群(亚群Ⅱ)主要为普通型,与聚类分析结果基本一致,并对两个亚群分别进行遗传多样性分析。  (3)本研究首次采用SNP标记构建花生指纹图谱。利用KASP方法对测序获得的SNP标记进行验证,从中选取384个验证准确的SNP标记对48份材料进行基因分型。最终获得16个SNP标记将其中的36个品种完全区分开。未被区分开的5组品种为1)远杂9102、白沙1016、驻花1号和远杂9307;2)海花1号和山花9号;3)花育16和花育25;4)丰花3号和鲁花9号;5)豫花15和远杂9847。这5组品种未被区分开是因为它们之间均存在直接的亲缘关系。利用16个SNP标记构建48个品种指纹图谱。利用16个SNP标记分别计算基因多样性和PIC值,结果显示16个SNP标记的基因多样性平均值为0.45,最大值为0.5,最小值为0.25;PIC平均值为0.35,最大值为0.38,最小值为0.22。SNP聚类分析结果与SSR聚类结果基本一致。
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