谷子种质资源遗传多样性研究

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1、谷子种质资源遗传多样性研究谷子种质资源遗传多样性研究摘要：利用谷子基因组序列开发出SSR引物205对，其中171对可以稳定扩增出目的条带，149对有多态性。利用30个多态性SSR标记对41份谷子种质资源进行遗传多样性分析，共检测出291个等位变异，平均每个位点9.7个。谷子地方品种基因多样性指数平均为0.7907,育成品种基因多样性指数平均为0.7571o对41个谷子品种进行聚类，在遗传相似系数为0.164时聚为6组,与生态型基本一致。关键词：谷子；SSR标记；遗传多样性；聚类分析中图分类号：S515.032文

2、献标识号：A文章编号：1001-4942(2013)03-0033-07谷子［Setariaitalica(L.)Beauv.］起源于我国，是世界上最古老的粮食作物之一［1］。谷子具有耐旱、耐盐、耐瘠薄、高光合作用效率等特性，在我国北方旱作农业和食品消费多元化需求方面占有重要地位。谷子是二倍体自花授粉作物，基因组较小，约490Mb,与水稻基因组结构存在明显的共线性，是进行基因组研究的理想作物［2］。近年来，基于DNA序列所开发的RFLP、RAPD、AFLP等分子标记的发展为谷子的遗传研究提供了有力工具［3〜5］

3、oSSR标记具有分析简便、重复性好、多态性高等优点，是谷子遗传多样性、品种鉴定和QTL定位等研究的有效标记［6］。然而现有的谷子SSR标记数量少，不能满足谷子多方而研究的需要，大量开发覆盖全基因组的SSR标记仍是0前谷子研究的重耍工作之一。本研究通过对谷子基因组序列进行SSR位点的搜索，开发出一批SSR标记，对一批不同生态类型的谷子种质资源进行了初步的遗传多样性研究。1材料与方法1.1供试材料从谷子核心种质材料中选取41份有代表性的地方品种和育成品种，共涉及东北平原、华北平原、淮河以南、黄土高原、内蒙古高原及西

4、北内陆6个生态区（表1）。将这些材料发芽培养，两叶一心期时，釆用CTAB法⑺提取DNA。1.2SSR标记开发从数据库Phytozome下载谷子基因组序列，利用SSRIIunter1.3软件［8］进行SSR位点的搜索，设置重复次数至少为5、构成重复基元的核昔酸数最多是6个。选取重复次数在20以上或者重复碱基数在40个以上的SSR位点，利用重复序列两端的保守侧翼序列，用Primer5.0设计引物。引物设计的条件是：PCR产物长度为100〜350bp；退火温度（Tm）为50〜70°C,保证两引物间Tm值相差不超过4°

5、C；GC（%）含量为40%〜65%；引物长度为18〜28bp。为了保证引物的特异性，用于设计引物的保守侧翼序列与微卫星位点至少间隔20〜30个碱基。引物设计后由上海生工生物工程有限公司合成。1.3PCR扩增及等位变异检测PCR体系（12.5u1）包括lOXTaqBuffer1.25u1,25mmol/LMg2+0.75u1,10mmol/LdNTPO.3125u1,上下游引物（5umol/L）各lul,0.5单位Taq酶和DNA模板20〜50ng。PCR程序为:94°C预变性4min；94°C45s,退火温度4

6、5s,72°C45s,共35个循环；72°C延伸10min；4°C保存。扩增产物采用6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。1.4遗传结构和遗传多样性分析根据DNA分子量标准和引物的迁移率记录结果，迁移率最大（分了量最小）的条带记为1,迁移率次之的记为2,依次类推，无条带记为0,建立供试材料SSR基因型信息数据库。利用PowerMarkerV3.25［9］计算引物的等位基因数（Na）、基因多样性指数（lie）。利用NTSYSpcV2.10e［10］计算品种间的遗传相似系数，用UPGMA法进行聚类分析，绘制树状图。2结果

7、与分析1.1引物开发利用Phytozome数据库提供的谷子基因组序列，共设计出205对引物，其中171对引物能够扩增出稳定的目的条带，149对引物表现出多态性。1.2遗传多样性分析选取均匀分布在谷子基因组中的30个多态性标记，对41份谷子种质资源进行分析。30对引物共检测到291个等位变异，每个位点检测出的等位变异数为4〜16个，平均每个位点9.7个。其中，地方品种和育成品种检测到的等位变异数分别为8.5和6.5个。地方品种基因多样性指数为0.5728〜0.8926,平均为0.7907,育成品种基因多样性指数为

8、0.5455-0.8750,平均为0.7571,谷子地方品种遗传多样性高于育成品种（表2）。分析各生态区资源的遗传多样性，发现东北平原品种基因多样性指数最高，其次是华北平原，淮河以南的最低（表3）o图1为引物S226在41份谷子品种中检测到的多态性。2.3谷了品种聚类分析利用NTSYS软件计算出的41份谷子品种间遗传相似系数（GS）值变动于0.0328-0.5614之间。其中來自辽宁的