江苏淮北地区小麦品种资源遗传多样性的SSR分析

麦类作物学报　２０１４，３４（５）：６２８－６３４Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｒｉｔｉｃｅａｅ　Ｃｒｏｐｓ　ｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－１０４１．２０１４．０５．０９网络出版时间：２０１４－５－１２网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｏｉ／１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－１０４１．２０１４．０５．０９．ｈｔｍｌ江苏淮北地区小麦品种资源遗传多样性的ＳＳＲ分析收稿日期：２０１３－１２－２２ 修回日期：２０１４－０２－１３基金项目：江苏省农业科技自主创新项目（ＣＸ（１３）２０２２）；江苏省科技支撑项目（ＢＥ２０１３４３９）；淮安市农科院院长基金项目；淮安市产学研合作促进计划项目（ＨＡＣ２０１１１８）第一作者Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｚｉｂｏ１９８６＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：顾正中（Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｙｎｋｓｇｚｚ＠１６３．ｃｏｍ）杨子博１，顾正中１，周羊梅１，王安邦１，李立群２，李学军２（１．江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，江苏淮安２２３００１；２．西北农林科技大学农学院，陕西杨凌７１２１００）摘　要：为明确江苏淮北地区小麦品种资源的遗传基础，选用３１对ＳＳＲ标记对１０７份近年来淮北地区所育小麦材料进行了遗传多样性分析，共检测出１７０个等位变异，单个引物的等位变异数为３～８个，平均为５．４８个；位点多态性信息含量变幅为０．１７６～０．７９１，平均为０．５４３；３个基因组的平均等位变异丰富度及遗传多样性指数均为Ｄ＞Ｂ＞Ａ；江苏淮北５个地区中以徐州小麦材料的平均遗传多样性指数最高（０．６１３），以淮安小麦材料与江苏淮北另外４个地区的平均遗传距离最小（０．２８２）。

聚类结果表明，品种间遗传距离变幅为０～０．９３５，平均为０．５８６，除淮麦２０与华瑞００４９外，ＳＳＲ标记能将其他供试材料相互区分开；所有供试材料被聚为３大类，聚类结果与品种（系）的系谱来源比较吻合。

关键词：小麦；遗传多样性；ＳＳＲ标记中图分类号：Ｓ５１２．１；Ｓ３３０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－１０４１（２０１４）０５－０６２８－０７Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｍｏｎｇ　Ｗｈｅａｔ　Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｆｒｏｍＨｕａｉｂｅｉ　Ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｕｓｉｎｇ　ＳＳＲ　ＭａｒｋｅｒｓＹＡＮＧ　Ｚｉｂｏ１，ＧＵ　Ｚｈｅｎｇｚｈｏｎｇ１，ＺＨＯＵ　Ｙａｎｇｍｅｉ　１，ＷＡＮＧ　Ａｎｂａｎｇ１，ＬＩ　Ｌｉｑｕｎ２，ＬＩ　Ｘｕｅｊｕｎ２（１．Ｈｕａｉｙｉｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｘｕｈｕａｉ　Ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈｕａｉ’ａｎ，Ｊｉａｎｇｓｕ　２２３００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ａ＆Ｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１２１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｒｔｙ－ｏｎｅ　ＳＳＲ　ｐｒｉｍｅｒｓ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｏｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｗｈｅａｔ　ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｇｅ－ｎｅｔｉｃ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　１０７ｗｈｅａｔ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｆｒｏｍ　Ｈｕａｉｂｅｉ　ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｕ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ．Ｔｏｔａｌｌｙ　１７０ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ａｍｏｎｇ　ａｌｌ　ｔｅｓｔｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｗｉｔｈ　ａｌｌｅｌｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｐｅｒ　ｌｏｃｕｓ　ｒａｎｇｅｄ　ｆｒｏｍ　３ｔｏ　８ａｎｄ　ａ　ｍｅａｎａｌｌｅｌｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　５．４８．Ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｗａｓ　ｆｒｏｍ　０．１７６ｔｏ　０．７９１，ｗｉｔｈａｎ　ａｖｅｒａｇｅ　ｏｆ　０．５４３．Ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｒｉｃｈｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｒｅｅ　ｇｅ－ｎｏｍｅｓ　ｗｅｒｅ　ａｓ　Ｄ＞Ｂ＞Ａ．Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　Ｘｕｚｈｏｕ　ｗｈｅａｔ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｗｅｒｅ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ａ－ｍｏｎｇ　ｔｈｅ　ｆｉｖｅ　Ｈｕａｉｂｅｉ　ｒｅｇｉｏｎｓ（０．６１３），ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｈｕａｉａｎ　ｗｈｅａｔ　ｃｕｌｔｉ－ｖａｒｓ　ａｎｄ　ｗｈｅａｔ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｆｒｏｍ　ａｎｏｔｈｅｒ　ｆｏｕｒ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌｅｓｔ（０．２８２）．Ｃｌｕｓｔｅｒ　ａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｓｔａｎｃｅ（ＧＤ）ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｒａｎｇｅ　ｗａｓ　０～０．９３５，ｗｉｔｈ　ａｎ　ａｖｅｒａｇｅ　ｏｆ　０．５８６．Ｅｘｃｅｐｔ　ｆｏｒＨｕａｉｍａｉ　２０ａｎｄ　Ｈｕａｒｕｉ　００４９，ａｌｌ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ　ｂｙ　ＳＳＲ　ｍａｒｋｅｒｓ．Ａｌｌ　ｃｕｌｔｉ－ｖａｒｓ　ｗｅｒｅ　ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ　ｉｎｔｏ　３ｇｒｏｕｐｓ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅｉｒ　ｐｅｄｉｇｒｅｅｓ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｗｈｅａｔ　ｃｕｌｔｉｖａｒ；Ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ＳＳＲ　ｍａｒｋｅｒ 长期以来，小麦育种工作者的注意力主要集中于对产量、品质、抗性等主要目标性状的选择上，在育种过程中又大量使用少数骨干亲本，致使所育成的小麦品种遗传基础狭窄，遗传多样性水平较低［１－３］，这不仅严重阻碍了小麦育种的进一步发展，而且减弱了小麦对不良环境的应对能力。

在当前全球气候变暖、极端天气多发的情况下，要提高小麦的育种水平，就必须增加小麦育种材料的遗传多样性。

近年来，ＳＳＲ标记以其稳定性高、多态性丰富、操作简单快速等优点，已经被广泛应用于小麦遗传多样性研究［４－６］。

目前，很多研究者利用ＳＳＲ分子标记技术对中国河南［７］、山东［８－９］、河北［１０］、陕西［１１］等多个省份小麦品种资源的遗传多样性进行了研究，以指导当地的育种实践。

江苏淮北地区地处我国南北气侯分界线上，具有独特的生态气候资源，是江苏省小麦主产区和高产区，常年小麦种植面积达１３０万ｈｍ２以上，约占江苏粮食总种植面积的４０％［１２］。

目前，关于江苏淮北地区小麦品种资源间遗传差异的研究鲜有报道。

本研究利用ＳＳＲ标记技术对近年来江苏淮北地区所育成的品种（系）资源进行分析，旨在从分子水平上明确该地区小麦品种（系）间的遗传差异及亲缘关系，为该地区的小麦育种工作提供参考。

１　材料与方法１．１　供试材料供试材料为淮安农科院保存的江苏淮北地区近年来所育小麦品种（系）共计１０７份（表１），包括徐州市４５份，淮安市３４份，连云港市１２份，宿迁市１２份，盐城市４份。

表１　供试小麦材料的编号、品种（系）名称和来源Ｔａｂｌｅ　１　Ｃｏｄｅ，ｎａｍｅ　ａｎｄ　ｏｒｉｇｉｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ＸＺ：徐州；ＨＡ：淮安；ＳＱ：宿迁：ＬＹＧ：连云港；ＹＣ：盐城ＸＺ：Ｘｕｚｈｏｕ；ＨＡ：Ｈｕａｉａｎ；ＳＱ：Ｓｕｑｉａｎ；ＬＹＧ：Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ；ＹＣ：Ｙａｎｃｈｅｎｇ·９２６·第５期杨子博等：江苏淮北地区小麦品种资源遗传多样性的ＳＳＲ分析１．２　基因组ＤＮＡ的提取采用微量ＳＤＳ法［１３］提取供试材料叶片的基因组ＤＮＡ，利用０．８％琼脂糖凝胶电泳定性定量估测ＤＮＡ含量，并稀释至终浓度１０ｎｇ·μＬ－１备用。

１．３　ＰＣＲ反应及产物检测选用分布在小麦２１条染色体上的３１对ＳＳＲ标记（表２）进行分析。

ＰＣＲ反应采用２５μＬ体系：１０×ＰＣＲ　Ｂｕｆｆｅｒ（加Ｍｇ２＋）２．５μＬ，ｄＮＴＰＭｉｘ（各２．５ｍｍｏｌ·Ｌ－１）２．０μＬ，１０μｍｏｌ·Ｌ－１的上、下游引物各１μＬ，模板ＤＮＡ　２μＬ，５Ｕ·μＬ－１　Ｔａｑ　ＤＮＡ聚合酶０．１２５μＬ。

ＰＣＲ反应在美国Ｂｉｏ－Ｒａｄ　１０００－系列ＰＣＲ仪上进行，扩增程序如下：９４℃预变性５ｍｉｎ；９４℃变性１ｍｉｎ，５０～６０℃退火（依引物退火温度而定）复性４５ｓ，７２℃延伸１ｍｉｎ，４０个循环；７２℃温育１０ｍｉｎ，４℃保存。

ＰＣＲ产物中加入６μＬ　６×Ｌｏａｄｉｎｇ　ｂｕｆｆｅｒ，９４℃变性５ｍｉｎ后，在４％变性聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳，恒压１　５００Ｗ，电泳１ｈ左右（依分子量大小而定），最后进行银染显色。

自然干燥后统计带型并照相。

表２　ＳＳＲ引物及所在染色体、等位变异数和ＰＩＣ值Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｅ　ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ　ｌｏｃｉ，ａｍｐｌｉｆｉｅｄ　ａｌｌｅｌｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ａｎｄ　ＰＩＣ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　３１ＳＳＲ　ｐｒｉｍｅｒｓ１．４　数据分析根据每对ＳＳＲ引物生成带型间的差别直接对带型进行编号［１４］，将编号结果转换成（１／１，２／２，３／３）等形式进行分析。

用Ｐｏｗｅｒｍａｒｋｅｒ　３．２５软件［１５］统计等位变异数，计算基因多态性信息含量（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ＰＩＣ），遗传多样性指数（Ｈｔ）和遗传丰富度（Ｒｉ）。

计算公式分别为：ＰＩＣ＝１－∑Ｐ２ｉｊ，其中Ｐｉｊ表示位点ｉ的第ｊ个等位变异出现的频率；Ｈｔ＝∑ＰＩＣｉ／ｋ，其中ＰＩＣｉ表示第ｉ个位点的多态性信息指数，ｋ表示每个基因组的检测位点总数；Ｒｉ＝∑Ａｉｊ／ｎ，其中Ａｉｊ表示第ｉ个基因组第ｊ个位点的等位变异数目，ｎ表示每个基因组检测位点总数。

按Ｎｅｉ［１６］的方法计算遗传距离（ＧＤ），并利用Ｐｏｗｅｒ－ｍａｒｋｅｒ　３．２５的Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ－Ｊｏｉｎｉｎｇ（ＮＪ）程序进行聚类，绘制聚类图。

２　结果与分析２．１　ＳＳＲ标记的多态性分析用分布于小麦２１条染色体的３１对ＳＳＲ标记对１０７份小麦品种（系）进行扩增，共检测出１７０个等位变异（表２），每对ＳＳＲ标记所检测到的等位变异数在３～８个之间，平均为５．４８个。

其中以位于小麦第２同源群上的ｘｇｗｍ２９４、ｘｇ－ｗｍ３７４、ｘｇｗｍ１２０和ｘｇｗｍ３４９四个ＳＳＲ标记的多态性位点最多，均为８个；以ｘｇｗｍ３５７和ｗｍｓ１２４两个ＳＳＲ标记的多态性位点最少，均为３个。