郭志慧，楊紅宇，張成林，孫 銘，符開(kāi)欣，張新全，馬 嘯

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)系，四川 成都 611130)

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利用形態(tài)性狀以及SSR標(biāo)記鑒定4個(gè)川西北老芒麥品種(系)

郭志慧，楊紅宇，張成林，孫 銘，符開(kāi)欣，張新全，馬 嘯

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)系，四川 成都 611130)

基于23個(gè)形態(tài)性狀和SSR分子標(biāo)記，對(duì)在川西北推廣應(yīng)用的老芒麥(Elymussibiricus)3個(gè)國(guó)審品種(‘川草2號(hào)’、‘阿壩’和‘康巴’)及1個(gè)新品系(‘雅江’)進(jìn)行了鑒定研究。各品種表型性狀與遺傳背景差異較明顯。新品系‘雅江’表現(xiàn)出優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗等形態(tài)性狀均值顯著優(yōu)于3個(gè)對(duì)照品種(P<0.05)。13對(duì)多態(tài)性好、特異性強(qiáng)、條帶清晰的SSR引物在4個(gè)品種(系)中共擴(kuò)增出90條條帶，其中具有多態(tài)性的條帶共68條，引物多態(tài)性條帶比例(PPB)、多態(tài)性信息含量(PIC)及Shannon多樣性指數(shù)(H)的平均值分別為76.32%、0.309及0.451，在供試品種(系)中均表現(xiàn)出較高的多態(tài)性?；谛螒B(tài)數(shù)據(jù)的歐氏距離和基于SSR數(shù)據(jù)的遺傳距離矩陣之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性(r=0.696，P=0.08)，表明聯(lián)合形態(tài)學(xué)標(biāo)記和遺傳標(biāo)記能很好地用于品種鑒定，并且基于形態(tài)數(shù)據(jù)以及SSR分子標(biāo)記的UPGMA聚類(lèi)結(jié)果基本一致。篩選出4對(duì)引物可用于供試品種鑒定，并繪制了DNA指紋圖譜。新品系‘雅江’具有明顯區(qū)別于其它3個(gè)主推品種的形態(tài)特征和遺傳背景，這為川西北高原老芒麥主要品種的遺傳關(guān)系分析及品種的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)提供了數(shù)據(jù)支撐。

老芒麥；形態(tài)性狀；SSR標(biāo)記；品種鑒定；指紋圖譜

老芒麥(Elymussibiricus)是禾本科(Gramineae)披堿草屬多年生的疏叢型優(yōu)良牧草，為異源四倍體，具有StStHH的染色體組構(gòu)成[1]。在我國(guó)主要分布在新疆、內(nèi)蒙古和青藏高原等地區(qū)[2]。老芒麥對(duì)寒冷干旱氣候具有良好的生態(tài)適應(yīng)性，并且具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的特性[3]，在草甸草原、草甸群落中能形成優(yōu)勢(shì)種以及建群種[4]，廣泛用于放牧、栽培草地建植及牧草改良育種等，已經(jīng)成為青藏高原地區(qū)栽培利用最為廣泛的當(dāng)家草種之一，在草地畜牧業(yè)中發(fā)揮了巨大作用[5]。

老芒麥為自花授粉植物，但其異交率較高[6]，而且對(duì)于多年生牧草而言，品種群體內(nèi)的純度或表型整齊度比不上大麥(Hordeumvulgare)、燕麥(Avenasativa)等自花授粉作物，而是更加強(qiáng)調(diào)其牧草產(chǎn)量和適應(yīng)性等方面，故而單株選擇、混合選擇和集團(tuán)選擇均是老芒麥常用的育種方法。截至2015年，通過(guò)全國(guó)牧草品種審定委員會(huì)已經(jīng)審定登記了8個(gè)老芒麥品種，隨著品種數(shù)量越來(lái)越多，品種的真實(shí)性鑒定對(duì)于種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)愈發(fā)重要。鑒定栽培品種、品系等在內(nèi)的優(yōu)異育種材料間的遺傳關(guān)系及多樣性是植物育種的重要基礎(chǔ)性工作。一般而言，牧草品種鑒定是指通過(guò)比較送驗(yàn)樣品或田間植株與所屬種(或?qū)?以及品種的符合程度來(lái)判斷[7]。主要包括品種的真實(shí)性和品種純度[8]。而品種真實(shí)性是指樣品是否名實(shí)相符，這是品種鑒定的首要內(nèi)容，也是進(jìn)行純度檢測(cè)的基礎(chǔ)[8]。由于品種群體內(nèi)變異的存在，導(dǎo)致老芒麥品種的鑒定不像小麥(Triticumaestivum)、水稻(Oryzasativa)、大豆(Glycinemax)等純系品種利用單株進(jìn)行鑒定方便。另外，老芒麥品種大多從野生種質(zhì)材料馴化而來(lái)，其育種的原始材料很有可能在野外與已經(jīng)大面積在退牧還草等生態(tài)項(xiàng)目中大規(guī)模推廣使用的已有老芒麥品種發(fā)生雜交，或者原始材料就是已有品種的某些變異單株構(gòu)成，這樣最終導(dǎo)致不同的育種原始材料遺傳關(guān)系相近，造成不同品種的遺傳基礎(chǔ)狹窄，增加了品種鑒定的難度。20世紀(jì)90年代，我國(guó)正式加入《國(guó)際植物新品種保護(hù)公約》，涉及植物品種權(quán)爭(zhēng)議和育種者權(quán)益保護(hù)的事例逐年增加，而權(quán)威、穩(wěn)定的檢測(cè)方法對(duì)植物新品種準(zhǔn)確鑒定及保護(hù)具有重要意義。

DUS(distinctness,uniformity,stability)測(cè)試是由國(guó)際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟(International Union for the Protection of New Varieties of Plants,UPOV)提出，即植物品種特異性、一致性和穩(wěn)定性，主要通過(guò)測(cè)定植物部分表型性狀來(lái)描述和鑒定品種[9]。但是表型鑒定所需周期長(zhǎng)，性狀多，易受環(huán)境因子、栽培條件和個(gè)體發(fā)育的影響，對(duì)遺傳變異的檢測(cè)有限，不能滿(mǎn)足種質(zhì)資源鑒定和品種工作的需要[10]。DNA分子標(biāo)記的發(fā)展，極大地彌補(bǔ)了形態(tài)學(xué)標(biāo)記的不足，其中，簡(jiǎn)單重復(fù)序列(simple sequence repeat，SSR)標(biāo)記具有多態(tài)信息含量高、重復(fù)性好、引物設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單及共顯性遺傳的特點(diǎn)，是植物指紋圖譜構(gòu)建及品種鑒定的首選方法[11-12]。為此，本研究有效地結(jié)合表型性狀及SSR等分子標(biāo)記，通過(guò)合理的統(tǒng)計(jì)方法，比較不同品種間表型及遺傳的差異，為更好地了解品種的適應(yīng)性及其推廣應(yīng)用提供了理論支持。

本研究選取了利用川西北高原野生種質(zhì)選育而成的3個(gè)老芒麥品種(‘阿壩’、‘川草2號(hào)’及‘康巴’)和1個(gè)老芒麥新品系(‘雅江’老芒麥)，采用形態(tài)學(xué)標(biāo)記以及SSR分子標(biāo)記，鑒定不同老芒麥品種(系)在表型及分子水平上的多態(tài)性，以期為川西北高原老芒麥品種知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)提供一些理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試材料

本試驗(yàn)選取3份老芒麥國(guó)審品種，‘川草2號(hào)’老芒麥、‘阿壩’老芒麥、‘康巴’老芒麥以及1份新品系‘雅江’老芒麥(表1)，供試材料2012年種植于四川省草原科學(xué)研究院紅原縣試驗(yàn)地，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種(系)4次重復(fù)，小區(qū)面積6 m2(3 m×2 m)，每小區(qū)種植12株，株行距均為1 m。

表1　供試的老芒麥品種(系)Table 1　Elymus sibiricus cultivars (strains) in the experiment

1.2形態(tài)性狀測(cè)定

在植株抽穗期(2014年7月-8月)，每個(gè)品種的每個(gè)小區(qū)隨機(jī)抽取5株，共觀測(cè)20個(gè)單株，每個(gè)單株隨機(jī)取3個(gè)分蘗枝進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，測(cè)定方法參照《老芒麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[13]。共測(cè)量23個(gè)形態(tài)性狀指標(biāo)(表2)并求出其均值及標(biāo)準(zhǔn)差。

1.3SSR分子標(biāo)記

1.3.1基因組DNA提取基因組DNA提取采用混合單株 DNA 樣本 (bulked samples) 進(jìn)行，每個(gè)品種選取30個(gè)單株的葉片等量混合[8]，參照Doyle[14]描述的CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)法，使用植物基因組DNA提取試劑盒(DP305，北京天根)提取基因組DNA，利用超微量分光光度儀(Nano 2000)檢測(cè)DNA的純度和濃度，經(jīng)檢測(cè)合格的DNA樣品保存于-20 ℃冰箱中備用。

1.3.2SSR-PCR擴(kuò)增及電泳檢測(cè)引物參考前人已發(fā)表的老芒麥(ESGS)[15]、披堿草屬物種(Elw)[16]及小麥(Xgwm，WMS)[17]的SSR和(或)EST-SSR序列，并由成都金杰生物技術(shù)有限公司合成165對(duì)引物。SSR-PCR擴(kuò)增體系和反應(yīng)程序主要參照R?der等[17]，PCR擴(kuò)增體系優(yōu)化為15 μL：模板DNA 3 μL(10 ng·μL-1)，上下游引物各0.8 μL(5 pmol·μL-1)，Mix混合液7.5 μL(含有10×PCR buffer、Mg2+、dNTPs)(北京天根科技生化公司)，Taq酶0.4 μL(2.5 U·μL-1)(北京天根科技生化公司)，其余用ddH2O補(bǔ)足。在Bioradicycle PCR儀上進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增程序?yàn)椋?4 ℃預(yù)變性4 min;94 ℃變性30 s，49～60 ℃(退火溫度根據(jù)不同的引物進(jìn)行設(shè)置)變性30 s，72 ℃延伸1 min，共35個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min，4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)8%非變性聚丙烯酰胺凝膠(丙烯酰胺∶甲叉=19∶1)用1×TBE緩沖液進(jìn)行垂直電泳分離，150 V電泳0.5 h，400 V電壓電泳約3 h，電泳結(jié)束后進(jìn)行銀染和照相保存。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

表型性狀數(shù)據(jù)利用Excel 2016和SPSS 19.0軟件求出均值、標(biāo)準(zhǔn)差，并將表型性狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后計(jì)算出各品種間的歐氏距離(Euclidean Distance，ED)。由于老芒麥為異源四倍體，SSR分子標(biāo)記可能導(dǎo)致擴(kuò)增位點(diǎn)不止一個(gè)，并且難以使用基因分型方法統(tǒng)計(jì)，而為保證結(jié)果的穩(wěn)定性，試驗(yàn)采用混合單株 DNA 樣本的原則，僅統(tǒng)計(jì)符合期望擴(kuò)增片段分子量附近的強(qiáng)帶，并在相同遷移位置有帶記為 1，無(wú)帶記為 0，形成原始數(shù)據(jù)矩陣。統(tǒng)計(jì)擴(kuò)增條帶總數(shù)(total number of bands，TNB)及多態(tài)性條帶數(shù)(number of polymorphic bands，NPB)，并計(jì)算多態(tài)性條帶比例(percentage of polymorphic bands，PPB)、Shannon多樣性指數(shù)(Shannon diversity index，H)[18]及多態(tài)性信息含量(polymorphism information content，PIC)[19]。對(duì)形成的二元數(shù)據(jù)矩陣用Dice系數(shù)[20]估算各品種間的遺傳相似性(GS)，Dice系數(shù)實(shí)際上等同于Nei和Li[21]遺傳相似系數(shù), Nei-Li遺傳距離(GD)=1-GS。

基于形態(tài)性狀的歐氏距離(ED)及SSR分子標(biāo)記的遺傳距離(GD)，采用非加權(quán)配對(duì)算數(shù)平均法(UPGMA)，使用NTSYS-pc 2.10軟件[22]分別繪制樹(shù)狀關(guān)系圖。使用Winboot軟件[23]基于bootstrap分析(9999次置換)來(lái)檢驗(yàn)樹(shù)狀圖的可靠性。同時(shí)使用TFPGA軟件[24]用Mantel test[25](9999次置換)對(duì)由形態(tài)學(xué)指標(biāo)計(jì)算所得的歐氏距離矩陣和SSR遺傳距離矩陣之間的相關(guān)性進(jìn)行檢測(cè)。

2　結(jié)果與分析

2.1老芒麥品種(系)形態(tài)學(xué)標(biāo)記結(jié)果

2.1.1表型性狀的多樣性分析由形態(tài)性狀統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果(表2)可以看出，老芒麥品種(系)的形態(tài)特征存在差異。比較均值發(fā)現(xiàn)：旗葉長(zhǎng)、倒二葉長(zhǎng)、莖桿間數(shù)、莖節(jié)間長(zhǎng)、穗寬、穗軸節(jié)間長(zhǎng)、穗軸節(jié)小穗數(shù)、第1穎長(zhǎng)、第1穎寬及外稃長(zhǎng)這10個(gè)性狀均以‘雅江’老芒麥最大；倒二葉寬、旗葉與穗基部長(zhǎng)度、莖粗、穗長(zhǎng)、小穗含小花數(shù)、外稃寬、外稃芒長(zhǎng)、第1穎芒長(zhǎng)和穗軸節(jié)數(shù)這9個(gè)性狀以‘康巴’老芒麥最大；‘川草2號(hào)’老芒麥的株高、小穗長(zhǎng)及小穗寬3個(gè)性狀優(yōu)于其他品種。同時(shí)，為更好地了解不同品種(系)之間的遺傳多樣性以及顯著性差異，采用方差分析方法，其結(jié)果顯示(表2)，23個(gè)表型性狀中僅有3個(gè)性狀(旗葉寬、穗軸節(jié)數(shù)和小穗長(zhǎng))差異不顯著，其余性狀均為顯著或極顯著，不同老芒麥品種(系)之間存在較大差異。

表2　4個(gè)老芒麥品種(系)形態(tài)性狀均值及標(biāo)準(zhǔn)差Table 2　The mean value and standard deviation of phenotypic traits of four Elymus sibiricus cultivars (strains)

注: 同行不同大寫(xiě)字母表示品種間差異極顯著(P<0.01)，同行不同小寫(xiě)字母表示品種間差異顯著(P<0.05)。

Note：PH，Plant height; FLL，F(xiàn)lag leaf length; FLW，F(xiàn)lag leaf width; FLL2，Length of second leaf from bottom; FLW2，Width of second leaf from bottom; CN，Node number; IL，Length of internode; CD, Culm diameter; FLEBD, Distance between flag leaf and ear base; EL, Ear length; EW, Ear width; RCN, Node number of rachis; RIL, Internode length of rachis；SKRN, Spikelet number per rachis node; SKL, Spikelet length; SKW, Spikelet width; FSK, Floret number per spikelet; FGL, Length of first glume; FGW, Width of first glume; FGAL, Awn length of first glume; LML, Length of lemma; LMW, Width of lemma; LMAL, Awn length of lemma. Different capital and lower case letters within the same row indicate significant difference among fourElymussibiricuscultivars (strains) at 0.01 and 0.05 level, respectively. The same below.

2.1.2形態(tài)特征聚類(lèi)分析基于品種(系)23個(gè)性狀的歐氏距離(ED)，采用UPGMA法對(duì)4個(gè)老芒麥品種(系)的形態(tài)性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析，構(gòu)建聚類(lèi)圖(圖1)。并以歐氏距離的平均值(ED=4.8)為截值，可將4份種質(zhì)分為三大類(lèi)群。其中，‘阿壩’和‘川草2號(hào)’老芒麥聚為一類(lèi)，剩下兩個(gè)品種(系)分別為單獨(dú)一類(lèi)。結(jié)果說(shuō)明，‘阿壩’和‘川草2號(hào)’老芒麥品種親緣關(guān)系更近，兩者在形態(tài)性狀之間差異相對(duì)更小，單純從形態(tài)性狀可能很難區(qū)分，而‘康巴’老芒麥與其他3個(gè)品種的遺傳距離最遠(yuǎn)。

圖1　基于形態(tài)數(shù)據(jù)的4個(gè)老芒麥品種(系)的樹(shù)形圖Fig. 1　Dendrogram of cluster analysis of four Elymus sibiricus cultivars (strains) based on morphological data

2.2老芒麥品種(系)SSR標(biāo)記分析

2.2.1SSR標(biāo)記多態(tài)性分析從165對(duì)SSR引物中篩選出13對(duì)多態(tài)性好、特異性強(qiáng)、條帶清晰的引物(表3)，并對(duì)4個(gè)老芒麥品種(系)進(jìn)行SSR-PCR擴(kuò)增，共擴(kuò)增出90條帶，平均每對(duì)SSR引物擴(kuò)增的條帶為6.923條，其中具有多態(tài)性的條帶共68條，多態(tài)性條帶比例(PPB)在60%～100%，平均為76.32%，其中，WMS169和Xgwm190的多態(tài)性比率為100%(表3)。各引物等位位點(diǎn)多態(tài)性信息量(PIC)在0.188～0.450，平均值為0.309；引物的Shannon多樣性指數(shù)(H)在0.281～0.641，平均值為0.451。結(jié)果表明,SSR分子標(biāo)記在老芒麥中具有良好的多態(tài)性，也說(shuō)明該標(biāo)記是用于分析老芒麥品種(系)遺傳變異或進(jìn)行種質(zhì)鑒定的有效工具。

2.2.2SSR標(biāo)記聚類(lèi)分析為進(jìn)一步了解不同品種(系)之間的遺傳關(guān)系，計(jì)算得到品種(系)的Nei-Li遺傳距離(GD)，GD變異范圍在0.140(‘川草2號(hào)’vs. ‘阿壩’)～0.500(‘康巴’vs. ‘雅江’)，平均值為0.335?；谙嗨菩韵禂?shù)，采用UPGMA法進(jìn)行聚類(lèi)分析(圖2)，在GD為0.335的水平下，供試材料可分為兩個(gè)類(lèi)群，第Ⅰ聚類(lèi)組共有3個(gè)品種(系)，分別為‘阿壩’、‘川草2號(hào)’和‘雅江’老芒麥,第Ⅱ聚類(lèi)組僅有‘康巴’老芒麥。結(jié)果說(shuō)明，‘阿壩’和‘川草2號(hào)’老芒麥親緣關(guān)系接近，‘康巴’老芒麥較其他3個(gè)品種(系)遺傳背景可能更復(fù)雜。

2.2.3老芒麥品種(系)SSR標(biāo)記指紋圖譜13對(duì)引物中的Elw0669s043、WMS169、Xgwm190及Xgwm311共4個(gè)引物可直接鑒定4個(gè)老芒麥品種(系)，其余引物只能鑒別其中的 1個(gè)或2個(gè)品種。基于這4對(duì)SSR引物構(gòu)建供試?yán)厦Ⅺ溒贩N(系)的分子標(biāo)記圖譜(圖3)。

3　討論

形態(tài)學(xué)標(biāo)記與分子標(biāo)記是植物育種過(guò)程中非常重要的手段，形態(tài)學(xué)特征具有直觀、簡(jiǎn)便、易測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也易受光、溫、水肥等環(huán)境條件或栽培條件的影響，特別對(duì)于一些在形態(tài)學(xué)特征上差異較小的品種，單純依靠植物的形態(tài)學(xué)特征來(lái)鑒別品種存在很大的不確定性[26]。分子標(biāo)記不受發(fā)育時(shí)期及環(huán)境條件的影響，標(biāo)記聯(lián)合使用不僅有利于深入研究種質(zhì)資源，而且可為品種鑒定提供更加科學(xué)的理論依據(jù)[27]。

表3　4個(gè)老芒麥品種(系) SSR的擴(kuò)增結(jié)果Table 3　The various statistics of SSR amplified results for four Elymus sibiricus cultivars (strains)

注：TNB, Total number of bands; NPB, Number of polymorphic bands; PPB, Percentage of polymorphic bands; PIC, Polymorphism information content; H, Shannon index.

本研究利用23個(gè)形態(tài)學(xué)性狀及13個(gè)SSR標(biāo)記，分析了4個(gè)老芒麥品種(系)表型性狀的顯著性及分子遺傳的多樣性?；诒硇蜏y(cè)定的結(jié)果表明，品種間的不同形態(tài)性狀差異顯著，其中，‘雅江’老芒麥的6個(gè)形態(tài)性狀均值顯著高于其它3個(gè)品種，表現(xiàn)出優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，‘阿壩’老芒麥和‘川草2號(hào)’老芒麥形態(tài)差異不顯著，因此很難直接根據(jù)某幾個(gè)性狀區(qū)分所有品種(系)。分子標(biāo)記能較好地彌補(bǔ)不足，盡管SSR分子標(biāo)記在種質(zhì)鑒別應(yīng)用中，存在遺傳距離越近、鑒別越有難度[28]的問(wèn)題，但是在本研究中利用的SSR引物，不僅供試種質(zhì)中均表現(xiàn)出較高的多態(tài)性(PPB=76.32%，PIC=0.309，H=0.451)，而且獲得4對(duì)引物(Elw0669s043，WMS169，Xgwm190，Xgwm311)，可用于繪制DNA指紋圖譜，快速準(zhǔn)確鑒定品種之間的差異，這為今后的品種鑒定提供了理論基礎(chǔ)。

圖2　4個(gè)老芒麥品種(系)的SSR遺傳多樣性聚類(lèi)圖Fig.2　Dendrogram of cluster analysis of four Elymus sibiricus cultivars (strains) based on SSR markers

圖3　基于4對(duì)SSR引物擴(kuò)增的供試?yán)厦Ⅺ溒贩N(系)指紋圖譜Fig. 3　SSR fingerprintings for Elymus sibiricus cultivars (strains), amplified by 4 primer pairs

注： 1，阿壩；2，川草2號(hào)；3，康巴；4，雅江。引物依次為WMS169、Elw0669s043、Xgwm190及Xgwm311。

Note：1, Aba; 2, Chuancao No.2; 3, Kangba; 4, Yajiang. Order of primers, WMS169, Elw0669s043, Xgwm190 and Xgwm311.

同時(shí)，對(duì)形態(tài)性狀的歐氏距離和SSR分子遺傳距離矩陣之間進(jìn)行Mantel相關(guān)性分析，一般定義當(dāng)0.5

4　結(jié)論

采用形態(tài)學(xué)標(biāo)記和分子標(biāo)記對(duì)原始群體來(lái)自川西北高原的4個(gè)老芒麥品種(系)的結(jié)果表明，各品種表型性狀與遺傳背景差異較明顯，并篩選出4個(gè)引物將供試品種鑒定出來(lái)，繪制了DNA指紋圖譜，表明‘雅江’老芒麥新品系具有明顯區(qū)別于其它3個(gè)主推品種的形態(tài)特征和遺傳背景，這為川西北高原老芒麥主要品種的遺傳關(guān)系分析及品種的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)提供了支撐數(shù)據(jù)。

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(責(zé)任編輯王芳)

Identification of fourElymussibiricuscultivar (strains) from Northwest Plateau of Sichuan using morphological traits and SSR markers

Guo Zhi-hui, Yang Hong-yu, Zhang Cheng-lin, Sun Ming, Fu Kai-xin, Zhang Xin-quan, Ma Xiao

(Department of Grassland Science, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China)

Based on 23 morphological traits and SSR markers, three cultivars (Chuancao No. 2, Aba and Kangba) and a new strain (Yajiang) ofElymussibiricuswidely utilized in Northwest Plateau of Sichuan were identified. There was obvious difference among varieties at phenotypic traits and genetic background. Morphological traits were measured, includingplant height, leaf length, leaf width, Culm diameter and so on, the new strain ‘Yajiang’ had betterperformance in major agronomictraits than that of other three varieties (P<0.05). Furthermore, 13 screened pairs of SSR primerwere amplified in four cultivars (strains) and generated 90 bands, of which 68 bands were polymorphic. According to the mean of percentage of polymorphic bands (PPB=76.32%), polymorphism information content (PIC=0.309) and Shannon diversity index (H=0.451), four cultivars (strains) presented high polymorphism. A positive correlation (r=0.696,P=0.08) existed between Euclidean distance and Dice genetic distance, indicating that the combination of morphological traits and genetic markers could be used for cultivar identification. Two UPGMA dendrogram based on morphological and SSR data were similar and there were differences among all cultivars (strains) for phenotypic and genetic background. Furthermore, four pairs of primers (Elw0669s043, Xgwm190, WMS169 and Xgwm311) were selected for DNA fingerprinting construction and cultivar identification. In general, the present study demonstrated that the new strain ‘Yajiang’ was significantly different from other threeE.sibiricuscultivars, and provided important data for genetic relationship analysis and intellectual property rights protection for cultivars in the Northwest Plateau of Sichuan.

Elymussibiricus; morphological traits; SSR marker; cultivar identification; DNA fingerprinting

Ma XiaoE-mail: maroar@126.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0664

2015-11-30接受日期：2016-02-26

國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAD17B03);四川省科技支撐計(jì)劃(2013ZC1635);國(guó)家自然科學(xué)基金(31101763)

郭志慧(1989-)，女，內(nèi)蒙古武川人，在讀碩士生，主要從事草種質(zhì)創(chuàng)新與育種研究。E-mail:guozhihui-2008@163.com

馬嘯(1977-)，男，山東濟(jì)寧人，教授，博士，主要從事草種質(zhì)創(chuàng)新與育種研究。E-mail:maroar@126.com

S543+.9;Q944

A

1001-0629(2016)9-1718-10*

郭志慧，楊紅宇，張成林，孫銘，符開(kāi)欣，張新全，馬嘯.利用形態(tài)性狀以及SSR標(biāo)記鑒定4個(gè)川西北老芒麥品種(系).草業(yè)科學(xué),2016,33(9)：1718-1727.

Guo Z H,Yang H Y,Zhang C L,Sun M,Fu K X,Zhang X Q,Ma X.Identification of fourElymussibiricuscultivar (strains) from Northwest Plateau of Sichuan using morphological traits and SSR markers.Pratacultural Science，2016,33(9)：1718-1727.