巴桑玉珍，劉新春,付國勇，李東梅，王丹丹，強小林，馮宗云

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物遺傳育種學(xué)系大麥青稞研究中心，四川成都 611130；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所，西藏拉薩 850032)

青藏高原青稞耐寒種質(zhì)資源基于SSR標(biāo)記的遺傳多樣性及群體結(jié)構(gòu)分析

巴桑玉珍1,2，劉新春1,付國勇1，李東梅1，王丹丹1，強小林2，馮宗云1

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物遺傳育種學(xué)系大麥青稞研究中心，四川成都 611130；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所，西藏拉薩 850032)

為了解青藏高原青稞耐寒種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)，利用SSR標(biāo)記分析了來自青藏高原地區(qū)的71份青稞耐寒育種資源的遺傳多樣性和群體遺傳結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，利用從分布于大麥7個連鎖群上的200對SSR引物中篩選的48對多態(tài)性引物，共檢測到230個等位條帶，變化范圍為1～10個，平均每對SSR引物可檢測到4.79個條帶。多態(tài)性信息含量(PIC)變化范圍為0.054 7～0.856 9，平均值為0.489 8。遺傳相似系數(shù)(GS)的變化范圍為0.469～0.924，平均值為0.745。經(jīng)聚類分析，在GS約0.740處可將71份材料分為五大類，第51、43和14號品種分別聚為A、B和C類，第22、27、39和50號品種聚為D類，其余64個品種聚為E類，其中，第51號品種的穗長(3.8 cm)、穗粒數(shù)(44.2粒)最低，第43號的單穗小穗數(shù)(90個)最高，但千粒重(35.6 g)最低，第14號品種的生育期(86 d)最短，但穗粒數(shù)(69.6粒)最多。此外，群體遺傳結(jié)構(gòu)分析表明，71份青稞資源材料可劃分為2個亞群。

青稞；遺傳多樣性；SSR；群體結(jié)構(gòu)；聚類分析

青稞(Hordeumvulgarevar.nudumHooker f.)即裸大麥(hulless barley)，在我國境內(nèi)主要生長在素有“世界屋脊”之稱的青藏高原及輻射邊緣區(qū)域，是這些區(qū)域主要的糧食作物[1-3]。青藏高原的青稞種質(zhì)資源極其豐富，耐寒性各異。在青藏高原地區(qū)，低溫傷害是影響生產(chǎn)情況的重要限定因素[4]，青稞耐寒性種質(zhì)資源篩選評價及耐寒青稞品種選育日益受到青稞育種者的高度關(guān)注。研究青藏高原耐寒育種資源的遺傳多樣性及群體遺傳結(jié)構(gòu)，對于了解青藏高原的這些種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)及進(jìn)一步指導(dǎo)青稞耐寒育種工作具有重要的意義。

SSR即簡單序列重復(fù)(simple sequence repeats)，又稱為微衛(wèi)星(microsatellites)標(biāo)記。自1994年Saghai Maroof等[5]利用4對SSR引物研究了世界大麥主產(chǎn)區(qū)的栽培大麥及以色列野生二棱大麥的SSR多態(tài)性以來，該標(biāo)記因其具有使用方便、費用低及重復(fù)性好等優(yōu)點使其在大麥研究中得到較廣泛地應(yīng)用[6]。在我國，馮宗云等[7-9]最早利用SSR標(biāo)記分析了西藏野生大麥和青藏高原青稞地方品種的遺傳多樣性。隨后，一些研究者也利用該標(biāo)記對我國不同來源的青稞地方品種、選育品種等開展了遺傳多樣性研究，但并不多見[10-15]。在群體遺傳結(jié)構(gòu)分析上，利用SSR標(biāo)記分析大麥地方品種、育成品種、野生大麥及國外引進(jìn)材料等的群體遺傳結(jié)構(gòu)的研究還不少[14,16-20]，但利用該標(biāo)記分析青稞群體遺傳結(jié)構(gòu)的研究卻少見[14-15]。而對于耐寒青稞種質(zhì)而言，至今尚未見利用SSR標(biāo)記揭示其遺傳多樣性及遺傳結(jié)構(gòu)的報道。

鑒于此，本研究以青藏高原耐寒性各異的青稞農(nóng)家品種及育成品種為材料，利用48對SSR分子標(biāo)記對其遺傳多樣性及群體遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以期了解這些材料的遺傳基礎(chǔ)，為青稞耐寒基因資源的挖掘及耐寒育種資源的高效利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

71份青藏高原青稞種質(zhì)材料中，62份來自西藏、4份來自青海、3份來自四川、2份來自甘肅，除編號為1、3～6、10～14、24～25、70～71的材料為育成品種外，其余57份材料均為農(nóng)家品種，這些材料的耐寒性差異較大(表1)。所有材料現(xiàn)均保存于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院大麥青稞研究中心。

1.2 基因組DNA的提取

在PGX型多段可編程光照培養(yǎng)箱(寧波東南儀器設(shè)備有限公司)中，于溫度為25 ℃、日光照時間為8 h條件下，培養(yǎng)青稞材料至三葉一心期時，每份青稞材料取新鮮健康的幼葉約3～5 g，參照CTAB法[21]提取基因組DNA，用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA質(zhì)量，用紫外分光光度計測定DNA濃度，于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 SSR分析

1.3.1 SSR引物的選擇

選用覆蓋大麥7個連鎖群的200對SSR標(biāo)記[22](由上海英俊生物有限公司合成)，對不耐寒的青稞選育品種“藏青320”和高度抗寒的青稞地方品種“理塘勾芒”進(jìn)行SSR標(biāo)記篩選，根據(jù)擴增效果、擴增穩(wěn)定性及在染色體上的分布原則在1H、2H、3H、4H、5H、6H和7H染色體上分別選擇了3、8、3、9、10、6、9對共48對SSR標(biāo)記(表2)，對71份青稞材料進(jìn)行遺傳多樣性及遺傳結(jié)構(gòu)分析。

1.3.2 PCR擴增

PCR在BIO-RAD擴增儀上進(jìn)行。PCR反應(yīng)試劑均購自TaKaRa公司。PCR總反應(yīng)體系為20 μL，DNA模板(50 ng·μL-1)2.0 μL，dNTPs(2.5 mmol·L-1)1.6 μL，10×Buffer 2.0 μL，MgCl2(25 mmol·L-1)1.2 μL，rTaq聚合酶(2.5 U·μL-1)0.4 μL，正向和反向引物(10 μmol·L-1)各0.5 μL，補超純水至總體積20 μL。反應(yīng)程序: 95 ℃預(yù)變性5 min；95 ℃變性45 s，55 ℃退火45 s，72 ℃延伸1 min，35個循環(huán)；72 ℃延伸10 min，4 ℃保存。

1.3.3 擴增產(chǎn)物的檢測

擴增產(chǎn)物加3×Loading Buffer 10 μL，95 ℃變性5 min后，用預(yù)熱30 min的6%變性聚丙烯酰胺凝膠恒功率(75 W)電泳，至指示劑離膠板底部三分之一處(約75 min)，取下膠板。采用硝酸銀染法檢測[22]，用數(shù)碼相機拍照，統(tǒng)計帶型。

表1 供試的71份青稞種質(zhì)資源Table 1 Hulless barley materials used in this study

H：高度抗寒；R：抗寒；M：中度抗寒；N：不抗寒。

H: Highly winter hardiness; R: Resistance; M: Medium winter hardiness; N: No winter hardiness.

1.4 數(shù)據(jù)分析

1.4.1 遺傳多樣性分析

1.4.2 群體結(jié)構(gòu)分析

利用基于混合模型的Structure 2.3軟件[24-25]分析青稞資源的群體結(jié)構(gòu)。設(shè)定群體數(shù)K的估計值范圍為1～11，將MCMC(Markov chain montecarlo)開始時的不作數(shù)迭代(length of burn-in period)設(shè)為 10 000次，將不作數(shù)迭代后的MCMC設(shè)為100 000次，每個K值重復(fù)數(shù)為20次。以似然值最大為原則確定最優(yōu)群體數(shù)K的值，計算各材料的Q值，分析群體結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果與分析

2.1 SSR標(biāo)記的多態(tài)性

從表2可知，48對SSR引物在71份供試材料中共檢測出230個條帶，每對SSR引物可擴增出1～10個條帶，平均每對SSR引物可擴增4.79個條帶。其中，位于第二染色體的GBM1459檢測到的條帶數(shù)最多，為10個；分別位于第一和第二染色體的GMS021和Bmag0125檢測到的條帶數(shù)次之，為9個；而位于第五染色體上的GBM1176、GBM1438和位于第六染色體上的Bmag0173、Bmag0500檢測到的條帶數(shù)最少，僅為1個。此外，48對SSR引物在供試材料間的PIC值不同，其中位于第五染色體上的SSR標(biāo)記Bmag0337的PIC值最高，為0.856 9，位于第一染色體上的SSR標(biāo)記GBM1234的PIC值最低，為0.054 7，平均每對SSR引物的PIC值為0.489 8。

表2 用于本研究的SSR標(biāo)記的名稱、所在染色體臂、擴增條帶數(shù)及多態(tài)性信息含量Table 2 Name,chromosome arm and amplified bands as well as polymorphic information content (PIC) for SSR markers used in this study

2.2 SSR標(biāo)記揭示的品種間遺傳相似系數(shù)

根據(jù)SSR標(biāo)記數(shù)據(jù)，利用軟件NTSYSpc 2.10計算遺傳相似系數(shù)，其變化范圍為0.469～0.924，平均值為0.745。其中，第 51號品種與第6號品種和第13號品種的遺傳相似系數(shù)最低(0.469)，說明二者之間的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，適宜進(jìn)行相互配組；而第12號品種與第10號品種的遺傳相似系數(shù)最高(0.924)，說明二者之間的親緣關(guān)系最近，育種中不宜作親本相互雜交。

2.3 群體結(jié)構(gòu)

利用Structure 2.3軟件分析了71份青稞種質(zhì)的群體遺傳結(jié)構(gòu)。設(shè)定類群數(shù)K值在1～11之間，以每個K值為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)LnP(D)值為縱坐標(biāo)作曲線圖(圖1)。從圖1可知，LnP(D)值隨著亞群數(shù)的增加而增加，曲線無明顯拐點，無法確定適宜的亞群數(shù)。因此，參考Evanno等[26]的方法對71份供試青稞材料進(jìn)行基于數(shù)學(xué)模型的群體結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)K所對應(yīng)的最大似然值來選擇合適的群體數(shù)目，用ΔK來確定合適的K值(圖2)，從圖2看出，ΔK在K=2和K=4時曲線均具有拐點，但當(dāng)K=2時，ΔK有最明顯的峰值，各群體內(nèi)青稞材料相似性最大。故根據(jù)似然值最大的原則選定K值為2為最終的群體數(shù)目。因此，71份青稞材料群體被分為2個亞群，群體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果如圖3所示。第1個亞群包含第22、39、43、48、49、50和51號七份材料，全部為地方品種，其中，2份材料具高抗寒性，4份材料具中度抗寒性，1份材料不具抗寒性；而第二亞群中有13份材料為育成品種(占22.03%)，其余為地方品種(占77.97%)，各類型抗寒材料均存在，高抗寒、抗寒、中度抗寒和不抗寒材料分別占28.8%、32.3%、22.0%和17.0%。根據(jù)各材料的最大Q值分布看，71份材料中Q<0.6的有5份材料，即第14、27、38、58和67號品種，占7.0%，認(rèn)為其有混合來源，表示其親緣關(guān)系較復(fù)雜，而Q≥0.6的有66份材料，占93.0%，認(rèn)為這些材料親緣關(guān)系較為單一。

圖1 K值與LnP(D)值的關(guān)系

圖2 ΔK值隨K值的變化

2.4 聚類分析

從圖4可知，在遺傳相似系數(shù)約為0.740處，可以把參試的71個品種分為五大類，第51、43和14號品種各自單獨聚為一類，分別為A、B和C類群，第22、27、39和50號品種聚為D類群，而其余64個品種聚為另一大類，為E類群。結(jié)合2013年田間農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果可知，A類群的第51號品種的穗長、穗粒數(shù)最低，分別為3.8 cm、44.2粒；B類群的第43號品種的小穗數(shù)最高(90個)，而千粒重最低(35.6 g)；C類群的第14號品種的生育期最短(86 d)、穗粒數(shù)最多(69.6粒)；D類群的4個品種的株高的平均值最高(100.75 cm)；E類群的千粒重的平均值最高(45.24 g)。在遺傳相似系數(shù)約為0.748處，可將E類群分為兩個亞類，其中第1、3、5和6號品種為一亞類(E1)，其余聚為另一亞類(E2)。E1亞類的4個品種全為選育品種，其株高的平均值最低(75.25 cm)。

根據(jù)上述群體遺傳結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，D類群中的4份材料有3份材料(第22、39和50號品種)在第一亞群，占75.0%，E類群中的64份材料中除第38、48、49、58和67號品種外有59份材料歸入第二亞群，占92.2%。這表明聚類分析結(jié)果與群體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果存在一定的關(guān)聯(lián)性。

圖3 參試青稞種質(zhì)資源的群體遺傳結(jié)構(gòu)

圖4 71份青稞種質(zhì)資源的聚類圖

3 討 論

本研究先以兩個生態(tài)差異較大且耐寒性有明顯差異的青稞品種“藏青320”(不耐寒，育成品種)和“理塘勾芒”(高度耐寒，地方品種)為材料，對選自大麥7個連鎖群上的200對SSR標(biāo)記[22]進(jìn)行了多態(tài)性引物篩選，共篩選出分別來自染色體1H-7H上的48對多態(tài)性SSR引物。然后以這48對SSR引物對71份青藏高原區(qū)域的青稞品種進(jìn)行了遺傳多樣性分析，共檢測到230個等位條帶，變化范圍為1～10個，以位于染色體5H上的SSR標(biāo)記GBM1176、GBM1438和位于染色體6H上的SSR標(biāo)記Bmag0173、Bmag0500檢測到的等位條帶數(shù)最少(僅1個)，而染色體2H上的GBM1459檢測到的等位條帶數(shù)最多(達(dá)10個)，平均每對SSR引物檢測到4.79個等位條帶。其多態(tài)性信息含量(PIC)變化范圍為0.054 7～0.856 9，平均值為0.489 8，以來自染色體1H上的SSR標(biāo)記GMM1234的PIC值最低(0.054 7)，以染色體5H上的SSR標(biāo)記Bmag0337的PIC值最高(0.856 9)。而Feng等[8]以來自大麥7個連鎖群上的30對SSR標(biāo)記研究了106份西藏野生大麥的遺傳多樣性，等位條帶變化范圍為1～14個，平均每對標(biāo)記檢測到7.6個，其平均PIC值為0.572 3。這表明西藏野生大麥的遺傳變異較青藏高原的栽培青稞豐富。同樣，F(xiàn)eng等[9]利用來自大麥7個連鎖群上的35對SSR標(biāo)記研究了來自西藏、青海及四川高原的65份青稞地方品種的遺傳多樣性，等位條帶變化范圍為2～16個，平均每對SSR標(biāo)記檢測到7.09個，材料間遺傳基礎(chǔ)較窄。孟亞雄等[15]用48對SSR標(biāo)記研究了來自西藏、四川、青海、甘肅、北京、內(nèi)蒙古的108份青稞地方品種和選育品種的遺傳多樣性，等位條帶變化范圍為2～6個，平均每對標(biāo)記3.2個，認(rèn)為材料間的親緣關(guān)系較近。而潘志芬等[10]和吳昆侖[13]利用SSR標(biāo)記分別研究了64份、55份青藏高原栽培青稞的遺傳多樣性，認(rèn)為青藏高原栽培青稞具有較豐富的多樣性。這可能與材料及SSR引物的選擇有關(guān)，二者所選材料均含地方品種、育種品種，但潘志芬等[10]所用材料僅來自西藏和四川，而吳昆侖[13]所用材料除來自西藏、四川外，還包含青海、云南的材料；從SSR引物選擇上，二者所選SSR引物均來自大麥7個連鎖群，但潘志芬等[10]所選SSR標(biāo)記有5對與性狀未建立聯(lián)系，其余15對分別與大麥生理、抗逆、抗病及品質(zhì)性狀相關(guān)，而吳昆侖[13]僅選擇了14對SSR引物。前人認(rèn)為，標(biāo)記的正確選擇對于種質(zhì)資源的遺傳多樣性研究尤為重要[6, 27]。進(jìn)一步根據(jù)遺傳相似系數(shù)(GS)對71份青稞材料進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，在GS值約為0.740處，可將71份青稞材料聚為五大類，第51、43和14號品種各自單獨為一類，分別為A、B和C類，第22、27、39和50號品種聚在D類群，而其余64個品種聚為一大類(E類)，同樣說明青藏高原地區(qū)的大部分青稞材料親緣關(guān)系較近，其遺傳基礎(chǔ)狹窄。該結(jié)果與本實驗室袁金娥[14]于2012年采用與大麥耐鹽性相關(guān)的27對SSR標(biāo)記對148份來自青藏高原區(qū)域的青稞材料進(jìn)行多樣性研究后所得結(jié)果一致。而楊 平等[28]利用SRAP(sequence-related amplified polymorphism)標(biāo)記分析后得出四川高原青稞育成品種的遺傳基礎(chǔ)較為狹窄。同樣，群體遺傳結(jié)構(gòu)分析顯示，供試的71份材料僅可分為2個類群，也說明供試材料的遺傳基礎(chǔ)較窄。因此，青藏高原地區(qū)青稞耐寒育種應(yīng)加強外來抗寒種質(zhì)資源的引進(jìn)，特別是野生大麥(包括裸大麥)材料及國外材料，豐富該區(qū)域的種質(zhì)資源，拓展其遺傳基礎(chǔ)，避免遺傳脆弱性，也是青稞育種者及青稞種質(zhì)資源研究者的當(dāng)務(wù)之急。

[1] 徐廷文.青稞穗原始體分化期及其營養(yǎng)條件問題的初步探討[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),1963,4(2):48.

XU T W.The preliminary discussion on the issues of spike primitive differentiation stage and nutritional condition in hulless barley [J].ScientiaAgriculturalSinica,1963,4(2):48.

[2] 巴桑玉珍,強小林.西藏青稞育種的成就與經(jīng)驗分析[J].西藏農(nóng)業(yè)科技,2004,27(1):26.

BASANG Y Z,QIANG X L.Analysis on the achievement and experiences of hulless barley breeding in Tibet [J].TibetanAgriculturalScienceandTechnology,2004,27(1):26.

[3]ZENG X,LONG H,WANG Z,etal.The draft genome of Tibetan hulless barley reveals adaptive patterns to the high stressful Tibetan plateau [J].ProceedingsoftheNationalAcademyoftheSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2015,112(4):1095.

[4] 段瑞君,任有成,熊輝巖.低溫脅迫對青稞幼苗抗寒性生理指標(biāo)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(34)：16796.

DUAN R J,REN Y C,XIONG H Y.Effects of low temperature stress on chill resistance physiological indexes of highland barley seedlings [J].JournalofAnhuiAgriculturalSciences,2009,37(34):16796.

[5]SAGHAI MAROOF M A,BIYASHEV R M,YANG G P,etal.Extraordinarily polymorphic microsatellite DNA in barley: Species diversity,chromosomal locations and population dynamics [J].ProceedingsoftheNationalAcademyoftheSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,1994,91(12):5466.

[6] 馮宗云,張義正,凌宏清.大麥基因組中的微衛(wèi)星標(biāo)記及其應(yīng)用[J].遺傳,2002,24(6):727.

FENG Z Y,ZHANG Y Z,LING H Q.Microsatellite markers and application in the barley genome [J].Hereditas,2002,24(6):727.

[7] 馮宗云,張義正,張立立,等.應(yīng)用微衛(wèi)星標(biāo)記研究西藏野生二棱大麥的遺傳多樣性及地理分化[J].高技術(shù)通訊,2003,13(10):46.

FENG Z Y,ZHANG Y Z,ZHANG L L,etal.Genetic diversity and geographical differentiation ofHordeumvulgaressp.spontaneumin Tibet using microsatellite markers [J].HighTechnologyLetters,2003,13(10):46.

[8]FENG Z Y,LIU X J,ZHANG Y Z,etal.Genetic diversity analysis of Tibetan wild barley using SSR markers [J].ActaGeneticaSinica,2006,33(10):917.

[9]FENG Z Y,ZHANG L L,ZHANG Y Z,etal.Genetic diversity and geographical differentiation of cultivated six-rowed naked barley landraces from the Qinghai-Tibetan plateau of China detected by SSR analysis [J].GeneticsandMolecularBiology,2006,29(2):330.

[10] 潘志芬,鄒弈星,鄧光兵,等.青藏高原栽培青稞SSR標(biāo)記遺傳多樣性研究[J].中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,46(2):82.

PAN Z F,ZHOU Y X,DENG G B,etal.Genetic diversity of SSR markers in cultivated hulless barley from Qinghai-Tibet plateau in China [J].ActaScientiarumNaturaliumUniversitatisSunyatseni,2007,46(2):82.

[11] 張建華,楊曉洪,于亞雄,等.云南青稞(裸大麥)品種親緣關(guān)系的SSR標(biāo)記研究[J].麥類作物學(xué)報,2009,29(1):35.

ZHANG J H,YANG X H,YU Y X,etal.Study on genetic relationship of Yunnan naked barley by SSR markers [J].JournalofTriticeaeCrops,2009,29(1):35.

[12] 楊 菁,遲德釗,吳昆侖,等.青海省栽培青稞SSR標(biāo)記遺傳多樣性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(8):4307.

YANG Q,CHI D Z,WU K L,etal.Genetic diversity of SSR markers in cultivatedHordeumvulgareL.in Qinghai province [J].JournalofAnhuiAgriculturalSciences,2010,38(8):4307.

[13] 吳昆侖.青稞種質(zhì)資源的SSR標(biāo)記遺傳多樣性分析[J].麥類作物學(xué)報,2011,31(6):1030.

WU K L.Genetic diversity analysis of hulless barley germplasm by SSR markers [J].JournalofTriticeaeCrops,2011,31(6):1030.

[14] 袁金娥.中國近緣野生大麥和栽培青稞的耐鹽性鑒定及其與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析[D].雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2012:56.

YUAN J E.Evaluation of salt tolerance and their association analysis with SSR markers in barley wild relatives and cultivated qingke(hulless barley) of China [D].Ya’an:Sichuan Agricultural University,2012:56.

[15] 孟亞雄,孟祎林,汪軍成,等. 青稞遺傳多樣性及其農(nóng)藝性狀與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析[J].作物學(xué)報,2016,42(2):180.

MENG Y X,MENG W L,WANG J C,etal.Genetic diversity and associate analysis of agronomic characteristics with SSR markers in hulless barley [J].ActaAgronomicaSinica,2016,42(2):180.

[16] 何智宏,司二靜,賴 勇,等.大麥親本材料SSR標(biāo)記遺傳多樣性及群體結(jié)構(gòu)分析[J].麥類作物學(xué)報,2013,33(5):894.

HE Z H,SI E J,LAI Y,etal.Genetic diversity and population structure in barley parent materials using SSR markers [J].JournalofTriticeaeCrops,2013,33(5):894.

[17] 賴 勇,孟亞雄,王 晉,等.大麥遺傳多樣性及連鎖不平衡分析[J].作物學(xué)報,2013,39(12):2154.

LAI Y,MENG Y X,WANG J,etal.Genetic diversity and linkage disequilibrium analysis in barley [J].ActaAgronomicaSinica,2013,39(12):2154.

[18] 王 晉,王世紅,賴 勇,等.大麥SSR標(biāo)記遺傳多樣性及群體遺傳結(jié)構(gòu)分析[J].核農(nóng)學(xué)報,2014,28(2)：177.

WANG J,WANG S H,LAI Y,etal.Genetic diversity and population structure analysis by using SSR markers in barley [J].JournalofNuclearAgriculturalSciences,2014,28(2):177.

[19] 司二靜,賴 勇,孟亞雄,等.大麥遺傳多樣性及SSR標(biāo)記與大麥條紋病抗性關(guān)聯(lián)分析[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報,2015,23(2):193.

SI E J,LAI Y,MENG Y X,etal.Genetic diversity and association analysis of SSR markers with leaf stripe resistance in barley(Hordeumvulgare) [J].JournalofAgriculturalBiotechnology,2015,23(2):193.

[20] 張 宇,司二靜,孟亞雄,等.不同來源大麥材料的農(nóng)藝性狀和籽粒蛋白質(zhì)含量及群體遺傳結(jié)構(gòu)分析[J].麥類作物學(xué)報,2015,35(7):940.

ZHANG Y,SI E J,MENG Y X,etal.Analysis on agronomic traits,grain protein content and population structure of barley germplasm from different geographical origins [J].JournalofTriticeaeCrops,2015,35(7):940.

[21]GUO L L,LIU X J,LIU X C,etal.Construction of genetic map in barley using sequence-related amplified polymorphism markers,a new molecular marker technique[J].AfricanJournalofBiotechnology,2012,11(74):13859.

[22] 劉仙俊.大麥特異種質(zhì)資源的分子生物學(xué)研究[D].雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2011:94.

LIU X J.Study on molecular biology of special germplasm resources in barley [D].Ya'an:Sichuan Agricultural University,2011:94.

[23]ANDERSON J A,CHURCHILL G A,AUTRIQUE J E,etal.Optimizing parental selection for genetic linkage maps [J].Genome,1993,36(1):181.

[24]PRITCHARD J K,STEPHENS M,DONNELLY P.Inference of population structure using multilocus genotype data [J].Genetics,2000,155(2):945.

[25]FALUSH D,STEPHENS M,PRITCHARD J K.Inference of population structure using multilocus genotype data: linked loci and correlated allele frequencies [J].Genetics,2003,164(4):1567.

[26]EVANNO G,REGNAUT S,GOUDET J.Detecting the number of clusters of individuals using the software structure: a simulation study [J].MolecularEcology,2005,14(8):2611.

[27] 徐如虹,任明見,楊英蒼,等.貴州省區(qū)試小麥品系遺傳多樣性的SSR標(biāo)記研究[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報,2005,24(1):12.

XU R H,REN M J,YANG Y C,etal.Analysis on genetic diversity among Guizhou wheat lines based on SSR markers [J].JournalofMountainAgricultureandBiology,2005,24(1):12.

[28] 楊 平,劉仙俊,劉新春,等.利用SRAP標(biāo)記研究四川高原青稞育成品種的遺傳多樣性[J].遺傳,2008,30(1):115.

YANG P,LIU X J,LIU X C,etal.Genetic diversity analysis of the developed qingke (hulless barley) varieties from the plateau regions of Sichuan province in China revealed by SRAP markers [J].Hereditas,2008,30(1):115.

Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Hulless Barley with Cold Tolerance from the Qinghai-Tibetan Plateau Revealed by SSR Markers

BASANG Yuzhen1,2,LIU Xinchun1,FU Guoyong1,LI Dongmei1, WANG Dandan1,QIANG Xiaolin2,FENG Zongyun1

(1.Barley and Hulless Barley Research Centre,College of Agronomy,Sichuan Agricultural University,Sichuan，Chengdu 611130,China; 2.Agricultural Research Institute,Tibet Agriculture and Animal Husbandy Sciences,Lhasa,Tibet 850032,China)

In order to understand the genetic basis of hulless barley with cold tolerance from the Qinghai-Tibetan Plateau,genetic diversity and population genetic structure of 71 hulless barley germplasm resources from the Qinghai-Tibetan Plateau were analyzed using 48 SSR markers with better polymorphic bands,which were selected from 200 pairs of SSR primers located on the seven linkage groups of barley.The results showed that a total of 230 allelic bands were identified in 71 hulless barley materials,varying from 1 to 10 with the average alleles per SSR locus of 4.79.The variation range of genetic similarity coefficients was 0.469～0.924 with the average of 0.745.The polymorphic information content (PIC) ranged from 0.054 7 to 0.856 9 with the mean of 0.489 8.These hulless barley materials could be clustered into two subgroups according to population genetic structure analysis.Cluster analysis based on UPGMA (Unweight pair group method using arithmetic averages) method indicated that 71 hulless barley accessions could be divided into five major groups at the genetic similarity coefficient (GS) level of 0.740,and the cultivar No.51,No.43 and No.14 were clustered into the Group A,B and C,respectively,and the cultivar No.22,No.27 and No.39 as well as No.50 were clustered as Group D,and the others as Group E including 64 hulless barley accessions.The cultivar No.51 from Group A had the lowest spike length (3.8 cm) and grain number per spike (44.2),and the No.43 from Group B had the highest spikelet number per spike (90) and lowest 1 000-grain weight (35.6 g),but the No.14 showed the shortest growth period (86 d) and maximum grain number per spike (69.6).The analysis based on population genetic structure and cluster analysis unanimously revealed that the genetic basis existed in most of hulless barley materials used in this study was narrow.

Hulless barley; Genetic diversity; SSR; Population structure; Cluster analysis

時間：2017-01-03

2016-08-09

2016-11-28

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(大麥青稞)建設(shè)專項(CARS-05)

E-mail：36165329@qq.com

馮宗云(E-mail:zyfeng49@126.com)

S512.1；S332

A

1009-1041(2017)01-0041-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170103.1625.012.html