田承華 程慶軍 高海燕等

摘要 [目的]為充分了解高粱育種資源各性狀特性，指導(dǎo)高粱雜交組合的配置及分子標(biāo)記輔助育種，應(yīng)用分子標(biāo)記對(duì)高粱種質(zhì)進(jìn)行遺傳多樣性分析，并尋找部分與農(nóng)藝性狀相關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記。[方法]利用SSR（simple sequence repeat，SSR）標(biāo)記分析55份高粱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，同時(shí)對(duì)8個(gè)農(nóng)藝性狀作表型鑒定，并利用GLM模型進(jìn)行分子標(biāo)記與農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析。[結(jié)果]株高、穗寬、穗長(zhǎng)、葉片數(shù)、旗葉長(zhǎng)及寬等生長(zhǎng)期性狀都符合正態(tài)分布，單穗粒重和千粒重也符合正態(tài)分布；各供試材料的8個(gè)農(nóng)藝性狀均有極顯著差異。10對(duì)SSR引物共擴(kuò)增出64條帶并檢測(cè)到39個(gè)等位變異；多態(tài)性信息量（polymorphism information content，PIC）變化范圍為0.685 6～0.948 3，平均為0.841 3；Shannon信息指數(shù)（I）和Neis基因多樣性指數(shù)（H）平均為1.195 8和0.617 0。在遺傳相似系數(shù)為0.731 7處UPGMA法將55份高粱材料聚為三大類，其中13份材料聚為A類，3份材料聚為B類，其余36份材料聚為C類。利用GLM模型分析結(jié)果表明，與穗寬、穗長(zhǎng)、旗葉長(zhǎng)、旗葉寬和千粒重5個(gè)農(nóng)藝性狀相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記有4個(gè)，單個(gè)標(biāo)記對(duì)表型變異的解釋率為0.014 7～1.360 5。[結(jié)論]該研究為高粱種質(zhì)資源精準(zhǔn)分類、種質(zhì)優(yōu)勢(shì)利用、育種效率提高等方面以及分子標(biāo)記輔助育種提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞 高粱；SSR標(biāo)記；農(nóng)藝性狀；遺傳多樣性；關(guān)聯(lián)分析

中圖分類號(hào) S514 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）32-0026-07

Genetic Diversity and Association Analysis Using SSR Markers and Agronomic Traits in Sorghum

TIAN Chenghua， CHENG Qingjun， GAO Haiyan et al

（Sorghum Institute， Shanxi Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Genetic and Germplasm Innovation in Sorghum for Shanxi Province， Jinzhong， Shanxi 030600）

Abstract [Objective] To understand the agronomic traits of sorghum germplasm and to direct sorghum hybrid combinations as well as molecular marker assisted breeding， the genetic diversity of sorghum germplasm was analyzed and the molecular markers associated with agronomic traits were searched. [Method] The genetic diversity of 55 sorghum germplasm resources were assessed by simple sequence repeat （SSR） markers. We identified the phenotypic of eight agronomic traits and found SSR markers associated with plant height， spike width， spike length， leaf blade number， flag length and width， spike weight and thousandgrain weight using GLM （General Linear Model）. [Result] Eight agronomic traits were consistent with normal distribution and there are very significant differences， a total of 39 alleles were identified with 10 SSR markers. The average polymorphism information content （PIC） varied widely from 0.685 6 to 0.948 3 with an average value of 0.841 3，the average of Shannons information index （I） and Neis gene diversity index （H） were 1.195 8 and 0.617 0， respectively. Clustering analysis with UPGMA showed that the 55 materials could be divided into three groups at the genetic similarity coefficient of 0.731 7， thirteen materials were grouped into Class A， three materials were grouped into Class B， and the remaining thirtysix materials were grouped into Class C. Four markers were found to be associated with spike width， spike length， flag leaf length， flag leaf width and thousandgrain weight using GLM （General Linear Model）， and the phenotypic variation explained by a single marker ranged from 0.014 7 to 1.360 5. [Conclusion] This research provided fundamental data for the accurate classification of germplasm resources， advantage utilization of germplasms， enhancement of breeding efficiency and molecular mark assisted breeding of sorghum.

Key words Sorghum；SSR；Agronomic traits；Genetic diversity；Association analysis

基金項(xiàng)目 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（CARS-06）；山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（201703D211010）子項(xiàng)目“釀造專用高粱新品種選育”。

作者簡(jiǎn)介 田承華（1982—），男，山西原平人，助理研究員，碩士，從事高粱遺傳育種研究。

收稿日期 2018-09-10

高粱（Sorghum bicolour）是一種重要的糧食、經(jīng)濟(jì)、能源等多功能 C4作物，在世界干旱及半干旱區(qū)種植的主要糧食作物之一，并且光合作用效率高，生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量大，同時(shí)具有很強(qiáng)的抗逆性和適應(yīng)性，適合肥力貧瘠田的開發(fā)和利用[1]。高粱種質(zhì)資源豐富，分布地域廣，地方栽培品種和變種較多，經(jīng)過幾代高粱育種家60多年的研究發(fā)展，培育出大量?jī)?yōu)異的雜交種和種質(zhì)資源。隨著分子生物技術(shù)的飛速發(fā)展，亟需高粱育種家加強(qiáng)收集與鑒定遺傳種質(zhì)資源，同時(shí)需將農(nóng)藝性狀與分子標(biāo)記相結(jié)合，進(jìn)而為復(fù)雜數(shù)量性狀的遺傳學(xué)研究和分子標(biāo)記輔助育種奠定重要基礎(chǔ)。

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，同工酶、RAPDs、RFLPs、ISSRs、AFLPs、SSR、EST-SSR、基因芯片（DArTTM）和SNP等分子標(biāo)記技術(shù)已應(yīng)用于遺傳多樣性分析[2-3]。其中，SSR（simple sequence repeats，簡(jiǎn)單重復(fù)序列）具有多態(tài)性高、數(shù)量豐富、重復(fù)性好、呈共顯性且廣泛分布于基因組等優(yōu)點(diǎn)[4]，國(guó)內(nèi)外有大量利用SSR標(biāo)記進(jìn)行高粱遺傳多樣性研究的相關(guān)報(bào)道。如Ni等[5]用25對(duì)SSR引物檢測(cè)了29份糯高粱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，在遺傳相似系數(shù)0.475處用UPGMA法將29份糯高粱品種聚為兩大類，不同地理來源的品種被聚在同一亞類，農(nóng)藝性狀近似的品種聚為另一亞類；王瑞等[6]利用熒光測(cè)序與SSR分子標(biāo)記相結(jié)合技術(shù)構(gòu)建了20個(gè)高粱栽培品種DNA指紋圖譜，為品種鑒別提供依據(jù)；Sawadogo等[7]用15對(duì)SSR引物檢測(cè)了93份甜高粱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，結(jié)果聚為3大類，且A組（40份）與B組（43份）親緣最遠(yuǎn)，B組與C組（9份）親緣最近；Yusuf 等[8]用10對(duì)SSR引物將Ethiopia的26份高粱種質(zhì)資源聚為4個(gè)主要類群。這些研究證明遺傳多樣性分析對(duì)于育種材料的遺傳基礎(chǔ)研究具有重要作用。

關(guān)聯(lián)分析（association analysis）是基于連鎖不平衡（linkage disequilibrium，LD）發(fā)現(xiàn)新等位基因的方法，可將目標(biāo)表型性狀的多樣性與基因或位點(diǎn)的多態(tài)性相結(jié)合，分析與確定不同種質(zhì)資源所攜帶的等位基因及其對(duì)應(yīng)目標(biāo)性狀[9]。這曾被廣泛應(yīng)用于人類遺傳學(xué)，目前已應(yīng)用于水稻[10]、玉米[11]、小麥[12]等農(nóng)作物，而依據(jù)農(nóng)藝性狀分析種質(zhì)資源耗時(shí)、費(fèi)力且周期長(zhǎng)[13-14]。農(nóng)藝性狀與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析對(duì)群體結(jié)構(gòu)分析顯得尤其重要，其中SSR 標(biāo)記用于高粱關(guān)聯(lián)分析研究的報(bào)道較少。Upadhyaya等[15]利用43個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)242個(gè)高粱（Sorghum wlgare）品種的分蘗數(shù)和粒重進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，檢測(cè)到1個(gè)標(biāo)記與粒重相關(guān)、2個(gè)標(biāo)記與分蘗數(shù)相關(guān)，確定1個(gè)氨基環(huán)丙烷羧酸合成酶基因（amino cyclopropane carboxylate，ACC）與分蘗數(shù)相關(guān)。

選育高粱品種是一個(gè)復(fù)雜漫長(zhǎng)的過程，經(jīng)過育種家長(zhǎng)期的雜交與選育，積聚了多方面的優(yōu)異種質(zhì)，是目前最核心的遺傳資源庫(kù)。筆者應(yīng)用SSR標(biāo)記分析55份高粱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，并與8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從表型狀態(tài)和DNA水平來協(xié)同篩選優(yōu)勢(shì)種質(zhì)，為高粱種質(zhì)資源精準(zhǔn)分類、種質(zhì)優(yōu)勢(shì)利用、育種效率提高等方面以及分子標(biāo)記輔助育種提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試材料為55份高粱種質(zhì)，詳情見表1，于2017年3月種植于山西省農(nóng)科院高粱所植物培養(yǎng)室，出苗后采取新鮮嫩葉作為試材。

CTAB、Tris、飽和酚、氯仿、異戊醇、異丙醇、無水乙醇、Taq酶、dNTPs等均購(gòu)自上海生工生物工程股份有限公司。

1.2 高粱生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

1.2.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

55份高粱種質(zhì)資源單株表型鑒定于2017年在山西省農(nóng)科院高粱研究所試驗(yàn)田（中國(guó)晉中榆次）進(jìn)行。采用5個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選地塊均勻，高低一致，水分管理方便的大田。試驗(yàn)材料設(shè)為單行區(qū)，行長(zhǎng)5 m，行距 0.75 m，15 cm株距，種植密度大約為82 500株/hm2。每行隨機(jī)選擇5個(gè)單株用標(biāo)簽標(biāo)示，調(diào)查標(biāo)簽標(biāo)示單株表型。

1.2.2 大田農(nóng)藝性狀調(diào)查。

準(zhǔn)確記載試材的出苗期、抽穗期和完熟期。成熟后隨機(jī)考查不同試材的6個(gè)單株表型，包括株高、穗長(zhǎng)、穗寬、葉片數(shù)、旗葉長(zhǎng)和旗葉寬等性狀。收獲單穗考種和干燥脫粒，記錄單穗粒重和千粒重。利用SPSS 21.0軟件對(duì)相關(guān)性狀進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 基因組DNA的提取

采用改良的CTAB法[3]進(jìn)行試材基因組DNA的提取，利用分光光度計(jì)及瓊脂糖凝膠電泳法進(jìn)行DNA濃度和純度檢測(cè)。

1.4 SSR引物序列與SSR擴(kuò)展體系及電泳檢測(cè)

參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)[16]，挑選40對(duì)SSR引物作為候選引物，委托上海生物工程技術(shù)有限公司合成。PCR反應(yīng)在EDC-810熱循環(huán)儀上進(jìn)行，反應(yīng)體系為：模板DNA 2 μL、10×PCR buffer（mg2+ Plus）2.5 μL、2.5 mmol/L dNTPs 2.25 μL、0.1 mmol/L 引物 2 μL、1.25 U Taq DNA聚合酶，加ddH2O補(bǔ)足25 μL。

擴(kuò)增結(jié)束后，每個(gè)PCR管加入6 μL上樣緩沖液（98% 甲酰胺，10 mmol/L EDTA pH=8.0，0.25% 溴酚藍(lán)，0.25% 二甲苯青），混合后置于冰水混合物中。在電泳槽中加入足夠的0.5×TBE緩沖液（0.09 mol/L Tris-硼酸，0.002 mol/L EDTA，pH 8.0），用吸管吹凈點(diǎn)樣孔中的氣泡，加2 μl擴(kuò)增產(chǎn)物混合物，100 W恒功率下，8%聚丙烯酰胺凝膠（polyacrylamide gel electrophoresis，PAGE）電泳分離120 min，電泳結(jié)束后銀染10 min，NaOH顯色3 min，蒸餾水清洗3次，掃描記錄[17]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

利用SPSS 21.0軟件分析8個(gè)高粱關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的正態(tài)分布和Q-Q-plot，并計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)，以檢測(cè)農(nóng)藝性狀間的線性相關(guān)關(guān)系。

對(duì)擴(kuò)增譜帶進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，強(qiáng)擴(kuò)增帶記為“1”，無擴(kuò)增帶或者弱擴(kuò)增帶記為“0”，得到原始數(shù)據(jù)，根據(jù)不同軟件的格式要求做相應(yīng)轉(zhuǎn)換。NTSYS-pc軟件進(jìn)行遺傳多樣性分析并基于UPGMA法繪制聚類樹，計(jì)算遺傳相似系數(shù)（genetic similarity，GS）；Popgene 32計(jì)算Shannon指數(shù)（I）、Neis基因多樣性指數(shù)（H）、觀察雜合度（Ho）和期望雜合度（He）；Structure 2.3.1軟件分析群體遺傳結(jié)構(gòu)；Tassel 5.0以一般線性模型（general linear model，GLM）進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，GLM分析中以Q值作為協(xié)變量進(jìn)行回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 高粱農(nóng)藝性狀調(diào)查

從圖1可以看出，株高、穗寬、穗長(zhǎng)、葉片數(shù)、旗葉長(zhǎng)及寬、單穗粒重和千粒重8個(gè)農(nóng)藝性狀都符合正態(tài)分布，并且所有農(nóng)藝性狀大體上呈連續(xù)變異，表明為多基因控制的數(shù)量性狀。從表2中可以看出，株高、穗寬、穗長(zhǎng)、葉片數(shù)、旗葉長(zhǎng)、單穗粒重和千粒重等偏度均大于0，說明分布成正偏態(tài)；而旗葉寬偏度小于0，說明分布成負(fù)偏態(tài)。

2.2 55份高粱供試材料的8個(gè)農(nóng)藝性狀及其差異分析

利用 SPSS對(duì)8個(gè)農(nóng)藝性狀的平均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)差在不同種質(zhì)材料間存在較大差異，依次為穗粒重>株高>旗葉長(zhǎng)>千粒重>穗長(zhǎng)>葉片數(shù)>穗寬>旗葉寬。在8個(gè)性狀中，標(biāo)準(zhǔn)差最大的是穗粒重16.71，變幅為53.50～127.70。標(biāo)準(zhǔn)差最小的是旗葉寬1.17，變幅為4.20～8.10。由此可知，各高粱試材穗粒重和其平均值間的差異較大，而旗葉寬與其平均值間的差距最小（表2）。由表2可知，8個(gè)性狀的變異系數(shù)為10.89%～19.53%，其中穗粒重的變異最大，其次是千粒重，兩者變異系數(shù)均大于19%；而葉片數(shù)的變異最小，為10.89%。

對(duì)8個(gè)農(nóng)藝性狀間的線性相關(guān)分析表明，穗長(zhǎng)與株高，穗寬與穗長(zhǎng)，葉片數(shù)與穗寬，旗葉寬與旗葉長(zhǎng)，穗粒重與穗長(zhǎng)，千粒重與穗粒重之間均呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；旗葉寬與穗寬，穗粒重與株高，穗粒重與穗寬，穗粒重與旗葉長(zhǎng)間呈顯著的正相關(guān)（P<0.05），其他性狀之間沒有顯著的相關(guān)性（表3）。

2.3 SSR引物篩選及多態(tài)性分析

由表4可知，從40對(duì)引物中篩選出10對(duì)多態(tài)性豐富、擴(kuò)增譜帶清晰的引物；對(duì)55份高粱材料遺傳多態(tài)性分析，共獲得64條DNA擴(kuò)增片段，其中有39個(gè)等位變異，平均多態(tài)性條帶百分率（PPB）為60.937 5%，分子量為200～1 000 bp。多態(tài)性信息量（PIC）變化范圍為0.685 6～0.948 3，平均值為0.841 3，以引物Xcup02最低，引物gpsb069最高，這說明引物Xcup02的遺傳多樣性較豐富，而引物gpsb069的遺傳多樣性較狹窄。

10對(duì)引物的等位變異數(shù)（NA）變幅為2～8條，平均3.9條；有效等位變異數(shù)（NE）為1.273 7～8.509 1，平均為3.206 6；Shannon信息指數(shù)（I）變幅為0.456 7～2.250 3，平均為1.195 8；觀察雜合度（Ho）變幅為0.072 7～0.981 8，平均為0.745 5，反映雜合位點(diǎn)在基因組中所占比例高；期望雜合度（He）的變化幅度為0.216 3～0.744 0，平均為0.622 7，表明試材普遍存在雜交，雜交率較高。Neis基因多樣性指數(shù)（H）的變化幅度為0.214 9～0.882 5，平均為0.617 0，表明所選引物擴(kuò)增的多態(tài)性存在較大的差異，遺傳多樣性豐富。經(jīng)10個(gè)SSR標(biāo)記掃描分析，55份高粱材料的遺傳相似系數(shù)（GS）變異范圍為0.355 0～0.968 3，平均值為0.747 7。其中，765與763的GS值最大（0.968 3），表明二者親緣關(guān)系最近；776與772GS值最小，為0.355 0，說明二者親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。

2.4 SSR高粱種質(zhì)聚類分析

采用NTSYS-pc 軟件基于 UPGMA 法進(jìn)行聚類分析，圖 2表明55份高粱材料在GS值為0.7317處被聚為3個(gè)大類。A類包含13份材料；3份材料聚為B類，750獨(dú)自為一小類；738和751為另一小類；C類材料來源較豐富，其余36份材料聚為一類。

2.5 參試材料群體結(jié)構(gòu)分析

應(yīng)用已篩選出多態(tài)性豐富的10個(gè) SSR 標(biāo)記進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣本的等位變異頻率特征類型數(shù)K呈持續(xù)增大（圖 3A）。Structure 2.3.1軟件對(duì)參試材料進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)劃分，由圖3B可以看出ΔK在K=7時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，由此判斷55份高粱群體可被分為 7 個(gè)亞群，并繪制供試材料群體結(jié)構(gòu)圖（圖4），將各個(gè)材料的對(duì)應(yīng)Q值作為協(xié)變量納入SSR標(biāo)記與表型性狀變異的回歸分析中。

2.6 SSR標(biāo)記與農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)分析

采用 TASSEL 5.0 軟件的一般線性（general linear model，GLM）模型進(jìn)行引物標(biāo)記位點(diǎn)與農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析，以各試材的對(duì)應(yīng)Q值為協(xié)變量，將SSR標(biāo)記基因型與高粱8個(gè)農(nóng)藝性狀（株高、穗寬、穗長(zhǎng)、葉片數(shù)、旗葉長(zhǎng)及寬、單穗粒重和千粒重）進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，GLM結(jié)果顯示，共檢測(cè)到 4個(gè)標(biāo)記與5個(gè)農(nóng)藝性狀在P<0.01水平上相關(guān)，表型變異解釋率為 0.014 7～1.360 5（表 4）。其中，gpsb089標(biāo)記與穗寬和旗葉寬極顯著相關(guān)；Xcup02標(biāo)記與穗長(zhǎng)極顯著相關(guān)；mSbCIR240與旗葉長(zhǎng)極顯著相關(guān)，解釋率最大為1.360 5；Xtxp141與穗寬和千粒重極顯著相關(guān)，解釋率分別為0.014 7和1.058 7，與穗寬的解釋率最小。

3 討論

3.1 高粱SSR分子標(biāo)記遺傳多樣性分析

種質(zhì)資源是進(jìn)行育種工作的基礎(chǔ)，豐富的遺傳種質(zhì)資源是育種材料創(chuàng)新及優(yōu)異基因聚合的基礎(chǔ)條件。因此分析種質(zhì)資源的遺傳多樣性、比較種質(zhì)間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，對(duì)于選育工作和種質(zhì)資源的利用尤其重要。利用SSR分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行高粱遺傳多樣性的研究，國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道[18-21]。該研究選用的10對(duì)SSR 標(biāo)記能夠較全面地分析55份高粱材料的遺傳多樣性，共獲得64條DNA擴(kuò)增片段，有39個(gè)等位變異，多態(tài)百分率（PPB）為60.937 5%，其多態(tài)性信息量（PIC）、Shannon信息指數(shù)（I）、觀察雜合度（Ho）、期望雜合度（He）和Neis基因多樣性指數(shù)（H）的平均值分別為0.841 3、1.195 8、0.745 5、0.622 7和0.617 0。GELETA等[19]利用AFLPs、SSRs和農(nóng)藝性狀來評(píng)估45份高粱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，其中多態(tài)性信息量（PIC）分別為0.65（AFLPs）和0.46（SSRs），Shannon信息指數(shù)中農(nóng)藝性狀（0.678）比AFLP（0.487）和SSR（0.539）都較高，同時(shí)AFLP和SSR都可以標(biāo)識(shí)所有的種質(zhì)，而通過形態(tài)學(xué)有2個(gè)種質(zhì)無法區(qū)分開。在遺傳相似系數(shù)為0.731 7處UPGMA法將55份高粱材料聚為三大類，A類包含13份材料，B類包含3份材料，C類包含36份材料，通過與材料組合比較來看，基本上組合相近的材料大部分聚為一類。但也有部分材料如（748-758、998-999）等，這表明在育種家對(duì)育種材料選擇的過程中，在不同的選擇壓力與方向上使相同來源的種質(zhì)資源表現(xiàn)較大差異的基因型和表型。因此，在育種中對(duì)于材料的分類運(yùn)用必須依靠分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分類鑒別，從而提高育種材料的鑒定利用效率。趙香娜等[20]用24對(duì)SSR引物分析206份國(guó)內(nèi)外甜高粱種質(zhì)資源的遺傳變異，在遺傳相似系數(shù)0.762將其分為兩大類，其中B組只包含3個(gè)品種，與其他品種遺傳關(guān)系較遠(yuǎn)。倪先林等[21]用25對(duì)SSR引物檢測(cè)29份糯高粱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，在遺傳相似系數(shù)0.475處聚為兩大類，不同地理來源的品種被聚在同一亞類，農(nóng)藝性狀近似的品種聚在同一亞類。這些都充分地利用SSR標(biāo)記將不同類別、地域的高粱種質(zhì)資源區(qū)分開來，進(jìn)而為篩選優(yōu)質(zhì)育種材料提供基礎(chǔ)依據(jù)。

3.2 高粱分子標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析

關(guān)聯(lián)分析通過分析種質(zhì)資源中標(biāo)記與QTL間關(guān)系，直接對(duì)基因型和表型的變異進(jìn)行分析，可確定不同種質(zhì)資源中所攜帶的等位基因及其對(duì)目標(biāo)性狀的貢獻(xiàn)[9]。種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性及群體遺傳結(jié)構(gòu)分析，是關(guān)聯(lián)分析的前提[22]。在遺傳相似系數(shù)為0.731 7水平上將55份高粱材料聚為3個(gè)大類，分別包括 13、3和36份材料，而基于GLM模型的群體結(jié)構(gòu)分析表明，這些資源可以分為7個(gè)亞群，分別包括8、13、6、4、14、3和7份材料，兩者的結(jié)果差異較大。出現(xiàn)這樣的差異主要因素是聚類分析反映個(gè)體間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，而群體遺傳結(jié)構(gòu)分析是基于亞群是否達(dá)到哈德溫伯格平衡的數(shù)學(xué)模型并計(jì)算Q值[23]，該研究利用Structure軟件校正55份材料所存在的群體結(jié)構(gòu)，可避免人為因素對(duì)亞群劃分的影響[24]。利用GLM模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，與穗寬、穗長(zhǎng)、旗葉長(zhǎng)、旗葉寬和千粒重5個(gè)農(nóng)藝性狀相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記有4個(gè)，其中，gpsb089與穗寬和旗葉寬關(guān)聯(lián)標(biāo)記；Xcup02與穗長(zhǎng)關(guān)聯(lián)標(biāo)記；mSbCIR240與旗葉長(zhǎng)關(guān)聯(lián)標(biāo)記，Xtxp141與穗寬和千粒重關(guān)聯(lián)標(biāo)記。Bhosale等[25]發(fā)現(xiàn)一些SNP標(biāo)記與非洲中西部高粱材料的光周期開花時(shí)間基因 CRYPTOCHROME 1（CRY1-b1）和 GIGANTEA（GI）相關(guān)。GELETA等[19]利用AFLPs、SSRs和農(nóng)藝性狀來評(píng)估45份高粱種質(zhì)資源的遺傳多樣性，發(fā)現(xiàn)AFLP和SSR標(biāo)記以及形態(tài)學(xué)和SSR標(biāo)記的遺傳關(guān)系的估計(jì)值顯著相關(guān)（P<0.001），而形態(tài)學(xué)和AFLP數(shù)據(jù)顯示無顯著相關(guān)性（P>0.05）。Upadhyaya等[15]利用43個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)242個(gè)高粱（Sorghum wlgare）品種進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，檢測(cè)到1個(gè)標(biāo)記與粒重、2個(gè)標(biāo)記與分蘗數(shù)相關(guān)。由此通過農(nóng)藝性狀與分子標(biāo)記進(jìn)行相關(guān)性分析，就可找到與目標(biāo)性狀相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，可用于分子標(biāo)記輔助選擇育種，提高優(yōu)選效率，通過表型鑒定與分子標(biāo)記相結(jié)合，相互驗(yàn)證可加速目標(biāo)基因的聚合，縮短連續(xù)選擇時(shí)間，提高選擇效率，進(jìn)而為高粱優(yōu)良種質(zhì)創(chuàng)新提供理論方法依據(jù)。

4 結(jié)論

8個(gè)農(nóng)藝性狀間部分性狀存在顯著或極顯著的線性相關(guān)性，以GLM模型關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)4個(gè)SSR標(biāo)記與5個(gè)農(nóng)藝性狀在P<0.01水平上相關(guān)，表型變異解釋率范圍為0.014 7～1.360 5，為高粱農(nóng)藝性狀的分子標(biāo)記輔助選擇奠定了基礎(chǔ)。

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