丁 敏 段政勇 王宇卓 薛亞鵬 王海崗 陳 凌 王瑞云,,* 喬治軍,*

糜子基因功能標(biāo)記的開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證

丁 敏1段政勇1王宇卓1薛亞鵬1王海崗2陳 凌2王瑞云1,2,*喬治軍2,*

1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 山西太谷030801;2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)基因資源研究中心/ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 雜糧種質(zhì)資源發(fā)掘與遺傳改良山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山西太原030031

根據(jù)糜子胚乳直鏈淀粉合成調(diào)控基因()上已知功能位點(diǎn)的核苷酸差異設(shè)計(jì)功能分子標(biāo)記, 并對(duì)山西省270份糜子資源進(jìn)行基因型檢測(cè)和基因分型。通過(guò)對(duì)粳糯性狀的鑒定, 將表型與基因型結(jié)合對(duì)分子標(biāo)記進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)46份不同基因型糜子資源進(jìn)行直鏈淀粉含量測(cè)定, 分析該基因的遺傳效應(yīng), 評(píng)估其育種利用價(jià)值?；蛟诿幼又幸?種形式(L和S)存在, 針對(duì)S型基因15 bp的InDel位點(diǎn)設(shè)計(jì)了一個(gè)功能標(biāo)記(RYW214), 該標(biāo)記能有效區(qū)分126 bp、141 bp和雜合(126/141 bp) 3種帶型, 粳糯性鑒定顯示該標(biāo)記結(jié)果與表型鑒定結(jié)果吻合度高, 達(dá)93.30%, Pearson相關(guān)性指數(shù)為0.745。針對(duì)L型基因上的一個(gè)單核苷酸插入位點(diǎn)和一個(gè)SNP位點(diǎn), 設(shè)計(jì)了2個(gè)CAPS標(biāo)記(RYW215、RYW216), 該標(biāo)記可對(duì)L基因準(zhǔn)確分型。270份資源中, 共有11種基因型。其中, 基因型S-15/LF最多, 有84份(31.10%), 其次是S0/S-15/LF(22.96%), S-15/LY/LF最少(0.74%), 未發(fā)現(xiàn)S-15/LC。46份材料中, 直鏈淀粉含量較高的基因型為S0/LY/LF(15.50%), 最低為S-15/LF(0.58%)。突變基因型S-15會(huì)導(dǎo)致直鏈淀粉含量出現(xiàn)質(zhì)的下降, 雜合基因型S0S-15直鏈淀粉含量稍高于純合基因型S-15。

糜子;基因; 功能分子標(biāo)記; 直鏈淀粉含量

糜子(L.)是禾本科黍?qū)僮魑? 異源四倍體, 具有耐旱、耐瘠、抗鹽堿等優(yōu)良特性。由于其抗逆性強(qiáng)、生育期短, 廣泛種植于干旱、半干旱地區(qū)[1-4]。糜子起源于中國(guó)黃河流域黃土高原, 種植歷史達(dá)10,300年[5-6], 山西是糜子的起源中心[7]。近年來(lái), 土壤干旱、鹽漬等問(wèn)題日益突出, 基于糜子耐旱、耐鹽堿等特性建立系統(tǒng)鑒選體系為鹽堿地修復(fù)提供了重要資源[8-9], Yuan等[10-11]從轉(zhuǎn)錄組和蛋白組層面揭示了糜子抗逆、耐鹽堿的生理機(jī)制。糜子又有粳糯糜子之分, 糯糜子稱為黍子, 籽粒脫殼產(chǎn)品為黃米, 因其口感軟糯, 風(fēng)味較好, 常用來(lái)做棗糕、油糕等食品[12]; 粳性糜子籽粒脫殼后稱糜米, 用來(lái)制作炒米[13]。依據(jù)穎果胚乳中直鏈淀粉含量, 將直鏈淀粉含量<3.7%的劃歸糯性糜子[14]。

粳糯性狀主要由基因控制,基因又名蠟質(zhì)基因, 在谷類作物中具有編碼直鏈淀粉合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶-顆粒結(jié)合淀粉合成酶(GBSS)的作用[15]。目前, 編碼GBSS的基因已在水稻、小麥、玉米、薯類等多種作物中克隆[16-22]。禾谷類作物糯質(zhì)性狀多由基因變異導(dǎo)致, 研究發(fā)現(xiàn)玉米基因包含14個(gè)外顯子和13個(gè)內(nèi)含子, 其糯質(zhì)受到隱性基因控制[23]。徐春燕等[24]以玉米昌7-2、Mo17、B73為試驗(yàn)材料, 克隆基因并測(cè)序, 對(duì)胚乳淀粉體進(jìn)行純化, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)GBSSI蛋白第155位氨基酸的改變減弱了與淀粉的結(jié)合度; 并對(duì)第4外顯子的SNP位點(diǎn)和第7外顯子的缺失位點(diǎn)進(jìn)行了分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)。小麥基因啟動(dòng)子區(qū)和5￠非翻譯區(qū)存在413 bp的InDel序列, 該序列的缺失與基因表達(dá)相關(guān)[25]。在水稻基因第一內(nèi)含子剪切位點(diǎn)上游55 bp處存在一個(gè)(CT)n重復(fù)序列, 以92份美國(guó)水稻為材料, 分析了基因相關(guān)SSR的多態(tài)性與直鏈淀粉含量的關(guān)系, 檢測(cè)了(CT)8到(CT)20等多個(gè)等位變異, 發(fā)現(xiàn)基因型(CT)18品種直鏈淀粉含量最低[26-27]。Kawase等[28]研究發(fā)現(xiàn)糯性/低直鏈淀粉含量谷子起源于東亞和東南亞, 由當(dāng)?shù)厝讼埠眠x擇馴化而來(lái)。Fukunaga等[29]通過(guò)Southern雜交, 依據(jù)谷子基因插入序列的不同將其劃分為7種類型(I～VII), 其中III、IV、V和VII中插入序列較大。粳糯糜子胚乳中都含有編碼蛋白, 只是相對(duì)于粳性植株而言, 糯性品種中缺乏GBSSI活性。早在2009年, Graybosch等[30]對(duì)糯性糜子材料(隴糜16號(hào)和隴糜18號(hào))的胚乳性質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn), 糯性性狀由2個(gè)隱性等位基因控制。Hunt等[31]對(duì)糜子基因進(jìn)行測(cè)序發(fā)現(xiàn),基因以L和S (-L和-S) 2種形式存在, 在-S基因外顯子10附近存在15 bp的缺失(野生型為S0, 突變型為S-15), 該缺失與GBSSI失活效應(yīng)間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系, 即與糯性胚乳相對(duì)應(yīng); 在-L基因上觀察到2個(gè)多態(tài)性位點(diǎn), 位于外顯子9處的移碼突變(腺嘌呤殘基的插入/缺失), 以及位于外顯子7處的SNP位點(diǎn)突變(A替換G), 將不存在移碼突變和SNP位點(diǎn)突變的野生型記為L(zhǎng)C。2013年, Hunt等[32]利用I2-KI顯色反應(yīng)發(fā)現(xiàn), S-15/LC基因型的糜子品種胚乳細(xì)胞淀粉粒外部被染成紅色, 內(nèi)部被染成藍(lán)色, 說(shuō)明該基因型具有中間表型, LC等位基因可以催化合成直鏈淀粉蛋白, 因此, L和S等位基因?qū)γ幼优呷榻Y(jié)構(gòu)均具有調(diào)控作用。Wang等[33]對(duì)中國(guó)132份糜子材料基因的多態(tài)性位點(diǎn)進(jìn)行PCR擴(kuò)增, 基于測(cè)序結(jié)果進(jìn)行材料的基因型分型, 證實(shí)了S-15基因型的突變對(duì)糜子胚乳質(zhì)地的改變是必須的, 該研究未發(fā)現(xiàn)S-15/LC的部分糯性材料。

分子標(biāo)記輔助育種可對(duì)基因型直接進(jìn)行準(zhǔn)確穩(wěn)定選擇, 避免環(huán)境因素干擾[34], 大幅度縮短育種年限[35]。隨機(jī)的分子標(biāo)記與目的基因連鎖不緊密, 常見(jiàn)的SSR、RFLP等多位于非表達(dá)序列, 難以揭示目標(biāo)性狀差異的內(nèi)在原因[24,36]。功能標(biāo)記是位于基因內(nèi)、具有控制性狀表型的標(biāo)記, 開(kāi)發(fā)功能標(biāo)記可有效解決上述問(wèn)題[20]。本研究在Hunt等[31-32]的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行基因功能標(biāo)記開(kāi)發(fā), 包括-S基因的一個(gè)InDel位點(diǎn)和-L基因的移碼突變以及單堿基突變位點(diǎn), 利用開(kāi)發(fā)的標(biāo)記對(duì)山西省糜子資源進(jìn)行基因分型, 通過(guò)粳糯性檢測(cè)驗(yàn)證標(biāo)記準(zhǔn)確率, 以期為糜子糯性品質(zhì)育種提供分子檢測(cè)工具。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以來(lái)源于山西省的270份糜子資源為試驗(yàn)材料, 包括育成品種11份、地方品種178份和農(nóng)家種81份(附表1)。除農(nóng)家種外, 材料均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供。

1.2 DNA提取

剪取糜子三葉期葉片于超低溫冰箱保存, 采用CTAB法提取基因組DNA, 用微量核酸分析儀檢測(cè)DNA的濃度/純度, 用1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的完整性。

1.3 糜子表型鑒定

對(duì)糜子資源進(jìn)行粳糯性鑒定, 取種子5粒, 浸泡24 h后將種子研磨成粉末, I2-KI染色, 光學(xué)顯微鏡下觀察。淀粉顆粒若為小球形且呈藍(lán)黑色/黑色, 材料為粳性, 若為六邊形且呈橙紅色/黃色, 則為糯性。

1.4 功能標(biāo)記開(kāi)發(fā)

從NCBI上下載糜子-S基因(GU199261)和-L基因序列(GU199253), 利用Primer 5.0設(shè)計(jì)引物(表1), 由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。-S基因存在一個(gè)InDel位點(diǎn);-L基因上存在2個(gè)SNP位點(diǎn), 包括一個(gè)單堿基替換位點(diǎn)和一個(gè)移碼突變位點(diǎn)[26], 對(duì)上述位點(diǎn)進(jìn)行功能標(biāo)記開(kāi)發(fā)。

1.4.1 InDel標(biāo)記開(kāi)發(fā) 選用上引物M5、下引物R11擴(kuò)增S基因的exon 9-intron 10, 擴(kuò)增片段包括InDel位點(diǎn)。PCR產(chǎn)物送生工生物工程(上海)股份有限公司測(cè)序, 基于測(cè)序設(shè)計(jì)2對(duì)嵌套引物(M5QT1/R11QT1和M5QT2/R11QT2)。采用巢式PCR法進(jìn)行擴(kuò)增, 擴(kuò)增產(chǎn)物用3.5%瓊脂糖凝膠檢測(cè), 電源電壓60 V。

1.4.2 SNP-CAPS標(biāo)記的開(kāi)發(fā) 用前引物int5Lf、后引物R3對(duì)-L基因進(jìn)行擴(kuò)增, 擴(kuò)增片段包括SNP位點(diǎn)(A替換G), 用前引物M12、后引物R12對(duì)-L基因上的移碼突變位點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)增。對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序, 利用在線軟件dCAPS Finder 2.0 (http://helix.wustl.edu/dcaps/dcps.html)開(kāi)發(fā)CAPS標(biāo)記。

1.4.3 PCR擴(kuò)增程序及酶切體系構(gòu)建 PCR擴(kuò)增體系同石甜甜等[37]。擴(kuò)增程序?yàn)?4℃預(yù)變性5 min; 94℃變性40 s, 退火40 s, 72℃延伸1 min, 34個(gè)循環(huán); 72℃延伸5 min。酶切總反應(yīng)體系為50 μL, 包括PCR產(chǎn)物10 μL、限制性內(nèi)切酶1 μL (10,000 U mL–1)、10× CutSmart buffer 5 μL、無(wú)酶水34 μL, 37℃恒溫水浴1～2 h。酶切產(chǎn)物用2%的瓊脂糖凝膠檢測(cè), 電源電壓110 V。

1.5 直鏈淀粉含量測(cè)定

采用直鏈淀粉含量檢測(cè)試劑盒法(Boxbio- AKSU016C)提取糜子材料的直鏈淀粉, 直鏈淀粉可與碘形成藍(lán)色絡(luò)合物, 測(cè)定待測(cè)樣本在550 nm和485 nm處吸光值的變化可定量檢測(cè)直鏈淀粉的含量。

式中,為待測(cè)樣本總體積(5 mL);為樣本質(zhì)量(g);為標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的值(mg mL–1)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用SPSS 23.0分析表型相關(guān)數(shù)據(jù), 用DNAMAN 6.0軟件進(jìn)行測(cè)序比對(duì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 糜子Waxy基因區(qū)域引物設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)所用引物(表1)部分來(lái)源于Hunt等[31]。根據(jù)糜子基因序列(GU199261)和M5/R11的測(cè)序結(jié)果設(shè)計(jì)了2對(duì)嵌套引物(M5QT1/R11QT1、M5QT2/R11QT2), 均能擴(kuò)增出目的條帶, 特異性好, 可用于后期功能標(biāo)記的開(kāi)發(fā)。

2.2 InDel標(biāo)記的開(kāi)發(fā)

采用引物M5/R11擴(kuò)增S基因的exon 9-intron 10區(qū)域, 擴(kuò)增片段包括InDel位點(diǎn), 擴(kuò)增長(zhǎng)度約為330 bp, 2對(duì)嵌套引物: M5QT1/R11QT1 (擴(kuò)增片段126 bp)和M5QT2/R11QT2 (擴(kuò)增片段160 bp), 將該標(biāo)記命名為RYW214。采用巢式PCR法擴(kuò)增270份糜子, 結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1可以看出, 共擴(kuò)增出3種帶型, 含有15 bp的基因型S0、缺失15 bp的基因型S-15及雜合基因型S0S-15。270份糜子資源中, 基因型S0、S-15和S0S-15分別為89份、93份和88份。

2.3 CAPS標(biāo)記的開(kāi)發(fā)

利用引物Int5Lf/R3和M12/R12分別擴(kuò)增-L的intron 5-exon 7和intron 8-intron 9區(qū)域, 擴(kuò)增片段包括2個(gè)SNP位點(diǎn), 分別為第7外顯子153位點(diǎn)處堿基替換位點(diǎn)(A替換G)和第9外顯子224位移碼突變位點(diǎn)(插入A)。利用在線軟件dCAPS Finder 2.0對(duì)SNP酶切位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn), 這2個(gè)位點(diǎn)均能被限制性內(nèi)切酶切開(kāi), Int5Lf/R3擴(kuò)增片段為223 bp, 當(dāng)該SNP位點(diǎn)存在A替換G時(shí)可被I (GT↓MKAG)酶切產(chǎn)生171 bp和52 bp兩個(gè)片段(圖2)。M12/R12擴(kuò)增片段為645 bp, 當(dāng)存在插入A導(dǎo)致移碼突變時(shí)可被NI (CCTNN↓NNNAGG)酶切產(chǎn)生359 bp和286 bp兩個(gè)片段(圖3), 將2個(gè)CAPS標(biāo)記分別命名為RYW215和RYW216。

表1 試驗(yàn)所用引物明細(xì)

圖1 部分材料在InDel位點(diǎn)的擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖

M為marker 500; 168: 二紅黍; 169: 大紅黍; 170: 小黑黍; 175: 硬地黃; 176: 黃黍子; 177: 老來(lái)紅; 178: 邊梅黍; 183: 成熟紅; 180: 狗尾蛋; 181: 白骷髏; 182: 小紅軟糜; 184: 軟白糜。

M: marker 500; 168: Erhongshu; 169: Dahongshu; 170: Xiaoheishu; 175: Yingdihuang; 176: Huangshuzi; 177: Laolaihong; 178: Bianmeishu; 183: Chengshuhong; 180: Gouweidan; 181: Baikulou; 182: Xiaohongruanmi; 184: Ruanbaimi.

圖2 部分材料在SNP (A/G替換)位點(diǎn)擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖

M為marker 2000; 197: 峪雜1號(hào); 198: 大黃糜子; 199: 小青糜子; 200: 大白硬糜; 203: 大黃芽。

M: marker 2000; 197: Yuza 1; 198: Dahuangmizi; 199: Xiaoqingmizi; 200: Dabaiyingmi; 203: Dahuangya.

圖3 部分材料在移碼突變位點(diǎn)的擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖

M為marker 2000; 179: 雞爪紅; 180: 狗尾蛋; 181: 白骷髏; 182: 小紅軟糜; 183: 成熟紅; 184: 軟白糜; 185: 千斤黍; 186: 珍珠連軟糜; 187: 白軟黍; 188: 紅黍子; 189: 金紅黍; 191: 糜子。

M: marker 2000; 179: Jizhuahong; 180: Gouweidan; 181: Baikulou; 182: Xiaohongruanmi; 183: Chengshuhong; 184: Ruanbaimi; 185: Qianjinshu; 186: Zhenzhulianruanmi; 187: Bairuanmi; 188: Hongshuzi; 189: Jinhongshu; 191: Mizi.

2.4 InDel標(biāo)記和CAPS標(biāo)記驗(yàn)證

為了進(jìn)一步驗(yàn)證開(kāi)發(fā)標(biāo)記與基因型的一致性, 選取條帶中顯示不同基因型的7份材料(序號(hào)分別為41、49、60、73、80、87和89)進(jìn)行PCR擴(kuò)增并測(cè)序。DNAMAN序列比對(duì)結(jié)果(圖4)顯示, InDel位點(diǎn)及SNP位點(diǎn)的多態(tài)性與電泳顯示結(jié)果一致。

2.5 糜子粳糯性驗(yàn)證

-S基因InDel位點(diǎn)若存在15 bp缺失, 引起GBSS酶活性喪失, 糜子資源呈糯性。利用上述開(kāi)發(fā)的分子標(biāo)記擴(kuò)增270份糜子資源, 檢測(cè)其遺傳差異, 發(fā)現(xiàn)在InDel位點(diǎn)處, 除S0、S-15基因型的材料外, 還出現(xiàn)了S0S-15雜合基因型材料, 為探究雜合基因型是否會(huì)影響糜子表型, 檢測(cè)了糜子粳糯表型(圖5)。

對(duì)于-L基因上存在的2個(gè)SNP位點(diǎn), 當(dāng)存在A替換G時(shí), 基因型用LY表示; 存在A插入時(shí), 用LF表示; A替換G和A插入均不存在, 用LC表示, 均存在則表示為L(zhǎng)Y/LF, 基于此對(duì)270份資源進(jìn)行基因分型, 結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出, 全部材料中, 基因型最多的是S-15/LF, 為84份(31.11%); 其次是S0/S-15/LF, 為62份(22.96%); S-15/LY/LF最少, 為2份(0.74%); 不存在S-15/LC。

圖4 3對(duì)引物擴(kuò)增7份材料的DNAMAN序列比對(duì)結(jié)果圖

A、B和C分別代表引物M5/R11、M12/R12和int5Lf/R3。41: 白黍子; 49: 黍子; 60: 黑糜子; 73: 白糜子; 80: 六十天小紅黍; 87: 大白黍; 89: 大白黍。

A, B, and C indicate primer M5/R11, M12/R12, and int5Lf/R3, respectively. 41: Baishuzi; 49: Shuzi; 60: Heimizi; 73: Baimizi; 80: Liushitianxiaohongshu; 87: Dabaishu; 89: Dabaishu.

表2 270份糜子基因型分型

S-15和S0分別代表InDel位點(diǎn)15 bp缺失的有和無(wú)。LC: SNP位點(diǎn)無(wú)A替換G和插入堿基A; LY: SNP位點(diǎn)A替換G; LF: SNP位點(diǎn)插入堿基A。

S-15and S0indicate with and without 15 bp deletion at InDel site, respectively. LC: nucleotide base A substitution for G and no nucleotide base A insertion at SNP site; LY: a substitution for G at SNP site; LF: nucleotide base A insertion at SNP site.

鑒定的InDel位點(diǎn)為S0基因型的材料中, 粳性表型占91%, S-15基因型和S0S-15基因型材料中94.5%表現(xiàn)為糯性表型, 將基因型是否存在S-15突變與粳糯性表型結(jié)合進(jìn)行R×C卡方檢驗(yàn), 皮爾遜卡方值為195.133,<0.001, 相關(guān)系數(shù)為0.924, 差異顯著, 表明無(wú)論雜合與否, 是否存在S-15突變基因型, 將成為導(dǎo)致材料胚乳淀粉質(zhì)地改變的重要條件。將-S基因上的InDel標(biāo)記(RYW214)檢測(cè)的270份糜子基因型與粳糯表型數(shù)據(jù)結(jié)合, 發(fā)現(xiàn)標(biāo)記結(jié)果與表型鑒定結(jié)果吻合度高達(dá)93.3%, 相關(guān)分析表明Pearson相關(guān)系數(shù)為0.745, 為極顯著水平, 說(shuō)明該標(biāo)記與淀粉粳糯性表型密切相關(guān), 采用該標(biāo)記可以很好的區(qū)分糜子粳糯表型, 特別是對(duì)于純合基因型的檢測(cè)準(zhǔn)確率更高。

2.6 直鏈淀粉含量測(cè)定

現(xiàn)已知-S的突變型基因?qū)τ诿幼泳葱誀畹母淖兪谴_定的, 為研究S和L基因?qū)χ辨湹矸酆康呢暙I(xiàn)程度, 對(duì)46份不同基因型的糜子材料進(jìn)行直鏈淀粉含量測(cè)定。各基因型糜子直鏈淀粉含量見(jiàn)表3。從表3可以看出, 46份糜子胚乳直鏈淀粉含量均值變化范圍為0.48%～16.28%, 直鏈淀粉含量均值最高的基因型為S0/LF, 最低的基因型為S-15/LF。就變異系數(shù)而言, S0S-15/LF的變異系數(shù)最高為70.87%。對(duì)各基因型直鏈淀粉含量均值多重比較結(jié)果見(jiàn)圖6。從圖6可以看出,-L基因上的不同等位基因?qū)χ辨湹矸塾绊懖淮? 由于試驗(yàn)中不存在S-15/LC基因型, 不能在S-15的突變型背景下研究LC的功能。野生型S0直鏈淀粉含量較高, 存在突變基因型S-15的直鏈淀粉含量較低, 且純合的S-15基因型較雜合的S0S-15基因型直鏈淀粉含量更低。對(duì)基因型和直鏈淀粉含量進(jìn)行相關(guān)性分析, 相關(guān)系數(shù)為0.873, 相關(guān)性顯著。

圖5 糜子粳糯性表型鑒定

A: 粳性; B: 糯性。

A:type; B:type.

表3 各基因型糜子直鏈淀粉含量

S-15和S0分別代表InDel位點(diǎn)15 bp缺失的有和無(wú)。LC: SNP位點(diǎn)無(wú)A替換G和插入堿基A; LY: SNP位點(diǎn)A替換G; LF: SNP位點(diǎn)插入堿基A。

S-15and S0indicate with and without 15 bp deletion at InDel site, respectively. LC: nucleotide base A substitution for G and no nucleotide base A insertion at SNP Site; LY: a substitution for G at SNP site; LF: nucleotide base A insertion at SNP site.

圖6 不同基因型糜子直鏈淀粉含量多重比較

不同小寫字母表示差異顯著性(< 0.05)。

Different lowercase letters indicate significant differences at< 0.05.

3 討論

作為異源四倍體作物, 糜子基因組中存在2個(gè)不同的位點(diǎn)。2018年, Wang等[33]對(duì)糜子基因片段進(jìn)行擴(kuò)增測(cè)序和序列比對(duì), 將132份糜子材料進(jìn)行分型, 發(fā)現(xiàn)了5種基因型, 其中基因型與表型對(duì)應(yīng)的材料有125份, 未檢測(cè)到基因型為S-15/LC的中間表型材料。本試驗(yàn)在Hunt等[31]的研究基礎(chǔ)上對(duì)基因的3個(gè)功能位點(diǎn)進(jìn)行功能標(biāo)記開(kāi)發(fā), 并利用這些功能標(biāo)記對(duì)270份山西省糜子種質(zhì)資源進(jìn)行基因分型, 在S和L等位基因處鑒定了S0S-15、LY/LF等11種基因型, 也未檢測(cè)到S-15/LC材料, 與上述研究結(jié)果一致。自然狀態(tài)下, 基因型為S-15/LC的中間表型糜子材料缺乏, 究其原因, 一方面為地理隔離引起的相關(guān)基因重組概率減小導(dǎo)致, 另一方面可能為糜子自身不選擇該表型。微衛(wèi)星檢測(cè)結(jié)果表明糜子不同群體間存在基因流[27], 所以由地理因素導(dǎo)致部分糯性品種出現(xiàn)的可能性不大。就基因分型而言, Wang等[33]采用傳統(tǒng)測(cè)序方法進(jìn)行, 操作繁瑣、費(fèi)用高, 且雜合基因型難以區(qū)分, 而本研究基于功能標(biāo)記檢測(cè), 僅需一次巢式PCR和兩次常規(guī)PCR酶切反應(yīng)即可準(zhǔn)確分型, 操作簡(jiǎn)便, 反應(yīng)靈敏, 準(zhǔn)確度高, 可明顯鑒定出雜合基因型(S0S-15、LY/LF)。Araki等[15]對(duì)來(lái)自歐亞大陸的178個(gè)糜子單株進(jìn)行基因分型發(fā)現(xiàn), 在韓國(guó)和日本, 完全糯性表型大多是由S-15與LY結(jié)合所產(chǎn)生的(95.7%), 2015年, 劉曉歡[38]研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)的完全糯性表型也可由S-15/LF基因型產(chǎn)生, 本研究發(fā)現(xiàn)S-15/LF基因型材料直鏈淀粉含量較其他基因型普遍偏低(0.48%), 進(jìn)一步推測(cè)中國(guó)的完全糯性材料大多為S-15與LF結(jié)合產(chǎn)生。Hunt等[32]通過(guò)遺傳聚類分析發(fā)現(xiàn)LY在中國(guó)材料中低頻率存在, 本研究也發(fā)現(xiàn)270份山西糜子資源中, 純合LY基因型僅占14.4%, 與上述研究結(jié)果類似。

對(duì)不同基因型的46份材料進(jìn)行直鏈淀粉含量測(cè)定, 通過(guò)對(duì)比不同基因型直鏈淀粉含量均值發(fā)現(xiàn), 不管基因-L是否具有活性, 基因型S0足以保證籽粒胚乳具有高的直鏈淀粉含量, 而一旦S0突變?yōu)镾-15, 直鏈淀粉含量大幅下降, 乃至不含直鏈淀粉,該變化在純合的基因型S-15材料中表現(xiàn)更明顯, 雜合基因型材料較純合S-15基因型直鏈淀粉含量稍高, 可能雜合基因型中S0仍具有功能, 負(fù)責(zé)合成少許直鏈淀粉。雖然粳糯性鑒定中絕大多數(shù)雜合基因型糜子均為糯性, 但是由于直鏈淀粉含量所占比例會(huì)影響到糯性口感, 因此S0S-15雜合體植株自交產(chǎn)生的純合S-15基因型完全糯性表型材料被強(qiáng)烈選擇下來(lái)。本試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)S-15/LC基因型, 不能在S基因失活背景下對(duì)野生型LC基因進(jìn)行功能檢測(cè), 從圖6可知, 無(wú)論在S0還是S-15背景下, L基因的突變等位基因?qū)χ辨湹矸鄣挠绊懚疾淮蟆?/p>

分子標(biāo)記輔助育種目前已在水稻、小麥、玉米等大宗糧食作物中得到廣泛應(yīng)用[39-43], 不同標(biāo)記的開(kāi)發(fā)技術(shù)不同?；诠δ芪稽c(diǎn)開(kāi)發(fā)標(biāo)記的方法包括3種, 基于大片段缺失或者部分序列插入/缺失導(dǎo)致的基因失活, 可以采用InDel位點(diǎn)常規(guī)PCR方法檢測(cè)片段長(zhǎng)度差異[44-45]; 基于SNP位點(diǎn)開(kāi)發(fā)的檢測(cè)技術(shù)主要有內(nèi)切酶酶切技術(shù)(SNP-CAPS)和等位基因特異性PCR (AS-PCR)技術(shù)[46-47]。毛艇等[40]基于水稻復(fù)等位基因上2個(gè)SNP位點(diǎn), 利用tetra-primer ARMS-PCR的原理開(kāi)發(fā)了PCR功能標(biāo)記, 發(fā)現(xiàn)了PCR非特異延伸及凝膠電泳條帶差異難以區(qū)分等問(wèn)題, 用引入錯(cuò)配位點(diǎn)的方法解決了PCR過(guò)程中引物擴(kuò)增效率低和非特異性延伸問(wèn)題。本試驗(yàn)在針對(duì)InDel位點(diǎn)設(shè)計(jì)功能標(biāo)記時(shí), 也發(fā)現(xiàn)上述類似問(wèn)題, 我們通過(guò)使用嵌套引物、采用巢式PCR的方法解決非特異性延伸問(wèn)題, 縮短了目標(biāo)片段長(zhǎng)度, 配合增加膠濃度、降低電源電壓方法將15 bp的片段差異區(qū)分開(kāi)來(lái)。

4 結(jié)論

針對(duì)糜子基因設(shè)計(jì)了3個(gè)功能標(biāo)記, 包括1個(gè)InDel標(biāo)記(RYW214)和2個(gè)CAPS (RYW215、RYW216)標(biāo)記, 其中RYW214標(biāo)記分析基因型結(jié)果與表型鑒定結(jié)果吻合度高, 達(dá)93.3%, 可為糜子粳糯性鑒定提供有效的分子檢測(cè)工具。

致謝: 感謝美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校小宗糧豆研究與推廣中心(Panhandle Research & Extension Center, University of Nebraska-Lincoln) Dipak K. Santra 博士在論文修改中提供的幫助。

附表1 糜子材料來(lái)源

(續(xù)附表1)

*: 參與直鏈淀粉測(cè)定材料。*: the materials involved in amylose determination.

[1] 何杰麗, 石甜甜, 陳凌, 王海崗, 高志軍, 楊美紅, 王瑞云, 喬治軍. 糜子EST-SSR分子標(biāo)記的開(kāi)發(fā)及種質(zhì)資源遺傳多樣性分析. 植物學(xué)報(bào), 2019, 54: 723–732.

He J L, Shi T T, Chen L, Wang H G, Gao Z J, Yang M H, Wang R Y, Qiao Z J. The genetic diversity of common millet () germplasm resources based on the EST-SSR markers.,2019, 54: 723–732 (in Chinese with English abstract).

[2] 邵歡歡, 陸平, 史夢(mèng)莎, 王璐琳, 喬治軍, 劉敏軒, 王瑞云. 黍稷芽、苗期抗旱性評(píng)價(jià)及抗旱資源鑒定. 分子植物育種, 2021, 19: 1284–1296.

Shao H H, Lu P, Shi M S, Wang L L, Qiao Z J, Liu M X, Wang R Y. Evaluation and identification of broomcorn millet resources for drought resistance at germination and seedling stages.,2021, 19: 1284–1296 (in Chinese with English abstract).

[3] Yuan Y H, Liu C J, Gao Y B, Ma Q, Yang Q H, Feng B L. Proso millet (L.): a potential crop to meet demand scenario for sustainable saline agriculture., 2021, 296: 113216–113228.

[4] Boukail S, Macharia M, Miculan M, Masoni A, Calamai A, Palchetti E, Dell’Acqua M. Genome wide association study of agronomic and seed traits in a world collection of proso millet (L.)., 2021, 21: 330.

[5] Grawford G W. Agricultural origins in North China pushed back to the Pleistocene-Holocene Boundary., 2009, 106: 7271–7272.

[6] Lu H Y, Zhang J P, Liu K B, Wu N Q, Li Y M, Zhou K S, Ye M L, Zhang T Y, Zhang H J, Yang X Y, Shen L C, Xu D K, Li Q. Earliest domestication of common millet (L.) in East Asia extended to 10,000 years ago.,2009, 106: 7367–7372.

[7] 王星玉, 王綸, 溫琪汾, 師穎. 山西是黍稷的起源和遺傳多樣性中心. 植物遺傳資源學(xué)報(bào), 2009, 10: 465–470.

Wang Y X, Wang L, Wen Q F, Shi Y. Shanxi province is the center of the origin and genetic diversity of proso millet.,2009, 10: 465–470 (in Chinese with English abstract).

[8] 袁雨豪, 楊清華, 黨科, 楊璞, 高金鋒, 高小麗, 王鵬科, 陸平, 劉敏軒, 馮佰利. 糜子資源耐鹽性評(píng)價(jià)與鹽脅迫生理響應(yīng). 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 52: 4066–4078.

Yuan Y H, Yang Q H, Dang K, Yang P, Gao J F, Gao X L, Wang P K, Lu P, Liu M X, Feng B L. Salt-tolerance evaluation and physiological response of salt stress of broomcorn millet (L.).,2019, 52: 4066–4078 (in Chinese with English abstract).

[9] Ivits E, Cherlet M, Tóth T, Lewińska K E, Tóth G. Characterisation of productivity limitation of salt-affected lands in different climatic regions of Europe using remote sensing derived productivity indicators., 2013, 24: 438–452.

[10] Yuan Y H, Liu J J, Ma Q, Gao Y B, Yang Q H, Gao X L, Feng B L. Cleaner production of proso millet (L.) in salt-stressed environment using re-watering: from leaf structural alleviations to multi-omics responses., 2022, 334: 130205.

[11] Yuan Y H, Liu L, Gao Y B, Yang Q H, Dong K J, Liu T P, Feng B L. Comparative analysis of drought-responsive physiological and transcriptome in broomcorn millet (L.) genotypes with contrasting drought tolerance., 2022, 177: 114498.

[12] 杜春微, 高夢(mèng)晗, 劉慶, 呂璇, 杜雙奎. 黃米品質(zhì)特性研究. 食品工業(yè), 2018, 39(2): 83–87.

Du C W, Gao M H, Liu Q, Lyu X, Du S K. Study on quality characteristics of yellow rice., 2018, 39(2): 83–87 (in Chinese with English abstract).

[13] 王瑞云. 糜子遺傳多樣性及進(jìn)化研究進(jìn)展. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2017. pp 8–9.

Wang R Y. Genetic Diversity and Evolution Advancement in Common Millet (L.). Beijing: China Agriculture Press, 2017. pp 8–9 (in Chinese).

[14] 柴巖. 糜子. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 1999. pp 56–59.

Chai Y. Common Millet. Beijing: China Agriculture Press, 1999. pp 56–59 (in Chinese).

[15] Araki M, Numaoka A, Kawase M, Fukunaga K. Origin of Waxy common millet,L. in Japan., 2011, 59: 1303–1308.

[16] Okagaki R J. Nucleotide sequence of a long cDNA from the ricegene., 1992, 19: 513–516.

[17] Hirano H Y, Sano Y. Molecular characterization of thelocus of rice ()., 1991, 32: 989–997.

[18] Clark J R, Robertson M, Ainsworth C C. Nucleotide sequence of a wheat (L.) cDNA clone encoding theprotein., 1991, 16: 1099–1101.

[19] 曾禮華, 汪瀚宇, 謝程程, 曹墨菊. 玉米淀粉合成酶基因啟動(dòng)子的克隆與鑒定. 植物生理學(xué)報(bào), 2015, 51: 1433–1439.

Zeng L H, Wang H Y, Xie C C, Cao M J. Clone and identification of granule-bound starch synthase gene promoter in maize.,2015, 51: 1433–1439 (in Chinese with English abstract).

[20] 袁文婭, 趙曉雷, 周旭梅, 王磊, 彭勃, 王奕.基因功能標(biāo)記開(kāi)發(fā)及在糯玉米育種中的應(yīng)用. 作物雜志, 2020, (4): 99–106.

Yuan W Y, Zhao X L, Zhou X M, Wang L, Peng B, Wang Y. The development ofgene function marker and its application in waxy maize breeding., 2020, (4): 99–106 (in Chinese with English abstract).

[21] 沈?qū)氃? 劉玉匯, 張俊蓮, 王蒂. 馬鈴薯塊莖基因的cDNA克隆及其序列特征分析. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 19(5): 1–8.

Shen B Y, Liu Y H, Zhang J L, Wang D. Analysis of cloning and sequence characteristics of cDNA encoding thegene from tubers of.,2010, 19(5): 1–8 (in Chinese with English abstract).

[22] 侯夫云, 李豐, 秦楨, 李愛(ài)賢, 董順旭, 王慶美, 張立明. 甘薯淀粉合成相關(guān)酶基因的克隆與表達(dá)分析. 分子植物育種, 2019, 17: 7663–7668.

Hou F Y, Li F, Qin Z, Li A X, Dong S X, Wang Q M, Zhang L M. Cloning and expression analysis of starch synthesis related enzyme gene in sweet potato., 2019, 17: 7663–7668 (in Chinese with English abstract).

[23] Kl?sgen R B, Gierl A, Schwarz-Sommer Z, Saedler H. Molecular analysis of thelocus of., 1986, 203: 237–244.

[24] 徐春艷, 陳亭亭, 李松, 崔德周, 李鵬, 寧麗華, 李德濤, 王莉雯, 劉旭, 姜川, 馬俠, 張華, 陳化榜. 糯玉米基因序列特征分析及分子標(biāo)記開(kāi)發(fā). 分子植物育種, 2015, 13: 531–540.

Xu C Y, Chen T T, Li S, Cui D Z, Li P, Ning L H, Li D T, Wang L W, Liu X, Jiang C, Ma X, Zhang H, Chen H B. Molecular characterization of themaize key starch synthesis gene and development of molecular markers.,2015, 13: 531–540 (in Chinese with English abstract).

[25] Patron N J, Smith A M, Fathy B F, Hylton C M, Naldrett M J, Rossnagel B G, Denyer K. The altered pattern of amylose accumulation in the endosperm of low-amylose barley cultivars is attributable to a single mutant allele of granule-bound starch synthase I with a deletion in the 5′-non-coding region., 2002, 130: 190–198.

[26] 談移芳, 張啟發(fā). 水稻蠟質(zhì)基因引導(dǎo)區(qū)的兩個(gè)SSR序列與直鏈淀粉含量的相關(guān)性. 植物學(xué)報(bào), 2001, 43: 146–150.

Tan Y F, Zhang Q F. Correlation of simple sequence repeat (SSR) variants in the leader sequence of thegene with amylose content of grain in rice., 2001, 43: 146–150 (in Chinese with English abstract).

[27] Ayres N M, McClung A M, Larkin P D, Bligh H F J, Jones C A, Park W D. Microsatellites and a single-nucleotide polymorphism differentiate apparent amylose classes in an extended pedigree of US rice germ plasm., 1997, 94: 773–781.

[28] Kawase M, Fukunaga K, Kato K. Diverse origins offoxtail millet crops in East and Southeast Asia mediated by multiple transposable element insertions., 2005, 274: 131–140.

[29] Fukunaga K, Kawase M, Kato K. Structural variation in thegene and differentiation in foxtail millet [(L.) P. Beauv.]: implications for multiple origins of the waxy phenotype., 2002, 268: 214–222.

[30] Graybosch R A, Baltensperger D D. Evaluation of the waxy endosperm trait in proso millet (L.)., 2009, 128: 70–73.

[31] Hunt H V, Denyer K, Packman L C, Jones M K,?Howe C J. Molecular basis of the waxy endosperm starch phenotype in broomcorn millet (L)., 2010, 27: 1478–1494.

[32] Hunt H V, Moots H M, Graybosch R A, Jones H, Parker M, Romanova O, Jones M K, Howe C J, Trafford K. Waxy phenotype evolution in the allotetraploid cereal broomcorn millet: mutations at thelocus in their functional and phylogenetic context., 2013, 30: 109–122.

[33] Wang R Y, Wang H G, Liu X H, Ji X, Chen L, Lu P, Liu M X, Teng B, Qiao Z J.allelic diversity in common millet (L.) in China., 2018, 6: 377–385.

[34] Bonnecarrere V, Rosas J, Ferraro B. Economic impact of marker- assisted selection and rapid generation advance on breeding programs., 2019, 10: 859.

[35] 劉紀(jì)麟. 玉米育種的策略. 玉米科學(xué), 2003, 11(增刊2): 54–57.

Liu J L. Strategies for maize breeding., 2003, 11(S2): 54–57 (in Chinese with English abstract).

[36] 宋同明. 糯玉米與基因. 玉米科學(xué), 1993, 1(2): 1–2.

Song T M. Waxy corn andgene., 1993, 1(2): 1–2 (in Chinese with English abstract).

[37] 石甜甜, 何杰麗, 高志軍, 陳凌, 王海崗, 喬治軍, 王瑞云. 利用EST-SSR評(píng)估糜子資源遺傳差異. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 52: 4100–4109.

Shi T T, He J L, Gao Z J, Chen L, Wang H G, Qiao Z J, Wang R Y. Genetic diversity of common millet resources assessed with EST-SSR markers., 2019, 52: 4100–4109 (in Chinese with English abstract).

[38] 劉曉歡. 中國(guó)糜子資源的農(nóng)藝性狀及基因的多態(tài)性研究. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文, 山西太谷, 2015.

Liu X H. Study on Agronomic Traits and Polymorphism ofGene in Broomcorn Millet in China. MS Thesis of Shanxi Agricultural University, Taigu, Shanxi, China, 2015 (in Chinese with English abstract).

[39] Chu H W, Tu R J, Niu F A, Zhou J H, Sun B, Luo Z Y, Cheng C, Cao L M. A new PCR/LDR-based multiplex functional molecular marker for marker-assisted breeding in rice., 2021, 28: 6–10.

[40] 毛艇, 李旭, 李振宇, 徐正進(jìn). 水稻復(fù)等位基因基于PCR的功能標(biāo)記開(kāi)發(fā)與利用. 作物學(xué)報(bào), 2017, 43: 1715–1723.

Mao T, Li X, Li Z Y, Xu Z J, Development of PCR functional markers for multiple alleles ofand their application in rice., 2017, 43: 1715–1723 (in Chinese with English abstract).

[41] Sabar M, Akhter M, Bibi T, Riaz A, Haider Z, Khan A R, Bibi A. Basmati rice lines development carrying multiple bacterial blight resistance genes pyramided using the marker-assisted backcross breeding approach., 2019, 39: 155.

[42] Gordeeva E, Shamanin V, Shoeva O, Kukoeva T, Morgounov A, Khlestkina E. The strategy for marker-assisted breeding of anthocyanin-rich spring bread wheat (L.) cultivars in Western Siberia., 2020, 10: 1603.

[43] Qutub M, Chandran S, Rathinavel K, Sampathrajan V, Rajasekaran R, Manickam S, Adhimoolam K, Muniyandi S J, Natesan S. Improvement of a Yairipok Chujak maize landrace from North Eastern Himalayan region for β-carotene content through molecular marker-assisted backcross breeding., 2021, 12: 762.

[44] Hechanova S L, Bhattarai K, Simon E V, Clave G, Karunarathne P, Ahn E K, Li C P, Lee J S, Kohli A, Hamilton N R S, Hernandez J E, Gregorio G B, Kshirod K, Jena K K, An G, Kim S R. Deve-lopment of a genome-wide InDel marker set for allele discrimination between rice () and the other seven AA-genomespecies., 2021, 11: 8962.

[45] 王娟, 劉宇, 李春娟, 閆彩霞, 趙小波, 單世華. 基于簡(jiǎn)化基因組的花生InDel標(biāo)記開(kāi)發(fā)和功能解析. 植物遺傳資源學(xué)報(bào), 2019, 20: 179–187.

Wang J, Liu Y, Li C J, Yan C X, Zhao X B, Shan S H. InDel marker development and functional analysis of peanut based on simplified genome.,2019, 20: 179–187 (in Chinese with English abstract).

[46] 陶愛(ài)芬, 游梓翊, 徐建堂, 林荔輝, 張立武, 祁建民, 方平平. 基于黃麻轉(zhuǎn)錄組序列SNP位點(diǎn)的CAPS標(biāo)記開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證. 作物學(xué)報(bào), 2020, 46: 987–996.

Tao A F, You Z Y, Xu J T, Lin L H, Zhang L W, Qi J M, Fang P P. Development and verification of CAPS markers based on SNPs from transcriptome of jute (L.).,2020, 46: 987–996 (in Chinese with English abstract).

[47] Burow G, Chopra R, Sattler S, Burke J, Acosta-Martinez V, Xin Z. Deployment of SNP (CAPS and KASP) markers for allelic discrimination and easy access to functional variants for brown midrib genesandin., 2019, 39: 115.

Development and validation of functional markers ofgene in proso millet

DING Min1, DUAN Zheng-Yong1, WANG Yu-Zhuo1, XUE Ya-Peng1, WANG Hai-Gang2, CHEN Ling2, WANG Rui-Yun1,2,*, and QIAO Zhi-Jun2,*

1College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China;2Center for Agricultural Genetic Resources Research, Shanxi Agricultural University / Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Genetic Improvement of Minor Crops, Taiyuan 030031, Shanxi, China

Functional molecular markers were designed based on nucleotide differences of known functional loci on(), a regulation gene for amylose synthesis in proso millet. Genotypes and phenotypes of 270 proso millet accessions from Shanxi province were tested and verified by combining phenotypes and genotypes. The amylose content of 46 proso millet accessions with different genotypes was determined to explore the genetic effect of this gene and evaluate its breeding value.gene of proso millet existed in two forms (L and S), targeting 15 bp on S type gene. A functional marker was designed for InDel (RYW214), which could effectively distinguish 126 bp, 141 bp, and heterozygous (126/141 bp) types. The consistency between the marker and phenotypic identification was 93.30%, and the Pearson correlation index () was 0.745. Two CAPS markers (RYW215, RYW216) were designed for a single nucleotide insertion site and a SNP site in the L-type gene. Among 270 accessions, genotype S-15/LFaccounted for the most (31.10%), S0/S-15/LFwas the second (22.96%),and S-15/LY/LFwas the least (0.74%). Genotype S-15/LCwas absent. Among 46 proso millet accessions, the genotypes with the highest mean amylose content were S0/LY/LF(15.50%) and S-15/LF(0.58%). The mutant alleles of L type gene had little effect on amylose content, and the existence of wild type S0was enough to guarantee amylose content in endosperm. The existence of mutant S-15would lead to a qualitative decline in amylose content, and the amylose content of heterozygous genotype S0S-15was slightly higher than that of homozygous genotype S-15.

proso millet;gene; functional molecular marker; amylose content

10.3724/SP.J.1006.2023.24028

本研究由財(cái)政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-06-14.5-A16), 山西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)(雜糧)項(xiàng)目(2022-03), 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31271791)和山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(201901D11126)資助。

This study was supported by the China Agriculture Research System of MOF and MARA (CARS-06-14.5-A16), the Shanxi Agriculture Research System (Minor Grain Crop) (2022-03), the National Natural Science Foundation of China (31271791), and the Natural Science Foundation of Shanxi Province (201901D11126).

通信作者(Corresponding authors):王瑞云, E-mail: wry925@126.com; 喬治軍, E-mail: nkypzs@126.com

E-mail: yksin646@163.com

2022-01-22;

2022-06-07;

2022-07-07.

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