不同类型甘薯品种遗传多样性的ISSR分析

doi:10.13304/j.nykjdb.2021.0078

摘要/Abstract

摘要：

为了丰富甘薯育成品种的遗传背景，筛选优良亲本，对来自全国各地的37份不同类型（鲜食型，淀粉型和兼用型等）的甘薯品种进行遗传多样性分析，选取的品种在薯皮、薯肉颜色方面有较大差异，采用ISSR分子标记对其多样性及亲缘关系进行分析。结果表明：100条引物中共筛选出19条ISSR多态性引物，共扩增出118条带，其中多态性条带115条，多态性位点频率为97.50%，供试甘薯品种的遗传距离介于0.04~0.36之间。台薯66和红东的遗传距离最近（0.04），观赏型甘薯紫罗兰与花青素加工型徐紫薯8号聚为一类。花青素加工型与菜用型和水果型的遗传距离较远，分别为0.43和0.40，与观赏型遗传关系最近（0.08）；水果型与其他8种类型遗传距离较远，均大于0.30，而鲜食型与其他类型的遗传距离均较近。分析了不同类型甘薯品种的遗传关系，相对于形态学标记，ISSR能较好地区分37份甘薯种质资源，其聚类分析结果能更客观地反映不同甘薯类型之间的遗传关系，可为不同用途品种选育的亲本选配提供参考。

关键词: 甘薯, 种质资源, ISSR标记, 遗传多样性

Abstract:

To broaden the genetic background and screen the excellent parents of sweetpotato cultivars， the genetic diversity of 37 sweetpotato from China were assessed by ISSR markers in this study. The results indicated that 19 highly efficient amplification primers were selected from 100 primers， and 118 of the total 115 bands amplified showed polymorphisms. The mean frequency of polymorphism was 97.50%. The genetic distance among the 37 varieties floated from 0.04 to 0.36. The genetic distance between Taishu 66 and Hongdong was the smallest （0.04）. Ziluolan （ornamental type） and Xuzishu 8 （anthocyanin process type） were clustered in the same group. Anthocyanin process type had the largest genetic distance to vegetable and fruit type （0.43 and 0.40， respectively）， which was the smallest nearest （0.08） to ornamental type. The fruit type was far from other types （>0.30）， however， the genetic distance between edible type and other types showed the opposite trend. The genetic relationships of different sweetpotato varieties were analyzed in this study. Related to these morphological markers，these 37 germplasm accessions could be clarified by ISSR. The molecular markers showed advantage in analysis of the genetic relationship among sweetpotato germplasm resources of different types. These results could provide reference for parents’ selection of varieties for different purposes.

Key words: sweetpotato, germplasm, ISSR marker, genetic diversity

中图分类号:

S531

崔晨珂, 林涛, 安艳波, 崔鹏. 不同类型甘薯品种遗传多样性的ISSR分析[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(5): 68-75.

Chenke CUI, Tao LIN, Yanbo AN, Peng CUI. Genetic Diversity Analysis of Different Characteristics of Sweetpotato Varieties by ISSR Molecular Marker[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2022, 24(5): 68-75.

图/表 6

参考文献 21

1	刘中华,林志坚,李华伟,等.甘薯种质资源遗传多样性的ISSR分析[J].南方农业学报, 2019, 50(11): 2392-2400.
	LIU Z H, LING Z J, LI H W, et al.. Genetic diversity analysis of sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam.] by ISSR molecular markers [J]. J. Southern Agric., 2019, 50(11): 2392-2400.
2	刘桂玲,张鹏,郑建利,等.不同类型甘薯品种主要经济性状和营养成分差异[J].中国粮油学报, 2012, 27(2): 10-13.
	LIU G L, ZHANG P, ZHENG J L, et al.. Variation in major economic traits and nutrition composition among different types of sweet potato cultivars [J]. J. Chin. Cereal Oil Ass., 2012, 27(2): 10-13.
3	苏一钧,董玲霞,王娇,等. 菜用和观赏甘薯种质资源遗传多样性分析[J].植物遗传资源学报, 2018, 19(1): 57-64.
	SU Y J, DONG L X, W J, et al.. Genetic diversity in vegetable and ornamental sweetpotato germplasm [J]. J. Plant Genet. Resour., 2018, 19(1): 57-64.
4	李强,刘庆昌,翟红,等.中国甘薯主要亲本遗传多样性的ISSR分析[J].作物学报, 2008, 34(6): 972-977.
	LI Q, LIU Q C, ZHAI H, et al.. Genetic diversity in main parents of sweet potato in China as revealed by ISSR marker [J]. Acta Agron. Sin., 2008, 34(6): 972-977.
5	WADL P A, OLUKOLU B A, BRANHAM S E, et al.. Genetic diversity and population structure of the USDA sweetpotato (Ipomoea batatas) germplasm collections using GBSpoly [J]. Front. Plant Sci., 2018, 9: 1-13.
6	YADA B, BROWN-GUEDIRA G, ALAJO A, et al.. Simple sequence repeat marker analysis of genetic diversity among progeny of a biparental mapping population of sweetpotato [J]. Hortscience, 2015, 50(8): 1143-1147.
7	WANG Z Y, LI J, LUO Z X, et al.. Characterization and development of EST-derived SSR markers in cultivated sweetpotato (Ipomoea batatas) [J/OL]. BMC Plant Biol., 2011, 11(1):139 [2021-02-26]. .
8	刘中华,林志坚,李华伟,等.基于SRAP标记的甘薯遗传多样性与起源演化分析[J].植物遗传资源学报, 2018, 19(3): 468-477.
	LIU Z H, LIN Z J, LI W H, et al. The genetic diversity, origin and evolution of sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) revealed by SRAP markers [J]. J. Plant Genet. Resour., 2018, 19(3): 468-477.
9	季志仙,王美兴,范宏环,等.基于ISSR指纹的甘薯食用品种的遗传多样性分析[J].核农学报, 2014, 28(7): 1197-1202.
	JI Z X, WANG M X, FAN H H, et al.. Genetic diversity assessment of edible sweetpotato germplasm based on ISSR fingerprint [J]. Acta Agric. Nucl. Sin., 2014, 28(7): 1197-1202.
10	张凯,罗小敏,蒋玉春,等.甘薯种质资源的SRAP鉴定及遗传多样性分析[J].核农学报,2013, 27(5): 0568-0575.
	ZHANG K, LUO X M, JIANG Y C, et al.. Genetic diversity among main sweetpotato germplasm resources using SRAP markers[J]. Acta Agric. Nucl. Sin., 2013, 27(5): 568-575.
11	聂立圆,李爱贤,秦桢,等.基于SSR标记的132份甘薯种质指纹图谱的构建及遗传多样性分析[J].植物遗传资源学报, 2018, 19(5): 904-911.
	NIE L Y, LI A X, QIN Z, et al.. Construction of DNA fingerprints and analysis of genetic diversity based on SSR markers for 132 sweetpotato germplasms [J]. J. Plant Genet. Resour., 2018, 19(5): 904-911.
12	HUANG J C, SUN M. Genetic diversity and relationships of sweetpotato and its wild relatives in Ipomoea series Batatas (Convolvulaceae) as revealed by inter-simple sequence repeat (ISSR) and restriction analysis of chloroplast DNA [J]. Theor. Appl. Genet., 2000, 100(7): 1050-1060
13	崔鹏,李波,吴月燕,等.南方鲜食葡萄品种遗传多样性的ISSR分析[J].核农学报, 2013, 27(9): 1270-1275.
	CUI P, LI B, WU Y Y, et al. Genetic diversity of table grape varieties in southern China by ISSR markers [J]. Acta Agric. Nucl. Sin., 2013, 27(9): 1270-1275.
14	刘桂玲,张鹏,郑建利,等.不同类型甘薯品种主要经济性状和营养成分差异[J].中国粮油学报, 2012, 27(2): 10-13.
	LIU G L, ZHANG P, ZHENG J L, et al.. Variation in major economic traits and nutrition composition among different types of sweet potato cultivars [J]. J. Chin. Cereals Oils Assoc., 2012, 27(2): 10-13.
15	谢子玉,王可尔,赵雯靓,等.不同肉色甘薯的营养成分与生物活性[J].浙江农业学报, 2021, 33(2): 183-192.
	XIE Z Y, WANG K E, ZHAO W L, et al.. Nutritional components and bioactivities of sweet potatoes with different flesh colors [J]. Acta Agric. Zhejiangensis, 2021, 33(2): 183-192.
16	贺学勤,刘庆昌,翟红,等.用RAPD、ISSR和AFLP 标记分析系谱关系明确的甘薯品种的亲缘关系[J].作物学报, 2005, 31(10): 1300-1304.
	HE X Q, LIU Q C, ZHAI H, et al.. The use of RAPD, ISSR and AFLP markers for analyzing genetic relationships among sweetpotato cultivars with known origin [J]. Acta Agron. Sin., 2005, 31(10): 1300-1304.
17	赵冬兰,唐君,曹清河,等.中国甘薯地方种质资源遗传多样性分析[J].植物遗传资源学报, 2015, 16(5): 994-1003.
	ZHAO D L, TANG J, CAO Q H, et al.. Analysis of genetic diversity of sweetpotato landraces in China [J]. J. Plant Genet. Resour., 2015, 16(5): 994-1003.
18	罗凯,卢会翔,吴正丹,等.中国西南地区甘薯主要育种亲本的遗传多样性及群体结构分析[J].中国农业科学, 2016, 49(3): 593-608.
	LUO K, LU H X, WU Z D, et al. Genetic diversity and population Structure Analysis of Main Sweet Potato Breeding Parents in Southwest China [J]. Sci. Agric. Sin., 2016, 49(3): 593-608.
19	赵路宽,苏一钧,戴习彬,等.中国甘薯登记品种SSR标记遗传多样性分析[J].西北植物学报, 2019, 39(7): 1212-1220.
	ZHAO L K, SU Y J, DAI X B, et al.. Genetic diversity of the registered swetpotato varieties in China by SSR markers [J]. Acta Bot. Bor-Occid. Sin., 2019, 39(7): 1212-1220.
20	贺学勤,刘庆昌,王玉萍,等.中国甘薯地方品种的遗传多样性分析[J].中国农业科学, 2005, 38(2): 250-257.
	HE X Q, LIU Q C, WANG Y P, et al.. Analysis of genetic diversity of sweetpotato landraces in China [J]. Sci. Agric. Sin., 2005, 38(2): 250-257.
21	张道微,董芳,黄艳岚,等.甘薯种质资源花青素积累的遗传多态性分析[J].植物遗传资源学报, 2019, 20(2): 347-358.
	ZHANG D W, DONG F, HUANG Y L, et al.. Genetic diversity analysis of anthocyanin accumulation in sweetpotato germplasm resources [J]. J. Plant Genet. Resour., 2019, 20(2): 347-358.

引物 Primer	引物碱基序列 Sequence of primer	扩增总带数 Total band number	多态性条带数 Polymorphic band number	多态性位点频率 Frequency of polymorphic band/%
UBC808	（AG）₈C	6	6	100
UBC809	（AG）₈C	7	7	100
UBC811	（GA）₈C	5	4	80
UBC812	（GA）₈A	7	7	100
UBC818	（CA）₈G	6	6	100
UBC819	（GT）₈A	7	7	100
UBC820	（GT）₈C	6	6	100
UBC821	（GT）₈T	3	3	100
UBC823	（TC）₈C	7	7	100
UBC827	（AC）₈G	6	6	100
UBC829	（TG）₈C	7	7	100
UBC830	（TG）₈G	7	7	100
UBC836	（AG）₈YA	5	5	100
UBC841	（GA）₈YC	7	7	100
UBC842	（GA）₈YG	6	5	83
UBC846	（CA）₈RT	6	6	100
UBC847	（CA）₈RC	7	7	100
UBC848	（CA）₈RG	5	4	80
UBC850	（GT）₈YC	8	8	100
总计Total		118	115	97.5

引物 Primer	引物碱基序列 Sequence of primer	扩增总带数 Total band number	多态性条带数 Polymorphic band number	多态性位点频率 Frequency of polymorphic band/%
UBC808	（AG）₈C	6	6	100
UBC809	（AG）₈C	7	7	100
UBC811	（GA）₈C	5	4	80
UBC812	（GA）₈A	7	7	100
UBC818	（CA）₈G	6	6	100
UBC819	（GT）₈A	7	7	100
UBC820	（GT）₈C	6	6	100
UBC821	（GT）₈T	3	3	100
UBC823	（TC）₈C	7	7	100
UBC827	（AC）₈G	6	6	100
UBC829	（TG）₈C	7	7	100
UBC830	（TG）₈G	7	7	100
UBC836	（AG）₈YA	5	5	100
UBC841	（GA）₈YC	7	7	100
UBC842	（GA）₈YG	6	5	83
UBC846	（CA）₈RT	6	6	100
UBC847	（CA）₈RC	7	7	100
UBC848	（CA）₈RG	5	4	80
UBC850	（GT）₈YC	8	8	100
总计Total		118	115	97.5

品种特点 Characteristics	薯脯加工型 Preserved pulp	淀粉型 Starch	鲜食型 Edible	食、饲兼用型 Edible and feed	菜用型Vegetable	水果型 Fruit	花青素加工型 Anthocyanin	鲜食、淀粉兼用型 Edible and starch	观赏型 Ornamental
薯脯加工型 Preserved pulp	0.041
淀粉型 Starch	0.358	0.104
鲜食型 Edible	0.305	0.338	0.183
食、饲兼用型 Edible and feed	0.309	0.237	0.285	0.110
菜用型 Vegetable	0.396	0.256	0.346	0.289	—
水果型 Fruit	0.351	0.358	0.368	0.346	0.312	0.199
花青素加工型 Anthocyanin	0.296	0.243	0.311	0.281	0.434	0.401	—
鲜食、淀粉兼用 Edible and starch	0.306	0.342	0.313	0.326	0.261	0.300	0.370	0.071
观赏型 Ornamental	0.28	0.255	0.290	0.209	0.379	0.297	0.077	0.345	—

品种特点 Characteristics	薯脯加工型 Preserved pulp	淀粉型 Starch	鲜食型 Edible	食、饲兼用型 Edible and feed	菜用型Vegetable	水果型 Fruit	花青素加工型 Anthocyanin	鲜食、淀粉兼用型 Edible and starch	观赏型 Ornamental
薯脯加工型 Preserved pulp	0.041
淀粉型 Starch	0.358	0.104
鲜食型 Edible	0.305	0.338	0.183
食、饲兼用型 Edible and feed	0.309	0.237	0.285	0.110
菜用型 Vegetable	0.396	0.256	0.346	0.289	—
水果型 Fruit	0.351	0.358	0.368	0.346	0.312	0.199
花青素加工型 Anthocyanin	0.296	0.243	0.311	0.281	0.434	0.401	—
鲜食、淀粉兼用 Edible and starch	0.306	0.342	0.313	0.326	0.261	0.300	0.370	0.071
观赏型 Ornamental	0.28	0.255	0.290	0.209	0.379	0.297	0.077	0.345	—

[1]	伊六喜, 萨如拉, 范鑫, 赵灿, 李茹, 斯钦巴特尔. 油用亚麻主要品质和农艺性状的变异分析[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(5): 56-67.
[2]	左茜茜, 宋英杰, 马心妍, 杨云卉, 王轶菲, 郭泽光, 朱雄智, 刘越. 苦荞全基因组SSR位点挖掘及遗传多样性分析[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(4): 38-51.
[3]	于海天, 吕梅媛, 万述伟, 杨峰, 胡朝芹, 杨新, 张晓艳, 王玉宝, 何春华, 林德明, 王丽萍. 印度鹰嘴豆资源遗传多样性分析及优异资源筛选#br#[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(7): 54-64.
[4]	王平. 我国种业发展的主要问题及对策探析[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(11): 7-16.
[5]	李丹阳, 孙玲伟, 吴彩凤, 张树山, 张德福, 戴建军. 长江三角洲白山羊保种群体的SSR遗传多样性分析[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(10): 74-81.
[6]	相吉山1,张恒儒2,刘涵1,索良喜2,贾姝婧1,张颖1,史景奇1,胡利喆1,蔡一宁1. 不同生态区谷子种质资源表型比较分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(9): 31-41.
[7]	石玉涛1,郑淑琳1,王飞权1,陈荣冰1,李远华1,张渤1,王涵2,林立2. 武夷名丛茶树种质资源矿质元素含量特征分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(7): 37-50.
[8]	郭亮虎1,王镇1,李楠1,逯腊虎1,高炜1,郭雅娴1,武宗信2*. 温度和湿度对紫甘薯贮藏品质的影响[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(2): 107-114.
[9]	李纪潮,张金渝,杨天梅,杨美权,杨维泽,许宗亮,左应梅*. 滇重楼种质资源抗旱综合评价及生理机制研究[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(10): 49-59.
[10]	王飞权1,冯花1,罗盛财2,陈荣冰1,杨慧珠1,李少华1,张见明3,张渤1,叶江华1. 武夷名丛茶树种质资源农艺性状多样性分析[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(6): 43-54.
[11]	许美玲1,贺晓辉2,宋玉川2,樊有银2,李永平1. 雪茄烟种质常规化学成分、多酚与感官质量的相关性分析[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(6): 124-134.
[12]	奉斌,李慧琳,杨胜先,林涛,魏忠芬*. 贵州地方向日葵种质资源表型性状多样性分析[J]. 中国农业科技导报, 2018, 20(7): 34-41.
[13]	王向东1,王永存1,马艳芝2*,宋玉双2,3,付丽军1,李佳垚2. ISSR标记在生姜品种遗传多样性中的应用[J]. 中国农业科技导报, 2018, 20(7): 42-47.
[14]	周志林1,2,唐君1,曹清河1,赵冬兰1,张安1. NaCl胁迫对甘薯植株体内K⁺、Na⁺和Cl^-含量及生长的影响[J]. 中国农业科技导报, 2017, 19(4): 17-23.
[15]	陈晓,石巍*,陈超,刘之光,王慧华,郭海坤,汤娇. 欧洲蜜蜂遗传改良项目及对中国蜜蜂资源和育种工作的启示[J]. 中国农业科技导报, 2017, 19(10): 14-20.