基于SSR标记的皱皮木瓜种质资源遗传多样性分析及指纹图谱构建

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皱皮木瓜(Chaenomeles speciosa(Sweet)Nakai)作为传统中药材,在我国具有广泛分布。由于品种间缺乏统一的分类标准,给资源保护和产品深度开发带来极大困难,严重制约了皱皮木瓜的品种选育和产业化发展。因此,为探究皱皮木瓜的遗传多样性差异,本文通过对叶的表型、花色以及果实特征进行整理,对其遗传多样性进行分析。同时运用RAD-seq技术对红香玉皱皮木瓜样品进行简化基因组测序,利用MISA软件识别contig上的SSR序列并对各类型序列特征进行归纳分析,进而设计引物并利用生物信息学的方法进行引物筛选和有效性检测。以收集的168份皱皮木瓜种质资源为材料,利用TP-M13-SSR标记结合毛细管电泳法对木瓜遗传多样性和群体内遗传分化程度进行分析,并构建指纹图谱。结果如下:(1)5个形态学标记中花色以及果实形状这两个性状具有较高的鉴别力,花色中淡红白色所占比例最高(30.95%),果实形状中圆球形所占比例最高,为36.90%。通过形态学标记将168份皱皮木瓜种质分为4大类。(2)简化基因组测序共获得31.116 M干净读长(clean reads),占原始数据的68.80%;在组装的141 788个皱皮木瓜基因序列中共检测到10 427个SSR位点,其中单核苷酸重复单元最多,占总SSR位点的51.90%,六核苷酸重复单元最少(0.38%);SSR位点的重复基序以(A/T)n为主,具有偏向性;除单碱基和二碱基重复类型外,SSR位点基序的重复次数主要集中在5~6次,且SSR位点重复类型出现的频率与重复次数成反比;基因组SSR序列长度介于10~150之间,不同类型重复单元的SSR序列长度具有丰富的变异性,随重复次数增加,各SSR序列出现的频率也逐渐下降。(3)根据不同类型SSR位点,利用Primer 3.0成功设计出8475对SSR引物,设计成功率为82.28%;对挑选的26对SSR引物进行多态性分析,平均等位基因数为4.85,PIC值介于0.28~0.84之间,其中高多态信息位点16个,中度多态信息位点10个。(4)26对引物在168个皱皮木瓜品种中共扩增出304个等位基因,平均每个位点扩增出11.577个;期望杂合度(He)、I和PIC的平均值分别为0.748、1.731和0.607;聚类分析的结果显示,遗传相似系数变幅为0.029(“亚特149”和“亚特201”)~0.971(“苏02”和“亚特028”),平均为0.540,表明供试皱皮木瓜品种间遗传差异较小,亲缘关系较近。(5)以遗传多样性指数(H)、等位基因数(Na)和多态信息含量(PIC)为指标,筛选出11对核心引物(Nak2、Nak3、Nak5、Nak7、Nak8、Nak10、Nak11、Nak12、Nak14、Nak17和Nak25),用于供试木瓜品种的分子身份证构建。(6)根据聚类分析的结果可将该群体分为2大类,进一步分为6个类群;种群结构分析将供试材料分为2个亚群;分别采用3种方式(特征谱带法、引物组合法、核心引物组合法)构建了168份皱皮木瓜种质资源的指纹图谱,可为皱皮木瓜的良种鉴定、遗传资源管理及种质资源数据库的构建等提供参考依据。
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