• 中文核心期刊
  • CSCD来源期刊
  • 中国科技核心期刊
  • CA、CABI、ZR收录期刊

福建省山药初级核心种质的构建

张武君, 陈菁瑛, 刘保财, 赵云青, 黄颖桢

张武君,陈菁瑛,刘保财,等. 福建省山药初级核心种质的构建 [J]. 福建农业学报,2023,38(11):1267−1276. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.11.002
引用本文: 张武君,陈菁瑛,刘保财,等. 福建省山药初级核心种质的构建 [J]. 福建农业学报,2023,38(11):1267−1276. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.11.002
ZHANG W J, CHEN J Y, LIU B C, et al. Establishing a Primary Core Collection of Chinese Yam Germplasms in Fujian [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(11):1267−1276. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.11.002
Citation: ZHANG W J, CHEN J Y, LIU B C, et al. Establishing a Primary Core Collection of Chinese Yam Germplasms in Fujian [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(11):1267−1276. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.11.002

福建省山药初级核心种质的构建

基金项目: 福建省农业种质资源创新专项(ZZZYCXZX202208);福建省药用植物种质资源库(圃)(ZYBHDWZX202203);福建省农业高质量发展超越“5511”协同创新工程项目(XTCXGC2021003-5);福建省农业科学院药用植物科技创新团队建设项目(CXTD2021014-2);福建省农业科学院生产性工程化实验室建设项目(2015GCH-6)
详细信息
    作者简介:

    张武君(1988 —),女,硕士,助理研究员,主要从事药用植物生理生化研究,E-mail:352047618@qq.com

    通讯作者:

    陈菁瑛 (1966 —),女,研究员,主要从事药用植物资源利用研究,E-mail:cjy6601@163.com

  • 中图分类号: S632.1

Establishing a Primary Core Collection of Chinese Yam Germplasms in Fujian

  • 摘要:
      目的  构建福建省山药初级核心种质,为福建地方山药资源的保存、品种选育提供理论依据。
      方法  以55份福建省地方主栽山药资源为材料,调查20个农艺性状,包括7个数量性状和13个描述型性状,采用离差平方和法进行聚类,根据聚类结果采用优先取样法构建初级核心种质,同时采用统计学方法及ISSR分子标记等对其代表性进行评价。
      结果  构建的初级核心种质数量占原种质的43.6%,在降低冗余的同时保留了选育品种和有突出特点或地方特色的资源。初级核心种质和原种质各性状的均值、方差、变异系数、香农多样性指数无显著性差异。数量性状除茎粗外,核心种质保留了原种质变异范围的84.9%~100%。描述性指标除最弱的生长势外,核心种质保留了原种质的全部等级分布。初级核心种质和原种质的ISSR分子标记的等位基因数量、有效等位基因数量、香农多样性信息指数、Nei’s基因多样性指数无显著差异,且初级核心种质的多态位点保留率达到原种质的98.6%。基于农艺性状的主成分分析和基于ISSR分子标记的主坐标分析均确认了核心种质的代表性。
      结论  构建的福建省山药初级核心种质能够较好地代表原种质的遗传多样性,有助于福建地方山药资源的保存和开发利用。
    Abstract:
      Objective  A primary core collection of Chinese yam germplasms in Fujian was established for conserving and breeding the natural resources.
      Method  Fifty-five locally cultivated Chinese yams were categorized according to 7 quantitative and 13 descriptive traits. A cluster analysis was conducted on the data using the squared Euclidean distance method to develop a germplasm collection by priority sampling. The representativeness of the Primary Core Collection on Chinese Yams (PCCCY) was statistically evaluated using the agronomic traits as well as ISSR molecular markers.
      Result  PCCCY received 43.6% of the previous collection. It reduced the redundancy of the old version but retained the breeding varieties as well as the germplasms of outstanding characteristics or unique local features. No significant differences were found in the means, variances, coefficients of variation, and Shannon-Wiener index between the PCCCY and the previous collection on various traits. On the quantitative traits, other than stem thickness, the PCCCY preserved 84.9% to 100% of the variation range of the previous collection. Whereas the entire original descriptive traits, except the weakest growth vigor, were kept intact. No significant differences in the number of ISSR molecular marker alleles, effective alleles, Shannon-Wiener index, and Nei’s genetic diversity index were found between the two collections. And 98.6% of the polymorphic loci in the original version were retained. The principal component analysis based on agronomic traits and the principal coordinate analysis based on ISSR molecular markers confirmed a high representativeness on the varieties by the newly established PCCCY.
      Conclusion  The primary core collection established by this study for the Chinese yam germplasms in the province satisfactorily represented the genetic diversity of the natural resource. The PCCCY was deemed to facilitate future efforts in conserving and utilizing the local Chinese yam species.
  • 【研究意义】双孢蘑菇Agaricus bisporus又名蘑菇、白蘑菇、洋蘑菇等,属于担子菌门、担子菌纲、伞菌科、伞菌目、蘑菇属,是一种世界性栽培和消费的食药用菌[1-4]。闽南地区是国内双孢蘑菇生产的主产区[5],截至目前当地双孢蘑菇栽培仍以农户个体式的季节性生产为主,栽培菌株包括As2796、W192、福蘑38等,均是福建省农业科学院食用菌研究所选育品种;2010年前后陆续有人尝试利用空调等温控措施反季节栽培双孢蘑菇,目前工厂化生产双孢蘑菇运行较好的企业包括福建金明食品有限公司、漳州市新发生物科技有限公司、漳州市九冬蘑菇产业园等,栽培菌株几乎都是W192。尤其对工厂化生产企业,生产品种单一存在一定经营风险。未来双孢蘑菇生产的发展趋势必然是工厂化周年生产。随着市场的发展,对多样化、高品质的双孢蘑菇需求日益旺盛,亟需更多优良的双孢蘑菇品种。杂交育种是现代食用菌育种的常规手段, 也是目前较有效的育种方法[6-9]。杂交育种成功一个非常重要的关键因素是选择合适的亲本[10-13]。因此,收集拟用于育种的双孢蘑菇品种,评价其生物学性状,分析其遗传背景,可为后期的杂交育种亲本筛选提供依据。【前人研究进展】拮抗反应是体细胞不亲和性的具体表现[14],可用于食用菌遗传特异性的鉴定,日本的食用菌品种登记制度也将其列为一个重要指标[15]。通过拮抗反应判断菌株间的亲缘关系,操作方便,结果也较直观、易辨认,但也存在一些缺陷,如不容易区分遗传背景近似的菌株[16-17],而且观察拮抗线时存在主观因素,因此鉴定菌株时采用拮抗反应需结合分子标记等方法。近年来,已陆续有学者利用分子标记技术对双孢蘑菇种质资源进行分类鉴定、辅助育种。王翠等[18]通过SRAP等3种分子标记,结合农艺性状的表型,表明特定标记与双孢蘑菇产、质量性状具有明显的关联性。林媛等[19]利用RAPD标记对40个双孢蘑菇品种进行亲缘关系鉴定,王金斌等[20]采用SSR分子标记鉴定了双孢蘑菇栽培菌株,王新新等[21]采用SSR标记对国内外不同来源的双孢蘑菇种质建立了分子身份证,顾敏等[22]对31份As2796的单孢分离株和8份代表性双孢蘑菇栽培菌株进行遗传多样性研究。【本研究切入点】闽南地区双孢蘑菇栽培菌株较单一,本研究以不同途径引进的9个双孢蘑菇菌株为试验材料,利用体细胞不亲和性试验和SSR分子标记对其进行亲缘关系的探讨,旨在为进一步收集保护双孢蘑菇种质资源、杂交亲本选择等提供理论依据和技术支撑。【拟解决的关键问题】本研究采用体细胞不亲和性试验和SSR分子标记相结合对收集的9个双孢蘑菇菌株进行鉴定与分析,以期更准确更科学鉴定收集的双孢蘑菇菌株,明确其亲缘关系,为后续的杂交育种亲本选择等研究工作奠定基础。

    供试双孢蘑菇菌株具体见表1

    表  1  供试的双孢蘑菇菌株编号
    Table  1.  Sample codes for A. bisporus germplasms
    编号
    No.
    菌株名称
    Strain
    来源
    Origin
    1 As2796 漳州市农科所
    2 W2000 福建省农科院
    3 W192 福建省农科院
    4 福蘑38 福建省农科院
    5 福蘑52 福建省农科院
    6 福蘑58 福建省农科院
    7 901 制种户
    8 A15 制种户
    9 HK 香港
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    DNA提取试剂盒、琼脂糖H、SSR引物等由生工生物工程(上海)股份有限公司提供;6×DNA Loading Dye、DNA Ladder Mix(100-3000 bp)、POP-7TM Polymer、HiDiFormamide等购自ThermoFisher。

    100 g马铃薯+60 g双孢蘑菇二次发酵晒干草粪料+20 g葡萄糖+18 g琼脂。

    将草粪料和去皮、切块的马铃薯分别放入锅中,分别加水0.5 L,在加热器上加热至沸腾,维持约20~30 min,用2层纱布趁热在量杯上过滤,滤液待用;将2种滤液混合,小火加热,逐步加入糖和琼脂,混匀,水补足至1 L,分装,121 ℃高压蒸汽灭菌20 min。

    体细胞不亲和性试验参考文献[14]的方法进行。

    采用Ezup 柱式真菌基因组DNA抽屉试剂盒提取DNA。

    参考文献[21-23],选用12个SSR引物对供试菌株进行扩增。引物信息具体见表2,PCR反应体系组成:10 mmol·L−1 dNTPs 0.4 μL,5 U Taq酶0.3 μL,100 ng DNA 1.0 μL,10 μmol·L−1的上、下游引物各 1 μL,Taq Buffer(含MgCl2)2.5 μL,加ddH2O 至 25 μL。PCR扩增程序为:95 ℃预变性3 min:94 ℃变性30 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,共10个循环;94 ℃变性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,共35个循环;72 ℃延伸8 min,4 ℃ 保存。

    表  2  供试菌株鉴定所用SSR引物
    Table  2.  SSR primers for variety identification
    引物名
    Primer
    序列(5′ to 3′)  
    Sequence(5′ to 3′)  
    5′端修饰
    5′end modification
    重复基序
    Repeat motifs
    片段大小/bp
    Fragment size
    退火温度/℃
    Annealing temperature
    AbSSR005-F CTCTGGGATATGGACGAGGA 5′6-FAM (GATGAG)6 118 56
    AbSSR013-F GACTGCCTGATTGACGGATT 5′HEX (TA)6 162 57
    AbSSR015-F CTCGAGTCGACGAAGGAAAC 5′HEX (GA)7 238 58
    AbSSR016-F TGTCTGGTTTTGCTCACGTC 5′HEX (TC)12 242 55
    AbSSR018-F TGGCTCTTTACAGCCTTGGT 5′6-FAM (CAT)6 122 55
    AbSSR084-F CGACCCATCATCAACTTCCT 5′HEX (GAA)6 234 59
    AbSSR6-F ACCACATTCTGGAAAACGAA 5′HEX (GCT)8 181 55
    AbSSR36-F CGTTGATGGAGTTCACTGAG 5′HEX (GAAG)4(GAAAAG)(GAAG) 148 58
    L11-F ATAAAAAAGCATAATCACAAATG 5′6-FAM (TC)13 228 50
    L15-F GCAGGTCCAGTGTGAACGG 5′6-FAM (TCC)8 192 57
    L17-F ATCCAATTCACCAACCAGC 5′6-FAM (A)11gagaataagaaattgaaaattg(A)16 186 52
    L23-F CTTTTCAGGGGAAGACAACG 5′6-FAM (GTG)7 174 55
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    将扩增好的PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳(2 μL样品+6 μL溴酚蓝),300 V电压下12 min,获取鉴定胶图,通过胶图确定模板浓度,加水稀释到毛细管电泳所需浓度,按照相关流程进行STR检测。

    体细胞不亲和性试验结果的判断参照NY/T1845-2010。使用Gene mapper4.1软件分析SSR数据,用MVSP软件进行聚类分析,并形成供试菌株的遗传聚类图。

    供试菌株间的拮抗反应存在一定差异,如图1所示。福蘑52、901、As2796等3个菌株间的拮抗反应明显,表现为菌丝隆起。W192和W2000无拮抗反应,这2个菌株与福蘑52拮抗反应明显,表现为拮抗线。福蘑58和W2000无拮抗反应,这2个菌株与901拮抗反应明显,表现为沟状。

    图  1  供试菌株拮抗类型
    注:І-拮抗线图谱,ІІ- 沟状拮抗图谱,ІІІ-隆起拮抗图谱
    Figure  1.  Types of antagonistic germplasms
    Note: І-Uplift antagonistic map; ІІ-Antagonistic line map; ІІІ-Groove antagonistic map.

    根据体细胞不亲和性试验结果,拮抗反应具体结果见表3。可以看出,901与A15之间没有拮抗线,但与其他菌株均存在较明显的拮抗线,分为一组;HK、福蘑52两两之间及与其他菌株之间均有较明显拮抗反应,这2个菌株的亲缘关系可能较远,HK分为一组,福蘑52分为另外一组;W192、W2000、As2796、福蘑58两两之间没有明显拮抗线,初步认为这些菌株之间亲缘关系较近,分为一组;As2796与W192等没有明显拮抗线,但菌丝明显不同,单独分为一组。因此,通过体细胞不亲和性试验可以初步将供试菌株分成 5 组。

    表  3  供试菌株间的拮抗反应情况
    Table  3.  Antagonistic reactions among tested germplasms
    菌株
    Strain
    As2796
    As2796
    W2000
    W2000
    W19
    2W192
    福蘑38
    Fomo 38
    福蘑52
    Fomo 52
    福蘑58
    Fomo 58
    901A15HK
    As2796 As2796
    W2000 W2000
    W192 W192
    福蘑38 Fomo 38
    福蘑52 Fomo 52++++
    福蘑58 Fomo 58++
    901++++++
    A15++++++
    HK++++++++
    注:‘+’表示有拮抗性;‘−’表示无拮抗
    Note: + presence of antagonism; − absence of antagonism.
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    遗传相似系数是表示群体或个体间相似程度的度量值,相似系数越大,样本的遗传关系越近,反之则越远。本研究结果表明,9个供试菌株的遗传相似系数变幅较大(0.432~0.905),平均值为0.6721;其中W192与福蘑38、W2000遗传相似系数最大,表明这3个菌株在这9个引进菌株群体中的亲缘关系最近;而W192与901遗传相似系数最小,表明这两个菌株的亲缘关系最远。W192、W2000、福蘑58、福蘑38、As2796之间的遗传相似系数均≥0.8,远大于平均值,表明这几个菌株间的亲缘关系较近;从遗传相似系数数值分布可以看出(表4),遗传相似系数≥0.9占比8.3%,遗传相似系数≤0.5占比11.1%,遗传相似系数0.8~0.89、0.7-0.79、0.6-0.69、0.5-0.59占比各约20%,表明这9个菌株间具有一定的遗传多样性,遗传丰富度较高。

    表  4  相似性系数
    Table  4.  List of similarity coefficients
    菌株
    Strain
    福蘑38
    Fomo 38
    福蘑52
    Fomo 52
    福蘑58
    Fomo 58
    901A15As2796HKW192W2000
    福蘑38 Fomo 381
    福蘑52 Fomo 520.6151
    福蘑58 Fomo 580.90.5951
    9010.5410.5880.6291
    A150.4620.7220.4860.7651
    As27960.8210.6670.8650.5290.5561
    HK0.5260.6860.50.6670.7430.5711
    W1920.9050.7180.80.4320.5640.8210.6321
    W20000.810.7690.80.4860.6150.8210.6840.9051
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    图2所示,结合相似性系数矩阵表,以相似性系数0.76为阈值,可将供试菌株分成4个类群,第一类群只有一个样本HK;第二类群有2个样本A15与901;第三类群只有一个样本福蘑52;第四类群最多,有5个样本,其中W2000,W192和福蘑38在相似性为86%的地方聚为一类,其中W192和福蘑38的相似性有91%;样本AS2796和福蘑58相似性只有87%。

    图  2  供试双孢蘑菇菌株SSR分子标记聚类图
    Figure  2.  SSR-based dendrogram of A. bisporus germplasms

    形态标记是人们最早利用的遗传标记类型[24]。但对食用菌等大型真菌而言,其子实体表型受外部环境因素影响大,因此单纯借助形态学指标区分菌株间亲缘关系难度较大。通过体细胞不亲和性试验可以初步判断菌株间的亲缘关系。本试验的拮抗反应较明显,如HK、福蘑52两两之间及与其他菌株之间的拮抗反应均较明显,说明这2个菌株的亲缘关系较远;As2796、W192、W2000、As2796、福蘑58两两之间没有拮抗反应,说明这些菌株之间的亲缘关系较近;901与A15两个菌株均由国外育种公司选育而成,相互没有拮抗反应,二者亲缘关系可能较近,但与其他菌株之间的拮抗反应均较明显,表明这2个菌株与其他供试菌株的亲缘关系较远,这与菌种来源是相符的。

    DNA分子标记目前已广泛用于食用菌品种鉴定[15-1618-22]。SSR具有等位变异高、共显性、简便、快速、稳定的特点[25]。SSR技术在农作物品种鉴定、遗传多样性分析、辅助分子育种等方面得到大量应用[20-28]。本研究结合相似性系数矩阵表,以相似性系数0.76为阈值,可将供试菌株分成4个类群,表明这9个双孢蘑菇菌株具有一定的遗传多样性与遗传丰富度。

    有研究报道体细胞不亲和性试验的分类结果与分子标记聚类分析的结果基本相同。唐传红等的[16]利用拮抗试验和RAPD分子标记技术分析了供试菌株的亲缘关系,结果表明2种方法的鉴定结论是一致。杏鲍菇[29],黑木耳[30-31]等的研究结果也佐证了这一结论。但杨和川等[15]对29个金针菇进行遗传多样性分析结果表明,大部分拮抗对峙试验结果与聚类分析结果一致,也存在不一致的。因此采用多种鉴定方法对供试菌株进行综合分析,可以得出更准确结论。本研究综合体细胞不亲和性试验和SSR分子标记技术两种方法对供试的9个双孢蘑菇菌株进行鉴定分析,结果表明两种方法所得到的结果基本一致。如HK与其他供试菌株均存在明显拮抗线,SSR分子标记聚类结果也显示HK与其他菌株平均相似系数仅为0.626,单独聚为一类;A15和901二者之间不存在拮抗反应,而与其他供试菌株均存在不同程度的拮抗反应,聚类分析结果显示A15和901相似系数为0.765,与其他菌株平均相似系数分别为0.614和0.579,这两个菌株遗传背景相近,而与其他供试菌株亲缘关系较远。

    不同DNA分子标记方法的开发原理是有一定区别的,有时不同分子标记方法的聚类分析结果会存在一定的差异。杨军[32]综合ISSR和RAPD两种分子标记鉴定分析供试灰树花菌株,结果表明利用2种分子标记比单独使用分子标记鉴定的结果更准确。本研究是综合拮抗反应试验的分类结果与分子标记聚类分析的结果,可以考虑进一步采用其他分子标记验证本试验结果。

  • 图  1   55份福建山药资源农艺性状聚类

    Figure  1.   Phenotypic traits clustering on 55 Chinese yam germplasms in Fujian

    图  2   山药初级核心种质与保留种质的主坐标分布

    Figure  2.   Main coordinate distribution of PCCCY and preserved Chinese yam germplasm collection

    表  1   55份山药资源编号、名称和基原

    Table  1   Codes, names, and origins of 55 Chinese yam germplasms

    编号
    No.
    种质资源名称
    Germplasm resource name
    基原
    Origins
    编号
    No.
    种质资源名称
    Germplasm resource name
    基原
    Origins
    1 麻沙硬壳薯
    Masha hard-shelled yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    29 宁化三黄村徐引2号
    Ninghua Sanhuang Xu Yin No.2
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    2 麻沙土薯
    Masha local yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    30 清流雪薯*
    Qingliu snow yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    3 麻沙小叶永安薯
    Masha small-leaf yong'an yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    31 明溪土薯
    Mingxi local yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    4 麻沙六月薯*
    Mosha June yam
    薯蓣
    D. opposita
    32 明溪红皮白肉
    Mingxi red skin white pulp
    参薯
    D. alata
    5 麻沙七月薯*
    Mosha July yam
    薯蓣
    D. opposita
    33 明溪淮山1号*
    Mingxi Huaishan No.1
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    6 麻沙1号山药*
    Masha No.1 yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    34 安砂小叶薯*
    Ansha small-leaf yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    7 麻沙大薯
    Masha big yam
    参薯
    D. alata
    35 安砂大叶薯*
    Ansha large-leaf yam
    参薯
    D. alata
    8 麻沙紫薯*
    Masha purple yam
    参薯
    D. alata
    36 建宁紫山药*
    Jianning purple yam
    参薯
    D. alata
    9 麻沙大叶永安薯
    Masha large-leaf yong'an yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    37 三明三元紫山药
    Sanming Sanyuan purple yam
    参薯
    D. alata
    10 麻沙江西薯
    Mashajiang sweet yam
    山薯
    D. fordii
    38 马铺1号山药*
    Mapu No.1 yam
    山薯
    D. fordii
    11 浦城紫山药
    Pucheng purple yam
    参薯
    D. alata
    39 屏南麻沙薯
    Pingnan Masha yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    12 连城紫山药
    Liancheng purple yam
    参薯
    D. alata
    40 屏南牛腿薯
    Pingnan beef leg yam
    参薯
    D. alata
    13 连城红皮白肉*
    Liancheng red skin white pulp
    参薯
    D. alata
    41 屏南棉薯*
    Pingnan soft yam
    薯蓣
    D. opposita
    14 宣和雪薯*
    Xuanhe snow yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    42 福安白石板大薯
    Fu'an Baishiban yam
    参薯
    D. alata
    15 新罗紫山药
    Xinluo purple yam
    参薯
    D. alata
    43 福安前洋糯米薯*
    Fu'an Qianyang yam
    参薯
    D. alata
    16 武平1号紫山药
    Wuping No.1 purple yam
    参薯
    D. alata
    44 永春紫山药
    Yongchun purple yam
    参薯
    D. alata
    17 武平2号紫山药*
    Wuping No.2 purple yam
    参薯
    D. alata
    45 永春锦溪村土薯
    Yongchun Jinxi local yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    18 长汀野药薯
    Changting wild yam
    山薯
    D. fordii
    46 安溪山格淮山*
    Anxi Shange Huaishan
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    19 长汀淮山*
    Changting Huaishan
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    47 德化淮山
    Dehua Huaishan
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    20 长汀红皮白肉
    Changting red skin white pulp
    参薯
    D. alata
    48 德化紫薇紫山药
    Dehua Ziwei purple yam
    参薯
    D. alata
    21 长汀紫山药
    Changting purple yam
    参薯
    D. alata
    49 德化1号紫山药
    Dehua No.1 purple yam
    参薯
    D. alata
    22 长汀紫玉淮山
    Changting purple jade Huaishan
    参薯
    D. alata
    50 德化2号紫山药*
    Dehua No.2 purple yam
    参薯
    D. alata
    23 宁化石寮村土薯
    Ninghua Shiliao local yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    51 德化芹峰淮山*
    Dehua Qinfeng Huaishan
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    24 宁化早熟
    Ninghua precocious yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    52 马铺3号*
    Mapu No.3 yam
    参薯
    D. alata
    25 宁化晚熟*
    Ninghua late maturation yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    53 马铺6号紫山药*
    Mapu No.6 purple yam
    参薯
    D. alata
    26 宁化三黄村奶薯
    Ninghua Sanhuang milk yam
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    54 马铺日本薯蓣*
    Mapu Japanese yam
    日本薯蓣 D.japonica
    27 宁化三黄村紫薯
    Ninghua Sanhuang purple yam
    参薯
    D. alata
    55 马铺7号紫山药*
    Mapu No.7 purple yam
    参薯
    D. alata
    28 宁化三黄村徐引1号
    Ninghua Sanhuang Xu Yin No.1
    褐苞薯蓣
    D. persimilis
    *表示初级核心种质资源。
    * indicates primary core collection.
    下载: 导出CSV

    表  2   描述性指标的分级和赋值

    Table  2   Grading and assignments of descriptive traits

    性状
    Characters
    分级与赋值
    Grading and assignment
    生长势 GP1=弱Weak;2=较弱Relatively weak;3=中Mdium;4=较强Relatively strong;5=强Strong
    茎蔓狭翅 SNW1=无No;2=黄绿色Yellow-green;3=紫色 Purple
    基部茎刺 SBT1=无No;2=有Yes
    叶柄近叶端颜色 PLC1=黄绿色Yellow-green;2=紫色 Purple
    叶形 LS1=戟形Halberd shape;2=长心形Long heart shape;3=心形Heart shape;4=披针形Lanceolate
    叶面网脉 LSRV1=不明显Inapparent;2=明显Apparent
    零余子 Bulbil1=无No;2=有Yes
    开花 Flowering1=无No;2=有Yes
    块茎形状 TS1=短棒状Short bar shape;2=长棒状Long bar shape;3=短圆柱形Short cylindrical shape;4=长圆柱形Long cylindrical shape;5=不规则块状 Irregular shape
    表皮光滑度 SS1=光滑Smooth;2=较光滑Relatively smooth;3=较粗糙Relatively rough;4=粗糙Rough
    须根数 FRN1=少Only a little;2=较少Not many;3=多many
    块茎肉色 TFC1=白White;2=黄白Yellow with white;3=全紫色Purple;4=不均匀紫色Uneven purple;5=仅内皮层紫色Only the endothelium is purple
    肉质褐变性 FB1=易Easy;2=不易Hard
    下载: 导出CSV

    表  3   原种质与初级核心种质7个数量性状的平均值、方差、极差和变异系数的比较

    Table  3   Mean, variance, range, and CV of 7 quantitative traits of previous collection and PCCCY

    性状
    Characters
    平均值 Mean方差 Variance极差 Range变异系数 CV/%
    原种质 OC初级核心种质 PCC原种质 OC初级核心种质 PCC原种质 OC初级核心种质 PCC原种质 OC初级核心种质 PCC
    茎粗SD/mm 3.223.270.630.652.1~6.32.1~5.024.5824.73
    叶长LL/cm 14.6313.889.4110.816.6-21.26.6~19.020.9720.49
    叶宽LW/cm 8.398.354.486.153.0~13.63.0~13.625.2324.30
    块茎长TL cm50.2954.13483.01552.6916.4~97.420.5~97.443.7043.43
    块茎直径TD/mm 65.0167.851641.532207.235.2~230.032~23062.3269.25
    龙头长TTL/cm 5.435.8717.6821.690~15.60~15.677.3979.30
    块茎鲜重TFW/g 917.00984.77366456.52451101.78262.5~3111.7262.53~2813.766.0168.20
    下载: 导出CSV

    表  4   原种质与初级核心种质13个描述型性状的等级分布和香农指数的比较

    Table  4   Grade distribution of 13 descriptive traits and Shannon-Weaver indexes of PCCCY and previous collection

    性状
    Characters
    等级分布
    Grade distribution
    香浓多样性指数
    Shannon-Weaver index
    原种质
    OC
    初级核心种质
    PCC
    原种质
    OC
    初级核心种质
    PCC
    生长势 GP1~52-51.111.01
    茎蔓狭翅 SNW1~31~30.980.96
    基部茎刺 SBT1~21~20.210.17
    叶柄近叶端颜色 PLC1~21~20.680.64
    叶形 LS1~41~40.851.12
    叶面网脉 LSRV1~21~20.670.66
    零余子有无 BON1~21~20.520.60
    开花与否 FON1~21~20.690.68
    块茎形状 TS1~51~51.481.51
    表皮光滑度 SS1~41~40.970.92
    须根数 FRN1~41~41.241.32
    块茎肉色 TFC1~51~51.271.23
    肉质褐变性 FB1~21~2 0.260.29
    下载: 导出CSV

    表  5   供试ISSR引物及其扩增的多态性

    Table  5   Polymorphisms and amplified products of ISSR primers

    编号
    No.
    引物名称
    Primer name
    引物序列
    Primer sequences
    多态位点
    Polymorphic sites
    总位点
    Total sites
    多态性比率
    Polymorphism ratio/%
    1UBC807AGA GAG AGA GAG AGA GT161794.12
    2UBC808AGA GAG AGA GAG AGA GC121485.71
    3UBC810GAG AGA GAG AGA GAG AT141593.33
    4UBC811GAG AGA GAG AGA GAG AC1414100.00
    5UBC818CAC ACA CAC ACA CAC AG1616100.00
    6UBC825ACA CAC ACA CAC ACA CT1414100.00
    7UBC827ACA CAC ACA CAC ACA CG1616100.00
    8UBC834AGA GAG AGA GAG AGA GYT1212100.00
    9UBC856ACA CAC ACA CAC ACA CYA1717100.00
    10UBC864ATG ATG ATG ATG ATG ATG1414100.00
    平均 Average14.514.997.32
    下载: 导出CSV

    表  6   原种质与初级核心种质的分子遗传多样性参数比较

    Table  6   Grade distribution on molecular genetic diversity parameters of PCCCY and previous collection

    遗传信息
    genetic information
    样本数
    Sample size
    等位基因数Na
    有效等位基因数Ne多样性指数He香农多样性信息指数I多态位点
    Polymorphic sites
    多态位点率
    Polymorphic site rate /%
    原种质 OC551.9732± 0.16221.6015±0.32390.3461±0.14880.5147±0.187114597.32
    初级核心种质 PCC241.9597± 0.19731.6288±0.31180.3594±0.14250.5307±0.181014395.97
    下载: 导出CSV

    表  7   原种质和初级核心种质主成分分析的特征值及累计贡献率

    Table  7   Characteristic values and cumulative contribution rates of PCCCY and previous collection based on principal component analysis

    主成份
    Main component
    原种质 OC初级核心种质 PCC
    特征值
    Eigenvalues
    贡献率
    Contribution rate/%
    累积贡献率
    Cumulative contribution rate/%
    特征值
    Eigenvalues
    贡献率
    Contribution rate/%
    累积贡献率
    Cumulative contribution rate/%
    19.16345.81445.8149.37846.89046.890
    22.75613.78059.5953.17615.87962.769
    32.28411.41971.0141.9549.77272.541
    41.4567.28278.2961.3736.86579.406
    51.0135.06383.3591.1305.64985.055
    下载: 导出CSV
  • [1] 张武君, 刘保财, 陈菁瑛, 等. 福建省山药产业发展现状及对策 [J]. 福建农业科技, 2019(4):38−42. DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.04.011

    ZHANG W J, LIU B C, CHEN J Y, et al. Current situation and countermeasures of yam industry in Fujian Province [J]. Fujian Agricultural Science and Technology, 2019(4): 38−42.(in Chinese) DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.04.011

    [2]

    FRANKEL O H. Genetic perspectives of germplasm conservation[M]//ARBER W, LIMENSEE K, PEACICK W J, et al. Genetic manipulation: genetic manipulation impact on man and society. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1984.

    [3]

    BROWN A H D. Core collections: A practical approach to genetic resources management [J]. Genome, 1989, 31(2): 818−824. DOI: 10.1139/g89-144

    [4] 陈伊航, 唐朝臣, 张雄坚, 等. 基于表型性状和SSR分子标记构建甘薯核心种质 [J]. 作物学报, 2023, 49(5):1249−1261.

    CHEN Y H, TANG C C, ZHANG X J, et al. Construction of core collection of sweetpotato based on phenotypic traits and SSR markers [J]. Acta Agronomica Sinica, 2023, 49(5): 1249−1261.(in Chinese)

    [5]

    ESNAULT F, PELLÉ R, DANTEC J P, et al. Development of a potato cultivar (Solanum tuberosum L. ) core collection, a valuable tool to prospect genetic variation for novel traits [J]. Potato Research, 2016, 59(4): 329−343. DOI: 10.1007/s11540-016-9332-x

    [6]

    OLIVEIRA E J, FERREIRA C F, SANTOS V S, et al. Development of a cassava core collection based on single nucleotide polymorphism markers [J]. Genetics and Molecular Research, 2014, 13(3): 6472−6485. DOI: 10.4238/2014.August.25.11

    [7]

    GIRMA G, BHATTACHARJEE R, LOPEZ-MONTES A, et al. Re-defining the yam (Dioscorea spp. ) core collection using morphological traits [J]. Plant Genetic Resources:Characterization and Utilization, 2018, 16(3): 193−200. DOI: 10.1017/S1479262117000144

    [8]

    MAHALAKSHMI V, NG Q, ATALOBHOR J, et al. Development of a West African yam Dioscorea spp. core collection [J]. Genetic Resources and Crop Evolution, 2007, 54(8): 1817−1825. DOI: 10.1007/s10722-006-9203-4

    [9] 刘向宇. 山药种质资源遗传多样性分析及核心种质的构建[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2015.

    LIU X Y. Genetic diversity analysis and core collection construction in yam (Dioscorea spp. )[D]. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2015. (in Chinese)

    [10] 杨帆. 基于形态学标记和SSR分子标记的山药种质资源遗传多样性分析及核心种质库构建[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2022.

    YANG F. Genetic diversity analysis and core collection construction of yam (Dioscorea thunb) based on morphological and SSR markers[D]. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2022. (in Chinese)

    [11] 张武君, 陈菁瑛, 刘保财, 等. 37份福建山药地方品种主要性状遗传变异研究 [J]. 福建农业学报, 2019, 34(11):1246−1254.

    ZHANG W J, CHEN J Y, LIU B C, et al. Genetic variations on major traits of 37 Chinese yam germplasms [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(11): 1246−1254.(in Chinese)

    [12] 李丽红, 华树妹, 陈芝华, 等. 福建山药地方品种表型性状的遗传多样性研究 [J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2016, 31(2):257−262. DOI: 10.16211/j.issn.1004-390X(n).2016.02.010

    LI L H, HUA S M, CHEN Z H, et al. Phenotypic genetic diversity research on Dioscorea landraces of Fujian Province [J]. Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science), 2016, 31(2): 257−262.(in Chinese) DOI: 10.16211/j.issn.1004-390X(n).2016.02.010

    [13] 华树妹, 涂前程, 雷伏贵. 福建山药种质资源遗传多样性的RAPD分析 [J]. 植物遗传资源学报, 2009, 10(2):195−200. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2009.02.028

    HUA S M, TU Q C, LEI F G. Genetic diversity of Dioscorea polystachya Turcz. revealed by RAPD markers [J]. Journal of Plant Genetic Resources, 2009, 10(2): 195−200.(in Chinese) DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2009.02.028

    [14] 闫彩霞, 王娟, 张浩, 等. 基于表型性状构建中国花生地方品种骨干种质 [J]. 作物学报, 2020, 46(4):520−531. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.94101

    YAN C X, WANG J, ZHANG H, et al. Developing the key germplasm of Chinese peanut landraces based on phenotypic traits [J]. Acta Agronomica Sinica, 2020, 46(4): 520−531.(in Chinese) DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.94101

    [15] 杨帆, 张艳芳, 王锦华, 等. 山药种质资源SSR分析及初级核心种质库的构建 [J]. 北方农业学报, 2022, 50(2):18−27. DOI: 10.12190/j.issn.2096-1197.2022.02.03

    YANG F, ZHANG Y F, WANG J H, et al. SSR analysis of Chinese yam(Dioscorea opposita Thunb. )germplasm resources and construction of primary core collection [J]. Journal of Northern Agriculture, 2022, 50(2): 18−27.(in Chinese) DOI: 10.12190/j.issn.2096-1197.2022.02.03

    [16] 牟书靓, 牛海龙, 张春宵, 等. 结合农艺性状和SSR标记构建吉林省花生初级核心种质 [J]. 吉林农业大学学报, 2017, 39(4):392−402. DOI: 10.13327/j.jjlau.2017.3325

    MU S J, NIU H L, ZHANG C X, et al. Construction of peanut primary core germplasm in Jilin Province by agronomic traits and SSR markers [J]. Journal of Jilin Agricultural University, 2017, 39(4): 392−402.(in Chinese) DOI: 10.13327/j.jjlau.2017.3325

    [17] 董玉琛, 曹永生, 张学勇, 等. 中国普通小麦初选核心种质的产生 [J]. 植物遗传资源学报, 2003, 4(1):1−8. DOI: 10.3969/j.issn.1672-1810.2003.01.002

    DONG Y C, CAO Y S, ZHANG X Y, et al. Establishment of candidate core collections in Chinese common wheat germplasm [J]. Journal of Plant Genetic Resources, 2003, 4(1): 1−8.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1672-1810.2003.01.002

    [18] 李金龙, 范昱, 赵梦雨, 等. 基于表型性状和SSR分子标记构建甜荞初级核心种质 [J]. 植物遗传资源学报, 2021, 22(5):1240−1247. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210308001

    LI J L, FAN Y, ZHAO M Y, et al. Construction of primary core collection of buckwheat germplasm resources based on phenotypic traits and SSR [J]. Journal of Plant Genetic Resources, 2021, 22(5): 1240−1247.(in Chinese) DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210308001

    [19] 刘向宇, 霍秀文, 杨明, 等. 山药种质资源的ISSR分析及初级核心种质库的构建 [J]. 西北植物学报, 2015, 35(5):915−921. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.05.0915

    LIU X Y, HUO X W, YANG M, et al. Genetic diversity analysis and primary core collection construction in yam (Dioscorea opposita thunb.) by ISSR marker [J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2015, 35(5): 915−921.(in Chinese) DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.05.0915

    [20]

    WU W Q, CHEN C, ZHANG Q, et al. A comparative assessment of diversity of greater yam (Dioscorea alata) in China [J]. Scientia Horticulturae, 2019, 243: 116−124. DOI: 10.1016/j.scienta.2018.08.016

    [21]

    BAI Q S, CAI Y L, HE B X, et al. Core set construction and association analysis of Pinus massoniana from Guangdong Province in Southern China using SLAF-seq [J]. Scientific Reports, 2019, 9: 13157. DOI: 10.1038/s41598-019-49737-2

    [22] 苏群, 王虹妍, 刘俊, 等. 基于SSR荧光标记构建睡莲核心种质 [J]. 园艺学报, 2023, 50(10):2128−2138. DOI: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0902

    SU Q, WANG H Y, LIU J, et al. Construction of core collection of Nymphaea based on SSR fluorescent markers [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(10): 2128−2138.(in Chinese) DOI: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0902

    [23] 王倩, 张立媛, 许月, 等. 黍稷高基元EST-SSR标记开发及200份核心种质资源遗传多样性分析 [J]. 作物学报, 2023, 49(8):2308−2327.

    WANG Q, ZHANG L Y, XU Y, et al. High motif EST-SSR markers development and genetic diversity evaluation for 200 core germplasms in proso millet [J]. Acta Agronomica Sinica, 2023, 49(8): 2308−2327.(in Chinese)

    [24] 曾晓璇. 山药种质资源整理研究[D]. 武汉: 湖北中医药大学, 2021

    ZENG X X. Study on germplasm resources arrangement of Shanyao[D]. Wuhan: Hubei University of Chinese Medicine, 2021. (in Chinese)

    [25] 彭枫, 李阳, 戴雨柔, 等. 基于表型性状的菠菜核心种质构建 [J]. 上海师范大学学报(自然科学版), 2022, 51(1):9−19.

    PENG F, LI Y, DAI Y R, et al. Construction of spinach’s core germplasms based on its phenotypic traits [J]. Journal of Shanghai Normal University (Natural Sciences), 2022, 51(1): 9−19.(in Chinese)

    [26] 郑福顺, 王晓敏, 李国花, 等. 宁夏地区番茄种质资源核心种质构建策略 [J]. 浙江农业学报, 2022, 34(9):1877−1888. DOI: 10.3969/j.issn.1004-1524.2022.09.07

    ZHENG F S, WANG X M, LI G H, et al. Construction strategy of core collections of tomato germplasm resources in Ningxia, China [J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2022, 34(9): 1877−1888.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1004-1524.2022.09.07

    [27] 刘遵春, 张春雨, 张艳敏, 等. 利用数量性状构建新疆野苹果核心种质的方法 [J]. 中国农业科学, 2010, 43(2):358−370. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.017

    LIU Z C, ZHANG C Y, ZHANG Y M, et al. Study on method of constructing core collection of Malus sieversii based on quantitative traits [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2010, 43(2): 358−370.(in Chinese) DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.017

    [28] 于树涛, 孙泓希, 任亮, 等. 基于花生感官品质的核心种质资源构建 [J]. 花生学报, 2020, 49(2):67−72. DOI: 10.14001/j.issn.1002-4093.2020.02.011

    YU S T, SUN H X, REN L, et al. Construction of core resource for peanut germplasms based on indicators of sensory quality [J]. Journal of Peanut Science, 2020, 49(2): 67−72.(in Chinese) DOI: 10.14001/j.issn.1002-4093.2020.02.011

    [29] 张馨方, 张树航, 李颖, 等. 利用SSR标记构建板栗初级核心种质 [J]. 中国农业大学学报, 2021, 26(12):89−101. DOI: 10.11841/j.issn.1007-4333.2021.12.09

    ZHANG X F, ZHANG S H, LI Y, et al. Construction of primary core collection of Castanea mollissima Bl. using SSR molecular markers [J]. Journal of China Agricultural University, 2021, 26(12): 89−101.(in Chinese) DOI: 10.11841/j.issn.1007-4333.2021.12.09

    [30] 李自超, 张洪亮, 孙传清, 等. 植物遗传资源核心种质研究现状与展望 [J]. 中国农业大学学报, 1999, 4(5):51−62. DOI: 10.3321/j.issn:1007-4333.1999.05.010

    LI Z C, ZHANG H L, SUN C Q, et al. Status and prospects of core collection in plant germplasm resource [J]. Journal of China Agricultural University, 1999, 4(5): 51−62.(in Chinese) DOI: 10.3321/j.issn:1007-4333.1999.05.010

  • 期刊类型引用(3)

    1. 连燕萍,赵光辉,吴振强,袁滨,柯丽娜,张志鸿. 卵孢小奥德蘑菌株的拮抗及ISSR遗传分析. 热带农业科学. 2023(01): 15-20 . 百度学术
    2. 袁滨,柯丽娜,连燕萍,赵光辉,林德锋,陈光祥. 适宜温控菇房的双孢蘑菇菌株筛选. 热带农业科学. 2022(03): 16-19 . 百度学术
    3. 卓蕾,向成丽,肖杰,叶媛丽. SSR标记在植物种质资源鉴定的应用进展. 现代园艺. 2021(15): 9-11 . 百度学术

    其他类型引用(0)

图(2)  /  表(7)
计量
  • 文章访问数:  325
  • HTML全文浏览量:  231
  • PDF下载量:  41
  • 被引次数: 3
出版历程
  • 收稿日期:  2023-08-29
  • 修回日期:  2023-10-02
  • 网络出版日期:  2023-12-20
  • 刊出日期:  2023-11-27

目录

/

返回文章
返回