基于SSR标记的芋头种质资源遗传多样性分析及抗疫病鉴定

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0069

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (36): 112-119.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0069

基于SSR标记的芋头种质资源遗传多样性分析及抗疫病鉴定

郭巨先¹(), 吴廷全², 李沐蓉³, 唐康³, 姚春鹏¹, 李桂花¹, 罗文龙¹, 王瑞²()

¹广东省农业科学院蔬菜研究所/广东省蔬菜新技术研究重点实验室，广州 510640
²广东省农业科学院设施农业研究所，广州 510640
³华南农业大学，广州 510642

收稿日期:2022-02-11 修回日期:2022-05-02 出版日期:2022-12-25 发布日期:2023-01-17
作者简介:
郭巨先，女，1970年出生，湖南桃源人，研究员，硕士，主要从事特色蔬菜资源评价和利用研究。Tel：020-38469456，E-mail：823522867@qq.com。
基金资助:
广东省科技计划项目“粤港澳大湾区国际科技创新中心建设”(2021A0505050004); 广东省农村科技特派员项目“特色蔬菜新品种引进与绿色栽培技术示范推广”(KTP20210007); 广东省科技计划项目“华南抗疫病蔬菜资源的收集、筛选、鉴评及应用技术开发”(2019B030316015); 广东省自然科学基金项目“CsPUB54与pmRXLR1互作负向调控黄瓜对疫病抗性的分子机理研究”(2019A1515011310)

Taro Germplasm Resources: Genetic Diversity Analysis and Resistance Identification to Blight Based on SSR Markers

GUO Juxian¹(), WU Tingquan², LI Murong³, TANG Kang³, YAO Chunpeng¹, LI Guihua¹, LUO Wenlong¹, WANG Rui²()

¹Vegetable Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Key Laboratory for New Technology Research of Vegetables, Guangzhou 510640
²Institute of Facility Agriculture, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640
³South China Agricultural University, Guangzhou 510642

Received:2022-02-11 Revised:2022-05-02 Online:2022-12-25 Published:2023-01-17

摘要/Abstract

摘要：

为了了解不同来源芋头种质资源的遗传多样性及其对疫病的抗性，本研究从100对SSR引物中筛选出21对多态丰富的SSR引物，并将其用于109份芋头资源的遗传多样性分析，同时采用人工接种芋头疫霉菌的方法对这些资源进性行了抗性评价。结果表明，21对SSR引物在109份芋头资源中共扩增出71个等位基因，变幅在2~4个，平均有效等位基因数3.38；观测杂合度(Ho)变化范围为0.0481~0.8900，平均为0.3483；预期杂合度(He)的变化范围为0.0841~0.6709，平均为0.3794；种群平均Shannon遗传多样性指数为0.6733；遗传距离在0~1之间，平均遗传距离为0.6014。在分支距离为0.49处，可将供试芋头资源分为3个类群。60%以上的抗性资源集中于I和II类群。本研究可为筛选、鉴定优良芋头种质资源及遗传育种工作提供科学依据。

关键词: 芋, 种质资源, SSR标记, 遗传多样性, 抗病评价

Abstract:

In order to investigate the genetic diversity of taro germplasm resources from different sources and detect their resistance to blight, 21 pairs of SSR marker primers with high polymorphism were screened out from 100 pairs of SSR marker primers, and were used to analyze the genetic diversity of taro resources. Meanwhile, the resistance of 109 germplasm resources was evaluated by inoculating taro Phytophthora artificially. Results showed that a total of 71 polymorphic alleles were detected and the number of alleles per locus ranged from 2 to 4 with an average of 3.38 alleles. The observed heterozygosity (Ho) ranged from 0.0481 to 0.8900 with an average of 0.3483. The expected heterozygosity (He) ranged from 0.0841 to 0.6709 with an average of 0.3794. The average Shannon genetic diversity index (I) was 0.6733, the genetic distance was between 0 and 1, and the average genetic distance was 0.6014. The taro germplasm resources were divided into three groups at the genetic distance of 0.49. More than 60% of resistant germplasm resources belonged to I and II groups. This study could provide a scientific basis for screening and identification of excellent taro germplasm resources and genetic breeding.

Key words: taro, germplasm resources, SSR marker, genetic diversity, resistance identification

郭巨先, 吴廷全, 李沐蓉, 唐康, 姚春鹏, 李桂花, 罗文龙, 王瑞. 基于SSR标记的芋头种质资源遗传多样性分析及抗疫病鉴定[J]. 中国农学通报, 2022, 38(36): 112-119.

GUO Juxian, WU Tingquan, LI Murong, TANG Kang, YAO Chunpeng, LI Guihua, LUO Wenlong, WANG Rui. Taro Germplasm Resources: Genetic Diversity Analysis and Resistance Identification to Blight Based on SSR Markers[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(36): 112-119.

图/表 4

参考文献 30

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引物编号	上游引物(5’-3’)	下游引物(5’-3’)
M01	AAGGGGAATTTGGAGAGACG	GAGGAAGACCCAGGAGAAGG
M02	GGTCCAGTCTTCCTTCTCCC	TCCTGCAGAAGCACCTCC
M03	CATATCTGGGTGTTGGGGTC	CTGGCAGCTGATCATCAAGA
M04	GGGTCAGAGCTTTGGTGAAG	GATGCGAACCATGTGCATAC
M05	AGCAGCCTGAATTCGGTAAA	CATGTTACACAAGCCAACCG
M06	CATGGAAGGAGACCCCTGTA	CCAAGCATTGCAGGGACTAT
M07	TCCAGGATGGAAAGGACAAG	GACGCCTTTCACCTCTACCA
M08	TACCCCTCCCATAGCAAATG	CTTCCGGTCACAGTACACCC
M09	CTTGGATAAGGCTGGAGTCG	CCTTCTTCCTTCCTGCCTTC
M10	TACACTCAACAAGCCCACCA	GACTGAGGGGTGTCTCTCCA
M11	ACACCGAGTACACAGTGGCA	TAGTGACAACGAGCGTCTGC
M12	AAGCGTGGGAGACAAGAAGA	CACTTCCCCCTGCTTCAATA
M13	AGGATCAATGTGTTGGACCC	GCTCCAATCGTCCTCATCTC
M14	CAAGCACTTTTCTGCTTCCC	ATTTCTGTGGCATGTCTCCC
M15	GCGGAGGAAGGAGAGGAG	GTAGACCCTCTTGCTCACGG
M16	TCTTTCCCATCTTGTCGTCC	AGCGGAAGAGGGAGGAGATA
M17	ATTAGGGCTTTGGAGGAGGA	CTTAAAACCCCCGCCTTATC
M18	GCCAACATTTGAGATTGCGT	AACATCAGGGCCAAACAAAC
M19	AGATCGCTCTCCAAAGTCCA	GTCTTTTTCTCAGCAACGCC
M20	CTACAAAACCCGGAGAGCAG	GAAGAGGAGGAGGAGGAGGA
M21	CAAGGTTTGAACCGACGAAT	TTTTTGGTGGAAATGAATTTATGTAG

引物编号	上游引物(5’-3’)	下游引物(5’-3’)
M01	AAGGGGAATTTGGAGAGACG	GAGGAAGACCCAGGAGAAGG
M02	GGTCCAGTCTTCCTTCTCCC	TCCTGCAGAAGCACCTCC
M03	CATATCTGGGTGTTGGGGTC	CTGGCAGCTGATCATCAAGA
M04	GGGTCAGAGCTTTGGTGAAG	GATGCGAACCATGTGCATAC
M05	AGCAGCCTGAATTCGGTAAA	CATGTTACACAAGCCAACCG
M06	CATGGAAGGAGACCCCTGTA	CCAAGCATTGCAGGGACTAT
M07	TCCAGGATGGAAAGGACAAG	GACGCCTTTCACCTCTACCA
M08	TACCCCTCCCATAGCAAATG	CTTCCGGTCACAGTACACCC
M09	CTTGGATAAGGCTGGAGTCG	CCTTCTTCCTTCCTGCCTTC
M10	TACACTCAACAAGCCCACCA	GACTGAGGGGTGTCTCTCCA
M11	ACACCGAGTACACAGTGGCA	TAGTGACAACGAGCGTCTGC
M12	AAGCGTGGGAGACAAGAAGA	CACTTCCCCCTGCTTCAATA
M13	AGGATCAATGTGTTGGACCC	GCTCCAATCGTCCTCATCTC
M14	CAAGCACTTTTCTGCTTCCC	ATTTCTGTGGCATGTCTCCC
M15	GCGGAGGAAGGAGAGGAG	GTAGACCCTCTTGCTCACGG
M16	TCTTTCCCATCTTGTCGTCC	AGCGGAAGAGGGAGGAGATA
M17	ATTAGGGCTTTGGAGGAGGA	CTTAAAACCCCCGCCTTATC
M18	GCCAACATTTGAGATTGCGT	AACATCAGGGCCAAACAAAC
M19	AGATCGCTCTCCAAAGTCCA	GTCTTTTTCTCAGCAACGCC
M20	CTACAAAACCCGGAGAGCAG	GAAGAGGAGGAGGAGGAGGA
M21	CAAGGTTTGAACCGACGAAT	TTTTTGGTGGAAATGAATTTATGTAG

引物	等位基因数(N_a)	有效等位基因数(N_e)	Shannon’s多样性指数(I)	观测杂合度(H_o)	期望杂合度(H_e)	Nei’s多样性指数(H)
M01	2	1.8598	036550	0.5098	0.4646	0.4623
M02	3	1.3564	0.4740	0.3056	0.2640	0.2627
M03	3	2.4021	0.9581	0.1233	0.5877	0.5837
M04	3	1.1374	0.2715	0.1078	0.1214	0.1208
M05	3	1.4283	0.5616	0.2039	0.3013	0.2999
M06	4	1.3429	0.5402	0.1651	0.2565	0.2554
M07	4	2.1614	0.9344	0.6505	0.5399	0.5373
M08	3	1.2079	0.3435	0.1683	0.1729	0.1721
M09	4	1.7950	0.8551	0.4286	0.4452	0.4429
M10	3	1.6505	0.6922	0.2336	0.3960	0.3941
M11	4	1.3626	0.5661	0.1584	0.2674	0.2661
M12	4	1.6480	0.7813	0.3654	0.3951	0.3932
M13	4	2.2461	0.9056	0.8679	0.5574	0.5548
M14	2	1.9155	0.6709	0.1300	0.4804	0.4779
M15	4	1.3346	0.4686	0.2885	0.2519	0.2507
M16	4	3.0105	1.1802	0.7407	0.6709	0.6678
M17	2	1.0969	0.1875	0.0741	0.0887	0.0883
M18	4	2.8482	1.1034	0.5842	0.6521	0.6489
M19	4	2.5349	1.0851	0.8900	0.6085	0.6055
M20	4	1.5604	0.6971	0.2700	0.3610	0.3591
M21	3	1.0914	0.2079	0.0481	0.0841	0.0837
平均(Mean)	3.3810	1.7615	0.6733	0.3483	0.3794	0.3775

引物	等位基因数(N_a)	有效等位基因数(N_e)	Shannon’s多样性指数(I)	观测杂合度(H_o)	期望杂合度(H_e)	Nei’s多样性指数(H)
M01	2	1.8598	036550	0.5098	0.4646	0.4623
M02	3	1.3564	0.4740	0.3056	0.2640	0.2627
M03	3	2.4021	0.9581	0.1233	0.5877	0.5837
M04	3	1.1374	0.2715	0.1078	0.1214	0.1208
M05	3	1.4283	0.5616	0.2039	0.3013	0.2999
M06	4	1.3429	0.5402	0.1651	0.2565	0.2554
M07	4	2.1614	0.9344	0.6505	0.5399	0.5373
M08	3	1.2079	0.3435	0.1683	0.1729	0.1721
M09	4	1.7950	0.8551	0.4286	0.4452	0.4429
M10	3	1.6505	0.6922	0.2336	0.3960	0.3941
M11	4	1.3626	0.5661	0.1584	0.2674	0.2661
M12	4	1.6480	0.7813	0.3654	0.3951	0.3932
M13	4	2.2461	0.9056	0.8679	0.5574	0.5548
M14	2	1.9155	0.6709	0.1300	0.4804	0.4779
M15	4	1.3346	0.4686	0.2885	0.2519	0.2507
M16	4	3.0105	1.1802	0.7407	0.6709	0.6678
M17	2	1.0969	0.1875	0.0741	0.0887	0.0883
M18	4	2.8482	1.1034	0.5842	0.6521	0.6489
M19	4	2.5349	1.0851	0.8900	0.6085	0.6055
M20	4	1.5604	0.6971	0.2700	0.3610	0.3591
M21	3	1.0914	0.2079	0.0481	0.0841	0.0837
平均(Mean)	3.3810	1.7615	0.6733	0.3483	0.3794	0.3775

编号	品种名	类型	来源	疫病抗性	编号	品种名	类型	来源	疫病抗性
1	姜芋	多头芋	江西	感病	56	安社魁芋	魁芋	云南	感病
2	连州香芋	魁芋	广东连州	感病	57	安社多子芋9	多子芋	云南	感病
3	源记红芽芋	多子芋	江西	感病	58	安社多子芋7	多子芋	云南	感病
4	铅山红芽芋	多子芋	江西	感病	59	安社多子芋5	多子芋	云南	抗病
5	徐闻香芋	魁芋	广东	感病	60	古龙香芋	魁芋	广西	感病
6	广西荔浦芋	魁芋	广西	感病	61	广西魁芋	魁芋	广西	感病
7	红芽芋	多子芋	广东	感病	62	乐昌芋头	魁芋	广东	感病
8	花芋	多子芋	广东	感病	63	竹根芋	多子芋	湖南	感病
9	P360423025	多子芋	江西	感病	64	广西紫芋	魁芋	广西	中抗
10	2018361352	魁芋	江西	感病	65	P440182014	魁芋	江西	感病
11	温州红芽芋	多子芋	浙江	感病	66	P360982013	多子芋	江西	感病
12	狗头芋	多头芋	江西	感病	67	2019442081	多子芋	广东	感病
13	广东野芋	野芋	广东	感病	68	红禾芋	多子芋	湖南	感病
14	香芋	魁芋	广东	感病	69	山芋	多子芋	广东	感病
15	2019361241	多子芋	江西	感病	70	P442409	多子芋	广东	感病
16	百色多子芋	多子芋	广西	感病	71	安社多子芋1	多子芋	云南	感病
17	百色魁芋	魁芋	广西	感病	72	郴州香芋	魁芋	湖南	感病
18	海南多子芋	多子芋	海南	感病	73	清远红芽芋	多子芋	广东	感病
19	怀集魁芋	魁芋	广东	中抗	74	铁芋	魁芋	广东	感病
20	魁芋	魁芋	马来西亚	感病	75	2018108	魁芋	广东	感病
21	多头芋	多头芋	广西	感病	76	高杆芋	魁芋	广东	感病
22	2018361381	魁芋	江西	中抗	77	英德多子芋	多子芋	广东	感病
23	P361124003	魁芋	江西	感病	78	信宜红芽芋	多子芋	河南	感病
24	英德香芋	魁芋	广东	感病	79	2018442946	多子芋	广东	感病
25	20194402669	多子芋	广东	感病	80	益阳多子芋	多子芋	湖南	感病
26	狗头芋	多头芋	江西	感病	81	临武香芋	魁芋	湖南	感病
27	2018443046	魁芋	广东	感病	82	P440181015	多子芋	江西	感病
28	毛芋	多子芋	湖南	感病	83	2018443096	多子芋	广东	感病
29	炮弹芋	魁芋	广东	感病	84	连州岭芋	多子芋	广东	感病
30	廉江多子芋	多子芋	广东	感病	85	乐昌芋头	魁芋	广东	感病
31	白芋	多子芋	广东	感病	86	海丰香芋	魁芋	广东	感病
32	建水香芋	魁芋	云南	感病	87	郁南花芋	魁芋	广东	感病
33	2019361232	魁芋	江西	感病	88	10号荔浦	魁芋	广西	感病
34	百色魁芋	魁芋	广西	感病	89	常德香芋	魁芋	湖南	感病
35	白芽芋	多子芋	江西	中抗	90	丘北芋头	多子芋	云南	感病
36	岭芋	多子芋	广东	感病	91	八达多头芋	多头芋	云南	感病
37	云南白芽芋	多子芋	云南	感病	92	旱芋	多子芋	广东	感病
38	八达红芋	多子芋	云南	感病	93	广东多子芋	多子芋	广东	感病
39	紫禾芋	多子芋	湖南	感病	94	毛芋	多子芋	山东	感病
40	八达魁芋	魁芋	云南	抗病	95	内江多子芋	多子芋	四川	感病
41	白芋	多子芋	广东	感病	96	丘北多子芋2	多子芋	云南	感病
42	大芋	多子芋	广东	感病	97	安社魁芋6	魁芋	云南	抗病
43	广东魁芋	魁芋	广东	中抗	98	安社多子芋4	多子芋	江苏	感病
44	海南多头芋	多头芋	海南	感病	99	太仓多子芋	多子芋	江苏	感病
45	八达多子芋	多子芋	云南	抗病	100	平南芋	多子芋	云南	感病
46	八达白芋	多子芋	云南	感病	101	广南多子芋	多子芋	云南	感病
47	白芽芋	多子芋	山东	感病	102	富宁多子芋2	多子芋	云南	感病
48	奉化多子芋	多子芋	浙江	感病	103	富宁多子芋1	多子芋	云南	感病
49	黄芋	魁芋	广东	中抗	104	炭步芋头	魁芋	广东	感病
50	广东本地芋	多子芋	广东	感病	105	六盘芋头	多子芋	广东	感病
51	富宁魁芋	魁芋	云南	感病	106	安社多子芋3	多子芋	云南	感病
52	广南多子芋	多子芋	云南	感病	107	白云本地芋	多子芋	广东	感病
53	丘北多子芋	多子芋	云南	感病	108	湖南野芋	野芋	湖南	感病
54	兴化多子芋	多子芋	江苏	感病	109	P443502	多子芋	江西	感病
55	泰兴多子芋	多子芋	江苏	感病

基于SSR标记的芋头种质资源遗传多样性分析及抗疫病鉴定

Taro Germplasm Resources: Genetic Diversity Analysis and Resistance Identification to Blight Based on SSR Markers

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