張俊超，謝文剛，趙旭紅，張宗瑜，趙永強(qiáng)，王彥榮

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 農(nóng)業(yè)部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 草業(yè)科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

利用EST-SSR標(biāo)記構(gòu)建中國老芒麥品種DNA指紋圖譜及種質(zhì)遺傳多樣性

張俊超，謝文剛，趙旭紅，張宗瑜，趙永強(qiáng)，王彥榮

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 農(nóng)業(yè)部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 草業(yè)科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

植物生產(chǎn)層

本研究利用EST-SSR分子標(biāo)記，對國內(nèi)的52份老芒麥(Elymussibiricus)材料進(jìn)行遺傳多樣性的研究，并構(gòu)建了7個(gè)老芒麥品種及栽培材料的DNA指紋圖譜。20對EST-SSR引物共產(chǎn)生204個(gè)條帶，平均每對引物擴(kuò)增出10.2條帶，176(86.27%)條帶為多態(tài)性條帶，表明供試材料具有較高水平的多態(tài)性。同時(shí)，引物Elw404和Elw195構(gòu)建的指紋圖譜較為容易地將品種和栽培材料與其他材料區(qū)別開。分子方差分析(AMOVA)表明,老芒麥地理區(qū)域內(nèi)(73.94%)的遺傳變異遠(yuǎn)高于地理區(qū)域間(26.06%)。結(jié)構(gòu)分析將52份材料分為5組，主成分分析(PCoA)結(jié)果與之相似。與品種及栽培材料相比，野生材料具有更高的遺傳多樣性[多態(tài)性條帶數(shù)(NPB)為174，多態(tài)性百分比(PPB)為85.29%，香農(nóng)多樣性信息指數(shù)(I)為0.296 6，Nei’s基因多樣性(H)為0.179 8，觀察等位基因數(shù)(Na)為1.852 9]，可作為重要的遺傳資源用于后續(xù)的育種工作。本研究結(jié)果表明，EST-SSR分子標(biāo)記可以有效地評價(jià)老芒麥種質(zhì)遺傳多樣性及進(jìn)行品種鑒定。研究結(jié)果為制定老芒麥種質(zhì)原位和非原位保護(hù)策略提供參考。

老芒麥；DNA指紋圖譜；EST-SSR；遺傳變異；種質(zhì)保護(hù)

準(zhǔn)確地鑒別植物栽培材料、品種及野生材料，并明確它們的遺傳關(guān)系，是育種研究、品種管控與登記，以及保護(hù)育種者權(quán)利的基礎(chǔ)[1]。傳統(tǒng)方法中，植物品種的鑒別常使用形態(tài)學(xué)與生育期特性相結(jié)合的方法，但這種方法具有比較困難、定義不明確、耗時(shí)且具主觀性的缺點(diǎn)。同時(shí)，鑒定的準(zhǔn)確性會受環(huán)境因素的影響而受限制。DNA指紋圖譜技術(shù)則可有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的缺陷，這種新方法可以將植物任何生理時(shí)期的任何組織作為材料。很多分子標(biāo)記，諸如RAPD、ISSR、SSR、SRAP、SCOT[2-6]等，已經(jīng)成功地在許多作物和牧草物種中用于品種鑒別和遺傳多樣性的測定。其中，SSR標(biāo)記具有高突變率、共顯性和高重復(fù)性的優(yōu)點(diǎn)，可作為理想的標(biāo)記方法，用于牧草及一些農(nóng)業(yè)和園藝植物的品種鑒定和遺傳多樣性的研究[7-11]。

披堿草屬(Elymus)是小麥族(Triticeae)中最大的屬，它包含遍及世界的150個(gè)物種[12]。老芒麥(E.sibiricus)，又稱西伯利亞野黑麥(Siberian wild rye)，在世界范圍分布廣泛，如在東歐、西伯利亞、中亞、西亞、蒙古、朝鮮、及印度均有分布[13]，在北美洲也有少量分布，主要集中在亞北極地區(qū)，即阿拉斯加和加拿大北部[14-15]。國內(nèi)老芒麥的種質(zhì)豐富且多樣化，它的主要分布地區(qū)包括河北、內(nèi)蒙古、山西、陜西、西藏、青海、四川、甘肅及新疆等省(區(qū))[4-6,16]。老芒麥?zhǔn)且环N多年生、自花授粉的異源四倍體牧草[14]。它具有對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，耐寒、耐旱性良好以及出色的草品質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于天然草地和栽培草地。但老芒麥在品種選育和遺傳改良方面的進(jìn)展較為緩慢。到目前為止，國內(nèi)僅登記了8個(gè)老芒麥品種，其中的一些品種有著相對狹窄的遺傳背景。這可能與育種的原始材料在自然或人工條件下與已有推廣品種發(fā)生雜交有關(guān)[17]。因此，老芒麥品種選育進(jìn)展緩慢的原因之一是缺少有效的遺傳資源和遺傳變異。鄢家俊等[4]采用SRAP和SSR分子標(biāo)記研究了青藏高原地區(qū)的野生老芒麥種質(zhì)遺傳多樣性，結(jié)果表明該地區(qū)的老芒麥種質(zhì)具有豐富的遺傳多樣性。Xie等[18]基于EST-SSR標(biāo)記研究發(fā)現(xiàn)，來自青藏高原地區(qū)具有不同落粒性的老芒麥種質(zhì)的遺傳多樣性水平較高。Xie等[6]采用ScoT分子標(biāo)記，Ma等[19]運(yùn)用醇溶蛋白標(biāo)記，均發(fā)現(xiàn)世界來源的老芒麥材料具有高水平的遺傳變異，且遺傳分化與其生態(tài)地理環(huán)境有密切關(guān)系。然而，針對國內(nèi)老芒麥主要分布地區(qū)的種質(zhì)遺傳多樣性和遺傳關(guān)系并未有較好的論述。構(gòu)建老芒麥品種和栽培材料的DNA指紋圖譜，在國內(nèi)外報(bào)道較少[17,20]。因此，借助EST-SSR分子標(biāo)記構(gòu)建國內(nèi)老芒麥品種指紋圖譜，并對國內(nèi)野生老芒麥材料和品種間進(jìn)行深層次的遺傳多樣性比較分析，可以對老芒麥遺傳多樣性分布提供新的見解。

本研究利用EST-SSR分子標(biāo)記構(gòu)建7個(gè)老芒麥品種及栽培材料的DNA指紋圖譜，評價(jià)與比較品種、栽培材料和野生材料間的遺傳多樣性和親緣關(guān)系，以期促進(jìn)老芒麥種質(zhì)收集、保護(hù)和育種工作。

1 材料與方法

1.1樣本收集

研究所用的52份老芒麥材料均來自國內(nèi)，主要包括品種、栽培材料和野生材料(表1)。其中包括4個(gè)栽培品種(同德、青牧1號、川草2號、紅原)，18份引種材料由美國農(nóng)業(yè)部提供，其他材料由蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)和四川省草原科學(xué)研究院提供。所有的材料按起源地和自然區(qū)劃可歸結(jié)為5個(gè)地理區(qū)域，分別為青海(QH)、新疆(XJ)、四川(SC)、內(nèi)蒙古(NM)和甘肅(GS)。

表1 試驗(yàn)中老芒麥材料的信息Table 1 Elymus sibiricus accessions used in the study

1.2DNA提取

每份材料選取25個(gè)幼苗的葉片等量混合，經(jīng)凍干處理后采用改進(jìn)的CTAB法提取DNA[21]。通過使用Nanodrop分光光度計(jì)和瓊脂糖凝膠電泳對DNA的濃度和質(zhì)量進(jìn)行測定。最后，DNA的濃度使用ddH2O調(diào)整為25 ng·μL-1用以進(jìn)一步的分析。

1.3引物篩選及PCR擴(kuò)增

本研究中，100對EST-SSR引物主要來源于披堿草屬、擬鵝觀草屬(Pseudoroegneria)及賴草屬(Leymus)[22-23]。最終，篩選出20對多態(tài)性高的EST-SSR引物用于52份老芒麥材料遺傳多樣性評價(jià)。PCR擴(kuò)增反應(yīng)在PTC-200熱循環(huán)儀上進(jìn)行，擴(kuò)增程序：94 ℃變性15 s，65→60 ℃退火30 s，72 ℃延伸1 min，共5個(gè)循環(huán)；接下來是94 ℃變性30 s，60 ℃退火30 s，72 ℃延伸1min，共30個(gè)循環(huán)；最后72 ℃延伸7 min；4 ℃保存。擴(kuò)增片段點(diǎn)樣于6%變性聚丙烯酰胺凝膠，電泳后，凝膠用AgNO3溶液染色，顯影后在凝膠成像系統(tǒng)拍照。

1.4數(shù)據(jù)分析

對清晰度高、分辨度好的擴(kuò)增條帶按照條帶的有無分別記為1，0。參照以下公式[24]計(jì)算每一對EST-SSR引物的多態(tài)信息含量值(PIC)：

PIC=1-p2-q2.

式中：p表示有帶所占的頻率，q表示無帶所占的頻率。條帶的信息量(Ib)按照如下公式[25]計(jì)算：

Ib=1-(2×|0.5-p|).

式中：p表示有帶的品種或基因型所占的比例。

條帶的分辨率(Rp)通過如下公式來計(jì)算[24]：

Rp=∑Ib.

POPGENE 32 v1.31軟件[26]用在假定Hardy-Weinberg平衡條件下計(jì)算這些材料的遺傳一致度(GI)、遺傳距離(GD)、多態(tài)性條帶數(shù)(NPB)、多態(tài)性百分比(PPB)、香農(nóng)多樣性信息指數(shù)(I)、Nei’s基因多樣性(H)及觀察等位基因數(shù)(Na)。采用AMOVA v1.55軟件分析類群內(nèi)和類群間遺傳變異[27]。STRUCTURE v2.3.4軟件[28-29]進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)分析。由NTSYS v2.10軟件進(jìn)行主坐標(biāo)分析，同時(shí)利用品種和栽培材料的數(shù)據(jù)，結(jié)合Winboot軟件構(gòu)建系統(tǒng)樹圖[30-31]。其中，POPGENE和AMOVA的輸入文件由DCFA v1.1軟件準(zhǔn)備[32]。

1.5DNA指紋圖譜的構(gòu)建和計(jì)算機(jī)化

老芒麥DNA指紋圖譜的構(gòu)建主要參考鴨茅指紋圖譜構(gòu)建的方法[33]。DNA指紋模型通過數(shù)字0和1轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)語言來表示，即1代表有帶，0代表無帶[34]。

2 結(jié)果

2.1基于EST-SSR標(biāo)記構(gòu)建DNA指紋圖譜

本研究中，20對EST-SSR引物是由100對EST-SSR引物篩選而來，這些引物可擴(kuò)增出多態(tài)性高且清晰的條帶(表2)。每對引物擴(kuò)增出的多態(tài)性條帶數(shù)量從2(Ps3577)到21(Elw306)不等，平均值為8.8。20對EST-SSR引物的多態(tài)信息含量(PIC)變化范圍為0.26(Ps3577)～0.50(Ps1475,Elw228)。條帶分辨率(Rp)從0.27(Ltc0055)到7.42(Elw404)不等，平均值為3.01?；谝陨辖Y(jié)果，Elw306(總條帶數(shù)和多態(tài)性條帶數(shù)均為最大值)、Elw404(Rp為最大值)、Ps2283、Elw195和Elw187這5對引物在遺傳多樣性分析中具有更多的潛力，可以較少的引物研究更多的個(gè)體和取樣點(diǎn)。

引物Elw404和Elw195的條帶分辨率及多態(tài)信息含量值較大，被選作用于構(gòu)建7份老芒麥品種和栽培材料的DNA指紋圖譜(圖1)。兩對引物擴(kuò)增的條帶數(shù)分別為17和14，條帶大小范圍為109～335 bp，這些獨(dú)一無二的指紋圖譜很容易將7份供試材料相互區(qū)別開。

2.2老芒麥種質(zhì)遺傳多樣性

20對引物共擴(kuò)增出204條帶，其中176條帶(86.27%)為多態(tài)性條帶(表1)，表明52份老芒麥材料具有高水平的遺傳多態(tài)性。此外，與品種和栽培材料(PPB=50.98%,I=0.234 7,H=0.151 0,Na=1.509 8)相比，野生老芒麥材料具有更大的變異性(PPB=85.29%,I=0.296 6,H=0.179 8,Na=1.852 9)(表3)，這一結(jié)果可能與試驗(yàn)中栽培材料數(shù)量較少有關(guān)。同時(shí)表明野生老芒麥材料有著廣泛的遺傳背景，可作為重要的基因庫用于品種改良。

2.3遺傳關(guān)系和類群結(jié)構(gòu)

AMOVA分析表明,老芒麥地理類群內(nèi)部的遺傳變異為73.94%，地理類群間的遺傳變異為26.06%(表4)。5個(gè)地區(qū)材料的遺傳一致度(GI)從0.941 0到0.895 2不等(表5)。青海和新疆材料間的遺傳一致度最小，為0.895 2。四川與甘肅材料間的遺傳一致度最大，為0.941 0，兩個(gè)類群材料均采樣于青藏高原的東北緣。

借助STRUCRURE V 2.3.4軟件，基于哈迪溫伯格(Hardy-Weinberg)平衡，對52份材料的遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估，根據(jù)最大似然值和ΔK值可得到類群數(shù)目的最佳值(圖2)。K=5時(shí)，所有的材料聚集為5個(gè)類群，這與老芒麥地理分布幾乎一致，因此5就是最合適7份野生材料；類群Ⅳ包含來自內(nèi)蒙古的2個(gè)栽培材料和4份野生材料；最后一個(gè)類群包括來自甘肅省的22份野生材料。主坐標(biāo)分析遺傳關(guān)系的結(jié)果與結(jié)構(gòu)分析一致：前3個(gè)主成分可解釋69.44%的總變異，它們分別占39.61%、29.83%和13.77%(圖3)。

表2 20對EST-SSR引物用于老芒麥品種、栽培材料和野生材料基因型的研究Table 2 20 EST-SSR primers used to genotype Elymus sibiricus cultivars and, cultivated and wild accessions

圖1 通過Elw404和Elw195兩對引物構(gòu)建老芒麥品種(栽培種)指紋圖譜Fig. 1 Molecular fingerprinting of Elymus sibiricus cultivars (cultivated accessions) using the primers Elw404 and Elw195

注：1號材料為同德，2號材料為青牧1號，3號材料為PI499468，4號材料為川草2號，5號材料為紅原，6號材料為PI499457，7號材料為PI499456。

Note: 1, Tongde; 2, Qingmu No.1; 3, PI499468; 4, Chuancao No.2; 5, Hongyuan; 6, PI499457; 7, PI499456.

表3 EST-SSR標(biāo)記用于老芒麥品種和栽培材料與野生材料的遺傳變異性Table 3 Genetic variability between cultivar & cultivated accessions and wild groups of Elymus sibiricus detected by EST-SSR markers

Note: PB，Polymorphic bands；I，Shannon information index of diversity；H，Nei’s genetic diversity；Na，observed number of alleles values.的類群數(shù)目。類群Ⅰ包括來自青海省的2個(gè)品種和3份野生材料；類群Ⅱ包含來自新疆的1個(gè)栽培材料和9份野生材料；類群Ⅲ包括來自四川省的2個(gè)品種和

表4 基于EST-SSR標(biāo)記對老芒麥的分子方差分析Table 4 Analysis of molecular variance of Elymus sibiricus based on EST-SSR markers

表5 老芒麥5個(gè)地理類群間Nei’s遺傳一致度(對角線上部)和遺傳距離(對角線下部) Table 5 Pairwise Nei’s genetic identity (above diagonal) and genetic distance (below diagonal) for five geographical populations of Elymus sibiricus

圖2 中國52份老芒麥材料遺傳結(jié)構(gòu)分析Fig. 2 STRUCTURE analysis of 52 Elymus sibiricus accessions in China

注：類群編碼同表1所示，不同的個(gè)體具有相同的顏色表示它們歸屬為同一類群。

Note: The population codes are indicated in Table 1. Same color in different individuals indicates that they belong to the same cluster.

圖3 基于EST-SSR標(biāo)記使用Dice遺傳相似矩陣對52份老芒麥進(jìn)行主坐標(biāo)分析的三維發(fā)散圖Fig. 3 Principal coordinates analysis of three-dimensional scatter diagram for EST-SSR markers using the Dice genetic similarity matrix for 52 Elymus sibiricus accessions

利用統(tǒng)計(jì)所得數(shù)據(jù)，將3個(gè)品種和4份栽培材料單獨(dú)進(jìn)行聚類，由此得到的系統(tǒng)樹圖揭示了這幾份材料間的遺傳關(guān)系(圖4)。這些材料聚為兩大類(Ⅰ和Ⅱ)，并且類群Ⅰ包括3個(gè)亞類群(A，B，C)。3個(gè)省(區(qū))的6份材料聚在類群Ⅰ，同一地區(qū)的2份材料又形成單獨(dú)的亞類群，而類群Ⅱ僅包括來自新疆的1個(gè)栽培材料。

3 討論與結(jié)論

3.1老芒麥種質(zhì)遺傳多樣性及遺傳變異

老芒麥種質(zhì)遺傳多樣性的研究，既可促進(jìn)對該物種種質(zhì)資源的管理、評價(jià)及利用，也是創(chuàng)制老芒麥優(yōu)異新品種的基礎(chǔ)工作[35]。本研究中，利用EST-ISSR引物擴(kuò)增的多態(tài)性條帶百分比(PPB)為86.27%，表明老芒麥具有高水平的遺傳多樣性。該結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似，如SRAP(PPB=86.48%)[4]，SSR(PPB=86.88%)[5]，高于ISSR(PPB=77.20%)[3]和RAPD(PPB=78.65%)[2]，但是低于SCoT(PPB=89.0%)[6]和醇溶蛋白(PPB=90.4%)[19]。老芒麥高水平的遺傳多樣性可能是由于其地理來源多樣化和分子標(biāo)記的高效性，在象草(Pennisetumpurpureum)[36]和大豆(Glycinemax)[37]的研究報(bào)道中已證明地理來源和遺傳多樣性之間有較強(qiáng)的相關(guān)性，嚴(yán)學(xué)兵等[38]認(rèn)為地理生態(tài)環(huán)境與披堿草屬植物的遺傳變異有關(guān)，并指出青藏高原與蒙古高原多變的氣候與環(huán)境因素會引起該屬同種不同居群間遺傳變異增大。本研究中，用于研究的52份老芒麥來自5個(gè)不同的地理區(qū)域，且它們具有不同的生態(tài)地理?xiàng)l件。有研究認(rèn)為，引物平均多態(tài)信息含量值(PIC)與群體遺傳變異程度正相關(guān)[39]。本研究所用20對EST-SSR引物PIC值范圍為0.26～0.50，平均值為0.43，表明供試?yán)厦Ⅺ湶牧祥g遺傳變異程度較高。同時(shí)，這些引物擴(kuò)增出204條帶，其中176條具多態(tài)性。以上結(jié)果及前人的研究分析均表明EST-SSR標(biāo)記用于評價(jià)老芒麥遺傳多樣性是一種有效的工具。

圖4 基于Jaccard’s遺傳相似性及非加權(quán)組平均法推導(dǎo)出老芒麥品種和栽培材料的系統(tǒng)樹圖Fig. 4 UPGMA-derived dendrogram of Elymus sibiricus cultivar and cultivated accessions based on Jaccard’s genetic similarity

注：圖中只表示出bootstrap值大于50%的部分。

Note: Only bootstrap values higher than 50% are presented.

3.2品種和栽培材料與野生材料的遺傳多樣性比較

關(guān)于野生材料與品種/栽培材料間遺傳多樣性比較的研究未見報(bào)道。本研究結(jié)果表明，與品種/栽培材料(PPB=50.98%，I=0.234 7,H=0.151 0,Na=1.509 8)相比，野生材料(PPB=85.29%，I=0.296 6,H=0.179 8,Na=1.852 9)具有更高的遺傳多樣性。有研究表明，與野生材料相比，品種/栽培材料的遺傳多樣性較低，如荔枝(Litchichinensis)[40]、水稻(Oryzarufipogon)[41]、大豆[42]和珍珠粟(Pennisetumglaucum)[43]等。研究者曾指出與目的農(nóng)藝性狀相關(guān)的大多數(shù)位點(diǎn)(如生育期、葉面積和產(chǎn)量等)在育種進(jìn)程中被選擇并保留下來，但也有很多基因在此過程中丟失[44]。

單株選擇法或系譜法，是自花授粉植物培育新品種的一種基本方法[45]。前人報(bào)道指出，單株選擇法可以從混合系中分離出純系，并可以在其子代保留最好的基因型[46]。因此，作為一種自花授粉植物，老芒麥在育種進(jìn)程中可能因多次單株選擇，導(dǎo)致雜合子的數(shù)目減少而純合子增加[47]。以上因素降低了老芒麥品種/栽培材料的遺傳多樣性。相比之下，野生種質(zhì)材料，因此它們具有更高的遺傳多樣性[48-49]。因此，具有豐富遺傳多樣性的野生材料在今后的育種工作中應(yīng)作為重要的遺傳資源。

本研究采用EST-SSR標(biāo)記構(gòu)建老芒麥指紋圖譜，能夠區(qū)別不同品種及栽培材料的遺傳特異性，同時(shí)也為國內(nèi)老芒麥品種知識產(chǎn)權(quán)和育種家的權(quán)益提供保障。

3.3老芒麥種質(zhì)資源保護(hù)

其他的研究已證明國內(nèi)的老芒麥種質(zhì)資源豐富且具多樣性，可以通過不同的標(biāo)記方法揭示其豐富的表型性狀和較高的遺傳多樣性[2-6,18-19]。本研究發(fā)現(xiàn),與品種/栽培材料比較，野生材料具有更高的遺傳多樣性，且地理類群內(nèi)具有更大的遺傳變異。研究表明，近年來生態(tài)環(huán)境日益惡化加之自然災(zāi)害頻發(fā)，造成大量野生老芒麥種質(zhì)資源急劇下降[50]。同時(shí)，落后、單一的育種方法及種質(zhì)收集保存不充分，使得國內(nèi)只有少數(shù)的老芒麥品種[51-52]。因此，需要更加關(guān)注原位保護(hù)和非原位保護(hù)，以及特殊地理類群的老芒麥種質(zhì)的收集與保護(hù)，從而為優(yōu)異種質(zhì)篩選和育種奠定基礎(chǔ)。

綜上，EST-SSR分子標(biāo)記是研究老芒麥種質(zhì)遺傳多樣性的有效方法，由此也證明我國老芒麥種質(zhì)具有豐富的遺傳變異，這在野生老芒麥材料中體現(xiàn)的尤為明顯。為此，在開展老芒麥育種研究工作的同時(shí)，也更應(yīng)注重老芒麥種質(zhì)資源的收集、保護(hù)和利用等。

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EST-SSRmarkerbasedDNAfingerprintingforcultivaridentificationandgeneticdiversityanalysisofElymussibiricusgermplasminChina

Zhang Jun-chao, Xie Wen-gang, Zhao Xu-hong, Zhang Zong-yu, Zhao Yong-qiang, Wang Yan-rong

(State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation, Ministry of Agriculture, National Demonstration Center for Experimental Grassland Science Education (Lanzhou University), College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, Gansu, China)

In this study, EST-SSR markers were used to analyze the genetic diversity of 52Elymussibiricusaccessions, and to construct DNA fingerprinting profiles of sevenE.sibiricuscultivated accessions and cultivars in China. A total of 204 bands were generated from 20 EST-SSR markers with an average of 10.2 bands per marker. Of the total, 176 (86.27%) bands were polymorphic, indicating that the tested materials possessed a high level of polymorphism. The primers Elw404 and Elw195 could distinguish the seven cultivated accessions and cultivarsfrom other wild materials. Analysis of molecular variance showed that genetic variation was greater within geographical regions (73.94%) than between them (26.06%). Structure analysis suggested that the 52 accessions were clustered into five groups; a similar result was obtained using principal coordinate analysis. Compared with cultivars and cultivated accessions,wild accessions[number of polymorphic bands=174, percentage of polymorphic bands (PPB)=85.29%, Shannon’s information index (I)=0.296 6, Nei’s gene diversity (H)=0.179 8, observed number of alleles (Na)=1.852 9] possessed higher genetic diversity, suggesting that wild accessions could be used as important genetic resources for future breeding programs. Furthermore, ex situ and in situ conservation strategies were suggested forE.sibiricusgermplasm. The results of the present study showed that EST-SSR markers provided an efficient means of assessing genetic diversity and identifying cultivars inE.sibiricus.

Elymussibiricus; DNA fingerprinting; EST-SSR markers; genetic and variation; germplasm conservation

Xie Wen-gang E-mail:xiewg@lzu.edu.cn;

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0580

張俊超，謝文剛，趙旭紅，張宗瑜，趙永強(qiáng)，王彥榮.利用EST-SSR標(biāo)記構(gòu)建中國老芒麥品種DNA指紋圖譜及種質(zhì)遺傳多樣性.草業(yè)科學(xué),2017,34(10)：2052-2062.

Zhang J C,Xie W G,Zhao X H,Zhang Z Y,Zhao Y Q,Wang Y R.EST-SSR marker based DNA fingerprinting for cultivar identification and genetic diversity analysis ofElymussibiricusgermplasm in China.Pratacultural Science，2017,34(10)：2052-2062.

S543+.9;Q943

A

1001-0629(2017)10-2052-11

2016-11-17

2017-03-13

國家基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(973項(xiàng)目)(2014CB138704)；長江學(xué)者與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT-17R50)；國家自然科學(xué)基金(31302023)；中央高校基礎(chǔ)研究基金(LZUJBKY-2016-7);草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題

張俊超(1990-)，男，河南駐馬店人，在讀博士生，主要從事牧草種質(zhì)資源與育種研究。E-mail：zhangjch16@lzu.edu.cn

謝文剛(1982-)，男，四川資中人，副教授，博士，主要從事牧草遺傳育種研究。E-mail:xiewg@lzu.edu.cn

王彥榮(1956-)，女，吉林大安人，教授，博士，主要從事草類種子及種質(zhì)資源研究。E-mail:yrwang@lzu.edu.cn

Wang Yan-rong E-mail:yrwang@lzu.edu.cn

(責(zé)任編輯 王芳)