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Genetic Diversity Analysis with SCoT and ISSR Marker of Wheat Germplasm at Home and Abroad
WANGErwei, WANGJiansheng, MAAichu, ZHANGXiaoru, HUANGYamin, CHENGGuoqiang, XIAOWanlu, GAOChan
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (19) : 67-74.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Genetic Diversity Analysis with SCoT and ISSR Marker of Wheat Germplasm at Home and Abroad
The study aims to analyze the diversity of DNA level of introduced wheat germplasm resources from home and abroad and reveal the genetic relationship between different wheat germplasms, and further provide abundant materials for wheat genetic improvement. The cluster analysis and principal component analysis were conducted for 48 wheat germplasms using SCoT and ISSR molecular markers. The mean number of band amplified by a single primer for SCoT marker or ISSR marker was 3.50. The mean number of effective alleles of SCoT primers and ISSR primers were 1.66 and 1.69, respectively. On the Shannon’s information index and Nei’s gene diversity index, the values of SCoT primer and ISSR primer were 0.57 and 0.39 respectively. The genetic similarity coefficient between wheat germplasm varied from 0.1703 to 0.9849 with an average value of 0.5580, which indicated that the genetic diversity of the tested wheat germplasms was rich. Based on Nei’s genetic similarity coefficient, 48 wheat germplasms could be divided into five groups. The results of principal component analysis were basically consistent with those of cluster analysis. There is the abundant genetic diversity among wheat germplasm. According to Nei’s genetic similarity coefficient between wheat germplasm, 48 wheat germplasm could be divided into five groups.
wheat germplasm / cluster analysis / principal component analysis / SCoT / ISSR
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| [2] |
何中虎, 夏先春, 陈新民, 等. 中国小麦育种进展与展望[J]. 作物学报, 2011, 37(2):202-215.
|
| [3] |
陈丹, 祝迪, 周国雁, 等. 滇西地区小麦地方品种SSR分子标记遗传多样性及亲缘关系分析[J]. 植物遗传资源学报, 2023, 24(2):445-457.
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| [4] |
许娜丽, 余慧霞, 姚明明, 等. 基于SSR和SRAP分子标记小麦品种资源遗传多样性及农艺性状分析[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(3):30-46.
为研究宁夏小麦品种资源遗传多样性，对251份国内外小麦品种资源的农艺和品质性状进行鉴定，并利用47对SSR（simple sequence repeat）和25对SRAP（sequence-related amplified polymorphism）引物对其进行分子标记分析。结果表明，47对SSR引物共检测到234个等位变异，等位变异数和多态性信息量（polymorphism information content， PIC）的变幅分别为3～11和0.097～0.862，平均值分别为4.979和0.652；25对SRAP引物共检测到342个等位变异，等位变异数、PIC的变幅分别为6～21、0.651～0.932，平均值分别为13.680、0.826，表明251份小麦品种资源具有丰富的遗传多样性。2种分子标记的72对引物将251份小麦品种资源聚为4个类群，类群Ⅰ～Ⅳ分别包括100、39、81和31份材料，不同类群间存在明显差异，其中，类群Ⅰ的平均穗长、结实数、穗粒数、穗粒重、千粒重、出粉率、容重、硬度指数均最高，水分含量最低；类群Ⅳ的平均穗下茎长、小穗数、粗蛋白含量、湿面筋含量、吸水率、沉降值均最高，表明类群Ⅰ和类群Ⅳ分别为产量与蛋白质性状的优异类群，为宁夏小麦遗传改良及新品种选育提供了理论指导。
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| [5] |
张会芳, 冯丽丽, 段俊枝, 等. 基于14个性状的118份小麦遗传多样性分析及综合评价[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(18):99-108.
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| [6] |
张楠, 彭义峰, 李亚青, 等. 基于55K SNP芯片分析的优质小麦的遗传多样性[J]. 麦类作物学报, 2022, 42(3):264-271.
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| [7] |
卢茂昂, 彭小爱, 张玲, 等. 基于55K SNP芯片揭示小麦育种亲本遗传多样性[J]. 作物学报, 2023, 49(6):1708-1714.
为了解不同省份小麦亲本材料间的遗传多样性, 以150份分布于安徽、江苏、河南、四川及山东等省份小麦种质资源为试验材料, 利用小麦55K SNP芯片对其进行遗传多样性分析、聚类分析、主成分分析及群体结构分析。结果表明, 在150份小麦材料中共检测到52,537个SNP位点, 质控后共获得39,422个有效标记, 其中多态性标记为38,135个, 占有效标记数96.74%。多态性标记在亚基因组间分布呈现D (10,450)<A (12,365)<B (15,290); 平均多态信息含量(PIC)为0.315, 变幅为0.068~0.375。各省供试材料平均遗传距离呈现: 河南省>四川省>山东省>江苏省>安徽省; 聚类分析、主成分分析和群体结构分析结果高度一致, 分群结果与血缘关系、区域来源及育成单位均较为吻合。本研究表明各省份平均多态性信息含量处于中度多态水平, 但材料平均遗传距离较为接近, 仍需引入优质种质资源, 缓解材料同质化情况, 增加小麦应对逆境胁迫能力, 减轻小麦实际生产中的脆弱性及风险性。
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| [8] |
张会芳, 冯晓, 冯丽丽, 等. 2005—2020年河南主推中筋小麦遗传多样性及聚类分析[J]. 种子, 2022, 41(11):71-77.
|
| [9] |
郑少兵, 郭一, 陈俐, 等. 西藏小麦条锈菌群体结构与遗传多样性[J]. 植物保护学报, 2022, 49(6):1583-1592
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| [10] |
谢静敏, 侯万伟, 张小娟. 青海省小麦品种基于55KSNP芯片的遗传多样性分析[J]. 麦类作物学报, 2022, 42(11):1343-1350.
|
| [11] |
高翔, 庞红喜, 裴阿卫. 分子标记技术在植物遗传多样性研究中的应用[J]. 河南农业大学学报, 2002, 36(4):356-359.
|
| [12] |
曹廷杰, 谢菁忠, 吴秋红, 等. 河南省近年审定小麦品种基于系谱和SNP标记的遗传多样性分析[J]. 作物学报, 2015, 41(2):197-206.
|
| [13] |
韩芳, 亓佳佳, 马守才, 等. 黄淮麦区部分小麦品种系遗传多样性的SRAP分析[J]. 西北农业学报, 2014, 23(12):60-67.
|
| [14] |
罗琴, 杨在君, 彭正松, 等. 人工合成六倍体小麦的ISSR位点遗传多样性分析[J]. 华北农学报, 2016, 31(4):119-125.
为了解人工合成六倍体小麦品种的遗传多样性，选用了100条ISSR引物对11份人工合成小麦和3个普通小麦材料（TP、HTS-1、CS）进行了遗传多样性分析。筛选出了42条引物可用于遗传多样性分析，其中有24条引物对供试材料具有较强的鉴别能力。42条引物共扩增出了273个条带，每条引物扩增出的条带数是3～12，平均每条为6.5，同时检测到在14份小麦试材中有170（占62.3%）个等位变异位点，引物等位变异数为1～11，平均每个位点出现4.5个等位变异。42条引物扩增产物的多态性信息量（PIC）为0.499～0.879，平均为0.767，多数引物扩增的多态性信息量在0.800左右。14份材料间的遗传相似系数为0.663～0.934，平均为0.790。根据材料间的遗传相似系数聚类，14个材料被聚为3类，其中聚为第2类的试材最多。本研究表明，14份小麦材料遗传相似性较大，亲缘关系较近，但参试材料总体遗传多样性水平较高。聚类分析结果与试材系谱及亲本来源相吻合。结果表明ISSR标记技术可应用于物种的鉴别、遗传多样性研究和遗传图谱构建。
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| [15] |
徐志, 章振羽, 姬红丽, 等. 四川小麦品种的遗传多样性及其对条锈病和白粉病的抗性[J]. 麦类作物学报, 2017, 37(2):258-267.
|
| [16] |
|
| [17] |
王健胜, 贺军虎, 陈华蕊, 等. 菠萝种质目标起始密码子(SCoT)遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报, 2015, 16(4):854-862.
|
| [18] |
刘青松, 陈立波, 李志勇, 等. ISSR-PCR正交优化设计基础上的不同苜蓿种质遗传多样性研究[J]. 华北农学报, 2014, 28(S):45-49.
|
| [19] |
许娜丽, 王新华, 马冬花, 等. 251份小麦种质资源的主要农艺与品质性状遗传多样性分析[J]. 西南农业学报, 2021, 52(9):2404-2416.
|
| [20] |
易腾飞, 李珊珊, 李嘉豪, 等. 261份小麦品种基于农艺性状的遗传多样性分析[J]. 河北农业大学学报, 2018, 41(2):7-13.
以6个省份近20年来审定的261份小麦品种为材料，在3个环境下（保定，沧州，邢台）分别统计，测定7个重要农艺性状（抽穗期，成熟期，灌浆时间，灌浆速率，旗叶夹角，旗叶面积，千粒重），分析小麦品种的遗传多样性结果表明：供试材料在3个环境下，7个农艺性状基本达到极显着相关水平，均能稳定表达且受环境作用较小在7个农艺性状中，旗叶夹角的变异系数最大，为36.24％，成熟期的变异系数最小，为2.59％;陕西省，河北省，北京市，河南省，山西省，江苏省小麦品种遗传多样性指数依次为1.80,1.77,1.75,1.69,1.68,1.11;对261个小麦品种进行聚类分析，得到3个亚群，但各亚群间除旗叶面积以外的其他6个性状相差不大，表明供试材料间的亲缘关系较近，其遗传基础需要进一步拓宽。本研究可为小麦育种亲本选育提供参考和理论依据。
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| [21] |
张凡, 刘国涛, 杨春玲. 620份小麦种质资源农艺性状调查及其遗传多样性分析[J]. 山东农业科学, 2022, 54(3):15-21.
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| [22] |
王珊珊, 周长艳, 张向前, 等. 航天育种小麦品系主要农艺性状遗传多样性及产量差异性分析[J]. 北方农业学报, 2019, 47(3):1-6.
为明确航天小麦育种品系主要农艺性状以及产量间的差异性,为航天小麦育种的选育以及呼伦贝尔地区主栽小麦品种的筛选提供理论依据和实践基础。试验对11个经过航天诱变的小麦品系和1个未经过航天诱变的小麦品种（对照）进行了主要农艺性状和产量差异性分析。结果表明：12个参试小麦品种（系）生育期为78~85 d。各性状的遗传多样性指数和变异系数存在较大差异,其中,无效小穗数的多样性指数和变异系数最大,其值分别为0.50和18.52%;穗粒数的遗传多样性指数最小,其值为0.43;变异系数最小的是容重,其值为1.56%。聚类分析将12个参试小麦品种（系）分成了3个类群。综合不同小麦品种（系）的生育期、穗粒数、千粒重、产量等指标分析得出,T2588-26-14-4品系适宜在呼伦贝尔地区推广种植,可为申请品种审定做准备。
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| [23] |
李晓荣, 张中平, 孙永海, 等. 西南麦区96份小麦育种材料重要农艺性状的遗传多样性分析[J]. 南方农业学报, 2021, 52(9):2358-2368.
|
| [24] |
陈天青, 隋建枢, 张立异, 等. 贵州小麦育种核心种质的遗传多样性分析[J]. 西南农业学报, 2015, 28(5):1879-1887.
|
| [25] |
李鲜花, 刘永华, 刘辉, 等. 我国黄淮冬麦区小麦品种与美国冬小麦品种的遗传多样性比较[J]. 麦类作物学报, 2014, 34(6):751-757.
|
| [26] |
刘易科, 朱展望, 陈泠, 等. 基于SNP标记揭示我国小麦品种(系)的遗传多样性[J]. 作物学报, 2020, 46(2):307-314.
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| [27] |
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