長江流域主要常規雙季早秈稻的遺傳相似性分析及指紋圖譜構建

戴冬青張華麗張萌 李西明 馬良勇

(中國水稻研究所,杭州310006;＃共同第一作者;?通訊聯系人,E-mail:maliangyong＠caas．cn)

長江流域主要常規雙季早秈稻的遺傳相似性分析及指紋圖譜構建

戴冬青＃張華麗＃張萌 李西明 馬良勇?

(中國水稻研究所,杭州310006;＃共同第一作者;?通訊聯系人,E-mail:maliangyong＠caas．cn)

【目的】構建常規早稻品種的指紋圖譜以及分析其遺傳相似性,為早稻品種鑒定、育種者有效選配親本提供參考依據?！痉椒ā恳?000年以來長江流域雙季稻區通過省級以上審定的常規早稻品種為材料,利用50對多態性高,穩定性好,且均勻分布于水稻12條染色體的SSR引物,建立常規早稻的SSR指紋圖譜。利用NTSYS PC Version 2．10e軟件、UPGMA法進行聚類分析?！窘Y果】50對引物共檢測到多態性位點154個,每對引物檢測到的等位基因數為2～6個,平均3．08個;引物多態信息含量(PIC)值為0．03～0．75,平均值為0．36。62份材料的遺傳相似系數變化范圍為0．66～1,并且在相似系數為0．73處可分為浙江省內品種及省外品種2組,各組間差異不大。【結論】結合系譜關系發現,本研究中所用早稻品種的遺傳背景較為狹窄。

早稻;系譜;DNA指紋圖譜;聚類分析

早秈稻是我國水稻的主要生態類型之一,通常用作雙季稻栽培,主要分布于華南雙季稻作區和華中雙、單季稻作區。包括江西、湖南、廣西、廣東、湖北、安徽、福建、河南、浙江、云南、四川等省的部分地區[1]。其生產具有獨特的社會和經濟意義,表現在育種、糧食政策、商品加工性及糧食安全等多方面[2,3]。早中熟早稻品種的推廣,給晚稻產量大幅度增長創造了條件,為我國糧食生產的發展做出了巨大貢獻[4]。據2014年中國農業年鑒統計資料顯示, 2013年早稻種植面積為580．44萬hm2,約占整個水稻種植面積的19．14%,總產量為3413．5萬t,約占當年水稻總產量的16．76%,產量為5881 kg/hm2,是中國糧食安全的重要支撐[5]。

隨著水稻育種事業的發展,總體育種目標趨于一致,少數骨干親本被反復利用,導致品種間親緣關系越來越近,遺傳差異越來越小,完全依據形態性狀進行品種的辨別越來越困難[6]。此外,雖然我國在品種選育方面取得了喜人成果,但在品種鑒定和品種權保護上進展卻比較緩慢,品種保護意識和手段的欠缺直接影響到新品種的保護,品種侵權事件經常發生,嚴重影響到育種者的積極性和育種成果的合法推廣應用[7]。傳統的水稻新品種特異性、一致性和穩定性(DUS)測試具有耗時久、鑒定指標有限及準確性相對不高等特點[8]。20世紀90年代之前,作物品種鑒定工作中經常會用到生化指紋圖譜輔助鑒定。1985年,英國科學家Jeffreys等[9]用人類基因組高變區的高度保守序列作探針進行Southern雜交,得到了類似指紋的特異性雜交圖譜,并將其稱作DNA指紋圖譜。1988年,水稻的DNA圖譜誕生[10]。新興的基于SSR標記的DNA指紋圖譜鑒定速度快、結果準確,已迅速推廣到科研、育種及生產指導工作中[11-15]。SSR技術具有操作簡便、效率高和重演性強等特點,現已被廣泛應用于水稻遺傳圖譜構建、重要性狀基因定位和標記輔助育種等眾多領域,也是當前主要農作物品種(如玉米、水稻、大豆)真偽性鑒定中應用最廣泛的分子標記[16-20]。

近年來,基于SSR標記構建了水稻[21]、小麥[22]、玉米[23]、煙草[24]、大豆[25]、棉花[26]等主要農作物的DNA指紋圖譜數據庫。從夕漢等[27]構建了56份雜交水稻骨干親本的指紋圖譜;馬紅勃等[28]構建了福建省若干水稻品種的指紋圖譜;陳英華等[29]構建了東北地區區試新品種的指紋圖譜;朱良勇等[30]構建了太湖稻區及國內部分香稻的SSR指紋圖譜。綜合前人研究結果,可以看出,在水稻中對指紋圖譜的研究大多集中于雜交水稻這一方面,對于常規稻尤其是常規早稻的指紋圖譜研究相對較少。

本研究以58份常規早稻品種及4份祖先品種為研究材料,從水稻的12條染色體上篩選出50對SSR引物構建了這些材料的DNA指紋圖譜,同時結合系譜關系對品種間的遺傳相似性進行了分析,以期為以后的研究提供針對早稻品種準確、科學的鑒定方法,保護育種者的知識產權和權益,也為育種者選配親本提供參考依據。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

選用2000年以后長江流域雙季稻區通過省級以上審定的58份常規早稻品種及4份2000年以前通過審定的祖先品種IR8、浙輻802、嘉育293和嘉育948。材料來源于中國水稻研究所早稻育種組及中國水稻研究所國家水稻中期庫,品種名及其系譜關系見圖1。SSR引物由北京鼎國生物工程公司合成,2×PCR Mix及電泳試劑等購自北京擎科新業生物技術有限公司。

1．2 系譜分析

根據中國水稻品種及其系譜數據庫網站(http://www．ricedata．com)上的系譜信息,追溯供試材料至配組時的親本。審定的品種的親本為審定的品種或中間材料時,大多數追溯到上3代,外引品種一般不再追溯其系譜而視為原始親本[31]。

1．3 DNA提取及標記檢測

用TPS法[32]提取供試的所有62份水稻材料的總DNA。本研究所用的50對SSR標記(表1)來源于兩部分,其中38對是從新的“水稻品種鑒定SSR標記法”[33]中的48對微衛星引物篩選而來;其余的為本實驗室從水稻12條染色體上篩選到的多態性和穩定性較好、條帶清晰的12對微衛星引物。PCR擴增、電泳等嚴格按照“新國標”技術要求進行。

1．4 指紋的建立

根據PCR擴增產物在電泳凝膠上的位置,視每條多態性帶為一個等位基因,對每對引物生成的不同基因型進行編號,構建62份常規水稻品種的DNA指紋圖譜。電泳結果采用1,0系統記錄每個位置等位變異的有無,即某個擴增條帶有帶記為1,無帶記為0。并且將每對引物在品種間擴增得到的二進制(0,1)數據轉化為十進制數據,以所得的十進制數據代表每對引物擴增的結果,以50對引物組合的十進制字符串作為每一個品種的數字指紋。

1．5 統計分析

根據公式PIC＝1-ΣPi2計算每對引物的多態信息量(Polymorphism information content, PIC)[29],其中Pi指第i個等位變異出現的頻率。通過NTSYS-pc V2．10e軟件,利用UPGMA(unweighted pair-group method with arithmetic mean,非加權平均法)進行聚類分析,并繪制樹狀聚類圖。同時,利用Qualitative data計算品種間的遺傳相似系數(Jaccard系數)[26]。

圖1 主要早稻品種的系譜關系Fig．1．Pedigree diagram of the main early rice varieties．

2 結果與分析

2．1 系譜圖的繪制

以本研究所涉及的早稻品種為基礎繪制其系譜關系圖(圖1)。從系譜圖中可以看出,早稻品種大部分可追溯到一個祖先品種IR8及其衍生的浙輻802、嘉育293和中選181等,不同的早稻品種之間在配組時經常會相互組合,很難明確分出不同的派系,親緣關系相互融合。而且在新品種選育的過程中,以秈-秈交為主,遺傳背景越來越狹窄。

2．2 SSR標記多態性分析

利用50對多態性高,穩定性好,且均勻分布于水稻12條染色體的SSR引物(表1),共檢測到等位變異位點154個,平均等位變異數為3．08個,每個標記檢測到的等位變異數為2～6個;共檢測到基因型總數為162個,每個標記檢測到的基因型個數為2～6個,標記RM208在62份水稻品種中共檢測到5種不同基因型(圖2)。如表1所示,標記間的多樣性指數介于0．03和0．75之間,平均多樣性指數為0．36,大于平均數的標記29個,引物編號為1、3、4、6、7、8、10、12、16、17、23、24、26、27、28、29、30、31、32、36、37、38、41、42、43、46、47、48、50;等位基因數和多樣性指數均大于平均值的標記有14個,引物編號為3、7、8、16、27、29、36、37、38、41、42、44、47、48,表明這些引物在區分早秈稻品種時具有較強的鑒別能力。

2．3 指紋圖譜的構建

將每對引物在品種間擴增得到的二進制數據(0,1)轉化為十進制數據,以該十進制結果代表每對引物擴增出的結果,將每個品種用50個標記擴增出的結果串聯在一起,構成每個品種特有的指紋信息。常規SSR引物在早稻品種鑒別中多樣性指數偏低,且參試早稻品種遺傳背景較為狹窄,很難找出某個品種能夠明顯區別于其他品種的含有特有指紋信息的某一個特征引物,于是利用全部50對引物的組合信息構建2000年以后長江流域主要栽培早稻品種的指紋圖譜(表2)。在引物較多的情況下,對于少數品種可以采用組合少量引物的方式區分。如對于本研究中的4份2000年以前通過審定的祖先品種,可以通過引物組合的方式找到其特征引物,如IR8可以通過RM3331和RM258的組合區別于其他品種;嘉育293可以通過RM208、RM552和RM583的組合區別于其他品種;浙輻802可以通過RM224、

RM552和RM3331的組合區別于其他品種;嘉育948可以通過RM209、RM493和RM7102的組合區別于其他品種。

表1 50對SSR標記在62份水稻品種中的引物多態性信息Table 1．Polymorphism information of 50 SSR loci in 62 rice varieties．

圖2 標記RM208在62份材料中電泳擴增等位基因特征Fig．2．Alleles feature of marker RM208 in 62 rice varieties．

表2 利用50對引物構建的62份水稻品種的指紋信息Table 2．DNA fingerprinting of 62 rice varieties with 50 primers．

續表2

2．4 聚類分析

根據SSR分子標記所檢測到的154個多態性片段,利用NTSYS-pc V2．10e軟件對62份材料進行聚類分析,得到樹狀聚類圖(圖3)。利用Jaccard系數計算62個水稻品種的遺傳相似系數,得到相似系數矩陣。由聚類圖可看出,品種間的遺傳變異較小,遺傳相似系數變化范圍為0．66～1．00,表明參試早稻品種之間遺傳多樣性較狹窄。

其中,遺傳相似系數最大的是嘉育253和中冷23,二者相似系數為1,表明這50對SSR并未檢測出這兩個品種之間的差異。遺傳相似系數最小的是湘早143和中選056,說明這兩個品種之間遺傳差異較大,親緣關系較遠。當相似系數為0．73時,可以大致將浙江省育成的早稻品種與其他省份育成品種分成兩組。從審定年份來看,在2000年以前通過審定的4個品種IR8、浙輻802、嘉育293和嘉育948與2000年后通過審定的品種的遺傳相似系數的范圍分別是0．59～0．77、0．61～0．85、0．60～0．88和0．65～0．90。隨著年份的推移,遺傳相似系數越來越大,在一定程度上符合系譜中育種選擇的進程;而2005年通過浙江省審定、2006年通過國家審定的高產早稻品種嘉育253與其衍生品種的相似系數分別為0．72(嘉育140)、0．75(早秈788)、0．79(中組7號)、0．80(早秈615)、0．87(中早39)、0．89(甬秈975)、0．88(嘉早311)、0．91(中早35)、0．94(中嘉早32)、0．94(中嘉早17)、0．96(臺早518)、0．96(嘉育67)和1(中冷23),相似系數均較高,并且中早35、中早39和中嘉早17也是農業部冠名的超級稻示范推廣品種,這說明嘉育253在早稻育種過程中是重要的骨干親本。

3 討論

圖3 62個水稻品種的聚類分析Fig．3．Dendrogram of genetic similarity among 62 rice varieties．

系譜信息在育種工作中有重要的參考價值,以系譜為線索研究品種群體,對重要基因的來源有很好的追蹤。目前,利用分子標記對不同作物家系有很多研究。Sun等[34]利用RAPD分子標記結合家系的系譜信息研究了45個馬鈴薯的遺傳多樣性,結果表明基于分子標記得到的遺傳相似性的聚類結果,并不能完全符合家系的信息,可能是由于來自相同親緣的家系受到嚴格的選擇而出現分化。

從系譜關系圖和聚類分析圖可以看出(圖1,圖3),目前早稻的主栽品種親緣關系十分相近,相互滲透,尤其是浙江省內的品種,很難明確劃分為幾個類群,這可能是由于不同育種單位或育種者在早稻品種的選育過程中總體目標一致,且對少數骨干親本重復利用。并且基于遺傳相似性的聚類結果并不能與系譜關系完全吻合(圖1,圖3),這可能是由于育種過程中的隨機誤差所造成的。從遺傳相似系數來看,通過審定的早稻品種之間年份越接近,系譜中的親緣關系越近,相似系數越高,一定程度上符合育種選擇的進程。

目前,利用微衛星標記進行品種鑒定的研究和應用越來越多,充分體現出了該方法的優越性。本研究所用50對SSR引物在62份早稻品種中多態信息含量(PIC)普遍偏低,這可能是由于這些早稻品種本身屬于秈稻亞群,且在早稻育種過程中,育種者的目標一致,選用的親本組合血緣關系相近,導致主要栽培品種遺傳基礎狹窄,多樣性下降[35-36],容易造成對逆境反應的遺傳脆弱性[33]。并且國標“新標準”中的引物代表性不足,多態性對這些早稻品種不完全適用?？傮w而言,在水稻品種DNA指紋鑒別上,至今未能形成一個廣適性的標準。究其原因,可能有以下兩個方面:一是研究中選用的樣本數少、來源地窄,導致獲得的核心SSR標記的代表性不足,往往只能用于當地品種鑒別,一旦擴大到其他區域或增加品種數量時,便出現核心SSR標記并不核心的現象[16];二是我國絕大多數水稻品種間的遺傳基礎窄,尤其是不同省內審定的適用于特定生態區內種植的品種[19],遺傳多樣性更低,這導致基于不同生態區間的品種研發的多態性SSR標記在一些省內審定品種間沒有多態性[33]。所以針對早稻品種的特殊分子標記如SNP等標記亟待發掘和應用。在沒有適用性好的特殊引物時,我們可以采取用足夠多的分子標記來構建指紋圖譜的策略。

在今后的研究中應該開發更多秈稻亞屬內差異的分子標記,尤其是早秈稻特有的分子標記,并將分子標記與形態特征相結合,形成信息更完善、準確的指紋圖譜。

[1] 林世成,閔紹楷．中國水稻品種及系譜．上海:上?？茖W技術出版社,1991:10-11．Ling SC,Min S K．Rice Varieties and Their Genealogy in China．Shanghai:Shanghai Scientific and Technical Publishers, 1991:10-11．

[2] 程式華,李建．現代中國水稻．北京:金盾出版社,2007:575-577．Cheng S H,Li J．Modern Chinese Rice．Beijing:Shield Press, 2007:575-577．

[3] 方福平,王磊,廖西元．中國早稻生產波動及成因分析．中國農村經濟,2006(2):11-17,26．Fang F P,Wang L,Liao X Y．The analysis about rice production fluctuation and reasion in China．Chin Rural Ecol,2006 (2):11-17,26．(in Chinese)

[4] 中國農業年鑒編輯委員會．中國農業年鑒．北京:中國農業出版社,2013:209-212． Editiorial Board of China Agriculture Yearbook．China Agriculture Yearbook:2013．Beijing:China Agriculture Press,2013．209-212

[5] 舒慶堯,夏英武．長江中下游地區優質早稻育種與生產應用．杭州:浙江大學出版社,1999:1．Shu Q Y,Xia Y W．The middle and lower reaches of the Yangtze river region of high quality rice breeding and production applications．Hangzhou:Zhejiang University Press,1999:1．(in Chinese)

[6] 張玉翠．我國棉花品種SSR指紋數據庫的初步構建．北京:中國農業科學院,2012．Zhang Y C．Construction a primary SSR fingerprint database for cotton cultivars．Beijing:CAAS,2012．(in Chinese with English abstract)

[7] 李茂柏,王慧,白建江,樸鐘澤．利用SSR分子標記構建水稻品種DNA指紋圖譜的研究進展．中國稻米,2011(1):4-6．Li M B,Wang H,Bai J J,Piao Z Z．Using SSR molecular marker research progress of rice varieties DNA fingerprint．China Rice,2011(1):4-6．(in Chinese)

[8] 程本義,施勇烽,沈偉峰,莊杰云,楊仕華．南方稻區國家水稻區域試驗品種的微衛星標記分析．中國水稻科學,2007,21 (1):7-12．Cheng B Y,Shi Y F,Shen W F,Zhuang J Y,Yang S H．Microsatellite marker-based analysis of rice varieties in national regional yield trial of Southern China．Chin J Rice Sci,2007,21 (1):7-12．(in Chinese with English abstract)

[9] Jeffreys A J,Wilson V,Kelly R,Taylor B A,Bulfield G．Mouse DNA‘fingerprints’:Analysis of chromosome localization and germ-line stability of hypervariable loci in recombinant inbred strains．Nucleic Acids Res,1987,15(7):2823-26．(in Chinese with English abstract)

[10]Dallas J F．Detection of DNA＂fingerprints＂of cultivated rice by hybridization with a human minisatellite DNA probe．Proc Natl Acad Sci,1988,85(18):6831-6835．

[11]朱作峰,孫傳清,李白超,王象坤．用SSR標記對水稻品種的分類研究．農業生物技術學報,2001,9(1):58-61．Zhu Z F,Sun C Q,Li B C,Wang X K．Study on the classification of rice varieties with SSR molecular markers．J Agric Biotech,2001,9(1):58-61．(in Chinese with English abstract)

[12]Akagi H,Yokozeki Y,Inagaki A,Fujimura T．Highly polymorphic mi-crosatellites of rice consist of AT repeats,and a classification of closely related cultivars with these microsatellite loci．Theor Appl Genet,1997,94:61-67．

[13]汪愛順,李進波,劉漢珍．DNA指紋用于雜交水稻種子純度和真偽鑒定的研究進展．分子植物育種,2005,3(3):393-400．Wang A S,Li J B,Liu H Z．Research advance on application of DNA fingerprinting to identification seed purity and authenticity in hybrid rice．Mol Plant Breeding,2005,3(3):393-400．(in Chinese with English abstract)

[14]彭鎖堂,莊杰云,顏啟傳,鄭康樂．我國主要雜交水稻組合及其親本SSR標記和純度鑒定．中國水稻科學,2003,14(1):2-6．Peng S T,Zhuang J Y,Yan Q C,Zheng K L．SSR markers selection and purity detection of major hybrid rice combinations and their parents in China．Chin J Rice Sci,2003,14 (1):2-6．(in Chinese with English abstract)

[15]李晶,何平,李仕貴,魯潤龍,朱立煌．利用微衛星標記鑒定雜交水稻岡優22種子純度的研究．生物工程學報,2000,16 (2):211-214．Li J,He P,Li S G,Lu R L,Zhu L H．Identification seed purity of hybrid rice with 22 microsatellite markers．Chin J Biol, 2000,16(2):211-214．(in Chinese)

[16]李汝玉,李群,張文蘭,張晗,宋國安,王東建．利用SSR標記進行小麥品種鑒定和新品種保護研究．山東農業科學,2007 (6):14-17．Li R Y,Li Q,Zhang W L,Zhang H,Song G A,Wang D J．Application of SSR markers to identification and protection of wheat variety．Shandong Agric Sci,2007(6):14-17．(in Chinese with English abstract)

[17]楊旭,譚學林．滇型雜交粳稻主要親本的SSR指紋圖譜及其遺傳差異分析．雜交水稻,2009,24(6):54-58．Yang X,Tan X L．SSR fingerprint and genetic diversity of major parents of Dian-type japonica hybrid rice．Hybrid Rice, 2009,24(6):54-58．(in Chinese with English abstract)

[18]戴劍,洪德林．SSR分子標記技術在雜交水稻品種鑒定中的應用．金陵科技學院學報,2012,28(1):45-51．Dai J,Hong D L．The application of SSR molecular marker in identification of hybrid rice varieties．Jinling Inst Techol, 2012,28(1):45-51．(in Chinese with English abstract)

[19]周振玲,王寶祥,樊繼偉,盧百關,趙志剛,江玲,秦德榮,萬建民,徐大勇．江淮稻區不同生態型粳稻品種的秈粳分化度和遺傳多樣性．中國水稻科學,2012,26(4):431-437．Zhou Z L,Wang B X,Fan J W,Lu B G,Zhao Z G,Jiang L, Qin D R,Wan J M,Xu D Y．Indica-japonica differentiation degree and genetic diversity of japonica cultivars belonging to different ecotypes from the Yangtze-Huaihe region．Chin J Rice Sci,2012,26(4):431-437．(in Chinese with English abstract)

[20]王鳳格,趙久然,戴景瑞,易紅梅,匡猛,孫艷美,于新艷,郭景倫,王璐．玉米通用SSR核心引物篩選及高通量多重PCR復合擴增體系建立．科學通報,2006,51(23):2738-2746．Wang F G,Zhao J R,Dai J R,Yi H M,Kuang M,Sun M Y, Yu X Y,Guo J L,Wang L．Screening common core SSR primers and Building high flux multiple PCR compound amplification system．Sci Bull,2006,51(23):2738-2746．(in Chinese)

[21]程保山,萬志兵,洪德林．35個粳稻品種SSR指紋圖譜的構建及遺傳相似性分析．南京農業大學學報,2007,30(3):1-8．Cheng BS,Wan Z B,Hong D L．Establishment of SSR fingerprint map and analysis of genetic similarity among 35 varieties in japonica rice(Oryza sativa L．)．J Nanjing Agric Univ, 2007,30(3):1-8．(in Chinese with English abstract)

[22]李根英,Dreisigacker S,Warburton M L,夏先春,何中虎,孫其信．小麥指紋圖譜數據庫的建立及SSR分子標記試劑盒的研發．作物學報,2006,32(12):1771-1778．Li G Y,Dreisigacker S,Warburton M L,Xia X C,He Z H, Sun Q X．Development of a fingerprinting database and assembling an SSR reference kit for genetic diversity analysis of wheat．Acta Agron Sin,2006,32(12):1771-1778．(in Chinese with English abstract)

[23]趙久然,王鳳格,郭景倫,陳剛,廖琴,孫世賢,陳如明,劉龍洲．中國玉米新品種DNA指紋庫建立系列研究:Ⅱ．適于玉米自交系和雜交種指紋圖譜繪制的SSR核心引物的確定．玉米科學,2003(2):3-5,8．Zhao J R,Wang F G,Guo J L,Chen G,Liao Q,Sun S X, Chen R M,Liu L Z．Series of research on establishing DNA fingerprint pool of Chinese new maize cultivars:Ⅱ．Confirmation of a set of SSR core primer pairs．J Maize Sci,2003(2): 3-5,8．(in Chinese with English abstract)

[24]徐軍,劉艷華,任民,牟建民,張興偉,陳雅瓊,王志德．普通煙草種質資源的SSR標記與指紋圖譜分析．中國煙草科學, 2011(2):62-65．Xu J,Liu Y H,Ren M,Mou J M,Zhang X W,Chen Y Q, Wang Z D．SSR fingerprint map analysis of tobacco germplasms．Chin Tob Sci,2011(2):62-65．(in Chinese with English abstract)

[25]陳亮,鄭宇宏,范旭紅,孟凡凡,孫星邈,張云峰,王明亮,王曙明．大豆SSR指紋圖譜身份證的研究進展與展望．大豆科技,2015(2):38-43．Chen L,Zheng H Y,Fan X H,Meng F F,Sun X M,Zhang Y F,Wang M L,Wang S M．Progress and perspective on SSR fingerprint identification establishment in soybean．Soy Sci Techol,2015(2):38-43．(in Chinese with English abstract)

[26]聶新輝,尤春源,李曉方,秦江鴻,黃聰,郭歡樂,王夏青,趙文霞,林忠旭．新陸早棉花品種DNA指紋圖譜的構建及遺傳多樣性分析．作物學報,2014,12:2104-2117．Nie X H,You C Y,Li X F,Qin J H,Huang C,Guo H L, Wang X Q,Zhao W X,Lin Z X．Construction of DNA fingerprinting and analysis of genetic diversity for Xinluzao cotton varieties．Acta Agron Sin,2014,12:2104-2117．(in Chinese with English abstract)

[27]從夕漢,李莉,滕斌,劉海珍,倪大虎,陸徐忠,宋豐順,楊劍波．56個雜交水稻骨干親本SSR指紋圖譜的構建及遺傳相似性分析．生物學雜志,2010(1):87-91．Cong X H,Li L,Teng B,Liu H Z,Ni D H,Lu X Z,Song F S,Yang J B．Establishment of SSR fingerprint map and analysis of genetic similarity among 56 backbone parental lines in hybrid rice．J Biol,2010(1):87-91．(in Chinese with English abstract)

[28]馬紅勃,許旭明,韋新宇,楊旺興,鄒文廣．基于SSR標記的福建省若干水稻品種DNA指紋圖譜構建及遺傳多樣性分析．福建農業學報,2010,25(1):33-38．Ma H B,Xu X M,Wei X Y,Yang X W,Zou W G．DNA fingerprints and genetic diversity analysis based on SSR markers for rice cultivars in Fujian．Fujian J Agric Sci,2010,25(1): 33-38．(in Chinese with English abstract)

[29]陳英華,侯昱銘,李宏宇,李茂柏,袁媛,徐正進等．東北地區水稻區試新品種的DNA指紋圖譜構建及遺傳多樣性分析．種子,2009,28(3):28-35．Cheng Y H,Hou Y M,Li H Y,Li M B,Yuan Y,Xu Z J．Establishment of DNA fingerprinting and analysis of genetic diversity among japonica rice cultivars attended regional trials in northeast region of China．Seed,2009,28(3):28-35．(in Chinese with English abstract)

[30]朱勇良,謝裕林,黃凌哲,吳建祥,喬中英,王建平,黃萌,陳培峰．太湖稻區及國內部分香稻SSR指紋圖譜構建及遺傳多樣性初析．植物遺傳資源學報,2012,13(4):666-671．Zhu L Y,Xie Y L,Huang L Z,Wu J X,Qiao Z Y,Wang J P,Huang M,Chen P F．Establishment of SSR fingerprint map and preliminary analysis of genetic diversity among aromatic rice from Taihu and other areas in China．J Plant Genet Resour,2012,13(4):666-671．(in Chinese with English abstract)

[31]劉化龍,王敬國,趙宏偉,鄒德堂,陳溫福,徐正進．黑龍江水稻育種骨干親本及系譜分析．東北農業大學學報,2011,42 (4):18-21．Liu H L,Wang J G,Zhao H W,Zou D T,Chen W F,Xu Z J．Analysis of founder parents for cultivar varieties in Heilongjiang Province．J Northeast Agric Univ,2011,42(4): 18-21．(in Chinese with English abstract)

[32]張向前,鄒金松,朱海濤,李曉燕,曾瑞珍．水稻早熟多子房突變體fon5的遺傳分析和基因定位．遺傳,2008,10:1349-1355．Zhang X Q,Zhou JS,Zhu H T,Li X Y,Zeng R Z．Genetic analysis and gene mapping of an early flowering and multi-ovary mutant in rice(Oryza sativa L．)．Hereditas,2008,10: 1349-1355．(in Chinese with English abstract)

[33]左示敏,周娜娜,陳宗祥,張亞芳,湯義華,毛從亞,許學宏,許明,許如根,潘學彪．DNA指紋在水稻品種鑒定中的應用與展望．江蘇農業科學,2014(12):4-8．Zuo S M,Zhou N N,Chen Z X,Zhang Y F,Tang Y H,Mao C Y,Xu X H,Xu M,Xu R G,Pan X B．Application and prospect of DNA fingerprint in rice cultivars．Jiangsu Agric Sci,2014(12):4-8．(in Chinese with English abstract)

[34]Sun G,Wang P G M,Jong H．RAPD and pedigree-based genetic diversity estimates in cultivated diploid potato hybrids．Theor App Genet,2003,107(1):110-115．

[35]FAO．The state of the world′s plant genetic resources for food and agriculture．Rome:FAO,1998:30-40．

[36]Vellve R．The decline of diversity in European agriculture．E-cologist,1993,23:64-69．

[37]Manifesto MM,Schlatter A R,Hopp H E,Suárez E Y,Dubcovsky J．Quantita-tive evaluation of genetic diversity in wheat germplasm using molecular markers．Crop Sci,2001,41: 682-690．

Analysis of Genetic Similarity and Construction of DNA Fingerprinting for Conventional Double Cropping Early Rice Varieties in the Yangtze River Basin

DAI Dongqing＃,ZHANG Huali＃,ZHANG Meng,LI Ximing,MA Liangyong?
(China National Rice Research Institute,Hangzhou 310006,China;＃These authors contributed equally to this work;?Corresponding author,E-mail:maliangyong＠caas．cn)

【Objective】To provide a reference for rice variety identification and parents selection,we constructed fingerprints of conventional early rice varieties and analyzed its genetic similarity．【Method】Conventional early rice varieties registered at or above the provincial level since 2000 in the Yangtze River Basin were analyzed using 50 pairs of SSR primers with high polymorphism,good stability,and even distribution on 12 chromosomes of rice to construct SSR fingerprints of conventional early rice．Cluster analysis was conducted with NTSYS PC Version 2．10e software and UPGMA cluster analysis method．【Results】A total of 154 polymorphic bands were detected among 62 rice lines．Two to six alleles were detected for each marker with an average of 3．08．Primers polymorphism information content(PIC) value ranged from 0．03 to 0．75,with an average of 0．36．Cluster analysis with NTSYS PC Version 2．10e software showed that the genetic similarities ranged from 0．66 to 1．00．The 62 varieties could be divided into two groups as varieties in Zhejiang Province and varieties outside the province at the similarity coefficient of 0．73 with small difference between groups．【Conclusion】Combination with the pedigree relationship,it was revealed that the genetic background of early rice varieties in this study was relatively narrow．

early rice;pedigree;DNA fingerprinting;clustering analysis

S511.032;S511.2+1

A

1001-7216(2017)01-0040-10

2016-08-01;修改稿收到日期:2016-09-24。

國家863計劃資助項目(2014 AA10A604-15);國家自然科學基金資助項目(31501288);浙江省自然科學基金資助項目(LQ16C130002);浙江省高產優質多抗水稻新品種選育(9410計劃)資助項目(2012C12901-2);中國水稻研究所中央級公益性科研院所基本科研業務費專項(2014RG003-3)。