基于表型和基因型的藜麥種質(zhì)資源遺傳多樣性分析

陶小所 姚曉華 吳昆侖 謝德慶 宋嬌 姚有華

摘 要 為了解和掌握青海省引進和收集藜麥種質(zhì)資源的遺傳背景和多樣性，本研究選擇11個表型性狀和221對SSR引物對114份藜麥種質(zhì)資源進行遺傳多樣性分析。結(jié)果表明，114份藜麥種質(zhì)資源的11個表型性狀差異極顯著（P＜0.01），變異系數(shù)范圍為4.57%～87.79%，主穗直徑的變異最大（87.79%），籽粒直徑的變異最小（4.57%）；遺傳多樣性指數(shù)范圍為0.47～2.29，單株產(chǎn)量的遺傳多樣性指數(shù)最大（2.29），莖稈長最小（0.47）。46對多態(tài)性較好的SSR引物擴增出165條多態(tài)性條帶，每對引物的平均等位變異數(shù)為3.59，觀測等位基因（Na）平均值為1.65，有效等位基因（Ne）平均值為1.50，Shannons信息指數(shù)（I）和Neis基因多樣性指數(shù)（He）平均值分別為0.39和0.27，平均多態(tài)性比率為64.35%。通過聚類分析發(fā)現(xiàn)，114份藜麥種質(zhì)基于表型性狀和SSR分子標(biāo)記的聚類結(jié)果存在一定的相似和差異，來源地相同的種質(zhì)被分到了不同的類群，來源地不同的種質(zhì)被分到了同一類或單獨聚成一類，說明參試藜麥種質(zhì)資源的表型性狀和分子遺傳信息多樣性較豐富。

關(guān)鍵詞 藜麥；種質(zhì)資源；表型性狀；SSR標(biāo)記；遺傳多樣性

藜麥（Chenopodium quinoa. Willd.）（2n=4x=36）隸屬于莧科藜屬，一年生雙子葉植物，起源于南美洲安第斯山、厄瓜多爾和秘魯?shù)鹊貐^(qū)，作為一種假谷物是當(dāng)?shù)赝林用竦闹饕獋鹘y(tǒng)糧食之一［1-2］。藜麥具有廣泛的遺傳多樣性，生長在海拔0～4 000 m，溫度為-4～38 ℃的環(huán)境［3-6］，具有耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐貧瘠等特性。藜麥籽粒含有豐富的蛋白質(zhì)、賴氨酸、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質(zhì)成分，有利于平衡膳食營養(yǎng)、減肥、改善心臟病、治療高血壓等作用被逐步應(yīng)用于食品加工和醫(yī)療領(lǐng)域［7］。中國自20世紀引進藜麥種質(zhì)資源種植在西藏等高海拔地區(qū)，2013年在山西靜樂縣引種成功后，甘肅、內(nèi)蒙古、河北、吉林、青海等省份也進行了藜麥資源的引進［8-9］。

種質(zhì)資源遺傳多樣性可以通過表型性狀和分子標(biāo)記等方法評價［10］。表型性狀是認識作物種質(zhì)資源和培育新品種的基石［11］，通過鑒定藜麥表型性狀對其研究遺傳變異規(guī)律和挖掘不同基因類型并加以利用具有重要意義。藜麥種質(zhì)資源豐富多樣，目前中國學(xué)者對藜麥種質(zhì)資源進行表型性狀鑒定和評價，以及利用分子標(biāo)記SSR（Simple Sequence Repeat，SSR）進行遺傳多樣性分析，SSR具有重復(fù)性好、多態(tài)性高和特異性強等優(yōu)點［12］。目前為止，陸敏佳等［13］首次用SSR引物研究44份藜麥種質(zhì)資源多態(tài)性和親緣關(guān)系，結(jié)果表明來自不同地區(qū)的藜麥種質(zhì)資源遺傳差異大，遺傳距離較遠。孫夢涵等［14］用65對SSR引物對163份藜麥種質(zhì)資源和3份臺灣紅藜種質(zhì)資源進行分析，結(jié)果表明來自玻利維亞和秘魯種質(zhì)資源與美國和智利種質(zhì)資源的遺傳信息存在明顯區(qū)分，來自中國青海和云南的藜麥種質(zhì)資源在親緣關(guān)系上更接近安第斯高原型，來自中國河北和山西的藜麥種質(zhì)資源更接近智利低海拔型。吳文強等［15］利用18對SSR引物對國內(nèi)外收集的96份藜麥種質(zhì)資源進行遺傳多樣性分析，聚類結(jié)果將種質(zhì)資源按選系類型、來源地區(qū)、農(nóng)藝性狀等劃分為不同的類群。葉君等［16］以國內(nèi)外收集的101份藜麥種質(zhì)資源進行表型性狀的遺傳多樣性分析，結(jié)果表明藜麥表型變異系數(shù)較大，聚類分析將101份藜麥種質(zhì)資源劃分為特征明顯的4類。表型性狀和基因型是育種家獲取不同藜麥種質(zhì)資源遺傳差異的主要途徑，在水稻［17］、甜蕎［18］、陸地棉［19］、菜豆［20］、板栗［21］、草地早熟禾［22］、紅花［23］等作物中結(jié)合表型性狀和分子標(biāo)記開展遺傳多樣性分析已有較多相關(guān)研究，但結(jié)合表型性狀和基因型的藜麥遺傳多樣性分析的研究較少。

本研究以藜麥11個表型性狀和221對SSR引物對青海省引進和收集的114份藜麥種質(zhì)資源進行多樣性分析，旨在為現(xiàn)有藜麥種質(zhì)資源在育種過程中的合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

以國內(nèi)114份藜麥資源為參試材料（表1），其中包含西藏資源（33份）、西寧資源（9份）、西寧系選材料（25份）和海西資源（47份），編號為? SY_1-114。試驗在青海省農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源創(chuàng)新試驗基地（101°49′17″E，36°34′03″N，海拔? 2 309 m）進行，該地屬于典型半干旱大陸性氣候，土壤類型為栗鈣土，質(zhì)地沙壤土，土壤有機質(zhì)含量為9.77 g/kg。

1.2 試驗設(shè)計

2021年3月播種，每份藜麥材料種植2行，每行種植3.0 g，行距60 cm，行長6 cm。采用人工開溝溜播方式播種，田間管理采用常規(guī)大田管理。于2021年5月份每份材料分別選取植株6株并做標(biāo)記，采集植株新鮮嫩葉提取DNA用于分子標(biāo)記分析，標(biāo)記植株用于后期表型性狀調(diào)查。

1.3 試驗方法

1.3.1 表型性狀調(diào)查 收獲期在田間對每份材料中掛牌的植株選取3株，參照宋嬌等［24］研究方法對參試材料的表型性狀：株高、主穗直徑、穗長、有效穗數(shù)、莖稈長、千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量進行調(diào)查；籽粒直徑、面積、周長和長寬比采用萬深檢測科技的SC-G自動考種儀千粒質(zhì)量儀形狀分析? 測量。

1.3.2 DNA提取與PCR擴增 每份參試材料取6株植株的頂部新鮮嫩葉2份，利用新型植物基因組DNA提取試劑盒（北京天根生化科技有限公司）進行DNA提取；提取的DNA首先使用核酸蛋白檢測儀檢測，若OD260/OD280比值大于1.6，小于1.9，稀釋至最佳濃度后置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

參照Jarvis等［25］、陸敏佳等［13］提供的PCR程序進行優(yōu)化。隨機選取32份材料對221對SSR引物進行初步篩選，得到46對多態(tài)性好、條帶清晰的SSR分子標(biāo)記。PCR擴增反應(yīng)體系? 20? μL，PCR反應(yīng)體系為：94 ℃ 5 min；94 ℃?? 1 min，68 ℃ 1 min，72 ℃ 1 min；（9個循環(huán)，每個循環(huán)將68-X/9 ℃）；94 ℃ 30 s，（X+1） ℃ 30 s，72 ℃ 30 s（35個循環(huán)）；72 ℃ 10 min；12 ℃保存。（X為上海生工合成的1對引物中退火溫度較高的溫度）。用8%非變性聚丙烯酰胺凝膠及銀染法檢測，通過銀染顯帶讀取條帶并拍照記錄。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 16.0和SPSS 19.0對表型數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，遺傳多樣性指數(shù)的計算采用Shannon-Weaver多樣性指數(shù)（H′），計算公式：

H′=-∑pi×Inpi（i=1，2，3，…）。式中：pi為某個性狀第i個級別出現(xiàn)的概率［26］。SSR引物的擴增產(chǎn)物電泳圖譜上同一位置上條帶的有無用“1”和“0”進行統(tǒng)計。采用Popgene 32軟件計算多態(tài)性位點數(shù)（NPL）、觀測等位基因數(shù)（Na）、有效等位基因數(shù)（Ne）、Neis多樣性指數(shù)（He）、Shannons信息指數(shù)（I）。采用NTSYS-PC 2.10e軟件計算遺傳相似系數(shù)并進行聚類分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥表型性狀的遺傳多樣性分析

2.1.1 藜麥表型性狀的遺傳多樣性分析 由表2可見，114份藜麥種質(zhì)資源的每個表型性狀之間差異極顯著（P<0.01）。參試材料的11個表型性狀變異系數(shù)范圍為4.57%～87.79%，其中以主穗直徑的變異系數(shù)最大為87.79%，以籽粒直徑的變異系數(shù)最小為4.57%，從大到小排列順序為主穗直徑（87.79%）＞莖稈長（60.36%）>單株產(chǎn)量（42.31%）>有效穗數(shù)（32.24%）>穗長? （26.42%）>株高（10.74%）>千粒質(zhì)量? （10.24%）>籽粒表面積（10.16%）>籽粒長寬比? （6.70%）>籽粒周長（6.06%）>籽粒直徑（4.57%）。11個表型性狀的遺傳多樣性指數(shù)范圍在0.47～2.29，其中以單株產(chǎn)量最大為2.29，以莖稈長最小為? 0.47，從大到小排列順序為單株產(chǎn)量（2.29）＞株高（2.15）＞有效穗數(shù)（2.09）＞籽粒直徑（2.05）＞籽粒表面積均值和籽粒周長均值（1.99）＞穗長（1.96）＞千粒質(zhì)量（1.95）＞籽粒長寬比均值? （1.42）＞主穗直徑（0.58）＞莖稈長（0.47）。

由表3可見，4個來源地的藜麥種質(zhì)資源表型性狀遺傳變異豐富。西藏種質(zhì)資源的莖稈長、單株產(chǎn)量和千粒質(zhì)量指標(biāo)高于海西、西寧和西寧系選的種質(zhì)資源，西寧系選種質(zhì)資源的有效穗數(shù)、籽粒面積、籽粒周長和籽粒直徑指標(biāo)高于西藏、海西和西寧的種質(zhì)資源。因此，可以從西藏和西寧系選種質(zhì)資源中根據(jù)育種目標(biāo)進一步篩選藜麥新品種（系）。

2.1.2 表型數(shù)據(jù)的聚類分析 以株高等11個表型指標(biāo)對114份藜麥種質(zhì)資源進行系統(tǒng)聚類分析（圖1）。聚類結(jié)果表明，當(dāng)歐式距離10為閾值，可以將114份藜麥種質(zhì)資源分為6大類群：I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ。第Ⅰ類包括來自不同地區(qū)的56份材料，分別為85、86、17、31、81、13、65、51、30、43、37、38、35、41、7、84、19、94、39、102、21、32、15、113、18、108、103、106、92、1、83、93、4、52、29、6、96、9、88、98、104、68、97、50、69、78、22、34、5、54、33、71、2、82、107、74，海西22份、西藏19份，西寧系選12份和西寧3份。第Ⅱ類包括來自不同地區(qū)的46份材料，分別為47、80、49、63、36、45、28、58、48、72、25、26、67、3、56、40、75、20、27、16、91、95、24、77、12、73、23、87、89、57、44、8、66、70、110、14、111、79、76、105、60、114、61、59、55、64，海西22份、西藏13份、西寧系選6份和西寧5份。第Ⅲ類包括5份材料，分別為10、99、109、100、101，海西1份和西寧系選4份。第Ⅳ類為11來自海西；第Ⅴ類為42來自西寧系選，主要特征在株高、莖稈長、有效穗數(shù)、籽粒周長、籽粒表面積、單株產(chǎn)量和千粒質(zhì)量上最大；第Ⅵ類包括5份材料，分別為46、90、53、62、12，海西、西藏和西寧各一份，西寧系選2份，主要特征在株高、莖稈長、籽粒表面積、千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量上最小。表型性狀聚類結(jié)果表明，114份藜麥種質(zhì)資源的表型性狀的多樣性與來源地并沒有明顯的相關(guān)性，不同來源地的材料表型均較為豐富。

2.2 基于SSR標(biāo)記的遺傳多樣性分析

2.2.1 藜麥種質(zhì)資源的分子標(biāo)記多態(tài)性信息 221對SSR引物對114份藜麥種質(zhì)資源進行DNA擴增，其中46對多態(tài)性豐富的SSR標(biāo)記結(jié)果擴增帶型清晰穩(wěn)定、多態(tài)性豐富（圖2），范圍為100～370 bp，共檢測165條多態(tài)性條帶，平均等位變異數(shù)為3.59。遺傳多樣性分析結(jié)果如表4所示，46對引物的的多態(tài)性位點數(shù)為30～112，多態(tài)性位點數(shù)越大則引物的多態(tài)性越豐富，引物KAAT049的多態(tài)性最豐富，引物KCAA141、KAAT006、KAAT021、KAAT010、KAAT022、KGA156的多態(tài)性次于KAAT049；等位基因數(shù)在1.070 2～1.982 5；有效等位基因數(shù)在? 1.049 6～1.849 0；Neis多樣性指數(shù)在? 0.029 1～0.443 2；Shannons信息指數(shù)在? 0.042 4～0.622 5；多態(tài)性位點比率在? 7.02%～98.25%，平均多態(tài)性位點比率為? 64.35%大于50%。由以上多個遺傳多樣性指數(shù)結(jié)果表明，本研究所用的46對SSR引物具有較高多態(tài)性。同時，綜合多個遺傳多樣性指數(shù)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，引物KAAT049、KCAA141、KAAT021、KAAT022和KGA156的多態(tài)性則較高，引物KCAA002的多態(tài)性最低。

2.2.2 藜麥種質(zhì)資源遺傳相似性分析 利用NTSYS-PC 2.10e軟件計算114份藜麥種質(zhì)資源的遺傳相似系數(shù)。結(jié)果表明，114份材料的遺傳相似系數(shù)分布為0.21～1.00，平均遺傳相似系數(shù)為0.53。海西SY_96和西寧系選SY_99遺傳相似系數(shù)最小（0.21），可見它們的遺傳差異最大，親緣關(guān)系最遠。西寧SY_60和海西SY_58遺傳相似系數(shù)較大（0.88），說明它們親緣關(guān)系較近，因此推測它們來源地相同或相近。

2.2.3 藜麥種質(zhì)資源聚類分析 UPGMA聚類分析表明，46對SSR引物可將114份藜麥種質(zhì)資源分開，在遺傳相似系數(shù)0.63處114份藜麥種質(zhì)資源可分為7類（圖3）。第Ⅰ類包括來自不同地區(qū)的106份材料，西藏32份，海西42份，西寧9份，西寧系選24份。第Ⅱ類是1份西寧系選材料單獨聚成一份，說明該材料與其他種質(zhì)親緣關(guān)系較遠。第Ⅲ類包括1份西藏材料和3份海西材料。第Ⅳ類和V類分別是1份海西材料單獨聚成一類。第Ⅵ類和Ⅶ類分別是1份西寧系選材料單獨聚成一類。西藏、海西、西寧和西寧系選材料主要集中在第Ⅰ類，因此，本研究探究的114份藜麥種質(zhì)地區(qū)分類不明顯，各地區(qū)的種質(zhì)的遺傳信息具有一定的相似性。同時也說明青海引進的藜麥種質(zhì)混亂，在后期研究上需要進一步篩選和推進育種工作進程。

2.2.4 主成分分析（PCoA） 為了更好地驗證114份藜麥種質(zhì)資源間的遺傳關(guān)系，基于SSR分子標(biāo)記的遺傳相似性系數(shù)矩陣，利用NTSYS-PC 2.10e對114份藜麥種質(zhì)資源進行主成分分析。由圖4可知，第一主坐標(biāo)解釋了種質(zhì)資源間相關(guān)性的10.49%，第二主坐標(biāo)解釋了5.60%。114份藜麥種質(zhì)資源在Dim-1和Dim-2主坐標(biāo)上各被分成2組，綜合起來可將114份藜麥種質(zhì)資源劃分成4組。其中，第一組包含22份材料，15份海西材料，5份西藏材料，2份西寧系選材料；與聚類分析結(jié)果相比，主要集中在聚類分析的第Ⅰ類，1份西藏材料在聚類分析第Ⅲ類。第二組包括58份材料，26份西藏彩禮，5份西寧材料，9份西寧系選材料，18份海西材料；與聚類分析結(jié)果相比，主要集中在聚類分析第Ⅰ類，1份西寧系選材料在聚類分析第Ⅱ類。第三組包括13份材料，5份海西材料，8份西寧系選材料；與聚類分析結(jié)果相比，2份海西材料在聚類分析第Ⅲ類，各1份海西材料在聚類分析第Ⅳ和V類，各1份西寧系選材料在聚類分析第Ⅵ和Ⅶ類。第四組包括21份材料，9份海西材料，4份西寧材料，2份西藏材料，6份西寧系選材料；與聚類分析結(jié)果相比，主要集中在聚類分析第Ⅰ類，1份海西材料在聚類分析第Ⅲ類。

2.2.5 基于表型性狀和基因型的多樣性分析 通過表型性狀和SSR分子標(biāo)記兩種方法來研究藜麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性。從兩種聚類結(jié)果來看，114份參試藜麥材料凌亂的分布在聚類樹上，相同地區(qū)的種質(zhì)資源沒有在相應(yīng)的組群上，且在表型性狀分析上看不出具體的共性特征。按材料來源地在表型聚類分析中，47份海西材料均分布在6大類群，在分子標(biāo)記聚類圖中，材料主要集中在第Ⅰ類，第Ⅲ類包括3份材料，2份材料各單獨聚成一類，說明海西材料表型和遺傳信息多樣性均較高。西藏33份材料在表型聚類中分布在第Ⅰ、Ⅲ和Ⅵ類，在分子聚類圖中97%的材料集中在第Ⅰ類，1份材料單獨具有一類，說明西藏材料表型多樣性較高，遺傳信息多樣性較低。西寧9份材料分布在第Ⅰ、Ⅲ和Ⅵ類，在分子標(biāo)記聚類圖中均分布在第Ⅰ類，說明西寧材料表型多樣性較高，遺傳信息多樣性較低。西寧系選25份材料主要集中在第Ⅰ類，2份材料各單獨聚成一類，說明西寧系選材料表型和遺傳信息多樣性較低。

3 討? 論

為了解和掌握青海省引進的藜麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性，推進青海省藜麥育種進程。本研究對西藏資源、西寧資源、西寧系選材料和海西資源這4個地方的114份藜麥種質(zhì)資源進行表型性狀和SSR分子標(biāo)記的遺傳多樣性分析。

3.1 基于表型性狀的藜麥種質(zhì)資源遺傳多樣性

表型性狀是鑒定植物變異最直接的方法，本研究選取株高、穗長、主穗直徑等11個表型性狀對114份藜麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性進行了分析。變異系數(shù)可以從表型上明確不同種質(zhì)的差異程度，呂偉等［27］認為變異系數(shù)大于10%時，種質(zhì)間差異較大。本研究結(jié)果表明，114份藜麥種質(zhì)資源的11個表型性狀差異極顯著，變異系數(shù)范圍在4.57%～87.79%，主穗直徑的變異系數(shù)最大，而籽粒直徑的變異系數(shù)最小。11個表型性狀的遺傳多樣性指數(shù)分布范圍為0.47～2.29，平均值1.72。其中，多樣性指數(shù)最大的是單株產(chǎn)量，最小的是莖稈長。由此可見，藜麥表型性狀變異系數(shù)與遺傳多樣性指數(shù)沒有正負相關(guān)關(guān)系，與赫衛(wèi)等［28］、李寧等［29］研究一致。張錦豪等［30］研究表明藜麥種質(zhì)資源表型性狀變異系數(shù)為? 13.75%～66.74%，平均遺傳多樣性指數(shù)為? 1.65，與本研究結(jié)果基本相同。本研究表型性狀聚類第V類是一份西寧系選材料，其中有效穗數(shù)、籽粒周長、籽粒表面積、單株產(chǎn)量和千粒質(zhì)量最大。因此，要提高藜麥籽粒產(chǎn)量，可以用V類材料進行一步研究。而第Ⅵ類材料則與第V類材料相反，所以可以對這兩個極端材料進行比較研究，發(fā)掘影響這兩個藜麥籽粒產(chǎn)生差異的原因。本研究將114份藜麥種質(zhì)聚成6大類可為青海省藜麥種質(zhì)的有效利用和選品種選育提供參考依據(jù)，但是還需要進行多年多點研究。

3.2 基于SSR分子標(biāo)記的藜麥種質(zhì)資源遺傳多樣性

SSR分子標(biāo)記已廣泛應(yīng)用在甜菜［31］、辣椒［32］、水稻［33］等作物上進行遺傳多樣性分析。本研究利用221對SSR引物對114份國內(nèi)藜麥種質(zhì)資源進行遺傳多樣性分析，46對多態(tài)性豐富的SSR引物擴增條帶范圍在100～370 bp，165條多態(tài)性條帶，每對引物的平均等位變異數(shù)為? 3.59。平均等位變異數(shù)低于陸敏佳等［13］、孫夢涵等［14］的研究，原因可能是不同的SSR分子標(biāo)記數(shù)量存在差異。陳翠萍等［34］在藜麥SSR分子標(biāo)記多態(tài)性信息中，引物KAAT021的多態(tài)性最豐富，引物KGA010、KGA100和BGA200的多態(tài)性最低，與本研究結(jié)果不一致，其原因可能是試驗材料不同導(dǎo)致的結(jié)果。本研究基于SSR分子標(biāo)記的聚類分別不明顯，但個別材料被單獨聚成一類，與陸敏佳等研究結(jié)果一致，所以推測相同的原因可能是引進材料的過程中存在交叉現(xiàn)象或研究使用的引物種類和數(shù)量較少有關(guān)。孫夢涵等［14］對166份藜麥種質(zhì)資源進行聚類，結(jié)果為相同來源地的藜麥聚成一類，與本研究結(jié)果不一致，原因是引進的藜麥種質(zhì)資源初始來源地相同。由此可見，這114份藜麥種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)較廣泛。

3.3 表型和基因型的藜麥種質(zhì)資源遺傳多樣性差異結(jié)果分析

本研究114份藜麥種質(zhì)資源從表型性狀和基因型的聚類結(jié)果來看，既有存在一定的相似性和差異。原因一方面是藜麥本身具有廣泛的農(nóng)業(yè)生態(tài)多樣性［35］，表型性狀聚類分析和SSR分子標(biāo)記分析檢測的目標(biāo)不一致，數(shù)量性狀是由多個基因控制，SSR標(biāo)記可能只檢測到了其中的一部分，或是檢測到的多態(tài)性位點未在表型性狀中表現(xiàn)出來；另一方面可能是引進的藜麥種質(zhì)資源最初來源地不清楚，在引種過程中存在交叉滲透現(xiàn)象。赫衛(wèi)等［28］研究結(jié)果表明，SSR分子標(biāo)記將表型性狀差異大的辣椒品種相互分開，與本研究結(jié)果不一致。本研究結(jié)果與徐福榮等［17］、傅鴻妃等［32］在水稻和辣椒上基于表型性狀和SSR分子標(biāo)記存在一定差異結(jié)果一致。不同物種在生長發(fā)育進程，表型性狀受外界環(huán)境和基因影響，因此想要更準(zhǔn)確、更全面的描述遺傳多樣性需要從2個方面上進行研究。

4 結(jié)? 論

本研究發(fā)現(xiàn)，114份藜麥種質(zhì)資源的11個表型性狀差異極顯著（P<0.01），其中46對多態(tài)性豐富的SSR引物擴增出165條多態(tài)性條帶，每對引物的平均等位變異數(shù)為3.59，觀測等位基因（Na）平均值為1.65，有效等位基因（Ne）平均值為1.50，Shannons信息指數(shù)（I）和Neis基因多樣性指數(shù)（He）平均值為0.39和0.27，平均多態(tài)性比率為64.35%，大于50%。基于表型性狀和SSR分子標(biāo)記聚類分析表明，來源地相同的種質(zhì)資源被分到了不同的類，來源地不同的種質(zhì)資源被分到了同一類或單獨聚成一類，表型性狀和遺傳信息具有一定的相似性，說明參試材料遺傳多樣性較豐富。研究結(jié)果為藜麥種質(zhì)資源的應(yīng)用和育種提供理論依據(jù)。

參考文獻 Reference：

［1］ 王創(chuàng)云，鄧 妍，段鵬慧，等.藜麥生物學(xué)特性及精簡栽培種植技術(shù)［J］.山西農(nóng)經(jīng)，2017（23）：88-89，139.

WANG CH Y，DENG Y，DUAN? P H，et al.Quinoa biology and planting techniques for lean cultivation［J］.Shanxi Agricultural Economy，2017（23）：88-89，139.

［2］ RISI J C，GALWEY N W.Chenopodium grains of the Andes：Inca crops for modern agriculture［J］.Advances in Applied Biology，1984，10：145-216.

［3］ SHAH S S，SHI L，LI Z，et al.Yield，agronomic and forage quality traits of different quinoa （Chenopodium quinoa Willd.） genotypes in northeast China［J］.Agronomy，2020，10（12）：1908.

［4］ JACOBSEN S E，LIU F，JENSEN C R.Does root sourced ABA play a role for regulation of stomata under drought in quinoa（Chenopodium quinoa Willd.）［J］.Scientia Horticulturae，2009，122（2）：281-287.

［5］ 楊利艷，楊小蘭，朱滿喜，等.干旱脅迫對藜麥種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響［J］.種子，2020，39（9）：36-40.

YANG L Y，YANG X L，ZHU M X，et al. Effects of drought stress on seed germination and seeding physiological characteristics of quinoa［J］.Seeds，2020，39（9）：36-40.

［6］ 時丕彪，耿安紅，李亞芳，等.江蘇沿海地區(qū)12個藜麥品種田間綜合評價及優(yōu)良品種的耐漬性分析［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（15）：64-67.

SHI P B，GENG A H，LI Y F，et al.Comprehensive evaluation of twelve Chenopodium quinoa cultivars and analysis of waterlogging tolerance of excellent cultivars in Jiangsu coastal area［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2018，46（15）：64-67.

［7］ VEGA G A，MIRANDA M，VERGARA J，et al.Nutrition facts and functional potential of quinoa （Chenopodium quinoa willd.），an ancient Andean grain：a review［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2010，90（15）：2541-2547.

［8］ 任貴興，楊修仕，么 楊.中國藜麥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀［J］.作物雜志，2015（5）：1-5.

REN G X，YANG X SH，ME Y.Current situation of quinoa industry in China［J］.Crops，2015（5）：1-5.

［9］ 李吉有.論藜麥在民和地區(qū)的推廣［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2017，37（19）：179-184.

LI J Y.On the promotion of quinoa in the Minhe region［J］.Agriculture and Technology，2017，37（19）：179-184.

［10］ 葛淑俊，孟義江，李廣敏，等.我國藥用植物遺傳多樣性研究進展［J］.中草藥，2006（10）：1584-1589.

GE SH? J，MENG Y J，LI G M，et al.Research progress on genetic diversity in Chinese medicinal plants［J］.Chinese Traditional and Herbal Drugs，2006（10）：1584-1589.

［11］ 張愛民，陽文龍，方紅曼，等.作物種質(zhì)資源研究態(tài)勢分析［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2018，19（3）：377-382.

ZHANG A M，YANG W L，F(xiàn)ANG H M，et al.Current status of research on crop genetic germplasms［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2018，19（3）：377-382.

［12］ GROVER A，SHARMA P C.Development and use of molecular markers：past and present［J］.Critical Reviews in Biotechnology，2016，36（2）：290-302.

［13］ 陸敏佳，蔣玉蓉，陸國權(quán)，等.利用SSR標(biāo)記分析藜麥品種的遺傳多樣性［J］.核農(nóng)學(xué)報，2015，29（2）：260-269.

LU M J，JIANG Y R，LU G Q，et al.Genetic diversity of quinoa germplasm assessed by SSR markers［J］.Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2015，29（2）：260-269.

［14］ 孫夢涵，邢 寶，崔宏亮，等.藜麥種質(zhì)資源遺傳多樣性SSR標(biāo)記分析［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2021，22（3）：625-637.

SUN M H，XING B，CUI H L，et al.Genetic diversity?? analysis of quinoa by SSR markers［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2021，22（3）：625-637.

［15］ 吳文強，楊 箐，陳天青，等.藜麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析［J］.種子，2021，40（2）：13-19.

WU W Q，YANG Q，CHEN T Q，et al.Genetic diversity analysis of germplasm resources of quinoa［J］.Seeds，2021，40（2）：13-19.

［16］ 葉 君，吳曉華，李元清，等.基于表型性狀的藜麥種質(zhì)資源遺傳多樣性分析［J］.北方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2020，48（1）：1-6.

YE J，WU X H，LI Y Q，et al.Genetic diversity analysis of phenotypic traits in quinoa germplasm resources［J］.Journal of Northern Agriculture，2020，48（1）：1-6.

［17］ 徐福榮，董 超，楊文毅，等.基于表型性狀和SSR分子標(biāo)記的云南省水稻主要育成品種（系）的遺傳相似性分析［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2011，12（5）：700-708.

XU F R，DONG CH，YANG W Y，et al.Genetic similarity based on SSR markers and phenotypies traits of major improved rice （Oryza sativa L.） varieties in Yunnan province［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2011，12（5）：700-708.

［18］ 李金龍，范 昱，趙夢雨，等.基于表型性狀和SSR分子標(biāo)記構(gòu)建甜蕎初級核心種質(zhì)［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2021，22（5）：1240-1247.

LI J L，F(xiàn)AN Y，ZHAO M Y，et al.Construction of primary pore collection of? buckwheat germplasm resources based on phenotypic traits and SSR［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2021，22（5）：1240-1247.

［19］ LI C，SONG L，ZHU Y，et al.Genetic diversity assessment of upland cotton variety resources in China based on phenotype traits and molecular markers［J］.Crop Science，2017，57（1）：290-301.

［20］ 汪寶根，董君暘，汪 穎，等.浙江省地方菜豆種質(zhì)資源鑒定與遺傳多樣性分析［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2022，34（11）：2416-2427.

WANG B G，DONG J Y，WANG Y，et al.Evaluation and genetic diversity analysis of common bean germplasm in Zhejiang Province，China［J］.Acta Agriculturae Zhejiangensis，2022，34（11）：2416-2427.

［21］ 白曉倩，陳 于，張仕杰，等.基于表型性狀和SSR標(biāo)記的板栗品種遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2022，23（4）：972-984.

BAI X Q，CHEN Y，ZHANG SH J，et al.Genetic diversity analysis and fingerprinting of chestnut varieties based on phenotypic traits and SSR markers［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2022，23（4）：972-984.

［22］ 程林濤，孫曉陽，謝福春，等.基于表型性狀和SSR分子標(biāo)記的草地早熟禾遺傳多樣性分析和分子身份證構(gòu)建［J］.中國草地學(xué)報，2022，44（9）：1-10.

CHENG L T，SUN X Y，XIE F CH，et al.Genetic diversity analysis and molecular? ID construction of kentucky bluegrass based on phenotypic traits and SSR molecular markers［J］.Chinese Journal of Grassland，2022，44（9）：1-10.

［23］ HOUMANAT K，DOUAIK A，CHARAFI J，et al.Appropriate statistical methods for analysis of safflower genetic diversity using agglomerative hierarchical cluster??? analysis through combination of phenotypic traits and molecular markers［J］.Crop Science，2021，61（6）：4164-4180.

［24］ 宋 嬌，姚有華，劉 洋，等.6個藜麥品種（系）農(nóng)藝性狀的主成分分析［J］.青海大學(xué)學(xué)報，2017，35（6）：6-10.

SONG J，YAO Y H，LIU Y，et al.Principal component?? analysis of agronomic traits of six quinoa varieties （or lines）［J］.Journal of Qinghai University，2017，35（6）：6-10.

［25］ JARVIS D E，KOPP O R，JELLEN E N，et al.Simple sequence repeat marker development and genetic mapping in quinoa （Chenopodium quinoa Willd.）［J］.Journal of Genetics，2008，87（1）：39.

［26］ 張金屯.數(shù)量生態(tài)學(xué)［M］.2版.北京：科學(xué)出版社，2011.

ZHANG J T.Quantitative Ecology［M］.2nd ed.Beijing：Science Press，2011.

［27］ 呂 偉，劉文萍，任果香，等.不同濃度生根粉對芝麻生長及產(chǎn)量的影響［J］.作物雜志，2017（5）：100-105.

L W，LIU W P，REN G X，et al.Effects of different concentrations of ABT on growth and yield of sesame［J］.Crops，2017（5）：100-105.

［28］ 赫 衛(wèi)，張 慧.基于表型性狀和SRAP標(biāo)記的觀賞用辣椒種質(zhì)資源遺傳多樣性分析［J］.中國瓜菜，2022，35（1）：16-23.

HE W，ZHANG H.Analysis of genetic diversity of pepper germplasm resources for ornamental based on phenotypic traits and SRAP markers［J］.China Cucurbits and Vegetables，2022，35（1）：16-23.

［29］ 李 寧，王 飛，姚明華，等.國內(nèi)外辣椒種質(zhì)資源表型性狀多樣性及相關(guān)性分析［J］.辣椒雜志，2015，13（1）：8-13.

LI N，WANG F，YAO M H，et al.Genetic diversity and correlation analysis of phenotype traits in Capsicum spp.germplasms from China and abroad［J］.Journal of China Capsicum，2015，13（1）：8-13.

［30］ 張錦豪，王樹彥，楊恩澤，等.藜麥種質(zhì)資源表型性狀遺傳多樣性分析［J］.中國草地學(xué)報，2022，44（12）：37-46.

ZHANG J H，WANG SH Y，YANG E Z，et al.Genetic diversity analysis of? phenotypic traits in Chenopodium quinoa Willd. germplasm resources［J］.Chinese Journal of Grassland，2022，44（12）：37-46.

［31］ 李喬喬，王宇晴，邳 植，等.基于SSR分子標(biāo)記的甜菜種質(zhì)資源遺傳多樣性分析［J］.中國糖料，2023，45（1）：1-7.

LI Q Q，WANG Y Q，PI ZH，et al.Genetic diversity analysis of sugar beet germplasm resources based on SSR molecular? markers［J］.Sugar Crops of China，2023，45（1）：1-7.

［32］ 傅鴻妃，呂曉菡，陳建瑛，等.辣椒種質(zhì)表型性狀與SSR分子標(biāo)記的遺傳多樣性分析［J］.核農(nóng)學(xué)報，2018，32（7）：1309-1319.

FU H F，L? X H，CHEN J Y，et al.Genetic diversity?? analysis of capsicum germplasm based on phenotypic traits with SSR markers［J］.Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2018，32（7）：1309-1319.

［33］ 王曉映，張方玉，萬 星，等.基于分子標(biāo)記和表型性狀的水稻地方品種遺傳多樣性研究［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2023，24（3）：636-647.

WANG X Y，ZHANG F Y，WAN X，et al.Diversity of rice landraces revealed by molecular markers and phenotypic traits［J］.Journal of Plant Genetic Resources，2023，24（3）：636-647.

［34］ 陳翠萍，閆殿海，張書苗，等.藜麥SSR指紋圖譜構(gòu)建及遺傳多樣性分析［J］.作物雜志，2023（3）：35-42.

CHEN C P，YAN D H，ZHANG SH M，et al.Fingerprint construction and genetic diversity analysis of quinoa based on SSR markers［J］.Crops，2023（3）：35-42.

［35］ PHARA B D，F(xiàn)ILIP B V，HILDE M，et al.Yield and nutritional characterization of thirteen quinoa （Chenopodium quinoa Willd.） varieties grown in North-west Europe—Part I［J］.Plants，2021，10（12）：2689.

Genetic Diversity Analysis of Quinoa Germplasm

Resources Based on Phenotype and Genotype

TAO Xiaosuo1，YAO Xiaohua1，2，WU Kunlun1，2，

XIE Deqing1，2，SONG Jiao1 and? YAO Youhua1，2

（1.Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Qinghai University， Xining810016， China; 2.Qinghai-Tibet Plateau Germplasm Resources Research and Utilization Laboratory， Qinghai Province，Xining 810016，China）

Abstract To understand the genetic background and diversity of quinoa germplasm resources introduced and collected by Qinghai Province， 11 phenotypic traits and 221 pairs of SSR primers were selected to analyze genetic diversity of 114 quinoa germplasm resources.The results showed significant differences （P<0.01） among the 11 phenotypic traits observed in the 114 quinoa germplasm resources. The coefficient of variation ranged from 4.57% to 87.79%， with the largest variation found in main spike diameter （87.79%） and the least in seed diameter （4.57%）.The genetic diversity index ranged from 0.47 to 2.29， with the highest genetic diversity index for yield per plant （2.29） and the lowest for stalk length （0.47）. The 46 pairs of highly polymorphic SSR primers amplified 165 polymorphic bands. The mean variance allelic of each primers pair was 3.59， the average values for observed alleles （Na）， effective alleles （Ne）， Shannons information index （I） and Neis gene diversity （He） ， were 1.65， 1.50， 0.39 and 0.27， respectively. The average polymorphism ratio was?? 64.35%. The clustering analysis revealed that 114 quinoa germplasm resources were similar and different based on phenotypic traits and SSR markers.The germplasm of the same origin were classified into different groups，while the germplasm from the different origins? was either grouped together or formed a separate cluster. These results indicated the rich diversity of phenotypic characters and molecular genetic information of quinoa germplasm resources.

Key words Quinoa; Germplasm resources; Phenotypic traits; SSR markers; Genetic diversity

Received ?2023-07-15??? Returned 2023-07-28

Foundation item ?Special Project for Transformation of Scientific and Technological Achievements in Qinghai Province （No.2022-NK-112）; Special Project for Science and Technology Specialists in Qinghai Province （No.2023-NK-P09）.

First author TAO Xiaosuo，female，master student. Research area：genetic breeding of triticeae crops. E-mail：1245280378@qq.com

Corresponding?? author YAO Youhua，male，associate research fellow.Research area：breeding and cultivation of triticeae crops. E-mail：youhua8888@126.com

（責(zé)任編輯：成 敏 Responsible editor：CHENG? Min）