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罗汉果遗传多样性与群体结构及核心种质研究

2023-09-13莫长明谢文娟郭文锋张燕玲张馨丹马小军

中草药 2023年18期
关键词:永福县野生种居群

莫长明,谢文娟,郭文锋,张燕玲,黄 江,张馨丹,李 忠,唐 其,马小军

• 药材与资源 •

罗汉果遗传多样性与群体结构及核心种质研究

莫长明1,谢文娟2#,郭文锋1,张燕玲3,黄 江2,张馨丹3,李 忠1,唐 其4*,马小军5*

1. 广西壮族自治区农业科学院广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室,广西 南宁 530007 2. 桂林医学院,广西 桂林 541001 3. 桂林吉福思罗汉果生物技术股份有限公司,广西 桂林 541006 4. 湖南农业大学园艺学院,湖南 长沙 410128 5. 中国医学科学院北京协和医学院 药用植物研究所,北京 100193

分析罗汉果种质遗传基础,以为其资源保护、品种改良和性状遗传结构解析提供依据。采用SSR荧光分子标记对325份罗汉果及其近缘物种资源进行亲缘关系鉴定,并且进一步分析罗汉果遗传多样性、群体结构和构建其核心种质。优选出的15对SSR荧光引物共检测到185个等位基因(平均为12.33个),平均香农信息指数(Shannon’s information index,)为1.67,多态性信息含量指数(polymorphism information content,PIC)≥0.54;325份种质亲缘关系聚类在遗传距离0.95附近被划分为赤瓟、翅子罗汉果和罗汉果3个亚群,其中罗汉果亚群发现大量几乎无遗传差异个体,共鉴别获得140份具遗传差异的罗汉果初级核心种质。这些初级核心种质遗传分化系数(genetic differentiation coefficient,FST)为0.140,群体间、群体内、个体内遗传变异分别占总变异的14.0%、19.0%和67.0%,野生、地方和栽培种平均遗传距离分别为0.802 1、0.576 8、0.422 0,分别为1.798、1.092、0.603;Jaccard遗传距离聚类分析在遗传距离0.8处被划分为9个亚群,群体结构和主成分分析均被划分为4个亚群。通过10%~70%比例随机抽样法,构建了32份核心种质,其采集地点占原始种质的94.12 %,等位基因数与原始种质的符合率为96.13%,值为1.944 9。优选出的15对SSR荧光引物多态性高,能有效鉴别罗汉果及其近缘物种赤瓟、翅子罗汉果。罗汉果初级核心种质存在中等程度遗传分化,遗传变异主要来自群体与个体内部,野生种与地方种遗传多样性高,栽培种遗传多样性低,存在4个明显基因库。构建的32份核心种质能充分代表原始种质地理来源与遗传多样性。

罗汉果;SSR荧光标记;遗传多样性;群体结构;核心种质

罗汉果(Swingle) C. Jeffrey是具有重要经济价值的葫芦科珍稀药用与甜料植物,其干燥果实为驰名中外的传统中药材,享有“东方神果”的美誉,为第一批国家药食两用中药材品种,也是《中欧地理标志协定》保护的中国地理标志产品,具有祛痰止咳[1]、清热润肺、利咽开音、滑肠通便[2]、降糖调脂[3]、抗炎平喘[4-5]、抗氧化[6]、抗癌[7]、抗纤维化[8]和增强免疫[9]等功效,其重要药理活性物质罗汉果甜苷还是世界上高强度非糖甜味物质之一。其中,罗汉果苷Ⅳ、苷V、赛门苷I和异罗汉果苷V甜度分别是0.5%蔗糖溶液的300、378、465[10]和500倍[11]。罗汉果甜苷是为数不多源自中药的非营养型、高甜度、低热量、安全无毒[12-14]、无后苦味、稳定易溶的功能性天然甜味剂,可为糖尿病和肥胖症人食用,2011年便通过美国FDA的GRAS认证成功进入美国市场[15],目前已获得超过20国家的市场准入,应用产品超过5000种,具有广阔的市场前景。但是,由于罗汉果甜苷在鲜果中含量较低(0.45%左右),原料成本过高问题一直困扰着其甜味剂产业发展,急需培育优良品种提高种植效率来破解这一难题。种质资源是作物优良品种选育的重要物质基础,其亲缘关系、遗传多样性、群体结构和核心种质构建研究,对指导作物种质资源保护和育种利用具有重要意义,已有多种粮食、饲料、蔬菜作物和花卉、林果植物开展了相关研究,例如青稞、糜子、新麦草、扁豆、建兰、山荆子、千年桐、核桃[16-23]。2005年,彭云滔[24]和周俊亚[25]也利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)、随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphism DNA,RAPD)、简单序列重复区间(inter-simple sequence repeat,ISSR)分子标记分别对170份野生和75份栽培罗汉果种质分析显示,野生种质遗传多样性高、居群间遗传分化大、居群内遗传多样性低,栽培种质遗传多样性低、仅少数品种遗传差异较大。解兵斌[26]通过叶绿体间隔区序列片段trnR-atpA、trnH-psbA、trnL-trnF和单拷贝核基因、,对13个野生种群和21个栽培品种共151个种质分析也显示,野生种群遗传多样性高、种群间遗传分化大,栽培品种遗传多样性明显降低,并推测罗汉果在第4纪冰期存在广西东北部、萌渚岭、大庾岭与武功山和云开山脉4个避难所。与AFLP、RAPD、ISSR等分子标记相比,SSR标记由于多态性高、重复性好、共显性遗传和操作简单等优点,已成为开展上述研究的理想分子标记。王要芳[27]利用24份野生和74份栽培种质开发了15对罗汉果SSR引物。王娟等[28]利用一个野生居群的21份样品开发了27对罗汉果EST-SSR引物。但是,SSR荧光分子标记分析罗汉果亲缘关系、遗传多样性、群体结构和构建其核心种质的研究未有报道。此外,受开荒种植、伐木修路等影响,罗汉果野生资源仍遭受着严重的持续破坏;受病虫害流行和市场对果实品质要求严苛等影响,罗汉果地方与栽培品种资源也在不断锐减,拉江果、爆棚果、长滩果等品种已几乎灭绝。前人研究过程中对种质保存重视不够,多年过去以后,现有罗汉果种质资源遗传基础与育种潜力状况不明。再有,生产中具一定规模的育苗场就有数十家,各自声称其种苗为自家培育品种,品种名称繁多然而性状表现则大同小异,因而栽培品种状况也不明朗。因此,本研究首次广泛收集并保存野生与栽培区罗汉果近缘种、野生种、地方种和栽培种等种质资源,并运用检测通量更大、准确度更高、灵敏度更好的SSR荧光分子标记,分析罗汉果种质资源亲缘关系、遗传多样性和群体结构,并构建其核心种质库,以摸清罗汉果这一中国特有物种资源现有家底,更好指导罗汉果种质资源保护及育种利用、优质栽培和性状遗传研究,也为其产业可持续发展提供重要物质保障。

1 材料与仪器

1.1 材料

广泛收集野生与栽培区罗汉果(Swingle) C. Jeffrey的野生种(YSZ)、地方种(DFZ)和栽培种(ZPZ),以及其近缘属(JYS)赤瓟L.、近缘种(JYZ)翅子罗汉果的种质325份。实验材料经中国医学科学院药用植物研究所马小军研究员鉴定。其中,近缘属包括采自广西金秀县、黑龙江哈尔滨市的4份赤瓟种质,近缘种为采自那坡县的1份翅子罗汉果;野生种包括江西省九江市、龙南县、信丰县、安福县,湖南道县、双牌县,广西区贺州市、三江县、兴安县、临桂区、永福县、柳州市、金秀县、博白县,以及广东省南雄市、乳源县采集的171份种质;地方种均为早年栽培中心收集保存的,共计69份种质;栽培种包括罗汉果主产区广西区和湖南省不同育苗场采集的80份种质。通过SRR荧光分子标记从中鉴别出140份具遗传差异的初级核心种质(表1)用于进一步遗传多样性和群体结构等分析。

1.2 仪器

KingFisher™ Flex型核酸提取仪(美国ThermoFisher公司),Mikro 120型台式离心机(德国Hettich公司),DYY-6C型电泳仪(北京六一生物科技有限公司),NanoDROP 8000型超微量分光光度计(美国Thermo Fisher公司),Veriti 384 well型PCR仪(美国Applied Biosystems公司),3730XL型基因分析仪(美国Applied Biosystems公司)。

2 方法

2.1 基因组DNA提取与质量检测

采用天根生化磁珠法植物基因组提取试剂盒,配合King Fisher™ Flex核酸提取仪和Mikro 120台式离心机对罗汉果嫩叶样本进行基因组DNA核酸提取。取2 μL提取DNA样本添加2 μL 6×Loading Buffer,于DYY-6C电泳仪进行浓度1%、电压120 V、时间20 min的琼脂糖凝胶电泳检测核酸完整性。取2 μL DNA样本,采用NanoDROP 8000超微量分光光度计进行核酸浓度和纯度检测。

2.2 SSR引物合成与筛选

采用接头荧光PCR法,从发表的引物[27-28]中选取37对多态性引物,由天一辉远公司合成上游接头引物(添加21 bp序列5’-GAAGGTGACCA- AGTTCATGCT-3’)或荧光接头引物(接头引物添加荧光基团),以及下游普通引物,针对25个表型遗传差异大的品种样本,在Veriti 384 well PCR仪上,分别进行2轮PCR扩增。PCR反应体系:GeneTech 2×Taq PCR Master Mix 7.5 μL、Mix primer 2.0 μL、DNA模板1 μL、ddH2O 4.5 μL。PCR扩增程序设置为:95 ℃预变性5 min;95 ℃变性30 s,62~52 ℃梯度退火30 s,72 ℃延伸30 s,运行10个循环;95 ℃变性30 s,52 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,运行25个循环;72 ℃延伸20 min,最后4 ℃保存。PCR反应结束后,扩增产物采用3730XL基因分析仪进行荧光毛细管电泳检测。上样混合物:Applied Biosystems Hi-Di Formamide 10 μL、Applied Biosystems GeneScan 500 LIZ Size Standard内标0.5 μL、PCR产物1.0 μL。使用GeneMarker3.0.0软件对结果进行分析,从中筛选到15对多态性良好的引物(表2)。

表1 初级核心种质信息

Table 1 Information of primary core collections

种质编号群体类型采集地点采集年份种质编号群体类型采集地点采集年份种质编号群体类型采集地点采集年份 1YSZ广西永福县202148YSZ广西贺州市2021 95YSZ广东南雄市2021 2YSZ广西三江县202149YSZ广西贺州市2021 96YSZ湖南道县2021 3YSZ广西永福县202150DFZ广西永福县2005 97YSZ广东南雄市2021 4DFZ广西永福县200451DFZ广西雁山区2017 98YSZ广东南雄市2021 5DFZ广西临桂区200852DFZ广西雁山区2018 99YSZ湖南道县2021 6DFZ广西临桂区200453DFZ广西雁山区2018100YSZ湖南道县2021 7DFZ广西龙胜县200454DFZ广西雁山区2019101YSZ广东南雄市2021 8DFZ广西临桂区200455DFZ广西雁山区2019102YSZ江西信丰县2021 9DFZ广西永福县200456DFZ广西雁山区2019103YSZ江西信丰县2021 10DFZ广西龙胜县200457DFZ广西雁山区2019104YSZ湖南道县2021 11DFZ广西永福县200458DFZ广西雁山区2019105YSZ湖南道县2021 12DFZ广西永福县200459DFZ广西临桂区2017106YSZ湖南道县2021 13DFZ广西龙胜县200460DFZ广西雁山区2019107YSZ湖南道县2021 14DFZ广西临桂区200461DFZ广西雁山区2019108YSZ湖南道县2021 15DFZ广西永福县200462DFZ广西雁山区2019109YSZ广西贺州市2021 16DFZ广西永福县200463DFZ广西临桂区2017110YSZ广西博白县2021 17DFZ广西永福县200464DFZ广西永福县2017111YSZ广西博白县2021 18DFZ广西永福县200765DFZ广西兴安县2018112ZPZ广西雁山区2020 19JYZ广西那坡县202166DFZ广西临桂区2017113ZPZ广西永福县2018 20DFZ广西永福县200467DFZ广西永福县2019114YSZ广西临桂区2021 21DFZ广西永福县200468DFZ广西永福县2019115YSZ湖南双牌县2021 22DFZ广西龙胜县200469YSZ广西三江县2017116YSZ湖南双牌县2021 23DFZ广西永福县200470YSZ广西金秀县2016117YSZ广西兴安县2021 24DFZ广西永福县200471DFZ广西临桂区2017118YSZ广西永福县2021 25DFZ广西临桂区200472YSZ广西金秀县2021119YSZ广西贺州市2021 26DFZ广西永福县200473YSZ广西金秀县2021120YSZ广西临桂区2021 27DFZ广西临桂区200474YSZ广西永福县2021121YSZ江西九江市2021 28DFZ广西永福县200475YSZ广西金秀县2021122YSZ广东南雄市2021 29YSZ广西临桂区201876YSZ广西金秀县2021123YSZ广西贺州市2021 30DFZ广西永福县200477YSZ江西九江市2021124YSZ广西贺州市2021 31DFZ广西永福县200478YSZ湖南道县2021125YSZ广西永福县2021 32ZPZ广西永福县202179YSZ江西龙南县2021126YSZ广西永福县2021 33YSZ江西信丰县202180YSZ广东乳源县2021127YSZ广西永福县2021 34YSZ江西龙南县202181YSZ江西龙南县2021128YSZ广西永福县2021 35YSZ江西龙南县202182YSZ江西龙南县2021129YSZ广西三江县2021 36YSZ江西龙南县202183YSZ江西龙南县2021130YSZ广西三江县2021 37YSZ江西信丰县202184YSZ江西龙南县2021131YSZ广西三江县2021 38YSZ广东南雄市202185YSZ江西信丰县2021132YSZ广西兴安县2021 39YSZ广西永福县202186YSZ江西信丰县2021133YSZ广西兴安县2021 40YSZ广西兴安县202187YSZ江西信丰县2021134YSZ广西兴安县2021 41YSZ广西兴安县202188YSZ江西信丰县2021135YSZ江西龙南县2021 42YSZ广西博白县202189YSZ江西信丰县2021136YSZ江西龙南县2021 43DFZ广西临桂区200890YSZ江西信丰县2021137ZPZ广西永福县2021 44YSZ广西永福县202191YSZ江西信丰县2021138YSZ湖南双牌县2021 45YSZ广西贺州市202192ZPZ广西雁山区2021139ZPZ湖南武冈市2021 46YSZ广西金秀县202193YSZ湖南道县2021140ZPZ湖南武冈市2021 47YSZ广西临桂区202194YSZ湖南道县2021

2.3 群体样本SSR分型

在筛选出的15对引物的上游引物5’端加上不同的荧光标记,与下游普通引物一起,采用直接荧光PCR法,对325份罗汉果种质样本进行PCR扩增。PCR扩增产物通过荧光毛细管电泳检测。PCR扩增反应体系、反应条件和荧光毛细管电泳检测方法同“2.2”项引物筛选实验。检测结果通过GeneMarker3.0.0软件分析获得每份种质样本的等位基因数、峰图和基因型。

表2 优选出的15对多态性引物信息

Table 2 Information of 15 pairs of selective polymorphic primers

荧光引物重复单元正向引物(5’→3’)反向引物(5’→3’)产物大小/bp Sg3-FAM(CT)10TCTGGAGAGGAAAACTTAGAAATGACAAAATAGGAGATCCCTGAAACC191~226 Sg7-FAM(GA)_x001E_11TGCCGACATCCTTCTATTCCCTCCTCTCCGTAGCTCCATC167~178 Sg13-HEX(CT)12CTTCCATCTCCTTGAAAACAGACTCCTCCATTCTTCCTCT143~170 Sg14-HEX(TC)8 ... (TC)6GACTCAACGACGAACGGGAAAGAAAAGCAAACACCACC316~347 Sg25-FAM(TTC)10ATTATTTGTCGGGGTTGTGGTGGAGATGGGTTCTGAGTTG194~222 Sg26-TAMRA(CAA)6TCCACAACCCAAAATCATACAAGGGAGACCCACAAT200~218 Sg27-FAM(CT)6TCCATCAACAGTAGCCCTAGAGGGACGAAATGAAGA138~149 Sg29-HEX(CT)6TGCCTGCCTTCACTTTCAGCAAAAACAGAGGGACGA130~140 Sg31-HEX(CCA)6ATGATTCAGAACCCAGCATCGGTATCGGTGGAGTTA185~194 Sg34-HEX(AT)12AACTGTGGAAAAGAACCCTTACCCTCTCTAACCATTCCAA241~268 Sg35-FAM(CT)14ATCCCCAAGTTCACAGCGTATCGTCGTACTCTTTTGGGTA250~269 Sg36-HEX(GA)13TCATGCCTCTGAGTAAAACGACTGCCTCTCTTGTTGGTTT264~277 Sg37-HEX(GA)16CACAGGAAAATTGGTGCTCTGTTTTCGCCATCAAGATCAGG222~248 Sg38-TAMRA(GA)9AAACAACCGCCCTCCGCCTTTGGTGGCTCCTTGTAGTCCT206~249 Sg42-HEX(CT)13CTCCATTGAAGCCCCATATGATGCCAACTTTGTCGC192~211

2.4 数据分析

采用Excel 2019软件整理基因型数据,统计标记位点等位基因在不同群体的百分数和私有等位基因数,按照不同软件要求进行相应数据格式转换。采用GenAlex6.5软件计算种质标记位点和群体的有效个体数(effective number of alleles,)、等位基因数(observed number of individuals,a)、有效等位基因数(effective number of alleles,e)、香农信息指数(Shannon’s information index,)、观测杂合度(observed heterozygosity,o)、期望杂合度(expected heterozygosity,e)、固定指数(fixation index,F)、遗传分化系数(genetic differentiation coefficient,FST)、基因流(gene flow,m)和基因差异分化系数(gene differentiation coefficient,ST)等遗传多样性参数。采用Cervus3.0.7软件计算多态信息含量指数(polymorphism information content,PIC)。

种质间系统聚类使用NTsys2.10e软件根据Jaccard遗传距离分析画树。群体间系统聚类根据Nei's遗传距离,运用Phylip软件对其进行UPGMA方法画树。群体间的遗传距离,以及分子方差分析采用GenAlex6.5软件计算。群体结构分析使用STRUCTURE 2.3.4,设置=3~10,Burn-in周期为10000,Markov Chain Monte Carlo设为100000,每个值运行20次,并利用在线工具STRUCTURE HARVESTER(https://taylor0.biolo gy.ucla.edu/structureHarvester/)算出最佳△值(即为最佳群体分群数)。根据最佳值结果,使用CLUMMP和DISTRUCT软件绘制结果图。种质主坐标分析(principal co-ordinate analysis,PCoA)利用GenAlex 6.5软件。

采用随机取样法,利用R package corehunter对每个类群按照个体数量的10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、60%、70%抽样比例来提取核心种质子集。其中,外群各组样本数量很少,且与其他样本差异较大,故无需提取子集,直接保留作为核心种质。使用软件Popgene32分析获得的每个抽样子集的,从中选取最优的子集作为核心种质。

3 结果与分析

3.1 SSR荧光标记引物优选评价

3.1.1 引物扩增罗汉果及其近缘物种多态性评价 从37对普通引物中筛选出15对扩增位点多态性好的SSR荧光标记引物(表3)。利用此15对引物对325份罗汉果及其近缘种质进行扩增,每对引物扩增的有效个体数在284个以上,平均为318个;所有引物对共扩增出185个等位基因,每对引物扩增出的a在6个以上、平均a为12.33个;各对引物在不同群体中扩增出等位基因的百分数存在明显差异,但均为野生种>地方种>栽培种,其中野生种中扩增出等位基因的百分数在80.00%以上、平均值为91.92%。每对引物扩增位点的在0.70~2.12、平均值为1.67,PIC在0.54~0.81、平均值0.70,FST在0.041 4~0.248 7、平均值为0.128 0,GST在0.038 7~0.244 2、平均值为0.124 5。185个等位基因中有21个为私有等位基因(表4),其中那坡县近缘种种质19携带私有等位基因数最多、达到7个,其次乳源县和南雄市野生种种质80、98均携带3个私有等位基因,再有金秀县和双牌县野生种种质70、138则均携带2个私有等位基因,信丰县、南雄市和临桂区野生种种质37、87、101、114也各携带1个私有等位基因。

表3 15对引物的遗传多样性参数

Table 3 Genetic diversity parameters of 15 pairs of primers

荧光引物NNa群体等位基因百分数/%IPICFSTGST 野生种地方种栽培种 Sg3-FAM28410 80.0050.0020.001.640.730.195 80.191 7 Sg7-FAM31710 90.0030.0020.001.600.700.131 40.128 2 Sg13-HEX32315 93.3326.6713.331.970.780.055 70.052 3 Sg14-HEX32211 90.9145.4518.181.580.680.099 70.096 2 Sg25-FAM31913100.0061.5415.381.880.750.041 40.038 7 Sg26-TAMRA31815 80.0046.6713.331.850.760.146 90.143 7 Sg27-FAM321 7 85.7157.1457.141.460.710.108 50.105 6 Sg29-HEX318 7 85.7157.1457.141.440.700.112 60.109 5 Sg31-HEX322 6100.0066.6733.331.090.540.248 70.244 2 Sg34-HEX32220 95.0030.0015.002.080.800.178 50.173 8 Sg35-FAM32116 93.7531.2512.502.020.810.122 70.120 2 Sg36-HEX32210 90.0030.0010.000.700.270.096 40.092 6 Sg37-HEX32118100.0022.2211.111.930.730.125 60.122 9 Sg38-TAMRA31918 94.4427.7822.222.120.810.084 60.080 4 Sg42-HEX321 9100.0055.5633.331.620.710.171 60.167 3 平均值31812.33 91.9242.5423.471.670.700.128 00.124 5

表4 种质携带的私有等位基因

Table 4 Private alleles of germplasms

种质编号群体类型采集地点基因数量私有等位基因名称 19JYZ那坡县7Sg3-FAM-172、Sg3-FAM-176、Sg7-FAM-142、Sg14-HEX-322、Sg26-TAMRA-191、Sg26-TAMRA-195、Sg36-HEX-240 80YSZ乳源县3Sg31-HEX-161、Sg34-HEX-238、Sg34-HEX-250 98YSZ南雄市3Sg27-FAM-115、Sg29-HEX-106、Sg35-FAM-267 70YSZ金秀县2Sg13-HEX-139、Sg35-FAM-233 138YSZ双牌县2Sg26-TAMRA-186、Sg35-FAM-249 37YSZ信丰县1Sg36-HEX-260 87YSZ信丰县1Sg13-HEX-127 101YSZ南雄市1Sg42-HEX-194 114YSZ临桂区1Sg34-HEX-233

编号与表1中种质编号对应,以下同

The germplasm codes in the table represent the germplasm codes in Table 1, same as below

3.1.2 引物对罗汉果及其近缘物种鉴定评价 325份种质亲缘关系Jaccard遗传距离系统聚类结果鉴定结果见图1,在遗传距离0.95附近所有种质可分为3个亚群。其中,亚群I为罗汉果近缘属物种赤瓟的4份种质,亚群II为罗汉果近缘种翅子罗汉果的1份种质,亚群III则均为罗汉果种质。3个亚群亲缘关系由远及近依次为赤瓟、翅子罗汉果和罗汉果。罗汉果种质群体中存在大量几乎无遗传差异的个体,例如三江县、贺州市和道县等野生种群体,而且个体数量较少的双牌县和博白县野生种群体这一现象会更明显。地方种群体也存在一定数量几乎无遗传差异的个体。栽培种群体种质间几乎无遗传差异的现象最为突出,主产区不同育苗场繁育的雌性和雄性栽培种群体均存在大量几乎无遗传差异的个体,采集的80份种质中雌性栽培品种只剩下1个大面积种植的青皮果品种和2个少量种植的红毛果品种,雄性栽培品种也仅有4个品种。

图1 罗汉果及其近缘物种亲缘关系鉴定

3.2 初级核心种质遗传分析

3.2.1 群体间遗传分化分析 因罗汉果种质资源稀少,所以去除325份种质中近缘属与几乎无遗传差异的种质后,将剩余140份存在遗传差异的种质作为罗汉果初级核心种质(表1)。这140份初级核心种质群体间亲缘关系由远及近依次为近缘种、野生种、地方种、栽培种(图2),FST由大到小分别为近缘种与栽培种群体、近缘种与地方种群体、近缘种与野生种群体、野生种与栽培种群体、地方种与栽培种群体、野生种与地方种群体,Nei’s遗传距离由大到小顺序除野生种与地方种群体和地方种与栽培种群体互换外,其余与FST排序一致(表5)。当0<FST<0.05、0.05≤FST<0.15、0.15≤FST<0.25、0.25≤FST<1时,分别表明群体间具有较弱、中等、较强或非常强的遗传分化[29]。分子方差分析结果(表6)表明,这些初级核心种质群体间FST为0.140,存在中等程度遗传分化;大多数变异来自群体与个体内部(86.00%),而群体间的变异仅贡献了14.00%(表6);群体间m=1.535>1(表6),存在一定频率的基因交流。

图2 初级核心种质群体的遗传分化关系

表5 初级核心种质群体间遗传分化系数和遗传距离

Table 5 Genetic differentiation coefficient and genetic distance among primary core collection populations

群体类型JYZYSZDFZZPZ JYZ02.3722.4012.523 YSZ0.32900.4010.657 DFZ0.4090.08400.261 ZPZ0.5110.1770.1230

对角线下方数据为遗传分化系数FST,对角线上方数据为Nei’s遗传距离

The data below the diagonal is FSTValues, and above the diagonal is Nei’s genetic distance

表6 初级核心种质群体分子方差分析

Table6 Molecular analysis of variance of primary core collection populations

变异来源自由度变异组分变异百分数/%FSTNmP值 群体间 20.846 14.00.1401.5350.001 群体内1361.166 19.0 个体内1394.032 67.0 总数2776.044100.0

3.2.2 群体内遗传多样性分析 原始种质近缘种、野生种、地方种和栽培种入选初级核心种质个体比例由高到低分别为近缘种100%、地方种68.12%、野生种49.12%、栽培种8.75%,其中野生种和栽培种中种质重复比例均很高(表7)。安福县和双牌县野生居群入选比例非常低,且二者存在种质重复现象(表7)。野生种、地方种和栽培种群体遗传距离范围分别为0.038 5~0.979 2、0.035 7~0.829 3、0.041 7~0.743 6,平均遗传距离分别为0.802 1、0.576 8、0.422 0(表7)。其中,野生种16个县市区居群入选初级核心种质个体数多且比例高的为信丰县、龙南县、永福县居群,遗传距离范围较宽的为永福县、兴安县和贺州市居群,其遗传距离范围分别为0.041 7~0.902 4、0.043 5~0.900 0、0.040 0~0.878 0,平均遗传距离较大的为双牌县、临桂区和龙南县居群,其平均遗传距离分别为0.878 2、0.732 9、0.686 1(表7)。野生种、地方种和栽培种群体遗传多样性参数a、e、、e等由大到小均分别为野生种、地方种、栽培种群体,其中a平均值分别为11.333、5.533、2.133,平均值分别为1.798、1.092、0.603(表8)。

3.2.3 群体聚类分析 140份初级核心种质在遗传距离0.8处可分为具有较明显地理来源的9个亚群(见图3)。亚群I为来自那坡县的1份近缘种。亚群II为来自乳源县的1份野生种。亚群Ⅲ包括74份野生、地方和栽培种质,其中野生种来自双牌县2份、临桂区3份、永福县9份、三江县1份、兴安县5份,地方种47份,栽培种7份,主要为永福县、临桂区和兴安县种质。亚群Ⅳ为5份野生种质,其中来自三江县4份、南雄市1份,基本为三江县种质。亚群V为来自南雄市的4份野生种。亚群VI为8份野生种质,其中来自双牌县1份、永福县1份、贺州市6份,基本为贺州市种质。亚群VII为32份野生种质,其中来自南雄市1份、道县11份、龙南县8份、信丰县1份、贺州市1份、博白县3份、临桂区1份、金秀县6份,主要为道县、龙南县、金秀县和博白县。亚群Ⅷ为4份野生种质,其中来自龙南县2份、九江市2份。亚群Ⅸ为来自信丰县的11份野生种。虽然除翅子罗汉果和乳源县野生种分别单独聚为一个亚群外,其余同一地理来源或遗传群体种质均与1个以上其他地理来源或遗传群体种质聚为1个亚群,但是种质分布仍呈现一定程度的地理来源或遗传群体类型相关性,邻近的县区市种质趋向形成1个亚群,同时可能通过自然传播或人工引种方式与其它亚群存在一些基因交流。例如,亚群Ⅲ主要为永福、临桂和兴安邻近县区种质,同时包含外围三江县和双牌县少量种质;亚群VII包括道县、龙南县及其外围南雄市、信丰县、贺州市种质,这可能是由于种质自然传播所致,以及包括与二者相距较远的金秀县、博白县种质,这可能与人工引种有关。

3.2.4 群体结构分析 罗汉果为异花授粉植物,杂合度较高,不仅群体间存在遗传变异,群体内个体遗传变异也不尽相同,为了揭示罗汉果种质的遗传组分,参考Evanno等[30]的方法当Δ值变化出现明显的峰值时值作为最优群体数的方法,对140份初级核心种质进行类群划分。将设置为3~10,绘制与Δ的关系图,当=4时,Δ出现最大峰值(图4),因此罗汉果初级核心种质可划分为4个亚群(图5)。Cluster1亚群共包括37份近缘种与野生种种质,其中近缘种来自那坡县1份,野生种来自信丰县10份、龙南县10份、南雄市4份、贺州市1份、金秀县6份、九江市2份、乳源县1份、道县1份;Cluster2亚群共包括28份野生种与地方种种质,其中野生种来自永福县9份、三江县4份、兴安县5份、临桂区2份、南雄市1份、双牌县1份,地方种6份;Cluster3亚群为23份野生种种质,其中来自博白县3份、永福县1份、贺州市6份、道县11份、南雄市1份、双牌县1份;Cluster4亚群共包括52份野生种、地方种和栽培种种质,其中野生种来自临桂区2份、柳州市1份、双牌县1份,地方种41份,栽培种7份。

表7 初级核心种质4个类型群体及野生居群内遗传距离

Table 7 Genetic distance within four types of populations and wild populations of primary core collections

群体分群采样数量入选数量入选比例/%遗传距离范围平均遗传距离 JYZ 1 1100.00NDND YSZ17184 49.120.038 5~0.979 20.802 1 DFZ 6947 68.120.035 7~0.829 30.576 8 ZPZ 80 7 8.750.041 7~0.743 60.422 0 九江市居群 2 2100.00NDND 龙南县居群 1510 66.670.045 5~0.833 30.686 1 信丰县居群 1611 68.750.038 5~0.833 30.669 9 安福县居群 3 0 0.00NDND 道县居群 2111 52.380.050 0~0.741 90.393 3 双牌县居群 29 3 10.340.756 8~0.977 80.878 2 贺州市居群 16 7 43.750.040 0~0.878 00.555 3 三江县居群 12 4 33.330.038 5~0.354 90.189 9 兴安县居群 8 6 75.000.043 5~0.900 00.625 9 临桂区居群 5 4 80.000.611 1~0.809 50.732 9 永福县居群 1410 71.430.041 7~0.902 40.659 7 柳州市居群 1 1100.00NDND 金秀县居群 8 5 62.500.080 0~0.822 20.550 7 博白县居群 14 3 21.430.041 7~0.153 80.105 2 南雄市居群 6 6100.000.095 2~0.864 90.676 4 乳源县居群 1 1100.00NDND

ND表示无相应数据

ND represent no date

表8 初级核心种质群体遗传多样性参数

Table 8 Genetic diversity parameters of primary core collection populations

群体类型NNaNeIHoHeF YSZ84.000±0.54311.333±1.1205.100±0.6701.798±0.1270.530±0.0370.752±0.0300.291±0.047 DFZ46.667±0.504 5.533±0.4462.562±0.1761.092±0.0850.579±0.0570.572±0.0420.014±0.058 ZPZ 5.733±0.267 2.133±0.2361.926±0.1980.603±0.1220.522±0.1150.375±0.0750.411±0.125 平均值45.467±4.826 6.333±0.6983.196±0.3131.164±0.0980.543±0.0440.566±0.0380.001±0.060

STRUCTURE群体结构分析中,当某一种质在某类群中的Q≥0.6时,则认为该种质血缘关系相对比较单一,否则认为该种质血缘关系来源复杂[31]。图5显示,Cluster1亚群除贺州市和金秀县野生种种质45、75、76的Q值分别为0.384 2、0.583 7、0.598 1外,其余种质Q值均大于0.6。Cluster2亚群除地方种种质23、66和南雄市野生种种质97的Q值分别为0.502 6、0.505 8、0.383 9外,其余种质Q值均大于0.6。Cluster3亚群除博白县野生种种质42的Q值为0.56 1,永福县野生种种质44的Q值为0.498 4,贺州市野生种种质48、49和109、119、123、123的Q值为0.499 4、0.495 5、0.499 6、0.498 4、0.495 6、0.497 8,双牌县野生种种质138的Q值为0.479 4外,其余种质Q值均大于0.6。Cluster4亚群除地方种种质7、21的Q值为0.570 9、0.571 2,临桂区野生种种质114的Q值为0.495 6外,其余种质Q值均大于0.6。140份初级核心种质中有122份种质Q≥0.6,占所有种质材料的87.14%。这些说明罗汉果初级核心种质及其各亚群中大部分种质血缘关系比较单一,但是也有少数种质含有其他亚群基因成分,尤其是Cluster3亚群来自贺州市野生种种质。

图3 140个初级核心种质系统进化树

图4 140个初级核心种质ΔK随K值变化的分布

Cluster1亚群种质对应聚类分析的亚群I、II、V、VII、Ⅷ和Ⅸ种质。Cluster2亚群种质对应聚类分析的亚群Ⅲ、Ⅳ和VII种质。Cluster3亚群种质对应聚类分析的亚群VI和VII种质。Cluster4亚群种质对应聚类分析的亚群Ⅲ种质。其中,因亚群间基因交流而血缘关系混杂,使得亚群Ⅲ种质归属Cluster2和Cluster4 2个亚群,亚群VII种质归属Cluster1、2和3 3个亚群外,其余聚类分析划分亚群种质均单一归属群体结构分析划分的1个亚群。

3.2.5 群体主坐标分析 140份罗汉果初级核心种质主坐标分析显示,第1、第2、第3主坐标分别能解释这些种质27.929%、12.518%、10.853%的遗传变异。按照近缘种、野生种、地方种和栽培种分群,它们被明显划分成2个亚群(图6-A),其中近缘种、野生种成为1个亚群,地方种、栽培种成为1个亚群。若按照群体结构分析划分的4个亚群分群(图6-B),则与群体结构划分的亚群结果相吻合,被明显划分成与群体结构分析Cluster1、2、3、4亚群相对应的K1、K2、K3、K4共4个亚群。2种分群方式主坐标分析结果相比较发现,地方种与栽培种亚群对应K4亚群,近缘种与野生种亚群则进一步被划分成K1、K2、K3 3个亚群。K1、K2、K3、K4 4个亚群间m=1.128>1,说明亚群间存在低频率的基因交流情况。

图5 140份初级核心种质遗传群体结构

3.3 核心种质构建分析

采用最大限度保留多态性位点的随机取样方法,从去除赤瓟后321份罗汉果及近缘种种质中分别构建抽样比例70%、60%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%的11个候选核心种质子集,表9结果显示,当抽样比例减少至15%时,a开始减少;当抽样比例小于35%后,e和均逐渐增加。抽样量过少会导致丢失过多遗传变异,抽样量过大又会增加遗传冗余度和重复度从而拉低核心种质遗传多样性,Brown[32]认为多数植物核心种质的抽样比例为5%~10%。10%抽样比例时罗汉果核心种质子集a为174个,与原始种质a(181个)相符率达96.13%,e(5.726 7)和值(1.944 9)最高,符合Brown[32]提出的原始样本的5%~10%所构成的核心种质代表70%以上的遗传变异的标准。因此,最终确定抽样比例为10%,共获得32份罗汉果核心种质(表10)。这些核心种质包括近缘种1份、野生种28份、地方种3份,分别占原始种质中相应遗传群体种质数量的100%、16.37%、4.35%,它们来源于16个县市区,占原始种质来源地点(17个县市区)的94.12%,能很好地代表原始种质的遗传和地理多样性。栽培种系统聚类、群体结构和PCoA分析时均与地方种形成1个亚群,无栽培种入选核心种质,这可能是其均由地方种衍生而来所致。

A-按遗传类型JYZ、YSZ、DFZ、ZPZ分群 B-按遗传群体结构K1、K2、K3、K4分群

表9 不同抽样比例核心种质遗传多样性参数

Table 9 Genetic diversity parameters of core collections with different sampling percentages

抽样比例/%NNaNeI 702251813.984 61.611 0 601931813.994 41.625 1 501601813.831 81.607 8 451441814.088 71.663 7 401281813.885 21.634 9 351121814.267 91.707 5 30 961814.447 01.747 4 25 801814.706 91.799 3 20 641815.131 31.865 2 15 481785.428 51.891 9 10 321745.726 71.944 9

4 讨论

药材生产和育种过程中明确其基原植物的种属范围至关重要,以防止不当选材培育品种和种苗而影响药材药效,导致类似“金银花与山银花真假药之争”的著名事件。1941年,美国学者Swingle将罗汉果划归为葫芦科苦瓜属植物。1979年,英国植物学家C. Jeffrey又将罗汉果从苦瓜属转移到赤瓟亚属。中国科学院植物研究所路安民则认为罗汉果类群植物的雌雄花梗均无苞片,雄蕊5枚、果皮平滑,明显不同于苦瓜属雄蕊3枚、果皮有瘤状凸起,不应该放在苦瓜属,另外其雄蕊药室弓曲或折曲,种子显著大,也明显不同于赤瓟亚属成员,归属赤爮亚属也不恰当,提出应将罗汉果类群植物从赤爬亚属独立出来。在与中国学者们探讨后,1980年C. Jeffrey在其《东方葫芦科植物》一书中重新确立了Merrill提出的罗汉果属L,并将赤瓟亚属的种类转隶到中,将罗汉果学名定为(Swingle) C. Jeffrey。谢文娟[33]基于ITS2进化分析显示苦瓜属单独成支,赤瓟属与罗汉果属在一个分支;LEAFY内含子2进化分析则显示,罗汉果属单独成支,赤瓟属与苦瓜属在1个分支。葫芦科转录组和基因组测序进化分析显示赤瓟属、罗汉果属、苦瓜属单独成支,进化先后顺序为赤瓟属、罗汉果属、苦瓜属[34]。这些研究结果表明罗汉果与其近缘种属物种的系统进化地位仍存在一定的不确定性。本研究优选出的15对SSR荧光标记引物PIC值均大于0.5,具有高度多态性,将罗汉果及其近缘物种种质划分成赤瓟、翅子罗汉果和罗汉果3个亚群,进化关系为赤瓟、翅子罗汉果和罗汉果,与前人葫芦科转录组和基因组测序系统进化研究结果一致,支持罗汉果单独成属的观点,还发现罗汉果种质存在大量重复种质,说明这些SSR荧光标记引物不仅能在种属水平有效鉴别罗汉果及其近缘物种,还能在种下水平有效鉴别其种质亲缘关系。由于罗汉果野外开花结果少,其野生资源采集时物种识别具有一定困难,因此这些SSR荧光标记引物将可为罗汉果种质收集和育种过程中材料鉴定提供了有效方法。

表10 32份核心种质信息

Table10 Information of 32 accessions of core collections

种质编号群体类型采集地点入选比例/%种质编号群体类型采集地点入选比例/% 19JYZ那坡县100.00100YSZ道县 1YSZ永福县16.37101YSZ南雄市 37YSZ信丰县109YSZ贺州市 39YSZ永福县114YSZ临桂县 70YSZ金秀县115YSZ双牌县 76YSZ金秀县121YSZ九江市 80YSZ乳源县124YSZ贺州市 82YSZ龙南县125YSZ永福县 83YSZ龙南县129YSZ三江县 84YSZ龙南县132YSZ兴安县 87YSZ信丰县134YSZ信丰县 88YSZ博白县136YSZ龙南县 90YSZ信丰县138YSZ双牌县 91YSZ信丰县 15DFZ 4.35 95YSZ南雄市 17DFZ 98YSZ南雄市 50DFZ

罗汉果雌雄异株,花粉具粘性且花朵缺乏蜜露,风媒与虫媒传粉困难,种植需要人工授粉才能结果。此外,罗汉果野生植株开花结果数量有限,且种子失水活力丧失较快,还存在明显近交衰退现象。这些表明罗汉果野外通过有性繁殖后代能力可能有限。种质采集过程中发现野生罗汉果植株茎端伸入湿润枯枝落叶和岩石、土壤缝隙中膨大形成带不定根小薯块的现象普遍。本研究发现三江县、贺州市和道县等野生种居群,尤其是居群较小的双牌县和博白县野生种居群均存在大量几乎无遗传差异个体,这些个体应是通过茎无性克隆繁殖而来,表明通过茎无性克隆繁殖是野生罗汉果扩张种群的重要方式,改变了长期以来人们以为罗汉果野外主要依靠种子繁衍群体的认识。地方种群体也存在一定数量几乎无遗传差异的个体,栽培种群体种质间几乎无遗传差异的现象则最为突出,雌性和雄性栽培种群体均存在大量几乎无遗传差异的个体,尤其是主栽雌性青皮果品种已变得非常单一,这些表明罗汉果种植过程中不同产区和不同育苗场间存在过度相互引种问题,是栽培种遗传基础变得较为狭窄的重要原因。

罗汉果不同群体进化关系依次为近缘种、野生种、地方种、栽培种,符合作物由野生种到地方种再到栽培种的一般驯化规律。野生种、地方种、栽培种群体a、e、、e等遗传多样性参数由大到小均分别为野生种、地方种、栽培种,其中a分别为11.333、5.533、2.133,分别为1.798、1.092、0.603,平均遗传距离分别为0.802 1、0.576 8、0.422 0。这些结果均表明野生种保留了最丰富的遗传多样性,地方种的遗传多样性次之,栽培种遗传多样性已较低,与前人研究结果类似[24-26]。因此,要培育具有突破性的良种,罗汉果育种过程中要充分发掘野生种和地方种优异基因资源来拓宽栽培种的遗传基础以获取更高的杂种优势。再有,如上所述,野生罗汉果主要以茎无性克隆方式繁衍种群,那么其遗传进化速度将会比较慢。种质采集过程中发现,因垦荒、伐木和修路活动影响,文献原记载的肇庆市、兴安县和博白县居群已遭毁灭,三江县和乳源县居群个体数量也已锐减,永福县和金秀县居群正濒临破坏。因此,及早从不同亚群中野生居群,尤其像遗传关系远、携带私有等位基因较多、个体稀少的乳源县居群,以及永福县和龙南县等遗传丰富且距离差异大的居群中,鉴定出存在遗传差异个体进行收集保存,对防止罗汉果种质遭破坏而遗传多样性流失具有重要作用,也可为探究罗汉果起源进化历史留存关键材料。

虽然140份罗汉果初级核心种质在遗传距离0.8处可分为9个亚群,但是群体结构和主坐标分析均将这些种质最终划分为四个亚群,其中近缘种与野生种可划分为3个亚群,地方种及栽培种归属一个亚群,表明罗汉果种质存在4个明显基因库,虽然与解兵斌[26]推测罗汉果在第4纪冰期存在广西东北部(广西兴安县、三江县、永福县、临桂区和金秀县)、萌渚岭(湖南道县、广西贺州市和广东肇庆市)、大庾岭与武功山(广东韶关市、江西龙南县、广东乳源、江西萍乡)和云开山脉(广西浦北县)4个避难所数量相吻合,但是除Cluster1、2、3亚群分布区域分别与大庾岭与武功山、广西东北部、萌渚岭3个避难所基本一致外,Cluster4亚群种质则主要为源自永福县与临桂区两个栽培起源中心地方种、栽培种和临桂区、柳州市、双牌县野生种,其分布区域与云开山脉避难所广西合浦县不一致。二者不一致的原因可能是本研究分析的为核基因组而非细胞器基因组,使得2个避难所群体种质因基因交流合并为1个亚群,或是未采集到云开山脉避难所广西浦北县群体种质所致。Cluster4亚群种质来自广西东北部避难所区域,但与同来自该避难所区域兴安县、三江县和永福县的Cluster2亚群种质划分为不同亚群,表明其是该避难所区域中以往尚未发现的1个新基因库,可能由罗汉果栽培起源中心人们在栽培过程中引种临桂区等野生种质并有性繁殖而形成。

重要性状基因发掘是作物种质资源分子评价的重要内容。GWAS为近年作物重要性状基因挖掘、连锁标记开发和遗传结构解析等研究广泛应用的有效方法,其具有使用自然群体作为研究材料、分析精度达到单基因水平、同时分析多个性状等优势,有助于克服罗汉果杂合度高、生长周期长、遗传连锁作图群体构建难度大等问题,也必将在罗汉果重要性状遗传结构解析和连锁标记开发中获得重要应用。遗传基础广、变异丰富、代表性强遗群体材料可减少GWAS研究所需种质数量和提高其分析精度与效率。本研究广泛收集代表性区域近缘种、野生种、地方种和栽培种等资源325份,通过SSR荧光标记从中鉴别获得140份具有遗传差异的罗汉果初级核心种质,为罗汉果重要性状的GWAS和群体遗传进化等研究提供了重要基础材料。但是,这140份初级核心种质与GWAS所需的理想种质数目存在一定差距,并且群体结构和主坐标分析表明它们存在由4个血缘较单一亚群组成的遗传分层结构,亚群间基因交流频率低(m=1.128),加之罗汉果野生居群小而且个体数量相差很大,这可能导致亚群间等位基因频率分布不均衡,GWAS分析时增加染色体间连锁不平衡性,产生大量的假阳性关联。为了控制复杂群体结构对罗汉果性状GWAS分析结果的影响,除了可以使用不同统计分析模型外,从构建的32份核心种质中选取代表性种质构建罗汉果巢式关联群体(nested association mapping,NAM)或者多亲本高级世代互交系群体(multi-parent advanced generation inter-cross,MAGIC)用于研究是一个理想选择。这既可为罗汉果性状GWAS分析提供充足个体数量,也有利于保留罗汉果进化过程中累积的重组事件,降低群体连锁不平衡性,提高分析精度。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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Study on genetic diversity and population structure and core collection of

MO Chang-ming1, XIE Wen-juan2, GUO Wen-feng1, ZHANG Yan-ling3, HUANG Jiang2, ZHANG Xin-dan3, LI Zhong1, TANG Qi4, MA Xiao-jun5

1. Guangxi Key Laboratory of Crop Genetic Improvement Biotechnology, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China 2. Guilin Medical University, Guilin 541001, China 3. Guilin GFS Monk Fruit Corporation, Guilin 541006, China 4. College of Horticulture, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China 5. Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, Beijing 100193, China

To analyze the genetic basis ofgermplasm resources in order to provide the basis for germplasm protection, variety improvement, and genetic structure of traits.The genetic relationship of 325 germplasm resources ofand its relative species were analyzed by fluorescently labeled SSR markers. Based on this, the genetic diversity and population genetic structure ofwere analyzed and its core collection was constructed.A total of 185 alleles weredetected by 15 pairs of optimized SSR fluorescent primers (average 12.33 per pair of SSR primer) in these 325 germplasm resources, average Shannon’s information index of these alleles was 1.67, and polymorphism information content (PIC) were equal to or above 0.54. The 325 germplasm resources were divided into three subgroups by relative clustering analysis, namely,andat a genetic distance of 0.95. Among them, a great number of individuals of thesubgroup were found to have almost no genetic differences. A total of 140 germplasm resources ofwith genetic differences were identified as a raw core collection. The genetic differentiation coefficient Fstof this raw core collection was 0.140. The percentages of genetic variation among populations, within populations, and among individuals in total variation of raw core collection were 14.0%, 19.0%, and 67.0%, respectively. The average genetic distance was respectively 0.802 1, 0.576 8 and 0.422 0, and Shannon’s information index I were respectively 1.798, 1.092, 0.603 for wild species, landraces, and cultivars. The raw core collection was divided into nine subgroups where genetic distance was 0.8 by clustering analysis of Jaccard genetic distance and four subgroups by population structure and principal component analysis. Random sampling ratios of 10%—70% were performed to establish a core collection with 32 germplasm resources. The core collection accounted for 94.12 % of original germplasm, and the coincidence rate between the allele number and the original germplasm was 96.13%, and Shannon’s information index was 1.944 9.The polymorphism of selective 15 pairs of SSR fluorescent primers was high and could effectively identifyand its related species,and. The raw core collection ofis moderately genetically differentiated, with genetic variations mainly occurred within populations and individuals, high genetic diversity between wild and local species, low genetic diversity between cultivated species, and the existence of four distinct gene pools. The constructed 32 core collection could fully represent the original germplasm resources' geographical origin and genetic diversity.

(Swingle) C. Jeffrey; SSR fluorescent markers; genetic diversity; population structure; core collection

R286.12

A

0253 - 2670(2023)18 - 6040 - 15

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.18.022

2023-02-03

国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目(U20A2004);国家自然科学基金项目(32270398);广西农业科学院科技发展基金项目(桂农科2022JM65,桂农科2018JZ36);湖南省重点研发项目(2022NK2004)

莫长明,男,博士,副研究员,研究方向为植物遗传资源评价与分子育种。E-mail: mochming@126.com

唐 其,男,博士,副教授,博士生导师,从事药用植物遗传育种研究。E-mail: tangqi@hunau.edu.cn

马小军,男,博士,研究员,博士生导师,从事分子生药学研究。E-mail: xjma@implad.ac.cn

#共同第一作者:谢文娟E-mail: xiewenjuan@glmc.com

[责任编辑 时圣明]

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