378份甘薯引进种遗传多样性及群体结构分析

doi:10.3724/SP.J.1006.2023.24195

Abstract

Abstract:

Sweetpotato is originated from South and Central America, and the introduction of foreign species can not only increase the total quantity amount of germplasm resources of China, but also dramatically change the breeding bottleneck of sweetpotato with narrow genetic base. In this study, 378 sweetpotato germplasm collections from the national sweetpotato in vitro Genebank in Xuzhou were genotyped using 30 pairs of simple sequence repeat (SSR) primers by high-throughput nucleic acid fragment analyzer. Phylogenetic affinities among the introduced sweetpotato germplasm were analyzed to provide a theoretical basis for sweetpotato germplasm innovation and utilization. The bands were read using PROSize 3.0 software to establish the 01 database. The 01 database were imported into Darwin software to calculate Jaccard genetic distance matrix, clustered analysis of genetic distance matrix using MEGA 10, and then annotated with iTOL. Population structure of sweetpotato germplasm was constructed using Structure 2.3.4. The results showed that a total of 120 polymorphic loci were amplified in 378 sweetpotato germplasm, with an average of four polymorphic loci per primer pair. The genetic distance matrix revealed that the average genetic distance was 0.4027, the maximum genetic distance was 0.6207 and the minimum genetic distance was 0.0448. Clustering analysis of 378 sweetpotato germplasm were divided into three groups in 0.2960 genetic distance. Group I, II, and III contained 29, 104, and 245 collections, respectively. Population structure analysis indicated two clades were identified base on the largest value at ΔK=2. Clade II (95.4%) was dominated by newly introduced germplasm after 2015, indicating that the newly introduced germplasm enriched the genetic diversity of sweetpotato collections and broadening the population structure in the original resource base. Therefore, the genetic diversity and population structure analysis of 378 introduced sweetpotato germplasm can provide a reference for sweetpotato germplasm innovation, genetic breeding, and elite alleles mining and utilization.

Key words: introduced sweetpotato germplasm, genetic diversity, population structure

SU Yi-Jun, ZHAO Lu-Kuan, TANG Fen, DAI Xi-Bin, SUN Ya-Wei, ZHOU Zhi-Lin, LIU Ya-Ju, CAO Qing-He. Genetic diversity and population structure analysis of 378 introduced sweetpotato germplasm collections[J].Acta Agronomica Sinica, 2023, 49(9): 2582-2593.

Figures/Tables 6

Table 1

Information of germplasm resources"

编号 No.	品种名称 Variety name	来源地 Origin	编号 No.	品种名称 Variety name	来源地 Origin
1	南瑞苕 Nanruishao	美国USA	190	美1-110 Mei1-110	美国USA
2	五魁好 Wukuihao	美国USA	191	CIP94-22	国际马铃薯中心CIP
3	澳墨红 Aomohong	美国USA	192	Excel	国际马铃薯中心CIP
4	白星 Baixing	美国USA	193	CIP-Jeve	国际马铃薯中心CIP
5	洛伽白 Luojiabai	美国USA	194	美洲7号America 7	美国USA
6	南后 Nanhou	美国USA	195	440390	国际马铃薯中心CIP
7	美24 Mei 24	美国USA	196	CIP黄心红皮CIP Huangxinhongpi	国际马铃薯中心CIP
8	美10 Mei 10	美国USA	197	440001	国际马铃薯中心CIP
9	农林31号 Nonglin 31	日本JPN	198	西蒙1号Ximeng 1	巴西BRA
10	引92878 Yin 92878	保加利亚BGR	199	黄金千贯Huangjinqianguan	日本JPN
11	马六甲 Maliujia	马来西亚MYS	200	PR-S16-6	菲律宾PHL
12	美国红 Meiguohong	美国USA	201	440334	国际马铃薯中心CIP
13	胜利百号 Shenglibaihao	日本JPN	202	CEMSA74-228	国际马铃薯中心CIP
14	高系14 Gaoxi 14	日本JPN	203	阿马里洛 Amarillo	国际马铃薯中心CIP
15	百年纪念 Bainianjinian	美国USA	204	九十九 Ninety-nine	国际马铃薯中心CIP
16	乔治红 Georgian red	美国USA	205	440019	国际马铃薯中心CIP
17	维斯卡20 Visca 20	菲律宾PHL	206	189121.14	国际马铃薯中心CIP
18	PR-S13-30	菲律宾PHL	207	440429	国际马铃薯中心CIP
19	UPLB-7	菲律宾PHL	208	Y10-5	韩国KOR
20	PI286629	菲律宾PHL	209	440029	国际马铃薯中心CIP
21	印第安金 Copperskin Gold	菲律宾PHL	210	CIP0628	日本JPN
22	凯比特 Kabiti	菲律宾PHL	211	EXCEL	美国USA
23	本各特 Benguet	菲律宾PHL	212	HYDRY	美国USA
24	NAS (美国引) NAS (Meiguoyin)	美国USA	213	106448.2	国际马铃薯中心CIP
25	改良普利苕 Gailiangpulishao	美国USA	214	106603.1	国际马铃薯中心CIP
26	沃克罗火玛 Luokeluohuoma	美国USA	215	106605.1	国际马铃薯中心CIP
27	美实 Meishi	美国USA	216	106861.3	国际马铃薯中心CIP
28	L-5-4	美国USA	217	106984.1	国际马铃薯中心CIP
29	农林10号 Nonglin 10	日本JPN	218	195037.2	国际马铃薯中心CIP
30	农林23号 Nonglin 23	日本JPN	219	199035.7	国际马铃薯中心CIP
31	农林26号 Nonglin 26	日本JPN	220	400060	国际马铃薯中心CIP
32	九州3号 Jiuzhou 3	日本JPN	221	401170	国际马铃薯中心CIP
33	九州5号 Jiuzhou 5	日本JPN	222	401396	国际马铃薯中心CIP
34	九州37号 Jiuzhou 37	日本JPN	223	421111	国际马铃薯中心CIP
35	日本566 Riben 566	日本JPN	224	421239	国际马铃薯中心CIP
36	日本种 Ribenzhong	日本JPN	225	422546	国际马铃薯中心CIP
37	摩洛哥 Moluoge	摩洛哥MAR	226	440004	国际马铃薯中心CIP
38	乌干达 Wuganda	乌干达UGA	227	441725	国际马铃薯中心CIP
39	刺伯塔 Cibota	马来西亚MYS	228	194573.9	国际马铃薯中心CIP
40	玉丰 Yufeng	日本JPN	229	199004.2	国际马铃薯中心CIP
41	Y1	中国CHN	230	199024.1	国际马铃薯中心CIP
42	Y2	中国CHN	231	199027.1	国际马铃薯中心CIP
43	Y-4	中国CHN	232	199027.12	国际马铃薯中心CIP
44	PR-S252	菲律宾PHL	233	199064.1	国际马铃薯中心CIP
45	苗不知 Miaobuzhi	日本JPN	234	199073.1	国际马铃薯中心CIP
46	红隼人 Hongsunren	日本JPN	235	199073.6	国际马铃薯中心CIP
47	白丰 Baifeng	日本JPN	236	400372	国际马铃薯中心CIP
48	白萨摩 Baisamo	日本JPN	237	400476	国际马铃薯中心CIP
49	Yen 139-2	日本JPN	238	401055	国际马铃薯中心CIP
50	萨摩光 Samoguan	日本JPN	239	401225	国际马铃薯中心CIP
51	红高系 Honggaoxi	日本JPN	240	420005	国际马铃薯中心CIP
52	九州58 Jiuzhou 58	日本JPN	241	440374	国际马铃薯中心CIP
53	红乙女 Hongyinyu	日本JPN	242	420027	国际马铃薯中心CIP
54	DJ6-31	日本JPN	243	420040	国际马铃薯中心CIP
55	总红 Zonghong	日本JPN	244	420079	国际马铃薯中心CIP
56	IV411	日本JPN	245	420114	国际马铃薯中心CIP
57	BSY147	国际马铃薯中心CIP	246	420249	国际马铃薯中心CIP
58	CN1108-13	世界蔬菜中心WVC	247	420318	国际马铃薯中心CIP
59	CN1280-3	世界蔬菜中心WVC	248	420746	国际马铃薯中心CIP
60	CN1208-15	世界蔬菜中心WVC	249	420807	国际马铃薯中心CIP
61	CI412-2	世界蔬菜中心WVC	250	420886	国际马铃薯中心CIP
62	PC#9	世界蔬菜中心WVC	251	422595	国际马铃薯中心CIP
63	I444	世界蔬菜中心WVC	252	422649	国际马铃薯中心CIP
64	Tc82-2	世界蔬菜中心WVC	253	440055	国际马铃薯中心CIP
65	TiB9	国际热带农业研究所IITA	254	187017.1	国际马铃薯中心CIP
66	TiB11	国际热带农业研究所IITA	255	194541.45	国际马铃薯中心CIP
67	TiS2544	国际热带农业研究所IITA	256	2006Y11	日本JPN
68	TiS8250	国际热带农业研究所IITA	257	2006Y13	日本JPN
69	TiS3290	国际热带农业研究所IITA	258	105086.1	国际马铃薯中心CIP
70	九州101 Jiuzhou 101	日本JPN	259	400062	国际马铃薯中心CIP
71	Ungbuay	世界蔬菜中心WVC	260	400069	国际马铃薯中心CIP
72	美绿 Meilyu	日本JPN	261	400148	国际马铃薯中心CIP
73	美88 Mei 88	美国USA	262	400188	国际马铃薯中心CIP
74	Toquecita	国际马铃薯中心CIP	263	400189	国际马铃薯中心CIP
75	CIP94-13	国际马铃薯中心CIP	264	400202	国际马铃薯中心CIP
76	PSB SP19	国际马铃薯中心CIP	265	400212	国际马铃薯中心CIP
77	440075	国际马铃薯中心CIP	266	440353	国际马铃薯中心CIP
78	440185	国际马铃薯中心CIP	267	441710	国际马铃薯中心CIP
79	PSB SP16	国际马铃薯中心CIP	268	Y09-5	美国USA
80	博勒加德 Beauregard	美国USA	269	106878.1	国际马铃薯中心CIP
81	AB94078.1	国际马铃薯中心CIP	270	421260	国际马铃薯中心CIP
82	CIP400036	国际马铃薯中心CIP	271	421262	国际马铃薯中心CIP
83	SR91109	国际马铃薯中心CIP	272	421781	国际马铃薯中心CIP
84	阿根廷 Argentina	阿根廷ARG	273	440088	国际马铃薯中心CIP
85	Coeuyo blane	古巴CUB	274	440396	国际马铃薯中心CIP
86	韩国2号 Korea-2	韩国KOR	275	188001	国际马铃薯中心CIP
87	韩国3号 Korea-3	韩国KOR	276	188001.2	国际马铃薯中心CIP
88	199062.1	国际马铃薯中心CIP	277	188003.1	国际马铃薯中心CIP
89	No2743	国际马铃薯中心CIP	278	188004.3	国际马铃薯中心CIP
90	CIP0604	日本JPN	279	191002.55	国际马铃薯中心CIP
91	CIP0611	日本JPN	280	420019	国际马铃薯中心CIP
92	CIP0623	日本JPN	281	420071	国际马铃薯中心CIP
93	安纳红 Annahong	日本JPN	282	420090	国际马铃薯中心CIP
94	LA10-16P	日本JPN	283	440049	国际马铃薯中心CIP
95	LA10-27P	日本JPN	284	400283	国际马铃薯中心CIP
96	LA10-33P	日本JPN	285	400306	国际马铃薯中心CIP
97	日本绫紫 Ribenlingzi	日本JPN	286	400363	国际马铃薯中心CIP
98	187003.1	国际马铃薯中心CIP	287	400378	国际马铃薯中心CIP
99	187016.2	国际马铃薯中心CIP	288	400411	国际马铃薯中心CIP
100	188022.1	国际马铃薯中心CIP	289	400417	国际马铃薯中心CIP
101	189123.25	国际马铃薯中心CIP	290	400445	国际马铃薯中心CIP
102	189123.68	国际马铃薯中心CIP	291	400457	国际马铃薯中心CIP
103	189135.9	国际马铃薯中心CIP	292	400504	国际马铃薯中心CIP
104	189140.32	国际马铃薯中心CIP	293	400515	国际马铃薯中心CIP
105	189148.18	国际马铃薯中心CIP	294	400517	国际马铃薯中心CIP
106	189148.21	国际马铃薯中心CIP	295	400575	国际马铃薯中心CIP
107	189150.1	国际马铃薯中心CIP	296	400784	国际马铃薯中心CIP
108	189165.37	国际马铃薯中心CIP	297	400785	国际马铃薯中心CIP
109	190094.52	国际马铃薯中心CIP	298	400786	国际马铃薯中心CIP
110	194513.15	国际马铃薯中心CIP	299	400819	国际马铃薯中心CIP
111	194515.15	国际马铃薯中心CIP	300	400905	国际马铃薯中心CIP
112	194521.2	国际马铃薯中心CIP	301	400912	国际马铃薯中心CIP
113	194539.36	国际马铃薯中心CIP	302	400924	国际马铃薯中心CIP
114	194541.28	国际马铃薯中心CIP	303	401068	国际马铃薯中心CIP
115	194569.1	国际马铃薯中心CIP	304	401101	国际马铃薯中心CIP
116	199025.2	国际马铃薯中心CIP	305	401117	国际马铃薯中心CIP
117	Y08-31	国际马铃薯中心CIP	306	401153	国际马铃薯中心CIP
118	400039	国际马铃薯中心CIP	307	401188	国际马铃薯中心CIP
119	400917	国际马铃薯中心CIP	308	401211	国际马铃薯中心CIP
120	440011	国际马铃薯中心CIP	309	440384	国际马铃薯中心CIP
121	440015	国际马铃薯中心CIP	310	401301	国际马铃薯中心CIP
122	440031	国际马铃薯中心CIP	311	401316	国际马铃薯中心CIP
123	440034	国际马铃薯中心CIP	312	401446	国际马铃薯中心CIP
124	440057	国际马铃薯中心CIP	313	401453	国际马铃薯中心CIP
125	440093	国际马铃薯中心CIP	314	401459	国际马铃薯中心CIP
126	440099	国际马铃薯中心CIP	315	401489	国际马铃薯中心CIP
127	440132	国际马铃薯中心CIP	316	401512	国际马铃薯中心CIP
128	440135	国际马铃薯中心CIP	317	402938	国际马铃薯中心CIP
129	440136	国际马铃薯中心CIP	318	420001	国际马铃薯中心CIP
130	440139	国际马铃薯中心CIP	319	420068	国际马铃薯中心CIP
131	440170	国际马铃薯中心CIP	320	420169	国际马铃薯中心CIP
132	440185	国际马铃薯中心CIP	321	420174	国际马铃薯中心CIP
133	440189	国际马铃薯中心CIP	322	420183	国际马铃薯中心CIP
134	440328	国际马铃薯中心CIP	323	420188	国际马铃薯中心CIP
135	441247	国际马铃薯中心CIP	324	420206	国际马铃薯中心CIP
136	441771	国际马铃薯中心CIP	325	420225	国际马铃薯中心CIP
137	Y09-6	美国USA	326	420255	国际马铃薯中心CIP
138	Y09-7	美国USA	327	420270	国际马铃薯中心CIP
139	印尼3号 Yinni 3	印度尼西亚IDN	328	420319	国际马铃薯中心CIP
140	印尼1号 Yinni 1	印度尼西亚IDN	329	420345	国际马铃薯中心CIP
141	401430	国际马铃薯中心CIP	330	420395	国际马铃薯中心CIP
142	420014	国际马铃薯中心CIP	331	420436	国际马铃薯中心CIP
143	421132	国际马铃薯中心CIP	332	420446	国际马铃薯中心CIP
144	440001	国际马铃薯中心CIP	333	420497	国际马铃薯中心CIP
145	440004	国际马铃薯中心CIP	334	420553	国际马铃薯中心CIP
146	440008	国际马铃薯中心CIP	335	420696	国际马铃薯中心CIP
147	440018	国际马铃薯中心CIP	336	420760	国际马铃薯中心CIP
148	440019	国际马铃薯中心CIP	337	420788	国际马铃薯中心CIP
149	440019	国际马铃薯中心CIP	338	420845	国际马铃薯中心CIP
150	440024	国际马铃薯中心CIP	339	420884	国际马铃薯中心CIP
151	440107	国际马铃薯中心CIP	340	420912	国际马铃薯中心CIP
152	440112	国际马铃薯中心CIP	341	420913	国际马铃薯中心CIP
153	440214	国际马铃薯中心CIP	342	420937	国际马铃薯中心CIP
154	440740	国际马铃薯中心CIP	343	420947	国际马铃薯中心CIP
155	441357	国际马铃薯中心CIP	344	421070	国际马铃薯中心CIP
156	441768	国际马铃薯中心CIP	345	421071	国际马铃薯中心CIP
157	卡文顿 Cvington	美国USA	346	421113	国际马铃薯中心CIP
158	美国7号 Meiguo 7	美国USA	347	421122	国际马铃薯中心CIP
159	印尼6号 Yinni 6	印度尼西亚IDN	348	421126	国际马铃薯中心CIP
160	CIP0602	日本JPN	349	421318	国际马铃薯中心CIP
161	CIP0609	日本JPN	350	421334	国际马铃薯中心CIP
162	CIP0627	日本JPN	351	422536	国际马铃薯中心CIP
163	693019	国际马铃薯中心CIP	352	441701	国际马铃薯中心CIP
164	埃文Kprocl Evankprocl	美国USA	353	440025	国际马铃薯中心CIP
165	斯科特农场Scott Farms	美国USA	354	440027	国际马铃薯中心CIP
166	187016.1	国际马铃薯中心CIP	355	440036	国际马铃薯中心CIP
167	400177	国际马铃薯中心CIP	356	440037	国际马铃薯中心CIP
168	420014	国际马铃薯中心CIP	357	440045	国际马铃薯中心CIP
169	420017	国际马铃薯中心CIP	358	440056	国际马铃薯中心CIP
170	420026	国际马铃薯中心CIP	359	440068	国际马铃薯中心CIP
171	420028	国际马铃薯中心CIP	360	440095	国际马铃薯中心CIP
172	420031	国际马铃薯中心CIP	361	440105	国际马铃薯中心CIP
173	420048	国际马铃薯中心CIP	362	440111	国际马铃薯中心CIP
174	440218	国际马铃薯中心CIP	363	440125	国际马铃薯中心CIP
175	440284	国际马铃薯中心CIP	364	440130	国际马铃薯中心CIP
176	440366	国际马铃薯中心CIP	365	440146	国际马铃薯中心CIP
177	441724	国际马铃薯中心CIP	366	440166	国际马铃薯中心CIP
178	SUWONG	美国USA	367	440167	国际马铃薯中心CIP
179	556937	美国USA	368	440173	国际马铃薯中心CIP
180	BETA-2	印度尼西亚IDN	369	440184	国际马铃薯中心CIP
181	106212.1	国际马铃薯中心CIP	370	440227	国际马铃薯中心CIP
182	106282.1	国际马铃薯中心CIP	371	440234	国际马铃薯中心CIP
183	106469.3	国际马铃薯中心CIP	372	440246	国际马铃薯中心CIP
184	188002.1	国际马铃薯中心CIP	373	440256	国际马铃薯中心CIP
185	189151.8	国际马铃薯中心CIP	374	440285	国际马铃薯中心CIP
186	401562	国际马铃薯中心CIP	375	440309	国际马铃薯中心CIP
187	420607	国际马铃薯中心CIP	376	440421	国际马铃薯中心CIP
188	421100	国际马铃薯中心CIP	377	441006	国际马铃薯中心CIP
189	山川紫 Shanchuanzi	日本JPN	378	441149	国际马铃薯中心CIP

Table 1

Table 2

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

References 28

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引物编号 Primer	前引物 Forward sequence (5°-3°)	后引物 Reverse sequence (5°-3°)	退火温度 T_m (℃)	多态为点数 Polymorphic loci
C22	CCATTCACTCCATCGTTTCA	GGTCCCCAACAGCTCAAATA	55.8	4
C24	GCACTCAAACCAGGGATCAT	TCCCACAGTTCTGACCATCA	57.8	4
C27	GAATCACAGCAAGCAACTAAGAGA	AGAAAACCCCGACGATCTTT	58.6	6
C30	GGCTTACGAGGTTGTTCCAA	ATAGTCGTCTTCGCCCTCAA	55.8	4
C32	GACCTGCGAATCGAAATCTT	CTTGGACTTCCTCTGCCTTG	57.8	4
C33	GCTTATATTGCGCCATGGTT	TTGCCTCCAGAGCGTTATCT	55.8	4
C36	ATGGATTCCAAGAGCACCAG	TGTAGGGCACTTCCCTTTTG	57.8	4
C48	ATCCACTTCCGTTCATCCAC	CGCAAATCCCAGGTCTTTTA	57.8	4
C5	GTGCCATCTGATCACCCAAT	TCCCAGGTGGTTAGGCATAC	59.8	4
C51	GAGGACTTCTCCGACCAGTG	ACCAGATCCGTGTTCGTCTC	59.9	10
C52	CCAACAGGACTTCGGTGTCT	ATAGTCGTCTTCGCCCTCAA	58.8	6
C53	ACCAGGGCTTTTGCTCTCTT	AGACTGCAGCATGGCTTCTT	57.8	3
C55	TACGCCTATCATCCACGTCA	CCTCTGGCAAGCACTTCATT	57.8	3
C56	CCACCCTAAGACTGAAGAAGAAA	GCAAAGCAAACAAAGCAAAA	58.8	3
C58	TTGTACCATTCGCTGATCCA	ATAGCCAAGCCTCGGGAAAT	55.8	3
C59	CCCGTGATCAACATCCTCTT	AGACTGCAGCATGGCTTCTT	57.8	3
C6	ATGGATTCCAAGAGCACCAG	AGACTGCAGCATGGCTTCTT	57.8	4
C60	ATGGCGCCAATCTCTCTCTA	GATGAGGTTGAGTTGCCTGA	57.8	4
C66	ATGGATTCCAAGAGCACCAG	GAGCAGCCCATTCAGAACAT	57.8	3
C67	GGGCTTTCGCTCTCTTTCTT	CCTTTGGAACCTTCTTGCTG	57.8	3
C71	CCCCATGTTTAGGATGGATG	AAACAAAACAAGGTTAGGATGGA	55.0	6
Z113	CTGTGCCTTGACTTTGTTGG	CCTTGGCTTGAGCTAACCTCT	57.0	2
Z135	CGAGTTGGTTTTGAGGAACC	GAGTGTGCGTTGCGTTTATTT	57.0	3
Z25	AGCAGTTTCGCCATATCCAG	CACCGTTTTGAATCAGCAAA	55.7	4
Z37	GGCGACTGTAATGTGGTGAA	CGGGAGGTATCTTGGATTGA	58.7	10
Z57	AGCTGAGTGGAGGTGGAAGA	ATAATTGCTGTGGGGCTGTT	55.8	2
Z69	AATTTTCCGCTCTTCGAGTG	CGCCGTTGATCTTGATGAGT	57.8	2
Z71	AAGAGAAGGATGGGGAATGC	GCGAAGGGAATTAAACAGACA	55.0	3
Z91	CACCAAGAAACGAAGCAGAA	CAAGGTTTATTGTTGACATGGAGA	55.0	2
ZY5	TCGTCACTTTCTCTCTCCTG	GCTCTCCTCCATCTCTTCTG	58.8	3

Genetic diversity and population structure analysis of 378 introduced sweetpotato germplasm collections

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