EST-SSR-based Analyses on Genetic Diversity and Population Structure of 64 Tea Varieties
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摘要: 为实现茶树亲本材料的系统分类，利用20对SSR对64个来自福建、浙江、广东的茶树品种进行遗传多样性与群体结构分析。结果表明：20对SSR引物共扩增147个多态位点，每对引物为3~15个，平均7.35个；引物多态性信息含量（PIC）在0.267-0.851，平均值为0.588。期望杂合度大小0.247~0.838，平均为0.559；观测杂合度在0.308~0.870，平均值为0.636；群体Shannon指数为1.271。群体结构分析表明，当K值等于4时，ΔK取得最大值，64份材料可以划分为4个亚群。其中60份（93.8%）供试材料的Q值大于或等于0.5，分属于4个亚群。4份材料（6.2%）划分为混合亚群。Abstract: To establish a systematic classification for the tea varieties in Fujian, Zhejiang and Guangdong, 20 pairs of SSR primers were selected in analyzing the genetic diversity and population structure of 64 tea cultivars commonly found in the regions. A total of 147 polymorphic loci were amplified with an average of 7.35 alleles per primer (ranging 3-15) and an average polymorphism information contentof 0.588 (ranged 0.267-0.851). The expected heterozygosity varied from 0.247 to 0.838 averaging 0.559; while, the observed heterozygosity, from 0.308 to 0.870 averaging 0.636. The Shannon index of the 64 teas was 1.271. The maximum ad hoc quantity, ΔK, was observed when K=4 in the population structure analysis, indicating that the entire collection could be divided into four subpopulations. Using a membership probability threshold of ≥ 0.50, 60 genotypes (accounting for 93.8% of the tested genotypes) were assigned to the four subpopulations, and 4(accounting for 6.2% of the tested breeding parents) retained in the admixed group.
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Key words:
- tea plant /
- EST-SSR /
- genetic diversity /
- population structure
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图 2 假设K=4时群体按照所估计的成分(Q)值的结构分析结果
Figure 2. Population structures based on estimated component when K=4
表 1 64份供试茶树品种(系)
Table 1. 64 tea varieties (strains) used for study
品(系)种名称 来源 萌芽期 主要适制茶类 白芽奇兰 福建 晚生种 乌龙茶 春闺 福建 晚生种 乌龙茶 大红袍 福建 晚生种 乌龙茶 凤圆春 福建 晚生种 乌龙茶 福建水仙 福建 晚生种 乌龙茶 铁观音 福建 晚生种 乌龙茶 杏仁茶 福建 晚生种 乌龙茶 八仙茶 福建 特早生种 乌龙茶 朝阳 福建 早生种 乌龙茶 春兰 福建 早生种 乌龙茶 黄观音 福建 早生种 乌龙茶 黄玫瑰 福建 早生种 乌龙茶 黄奇 福建 早生种 乌龙茶 黄棪 福建 早生种 乌龙茶 金观音 福建 早生种 乌龙茶 金牡丹 福建 早生种 乌龙茶 矮脚乌龙 福建 中生种 乌龙茶 大叶乌龙 福建 中生种 乌龙茶 红芽佛手 福建 中生种 乌龙茶 九龙袍 福建 晚生种 乌龙茶 绿芽佛手 福建 中生种 乌龙茶 毛蟹 福建 中生种 乌龙茶 梅占 福建 中生种 乌龙茶 瑞香 福建 晚生种 乌龙茶 悦茗香 福建 中生种 乌龙茶 紫玫瑰 福建 中生种 乌龙茶 紫牡丹 福建 中生种 乌龙茶 丹桂 福建 早生种 乌龙茶 肉桂 福建 晚生种 乌龙茶 白鸡冠 福建 晚生种 乌龙茶 福鼎大白茶 福建 早生种 绿茶 福鼎大毫茶 福建 早生种 绿茶 福云10号 福建 早生种 绿茶 福云20号 福建 中生种 绿茶 福云595 福建 早生种 绿茶 福云6号 福建 特早生种 绿茶 福云7号 福建 早生种 绿茶 歌乐茶 福建 早生种 绿茶 九龙大白茶 福建 早生种 绿茶 榕春早 福建 早生种 绿茶 霞浦春波绿 福建 特早生种 绿茶 霞浦元宵茶 福建 特早生种 绿茶 早春毫 福建 特早生种 绿茶 政和大白茶 福建 晚生种 绿茶 白毛2号 广东 早生种 乌龙茶 凤凰单枞 广东 早生至晚生种 乌龙茶 金萱 台湾 中生种偏早 乌龙茶 四季春 台湾 早生种 乌龙茶 安吉白茶 浙江 中生种 绿茶 丽早香 浙江 早生种 绿茶 龙井43 浙江 特早生种 绿茶 平阳特早茶 浙江 特早生种 绿茶 千年雪 浙江 中生种 绿茶 乌牛早 浙江 特早生种 绿茶 中茶108 浙江 特早生种 绿茶 迎霜 浙江 早生种 绿茶 湘妃翠 湖南 早生种 绿茶 FJ-1 福建 中生种 乌龙茶 FJ-2 福建 早生种 乌龙茶 FJ-3 福建 早生种 乌龙茶 FJ-4 福建 中生种 乌龙茶 FJ-5 福建 早生种 绿茶 FJ-6 福建 早生种 绿茶 FJ-7 福建 早生种 绿茶 注：表中FJ-1~FJ-4为铁观音后代，FJ-5、FJ-6为福云6号后代，FJ-7为福云7号后代。 
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表 2 20对SSR引物及其序列
Table 2. Nucleotide sequences of 20 primer pairs
名称 重复位点 引物序列 退火温度/℃ 目的片段大小/bp TM241 (GAGAA)3 ATCGGCGACGGTGGAAGT 58 130 GCCAGCGGAGAGGAGAAG TM262 (CT)21 CGACCAGACGGTGAAAT 56 164 AGGCTTGTGAGCAAAATC TM341 (TA)10 CATGCTCCCATCCCACCT 58 111 ATGCTGCTCATTCAAACCAACT TM369 (GAA)8 CGGAGCTGGAATCTGAAGAG 52 196 GGAAGGGTTGCAAATTCTGA TM407 (CAAGAT)3 AACAACAGCAGCGAAGATGA 52 251 CCACCACTGATGACCCTTTT TM422 (TTC)7 GGACTTCGTTGCTTCCTTTG 52 167 CCATTCTCGACGAATCCAGT TM426 (AGA)11 TGAGAGTGCTTGTCTGGGTG 52 245 CAACTACCCCTTTTCCCCAT TM428 (CAC)7 TCTCCTCCTCGATCCTCAGA 52 195 CCCTCTTCTTCGGATCCTTC TM440 (TTTGC)3 TTGACCCGAATAAAATGGGA 52 159 CCTCAAAACATGCTTTTCTTAATC TM442 (ATACAC)3 CAAGCCAAACCTTGCTGAAT 52 275 CTGTCCTGTGTCTGGTGGTG TM447 (AAAAG)5 TGTTGTTAACGGTGTTCGGA 54 156 GCATTTGTTTTCTCTCTCTGCC TM453 (TTC)6 AAGTCACAACACCACCACCA 52 268 GAGGCAGCGATAGTACCAGG TM461 (ATTTTT)6 GGCTAGGGTTTCTCCCACTT 52 211 GAAGGTCGAAGCGATGTTGT TM480 (GTA)5 CGAAGAGTCGTTTCGAGGAG 52 208 CATCCCTTGTCTTCTCCCCT TM499 (AGA)5 AACTGTGACACCGATTGCAG 54 255 AAGTTTCACTTGCCAGCACC TM513 (AG)10 CAAGCGATCAACAACAATGG 54 265 TTGAGAAATCAACCCCTTGG TM514 (TCA)5 ATGTCTGGCCGTGGATTAAG 52 257 ATGGCAGGCTGTTCTGATTT TM569 (GTGA)5 GCAAATTCGTAAGGCGAGAG 52 274 CTGACGTTTACCCTCGTTCC TM589 (CTCCT)3 CACCACTGCCCAACAAACT 52 211 GAGGATGATGATTCGGGAGA TM601 (GGA)5 TTGCACTGGAGTGCGATAAG 52 276 CATCGCCACCAAACTCTTCT
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表 3 20对引物的扩增结果
Table 3. Amplified 20 primers
引物名称 等位变异数 多态信息含量PIC 期望杂合度 观察杂合度 TM241 5 0.651 0.708 0.581 TM262 15 0.83 0.854 0.459 TM341 10 0.750 0.784 0.611 TM369 10 0.684 0.727 0.649 TM407 10 0.494 0.511 0.521 TM422 15 0.851 0.870 0.838 TM426 7 0.752 0.791 0.534 TM428 7 0.718 0.757 0.736 TM440 7 0.618 0.681 0.838 TM442 5 0.546 0.612 0.419 TM447 6 0.520 0.588 0.274 TM453 9 0.543 0.595 0.507 TM461 5 0.682 0.737 0.822 TM480 5 0.473 0.519 0.441 TM499 3 0.347 0.398 0.457 TM513 11 0.569 0.619 0.671 TM514 4 0.267 0.308 0.247 TM569 6 0.591 0.664 0.634 TM589 3 0.558 0.639 0.568 TM601 4 0.319 0.358 0.375 平均值 7.35 0.588 0.636 0.559
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表 4 64个茶树品种的群体结构结果
Table 4. Population structures of 64 tea varieties
类群名称 样本大小 所占比例/% 参试材料 S1类群 11 17.2 龙井43、霞浦春波绿、福建水仙、八仙茶、凤凰单枞、白毛2号、金萱、安吉白茶、大红袍、政和大白茶、朝阳 S2类群 25 39.1 九龙袍、铁观音、凤圆春、悦茗香、黄观音、绿芽佛手、红芽佛手、梅占、瑞香、春兰、大叶乌龙、黄玫瑰、白芽奇兰、春闺、黄奇、四季春、黄棪、金牡丹、矮脚乌龙、紫玫瑰、金观音、杏仁茶、FJ-1、FJ-2、FJ-3 S3类群 13 20.3 福云6号、福云10号、福云7号、福云20号、福鼎大白茶、福云595、迎霜、福鼎大毫茶、九龙大白茶、早春毫、FJ-5、FJ-6、FJ-7 S4类群 11 17.2 榕春早、丽早香、霞浦元宵茶、乌牛早、平阳特早、千年雪、中茶108、湘妃翠、丹桂、白鸡冠、肉桂 S5混合类群 4 6.2 毛蟹、歌乐茶、紫牡丹、FJ-4
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表 5 5个群体遗传多样性
Table 5. Genetic diversity among 5 groups
组号 样本数 观测杂合度 期望杂合度 Shannon信息指数 基因多样性指数 S1类群 11 0.545 0.642 1.214a 0.613 S2类群 25 0.517 0.559 0.989b 0.547 S3类群 13 0.563 0.588 1.049ab 0.565 S4类群 11 0.506 0.597 1.069ab 0.567 S5混合类群 4 0.570 0.606 0.972b 0.545 所有材料 64 0.538 0.633 1.270 0.628 注：表中小写字母不同表示差异显著(P＜0.05)。
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表 6 群体间相似系数(对角线上方)与基因流(对角线下方)
Table 6. Genetic identity(above diagonal line) and gene flow(below diagonal line) between groups
群体 S1 S2 S3 S4 S1 0.855 0.823 0.915 S2 4.157 0.740 0.831 S3 3.521 2.32 0.766 S4 6.098 3.350 2.559
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图(3) / 表(6)
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