利用熒光SSR分析中國糜子的遺傳多樣性和群體遺傳結構

寇淑君，霍阿紅，付國慶，紀軍建，王瑤，左振興，劉敏軒，陸平

（1張家口市農業科學院，河北張家口075000；2中國農業科學院作物科學研究所，北京 100081）

0 引言

【研究意義】糜子（Panicum miliaceumL.）屬于禾本科黍屬（Panicum），為一年生草本植物，有2n=4x=36條染色體。糜子起源于中國，是最古老的栽培作物，距今已有10 000余年的栽培歷史[1］，具有抗旱、耐鹽堿、耐瘠，生育期短等特點[2］，不僅為干旱半干旱地區的人們提供糧食保障，也是該地區重要的救災備荒作物[3］。中國糜子種質資源非常豐富，目前，保存在國家種質庫中的糜子資源超過8 800多份，如何準確快速評估所保存資源的遺傳多樣性和群體遺傳結構，對于開展糜子抗逆相關基因的挖掘，促進糜子種質創新和品種改良等具有重要意義。【前人研究進展】分子標記是揭示不同品種間遺傳多樣性和親緣關系的有效手段[4］，RAPD、AFLP等分子標記曾被用于糜子的遺傳多樣性分析。M'RIBU等[5］應用RAPD技術分析了 4類糜子的遺傳多樣性；KARAM 等[6］用AFLP標記檢測了12份來自美國和加拿大的糜子遺傳多樣性；LáGLER等[7］使用來自草莓屬植物的 9個ISSR標記在21份匈牙利糜子中共檢測到15個等位基因，其中7個引物能擴增出DNA片段。SSR分子標記具有共顯性、在基因組中含量豐富、多態性信息高、重復性好等優點[8］，被廣泛用于各種作物的遺傳多樣性研究中[9-12］。近年來，利用SSR分子標記對糜子的遺傳多樣性研究也取得了一些進展。HU等[2］用46對來源于水稻、小麥、燕麥和大麥的SSR標記分析了118份糜子資源的遺傳多樣性，PIC值為 0.284—0.980。CHO等[13］基于糜子基因組DNA富集SSR文庫開發了首批糜子SSR標記，利用25個標記在50份材料中檢測到110個等位變異。HUNT等[14］用16個標記檢測了 98份來源于歐亞大陸的糜子地方品種的遺傳多樣性。連帥等[15］、LIU等[16］、薛延桃等[17］、王銀月等[18］用高通量測序手段開發的SSR標記全面分析了中國糜子地方品種、育成品種、野生材料以及新引進國外資源的遺傳多樣性和群體遺傳結構。與傳統的聚丙烯酰胺凝膠電泳相比，毛細管電泳檢測技術具有靈敏度高、分辨率高、重復性好、所需樣品量少、分析通量大、可以有效減少錯讀等優點[19］，在玉米[20］、小麥[21］、煙草[22］、油菜[23］等植物中廣泛應用，但在糜子上相關報道較少[14,24］。【本研究切入點】已開展的遺傳多樣性研究結果顯示，糜子雖然是異源四倍體作物，但是其遺傳多樣性水平總體不高，一方面可能是目前可用于糜子遺傳多樣性研究的SSR分子標記較少且多態性不高；另一方面多數研究采用的傳統聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測技術分辨率較低，不能準確反映糜子不同材料間的遺傳多樣性。【擬解決的關鍵問題】本研究選用嚴格篩選后的22對SSR引物進行熒光標記，利用全自動基因分析儀檢測技術分析來自中國不同生態區的72份糜子育成品種及59份當地主要農家種的遺傳多樣性和群體遺傳結構，為糜子品種改良、種質創新和資源有效利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料包括由國家種質資源庫提供的 72份育成品種（寧夏回族自治區11份、遼寧省2份、吉林省8份、黑龍江省10份、甘肅省8份、山西省16份、內蒙古自治區14份和陜西省3份）和59份農家種（寧夏回族自治區4份、遼寧省2份、吉林省2份、黑龍江省6份、甘肅省4份、山西省10份、內蒙古自治區5份、陜西省5份、青海省8份、河北省9份、新疆維吾爾自治區3份和山東省1份）（電子附表1）。根據糜子栽培生態區劃[25］，131份材料所屬生態區包括東北春糜子區（30）、華北夏糜子區（3）、北方春糜子區（59）、黃土高原春夏糜子區（36）和西北春夏糜子區（3）。

1.2 DNA提取與檢測

每份材料隨機選取10個單株，采集三葉一心期幼嫩葉片混合后液氮中研磨，用新型植物基因組 DNA快速提取試劑盒（北京鼎國昌盛生物有限公司）提取基因組DNA，用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA完整性，再用NanoDropND-1000檢測濃度并將擴增濃度調成 50 ng·μL-1。

1.3 SSR引物

根據中國農業科學院作物科學研究所小宗作物課題組通過高通量測序技術開發的糜子基因組SSR引物和文獻中發表的引物信息，共選取202對SSR引物進行合成。其中22對來源于連帥等[16］，4對來源于王銀月等[18］，178對來源于未發表的高通量測序開發的糜子SSR引物。對篩選出的SSR標記的正向引物5′末端用6-FAM、HEX、ROX和TAMRA 4種熒光染料中的一種進行標記。引物的合成和標記均由英濰捷基（上海）貿易有限公司完成。

1.4 PCR擴增與標記檢測

1.4.1 PCR擴增 PCR擴增體系包含11 μL的反應體積，其中PCR Mix（北京擎科生物技術有限公司）5.5 μL、正向引物和反向引物各0.6 μL、基因組DNA 1 μL和ddH2O 3.3 μL。首先通過溫度梯度PCR擴增，確定引物的最適退火溫度。PCR反應程序（以退火溫度55℃為例）為98℃ 3 min；98℃ 10 s，55℃ 10 s，72℃ 10 s，30個循環；72℃ 3 min，4℃保存。

1.4.2 變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測 6%的聚丙烯酰胺凝膠，恒功率65 W預電泳15—20 min，每個加樣孔點入3 μL樣品，65 W恒功率電泳1—1.5 h，銀染檢測擴增產物。

1.4.3 毛細管電泳熒光檢測 將6-FAM和HEX熒光標記以及TAMRA和ROX熒光標記的PCR產物分別用超純水稀釋10—30倍和5—10倍，隨后取等體積的上述4種稀釋液混合，從中吸取1 μL加到DNA分析儀深孔板中，同時加入0.1 μL LIZ500分子量內標和8.9 μL去離子甲酰胺。將樣品在PCR儀上95℃變性5 min，立即取出置于碎冰上冷卻10 min后，放置到ABI 3730 XL型DNA分析儀上進行自動熒光檢測。

1.5 數據統計與分析

用Genemapper 4.0軟件自動生成每個位點的圖譜文件，分析擴增片段峰值，讀取擴增片段大小；用PowerMarker3.25[26］計算每對引物的等位基因數（allele number）、主要等位基因頻率（major allele frequency）、基因多樣性指數（gene diversity index，H）、多態性信息含量指數（polymorphism information content，PIC）；用 Popgen1.32[27］計算 Shannon 信息指數（Shannon's Information index，I）；在MEGA 6.06[28］中構建遺傳聚類圖；用STRUCTURE2.2.3[29］軟件進行群體結構分析。

2 結果

2.1 引物篩選與驗證

利用地理來源遠、形態差異大的6份糜子材料對收集的202對SSR引物進行PCR擴增，并對擴增產物進行變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測，淘汰不具多態性或多態性差的引物，篩選出26對條帶清晰、多態性較高、擴增穩定的SSR引物。對26對高多態性SSR引物進行毛細管熒光電泳檢測，結果表明，其中有22對引物的峰圖簡單、多態性高、等位變異大小變化符合規律，可用于全部參試材料的遺傳多樣性分析（表1）。入選的22對引物既適用于傳統聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測技術，也適用于熒光 SSR標記-全自動分析檢測技術。

為了檢驗熒光標記毛細管電泳檢測方法的可靠性，用變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測方法對毛細管電泳檢測指紋數據進行了驗證。以引物BM2654為例（圖1），結果顯示在BM2654標記位點上，6%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測到6個等位基因，與圖2熒光毛細管電泳檢測到的大小分別是197、200、203、206、209和212 bp的多態性片段長度一一對應，說明熒光標記毛細管電泳檢測方法結果可靠，能有效用于后續參試材料的遺傳多樣性研究。

圖1 45份糜子材料在BM2654標記位點上的帶型表現Fig. 1 Alleles of 45 broomcorn millet accessions at marker locus BM2654

圖2 7份糜子材料在熒光標記BM2654位點上的等位變異峰圖Fig. 2 Peak patterns detected in seven broomcorn millet accessions at fluorescent marker locus BM2654

2.2 中國糜子種質資源SSR位點多樣性分析

利用22對引物在131份材料中共檢測出128個主要等位變異，變幅為2—8個，平均每對SSR引物擴增出 5.82個主要等位變異，其中引物 LMX836、LMX2019、LMX2068、LMX2382擴增出的等位變異最多，為8個。主要等位基因頻率為0.3015—0.7672，平均0.5241。多態性信息含量（PIC）的變幅介于0.2934—0.8150，平均0.5890，PIC最大的標記為LMX2382，最小的標記為 BM6573。15個位點的 PIC＞0.5，為高度多態性位點，7個位點的PIC為0.25—0.5，為中度多態性位點。基因多樣性指數的變化范圍是 0.3572—0.8132，平均0.6276，其中，BM6573最低，LMX2019最高。Shannon多樣性指數為 0.5427—1.7681，平均1.2062，最高為 LMX2019，最低為 BM6573。基因多樣性指數，多態性信息含量，Shannon信息指數呈正相關，能夠反映每對標記的鑒別能力。22個SSR位點的多態性豐富，可以檢測到不同糜子材料間豐富的遺傳多樣性。

表1 22對SSR標記的遺傳參數Table 1 Genetic parameters of the 22 SSR markers used in this study

同時利用這 22對引物分析了不同生態區不同類型糜子資源的遺傳多樣性（表 2），不同生態區育成品種的基因多樣性指數、多態性信息含量、Shannon信息指數的變化范圍分別是 0.5474—0.5808、0.4953—0.5337、0.9848—1.1074，平均值為0.5608、0.5111和1.0433，其中黃土高原春夏糜子區育成品種的遺傳參數最高，北方春糜子區次之。不同生態區農家種的基因多樣性指數、多態性信息含量、Shannon信息指數的變化范圍分別是0.3838—0.6221、0.3197—0.5725和0.4402—1.1114，平均值為 0.5041、0.4525和0.7806，其中北方春糜子區農家種的遺傳參數最高，黃土高原春夏糜子區次之。總體來講，北方春糜子區各項遺傳參數均最高，黃土高原春夏糜子區次之，華北夏糜子區各項遺傳參數均最低，說明北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區的遺傳多樣性比較豐富，北方春糜子區農家種的遺傳多樣性豐富，可以從中挖掘優良基因用于品種改良。

2.3 中國糜子種質資源的遺傳相似性分析

利用 Popgene1.32計算不同生態區糜子種質間的遺傳相似性（表3），結果顯示，遺傳距離的變化范圍為0.0764—0.7251，平均0.3121，遺傳一致度的變化范圍為0.4843—0.9265，平均0.7465。其中，北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區的遺傳距離最小（0.0764），遺傳一致度最大（0.9265），這兩個生態區的地理位置相鄰，生態環境差異較小，親緣關系較近。華北夏糜子區和西北春夏糜子區的遺傳距離最大（0.7251），遺傳一致度最小（0.4843），這兩個生態區的地理分布較遠，生態環境差異大，親緣關系較遠。說明遺傳相似性與地理來源密切相關，地理來源越近，遺傳距離越小，遺傳一致度越高，親緣關系越近。

表2 不同生態區糜子的遺傳多樣性分析Table 2 Evaluation of genetic diversity of different ecotypes of broomcorn millet

表3 不同生態區糜子資源的遺傳距離和遺傳一致度Table 3 Genetic distance and genetic identity of broomcorn millet accessions with different ecotypes

2.4 基于遺傳距離的中國糜子種質資源聚類分析

基于 UPGMA對不同生態區糜子材料進行聚類（圖3），在遺傳距離0.1284處將5個生態區劃分為4個組群（組群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ）。組群Ⅰ將華北夏糜子區歸為一類，材料來自于山東省、河北省。組群Ⅱ將西北春夏糜子區歸為一類，材料來自于新疆維吾爾自治區。組群Ⅲ將東北春糜子區歸為一類，材料來自于黑龍江省、吉林省、遼寧省。組群Ⅳ將北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區歸為一類，材料來自于寧夏回族自治區、山西省、陜西省、內蒙古自治區、甘肅省、青海省。聚類結果與遺傳相似性分析結果一致。

圖3 基于遺傳距離的不同生態區糜子資源聚類圖Fig. 3 Cluster diagram of broomcorn millet accessions with different ecotypes based on genetic distance

基于 UPGMA對 131份糜子材料進行聚類分析（圖4），131份糜子材料聚為7個組群。組群A有30份材料，包括黑龍江省12份、吉林省4份、遼寧省1份、甘肅省2份、山西省3份、陜西省1份、寧夏回族自治區1份、青海省6份，大部分基因型屬于東北春糜子區。組群B有7份材料，其中河北省2份、內蒙古自治區2份、寧夏回族自治區、山東省、陜西省各1份，主要屬于華北夏糜子區，組群C有3份材料，包括來自山西省的品黍1號，遼寧省的本溪褐糜子和山西省的灰臉蛋糜，表明這3份材料遺傳背景相似且與其他材料的遺傳差異較大。組群D包括16份材料，其中內蒙古自治區5份、河北省7份、山西省3份、青海省1份，均來自北方春糜子區。組群E包含3份材料，其中內蒙古自治區2份，陜西省1份。組群F有21份材料，包括山西省5份、陜西省4份、甘肅省2份、新疆維吾爾自治區2份，寧夏回族自治區2份、遼寧省1份、吉林省5份，主要屬于黃土高原春夏糜子區。組群G包含51份材料，包括山西省11份，內蒙古自治區11份，甘肅省8份，寧夏回族自治區11份、黑龍江省4份，新疆維吾爾自治區、青海省、陜西省、吉林省、遼寧省、河北省各1份，主要屬于北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區。

東北春糜子區的育成品種中，來自黑龍江省的材料主要聚在組群 A中，來自吉林省的材料主要聚在組群F中，東北春糜子區的農家種與育成品種聚類結果一致。北方春糜子區的育成品種主要聚在組群 G中，農家種主要聚在A、D中，在組群G中也零星出現，其中，來自青海省的農家種集中聚在組群 A中。黃土高原春夏糜子區的育成品種聚在組群A和G中，農家種集中聚在組群F中。來自華北夏糜子區的3份材料全部聚在組群B中。來自西北春夏糜子區的3份材料，2份聚在組群F中，1份聚在組群G中。來自北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區的育成品種多數聚在組群 G中，說明這兩個生態區的部分育成品種遺傳背景相似。農家種在各組群中的分布與地理來源密切相關，部分育成品種的遺傳背景可能包含其他生態區的基因型，在各組群中的分布沒有明顯的區域性。

圖4 基于熒光SSR分子標記分析的131份糜子材料聚類圖Fig. 4 Cluster diagram of 131 broomcorn millet accessions based on data from 22 SSR markers

2.5 中國糜子種質資源的群體遺傳結構分析

用STRUCTURE軟件分析來自中國不同地區的131份糜子材料，將 K設為 2—10，繪制 K與 ΔK的關系圖（圖5），K=4時，ΔK最大，因此在K=4的模式下分析糜子品種的遺傳結構[30］，并計算出每個類群的最大 Q值分布。不同的色塊代表不同的類群（圖6，表4），類群Ⅰ為紅色部分（35份），代表北方春糜子區，主要包含甘肅省 8份、青海省 7份、內蒙古自治區7份、寧夏回族自治區6份、山西省3份、黑龍江省3份、陜西省1份。類群Ⅱ為綠色部分（21份），包括黑龍江省10份、吉林省3份、山西省3份、甘肅省2份、寧夏回族自治區、陜西省和遼寧省各1份，主要來自東北春糜子區。類群Ⅲ為藍色部分（43份），包括山西省15份、內蒙古自治區9份、河北省6份、寧夏回族自治區4份、陜西省、黑龍江省、遼寧省各2份、吉林省、新疆維吾爾自治區、青海省各1份，主要來自北方春糜子區。群組Ⅳ為黃色部分（32份），包括山西省 6份、陜西省 5份、吉林省 6份、寧夏回族自治區 4份、河北省 3份、甘肅省、新疆維吾爾自治區各2份、遼寧省、內蒙古自治區、黑龍江省、山東省各1份，主要來自黃土高原春夏糜子區。

圖5 131份糜子材料的K值與Δk值的關系Fig. 5 Graphical relationship between K and Δk for 131 broomcorn millet accessions

圖6 131份糜子材料的群體遺傳結構分析Fig. 6 Population genetic structure of 131 broomcorn millet accessions

表4 131份糜子材料在各組群中的分布（K=4）Table 4 Distribution of 131 broomcorn millet accessions based on STRUCTURE analysis(K=4)

黃土高原春夏糜子區的育成品種在組群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有出現，農家種集中分布在組群Ⅳ中。北方春糜子區的育成品種和農家種主要分布在組群Ⅰ和組群Ⅲ中，其中來自青海省的農家種全部分布在組群Ⅰ中，來自河北省北部的農家種分布在組群Ⅲ中，東北春糜子區的育成品種和農家種主要分布在組群Ⅱ和Ⅳ中，其中來自黑龍江省的材料主要分布在組群Ⅱ中，來自吉林省的材料主要分布在組群Ⅳ中，華北夏糜子區的材料均分布在組群Ⅳ中。西北春夏糜子區的材料分布在組群Ⅲ和Ⅳ中。遺傳結構分析結果與聚類結果基本一致。

STRUCTURE群體結構分析中，當某一材料在某類群中的Q≥0.6時，則認為該材料血緣關系相對比較單一，否則認為該材料血緣關系來源復雜[9］。131份糜子材料在各個群體中的Q值分布見表5，131份糜子材料中有 107個品種 Q＞0.6，占所有供試材料的81.7%，Q＞0.8和Q＞0.9的品種分別占58%和48.1%，說明各群體中大部分品種親緣關系比較單一，較少品種含有其他類群的基因成分。品黍1號在4個類群中的Q值分別為0.190、0.011、0.453和0.346；本溪褐糜子在4個類群中的Q值分別為0.074、0.134、0.443和 0.349；灰臉蛋糜在 4個類群中的 Q值分別為0.047、0.004、0.478和0.471，它們的基因都主要來源于類群Ⅲ和類群Ⅳ中，聚類分析也被單獨聚為一個小支，說明這三個品種的遺傳背景比較相似，與聚類結果一致。

表5 各群體Q值分布Table 5 Distribution of Q-value of four groups

3 討論

3.1 熒光SSR標記分析技術在糜子上的應用

SSR標記的檢測可采用瓊脂糖凝膠電泳、非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳、變性聚丙烯酰胺凝膠電泳和毛細管電泳熒光檢測法，因方法不同，結果也會有所差別。基于全自動基因分析儀的SSR熒光標記技術是用6-FAM、HEX、ROX和TAMRA 4種熒光染料中的一種對引物進行標記，擴增的PCR產物和標準分子量樣品（內標）在同一毛細管泳道中電泳，利用軟件進行圖像收集和擴增片段的大小分析，實現了SSR標記與高效、自動化技術的結合，比傳統聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測技術準確性更高，重復性更好。本試驗同時采用變性聚丙烯酰胺和毛細管電泳雙向檢測技術分析22對引物在131份糜子材料中的遺傳多樣性，檢測結果基本一致。但傳統的變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測技術在不同板之間數據整合比較困難，當片段差異較小時，讀帶也有一定的困難，熒光SSR分子標記技術有效解決了不同板，不同實驗室數據整合問題。

本研究所選用的22對標記中，有11對與連帥等[15］相同，這11對檢測出的等位變異數平均為6.5個，而連帥用非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測出的等位變異數平均為3個，這說明SSR熒光標記檢測技術能檢測到傳統聚丙烯酰胺凝膠電泳發現不了的等位變異，結果更加準確可靠。

3.2 SSR標記在糜子種質資源遺傳多樣性研究中的應用

CHO等[13］基于糜子基因組DNA富集SSR文庫開發了首批糜子的SSR標記，利用25個標記在50份材料中檢測到110個等位變異，平均每個標記的等位變異數為4.4個，平均PIC為0.33。HUNT等[14］用其中的16個標記檢測了98份歐亞大陸糜子地方品種的遺傳多樣性，平均每個位點檢測到4.9個等位變異，平均基因多樣性指數和多態性信息含量分別為 0.391和0.360。連帥等[15］用63對引物分析了來自國內外的192份糜子品種的遺傳多樣性，平均每個SSR位點檢測到2.56個等位變異，平均PIC值為0.4855。王瑞云等[24］利用15個糜子特異性SSR標記檢測來自中國11個省（區）的132份糜子材料，平均基因多樣性指數和多態性信息含量分別為0.5298和0.4864。本研究選用22對SSR引物對131份糜子材料進行分析，共檢測出128個主要等位變異，平均每個5.82個，基因多樣性指數為 0.3572—0.8132，平均 0.6284；多態性信息含量為0.2934—0.8150，平均0.5874；Shannon多樣性指數為0.5427—1.7681，平均1.2062。本試驗所用SSR標記的多態性均高于前人研究結果。一方面本試驗的引物經過兩次篩選，引物多態性高，同時參試材料數量多、來源廣，遺傳多樣性豐富；另一方面所用的檢測方法分辨率更高，準確性更好。這也表明對已開發的糜子SSR標記進行進一步篩選的必要性，篩選高多態性引物用于糜子遺傳多樣性研究和DNA指紋圖譜的構建。此外，建立高分辨率且成本較低的分子標記檢測方法對于促進糜子遺傳多樣性研究也具有非常重要的意義。

3.3 中國糜子種質資源的遺傳差異

中國糜子資源分布廣泛，主要分布在七個生態區，分別為東北春糜子區、華北夏糜子區、北方春糜子區、黃土高原春夏糜子區、西北春夏糜子區、青藏高原春糜子區和南方秋冬糜子區。不同生態區，不同材料間的遺傳多樣性以及遺傳關系成為近年來糜子研究的熱點。王瑞云等[31］利用高基元微衛星標記分析了 96份糜子材料的遺傳多樣性并提出黃土高原和北方春糜子區的遺傳多樣性最豐富。連帥等[15］采用 63對高多態性SSR標記研究了來自于國內外的192份糜子地方品種和野生材料的遺傳多樣性，并發現內蒙古、東北、黃土高原地區種質資源遺傳關系較其他地區更為復雜。薛延桃等[17］對近幾年新收集引進的國外糜子地方品種和野生材料共計146份進行分析發現國內野生材料的遺傳多樣性高于國外地方品種，且河北群體的遺傳多樣性最為豐富。HU等[2］發現黃土高原地區的遺傳多樣性最豐富，可能是糜子的起源中心。董俊麗等[32］對糜子骨干種質進行遺傳多樣性分析發現遺傳多樣性與生態環境密切相關，且山西糜子資源的遺傳多樣性最豐富。本研究分析了來自5個生態區的131份糜子育成品種和農家種的遺傳多樣性和群體結構，發現北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區的遺傳多樣性最豐富，與王瑞云等[31］結論一致。通過比較本研究與前人研究結果發現不同結果之間遺傳差異存在較大差別，究其原因，可能有以下幾個方面：一是各研究所采用的試驗材料種類有所差異，如連帥等[15］和薛延桃等[17］文章中均包含了一定數量的國外品種以及國內野生資源，從而造成不同區域遺傳多樣性有所差異；二是不同研究中對同一生態區的試驗材料選擇數量的差別也會造成結果出現差異，如本研究選用北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區的材料較多，西北春夏糜子區和南方秋冬糜子區的材料較少，為更加準確評估中國糜子資源的遺傳多樣性，選材需更加豐富。

群體結構分析結果表明，甘肅省材料 66.7%集中在群組Ⅰ中，青海省材料 87.5%聚在群組Ⅰ中，黑龍江省材料 66.7%聚在群組Ⅱ中，山西省的材料在各個組群中均有出現，與聚類結果基本一致。說明大部分糜子品種的遺傳差異與地理來源相關，有些品種沒有明顯的區域特征，可能是不同區域間品種經過多次基因重組所致。

3.4 中國糜子育成品種和農家種的遺傳多樣性比較

國內外對糜子的遺傳多樣性和群體結構分析有很多[13-18］，但有關中國糜子育成品種和農家種遺傳差異的相關報道并不多見，本研究分析比較了來自中國不同生態區的 72份糜子育成品種及當地主要農家種的遺傳多樣性和群體遺傳結構，發現北方春糜子區農家種的遺傳多樣性高于育成品種，東北春糜子區和黃土高原春夏糜子區農家種的遺傳多樣性略低于育成品種。聚類分析和群體結構分析結果表明，東北春糜子區的育成品種和農家種并不獨立成群，在各組群中的分布基本一致，這可能因為糜子育成品種主要以農家種為遺傳背景選育而來，而黃土高原春夏糜子區的育成品種和農家種分布在不同的組群中，這說明黃土高原春夏糜子區在育種過程中引種資源廣泛，有效利用優良種質用于育種創新。北方春糜子區的農家種具有更高的遺傳多樣性，可為糜子新品種選育過程中挖掘優良基因和拓寬遺傳基礎提供重要的利用價值。

4 結論

北方春糜子區和黃土高原春夏糜子區的遺傳多樣性高于東北春糜子區，糜子的遺傳差異與地理來源相關，東北春糜子區的育成品種主要以農家種為遺傳背景選育而來，黃土高原春夏糜子區在育種過程中引種資源廣泛，與其他生態區存在基因交流。