糜子GBSSI基因功能标记的开发与验证

丁 敏 段政勇 王宇卓 薛亚鹏 王海岗 陈 凌 王瑞云,,* 乔治军,*

糜子基因功能标记的开发与验证

丁 敏1段政勇1王宇卓1薛亚鹏1王海岗2陈 凌2王瑞云1,2,*乔治军2,*

1山西农业大学农学院, 山西太谷030801;2山西农业大学农业基因资源研究中心/ 农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室/ 杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室, 山西太原030031

根据糜子胚乳直链淀粉合成调控基因()上已知功能位点的核苷酸差异设计功能分子标记, 并对山西省270份糜子资源进行基因型检测和基因分型。通过对粳糯性状的鉴定, 将表型与基因型结合对分子标记进行验证。对46份不同基因型糜子资源进行直链淀粉含量测定, 分析该基因的遗传效应, 评估其育种利用价值。基因在糜子中以2种形式(L和S)存在, 针对S型基因15 bp的InDel位点设计了一个功能标记(RYW214), 该标记能有效区分126 bp、141 bp和杂合(126/141 bp) 3种带型, 粳糯性鉴定显示该标记结果与表型鉴定结果吻合度高, 达93.30%, Pearson相关性指数为0.745。针对L型基因上的一个单核苷酸插入位点和一个SNP位点, 设计了2个CAPS标记(RYW215、RYW216), 该标记可对L基因准确分型。270份资源中, 共有11种基因型。其中, 基因型S-15/LF最多, 有84份(31.10%), 其次是S0/S-15/LF(22.96%), S-15/LY/LF最少(0.74%), 未发现S-15/LC。46份材料中, 直链淀粉含量较高的基因型为S0/LY/LF(15.50%), 最低为S-15/LF(0.58%)。突变基因型S-15会导致直链淀粉含量出现质的下降, 杂合基因型S0S-15直链淀粉含量稍高于纯合基因型S-15。

糜子;基因; 功能分子标记; 直链淀粉含量

糜子(L.)是禾本科黍属作物, 异源四倍体, 具有耐旱、耐瘠、抗盐碱等优良特性。由于其抗逆性强、生育期短, 广泛种植于干旱、半干旱地区[1-4]。糜子起源于中国黄河流域黄土高原, 种植历史达10,300年[5-6], 山西是糜子的起源中心[7]。近年来, 土壤干旱、盐渍等问题日益突出, 基于糜子耐旱、耐盐碱等特性建立系统鉴选体系为盐碱地修复提供了重要资源[8-9], Yuan等[10-11]从转录组和蛋白组层面揭示了糜子抗逆、耐盐碱的生理机制。糜子又有粳糯糜子之分, 糯糜子称为黍子, 籽粒脱壳产品为黄米, 因其口感软糯, 风味较好, 常用来做枣糕、油糕等食品[12]; 粳性糜子籽粒脱壳后称糜米, 用来制作炒米[13]。依据颖果胚乳中直链淀粉含量, 将直链淀粉含量<3.7%的划归糯性糜子[14]。

粳糯性状主要由基因控制,基因又名蜡质基因, 在谷类作物中具有编码直链淀粉合成过程中的关键酶-颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)的作用[15]。目前, 编码GBSS的基因已在水稻、小麦、玉米、薯类等多种作物中克隆[16-22]。禾谷类作物糯质性状多由基因变异导致, 研究发现玉米基因包含14个外显子和13个内含子, 其糯质受到隐性基因控制[23]。徐春燕等[24]以玉米昌7-2、Mo17、B73为试验材料, 克隆基因并测序, 对胚乳淀粉体进行纯化, 结果发现GBSSI蛋白第155位氨基酸的改变减弱了与淀粉的结合度; 并对第4外显子的SNP位点和第7外显子的缺失位点进行了分子标记开发。小麦基因启动子区和5¢非翻译区存在413 bp的InDel序列, 该序列的缺失与基因表达相关[25]。在水稻基因第一内含子剪切位点上游55 bp处存在一个(CT)n重复序列, 以92份美国水稻为材料, 分析了基因相关SSR的多态性与直链淀粉含量的关系, 检测了(CT)8到(CT)20等多个等位变异, 发现基因型(CT)18品种直链淀粉含量最低[26-27]。Kawase等[28]研究发现糯性/低直链淀粉含量谷子起源于东亚和东南亚, 由当地人喜好选择驯化而来。Fukunaga等[29]通过Southern杂交, 依据谷子基因插入序列的不同将其划分为7种类型(I～VII), 其中III、IV、V和VII中插入序列较大。粳糯糜子胚乳中都含有编码蛋白, 只是相对于粳性植株而言, 糯性品种中缺乏GBSSI活性。早在2009年, Graybosch等[30]对糯性糜子材料(陇糜16号和陇糜18号)的胚乳性质进行研究发现, 糯性性状由2个隐性等位基因控制。Hunt等[31]对糜子基因进行测序发现,基因以L和S (-L和-S) 2种形式存在, 在-S基因外显子10附近存在15 bp的缺失(野生型为S0, 突变型为S-15), 该缺失与GBSSI失活效应间存在对应关系, 即与糯性胚乳相对应; 在-L基因上观察到2个多态性位点, 位于外显子9处的移码突变(腺嘌呤残基的插入/缺失), 以及位于外显子7处的SNP位点突变(A替换G), 将不存在移码突变和SNP位点突变的野生型记为LC。2013年, Hunt等[32]利用I2-KI显色反应发现, S-15/LC基因型的糜子品种胚乳细胞淀粉粒外部被染成红色, 内部被染成蓝色, 说明该基因型具有中间表型, LC等位基因可以催化合成直链淀粉蛋白, 因此, L和S等位基因对糜子胚乳结构均具有调控作用。Wang等[33]对中国132份糜子材料基因的多态性位点进行PCR扩增, 基于测序结果进行材料的基因型分型, 证实了S-15基因型的突变对糜子胚乳质地的改变是必须的, 该研究未发现S-15/LC的部分糯性材料。

分子标记辅助育种可对基因型直接进行准确稳定选择, 避免环境因素干扰[34], 大幅度缩短育种年限[35]。随机的分子标记与目的基因连锁不紧密, 常见的SSR、RFLP等多位于非表达序列, 难以揭示目标性状差异的内在原因[24,36]。功能标记是位于基因内、具有控制性状表型的标记, 开发功能标记可有效解决上述问题[20]。本研究在Hunt等[31-32]的研究基础上进行基因功能标记开发, 包括-S基因的一个InDel位点和-L基因的移码突变以及单碱基突变位点, 利用开发的标记对山西省糜子资源进行基因分型, 通过粳糯性检测验证标记准确率, 以期为糜子糯性品质育种提供分子检测工具。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以来源于山西省的270份糜子资源为试验材料, 包括育成品种11份、地方品种178份和农家种81份(附表1)。除农家种外, 材料均由中国农业科学院作物科学研究所提供。

1.2 DNA提取

剪取糜子三叶期叶片于超低温冰箱保存, 采用CTAB法提取基因组DNA, 用微量核酸分析仪检测DNA的浓度/纯度, 用1.0%琼脂糖凝胶电泳检测DNA的完整性。

1.3 糜子表型鉴定

对糜子资源进行粳糯性鉴定, 取种子5粒, 浸泡24 h后将种子研磨成粉末, I2-KI染色, 光学显微镜下观察。淀粉颗粒若为小球形且呈蓝黑色/黑色, 材料为粳性, 若为六边形且呈橙红色/黄色, 则为糯性。

1.4 功能标记开发

从NCBI上下载糜子-S基因(GU199261)和-L基因序列(GU199253), 利用Primer 5.0设计引物(表1), 由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。-S基因存在一个InDel位点;-L基因上存在2个SNP位点, 包括一个单碱基替换位点和一个移码突变位点[26], 对上述位点进行功能标记开发。

1.4.1 InDel标记开发 选用上引物M5、下引物R11扩增S基因的exon 9-intron 10, 扩增片段包括InDel位点。PCR产物送生工生物工程(上海)股份有限公司测序, 基于测序设计2对嵌套引物(M5QT1/R11QT1和M5QT2/R11QT2)。采用巢式PCR法进行扩增, 扩增产物用3.5%琼脂糖凝胶检测, 电源电压60 V。

1.4.2 SNP-CAPS标记的开发 用前引物int5Lf、后引物R3对-L基因进行扩增, 扩增片段包括SNP位点(A替换G), 用前引物M12、后引物R12对-L基因上的移码突变位点进行扩增。对扩增产物进行测序, 利用在线软件dCAPS Finder 2.0 (http://helix.wustl.edu/dcaps/dcps.html)开发CAPS标记。

1.4.3 PCR扩增程序及酶切体系构建 PCR扩增体系同石甜甜等[37]。扩增程序为94℃预变性5 min; 94℃变性40 s, 退火40 s, 72℃延伸1 min, 34个循环; 72℃延伸5 min。酶切总反应体系为50 μL, 包括PCR产物10 μL、限制性内切酶1 μL (10,000 U mL–1)、10× CutSmart buffer 5 μL、无酶水34 μL, 37℃恒温水浴1～2 h。酶切产物用2%的琼脂糖凝胶检测, 电源电压110 V。

1.5 直链淀粉含量测定

采用直链淀粉含量检测试剂盒法(Boxbio- AKSU016C)提取糜子材料的直链淀粉, 直链淀粉可与碘形成蓝色络合物, 测定待测样本在550 nm和485 nm处吸光值的变化可定量检测直链淀粉的含量。

式中,为待测样本总体积(5 mL);为样本质量(g);为标准曲线方程的值(mg mL–1)。

1.6 数据统计与分析

利用SPSS 23.0分析表型相关数据, 用DNAMAN 6.0软件进行测序比对。

2 结果与分析

2.1 糜子Waxy基因区域引物设计

本试验所用引物(表1)部分来源于Hunt等[31]。根据糜子基因序列(GU199261)和M5/R11的测序结果设计了2对嵌套引物(M5QT1/R11QT1、M5QT2/R11QT2), 均能扩增出目的条带, 特异性好, 可用于后期功能标记的开发。

2.2 InDel标记的开发

采用引物M5/R11扩增S基因的exon 9-intron 10区域, 扩增片段包括InDel位点, 扩增长度约为330 bp, 2对嵌套引物: M5QT1/R11QT1 (扩增片段126 bp)和M5QT2/R11QT2 (扩增片段160 bp), 将该标记命名为RYW214。采用巢式PCR法扩增270份糜子, 结果见图1。从图1可以看出, 共扩增出3种带型, 含有15 bp的基因型S0、缺失15 bp的基因型S-15及杂合基因型S0S-15。270份糜子资源中, 基因型S0、S-15和S0S-15分别为89份、93份和88份。

2.3 CAPS标记的开发

利用引物Int5Lf/R3和M12/R12分别扩增-L的intron 5-exon 7和intron 8-intron 9区域, 扩增片段包括2个SNP位点, 分别为第7外显子153位点处碱基替换位点(A替换G)和第9外显子224位移码突变位点(插入A)。利用在线软件dCAPS Finder 2.0对SNP酶切位点进行预测发现, 这2个位点均能被限制性内切酶切开, Int5Lf/R3扩增片段为223 bp, 当该SNP位点存在A替换G时可被I (GT↓MKAG)酶切产生171 bp和52 bp两个片段(图2)。M12/R12扩增片段为645 bp, 当存在插入A导致移码突变时可被NI (CCTNN↓NNNAGG)酶切产生359 bp和286 bp两个片段(图3), 将2个CAPS标记分别命名为RYW215和RYW216。

表1 试验所用引物明细

图1 部分材料在InDel位点的扩增产物电泳图

M为marker 500; 168: 二红黍; 169: 大红黍; 170: 小黑黍; 175: 硬地黄; 176: 黄黍子; 177: 老来红; 178: 边梅黍; 183: 成熟红; 180: 狗尾蛋; 181: 白骷髅; 182: 小红软糜; 184: 软白糜。

M: marker 500; 168: Erhongshu; 169: Dahongshu; 170: Xiaoheishu; 175: Yingdihuang; 176: Huangshuzi; 177: Laolaihong; 178: Bianmeishu; 183: Chengshuhong; 180: Gouweidan; 181: Baikulou; 182: Xiaohongruanmi; 184: Ruanbaimi.

图2 部分材料在SNP (A/G替换)位点扩增产物电泳图

M为marker 2000; 197: 峪杂1号; 198: 大黄糜子; 199: 小青糜子; 200: 大白硬糜; 203: 大黄芽。

M: marker 2000; 197: Yuza 1; 198: Dahuangmizi; 199: Xiaoqingmizi; 200: Dabaiyingmi; 203: Dahuangya.

图3 部分材料在移码突变位点的扩增产物电泳图

M为marker 2000; 179: 鸡爪红; 180: 狗尾蛋; 181: 白骷髅; 182: 小红软糜; 183: 成熟红; 184: 软白糜; 185: 千斤黍; 186: 珍珠连软糜; 187: 白软黍; 188: 红黍子; 189: 金红黍; 191: 糜子。

M: marker 2000; 179: Jizhuahong; 180: Gouweidan; 181: Baikulou; 182: Xiaohongruanmi; 183: Chengshuhong; 184: Ruanbaimi; 185: Qianjinshu; 186: Zhenzhulianruanmi; 187: Bairuanmi; 188: Hongshuzi; 189: Jinhongshu; 191: Mizi.

2.4 InDel标记和CAPS标记验证

为了进一步验证开发标记与基因型的一致性, 选取条带中显示不同基因型的7份材料(序号分别为41、49、60、73、80、87和89)进行PCR扩增并测序。DNAMAN序列比对结果(图4)显示, InDel位点及SNP位点的多态性与电泳显示结果一致。

2.5 糜子粳糯性验证

-S基因InDel位点若存在15 bp缺失, 引起GBSS酶活性丧失, 糜子资源呈糯性。利用上述开发的分子标记扩增270份糜子资源, 检测其遗传差异, 发现在InDel位点处, 除S0、S-15基因型的材料外, 还出现了S0S-15杂合基因型材料, 为探究杂合基因型是否会影响糜子表型, 检测了糜子粳糯表型(图5)。

对于-L基因上存在的2个SNP位点, 当存在A替换G时, 基因型用LY表示; 存在A插入时, 用LF表示; A替换G和A插入均不存在, 用LC表示, 均存在则表示为LY/LF, 基于此对270份资源进行基因分型, 结果见表2。从表2可以看出, 全部材料中, 基因型最多的是S-15/LF, 为84份(31.11%); 其次是S0/S-15/LF, 为62份(22.96%); S-15/LY/LF最少, 为2份(0.74%); 不存在S-15/LC。

图4 3对引物扩增7份材料的DNAMAN序列比对结果图

A、B和C分别代表引物M5/R11、M12/R12和int5Lf/R3。41: 白黍子; 49: 黍子; 60: 黑糜子; 73: 白糜子; 80: 六十天小红黍; 87: 大白黍; 89: 大白黍。

A, B, and C indicate primer M5/R11, M12/R12, and int5Lf/R3, respectively. 41: Baishuzi; 49: Shuzi; 60: Heimizi; 73: Baimizi; 80: Liushitianxiaohongshu; 87: Dabaishu; 89: Dabaishu.

表2 270份糜子基因型分型

S-15和S0分别代表InDel位点15 bp缺失的有和无。LC: SNP位点无A替换G和插入碱基A; LY: SNP位点A替换G; LF: SNP位点插入碱基A。

S-15and S0indicate with and without 15 bp deletion at InDel site, respectively. LC: nucleotide base A substitution for G and no nucleotide base A insertion at SNP site; LY: a substitution for G at SNP site; LF: nucleotide base A insertion at SNP site.

鉴定的InDel位点为S0基因型的材料中, 粳性表型占91%, S-15基因型和S0S-15基因型材料中94.5%表现为糯性表型, 将基因型是否存在S-15突变与粳糯性表型结合进行R×C卡方检验, 皮尔逊卡方值为195.133,<0.001, 相关系数为0.924, 差异显著, 表明无论杂合与否, 是否存在S-15突变基因型, 将成为导致材料胚乳淀粉质地改变的重要条件。将-S基因上的InDel标记(RYW214)检测的270份糜子基因型与粳糯表型数据结合, 发现标记结果与表型鉴定结果吻合度高达93.3%, 相关分析表明Pearson相关系数为0.745, 为极显著水平, 说明该标记与淀粉粳糯性表型密切相关, 采用该标记可以很好的区分糜子粳糯表型, 特别是对于纯合基因型的检测准确率更高。

2.6 直链淀粉含量测定

现已知-S的突变型基因对于糜子粳糯性状的改变是确定的, 为研究S和L基因对直链淀粉含量的贡献程度, 对46份不同基因型的糜子材料进行直链淀粉含量测定。各基因型糜子直链淀粉含量见表3。从表3可以看出, 46份糜子胚乳直链淀粉含量均值变化范围为0.48%～16.28%, 直链淀粉含量均值最高的基因型为S0/LF, 最低的基因型为S-15/LF。就变异系数而言, S0S-15/LF的变异系数最高为70.87%。对各基因型直链淀粉含量均值多重比较结果见图6。从图6可以看出,-L基因上的不同等位基因对直链淀粉影响不大, 由于试验中不存在S-15/LC基因型, 不能在S-15的突变型背景下研究LC的功能。野生型S0直链淀粉含量较高, 存在突变基因型S-15的直链淀粉含量较低, 且纯合的S-15基因型较杂合的S0S-15基因型直链淀粉含量更低。对基因型和直链淀粉含量进行相关性分析, 相关系数为0.873, 相关性显著。

图5 糜子粳糯性表型鉴定

A: 粳性; B: 糯性。

A:type; B:type.

表3 各基因型糜子直链淀粉含量

S-15和S0分别代表InDel位点15 bp缺失的有和无。LC: SNP位点无A替换G和插入碱基A; LY: SNP位点A替换G; LF: SNP位点插入碱基A。

S-15and S0indicate with and without 15 bp deletion at InDel site, respectively. LC: nucleotide base A substitution for G and no nucleotide base A insertion at SNP Site; LY: a substitution for G at SNP site; LF: nucleotide base A insertion at SNP site.

图6 不同基因型糜子直链淀粉含量多重比较

不同小写字母表示差异显著性(< 0.05)。

Different lowercase letters indicate significant differences at< 0.05.

3 讨论

作为异源四倍体作物, 糜子基因组中存在2个不同的位点。2018年, Wang等[33]对糜子基因片段进行扩增测序和序列比对, 将132份糜子材料进行分型, 发现了5种基因型, 其中基因型与表型对应的材料有125份, 未检测到基因型为S-15/LC的中间表型材料。本试验在Hunt等[31]的研究基础上对基因的3个功能位点进行功能标记开发, 并利用这些功能标记对270份山西省糜子种质资源进行基因分型, 在S和L等位基因处鉴定了S0S-15、LY/LF等11种基因型, 也未检测到S-15/LC材料, 与上述研究结果一致。自然状态下, 基因型为S-15/LC的中间表型糜子材料缺乏, 究其原因, 一方面为地理隔离引起的相关基因重组概率减小导致, 另一方面可能为糜子自身不选择该表型。微卫星检测结果表明糜子不同群体间存在基因流[27], 所以由地理因素导致部分糯性品种出现的可能性不大。就基因分型而言, Wang等[33]采用传统测序方法进行, 操作繁琐、费用高, 且杂合基因型难以区分, 而本研究基于功能标记检测, 仅需一次巢式PCR和两次常规PCR酶切反应即可准确分型, 操作简便, 反应灵敏, 准确度高, 可明显鉴定出杂合基因型(S0S-15、LY/LF)。Araki等[15]对来自欧亚大陆的178个糜子单株进行基因分型发现, 在韩国和日本, 完全糯性表型大多是由S-15与LY结合所产生的(95.7%), 2015年, 刘晓欢[38]研究发现中国的完全糯性表型也可由S-15/LF基因型产生, 本研究发现S-15/LF基因型材料直链淀粉含量较其他基因型普遍偏低(0.48%), 进一步推测中国的完全糯性材料大多为S-15与LF结合产生。Hunt等[32]通过遗传聚类分析发现LY在中国材料中低频率存在, 本研究也发现270份山西糜子资源中, 纯合LY基因型仅占14.4%, 与上述研究结果类似。

对不同基因型的46份材料进行直链淀粉含量测定, 通过对比不同基因型直链淀粉含量均值发现, 不管基因-L是否具有活性, 基因型S0足以保证籽粒胚乳具有高的直链淀粉含量, 而一旦S0突变为S-15, 直链淀粉含量大幅下降, 乃至不含直链淀粉,该变化在纯合的基因型S-15材料中表现更明显, 杂合基因型材料较纯合S-15基因型直链淀粉含量稍高, 可能杂合基因型中S0仍具有功能, 负责合成少许直链淀粉。虽然粳糯性鉴定中绝大多数杂合基因型糜子均为糯性, 但是由于直链淀粉含量所占比例会影响到糯性口感, 因此S0S-15杂合体植株自交产生的纯合S-15基因型完全糯性表型材料被强烈选择下来。本试验中未发现S-15/LC基因型, 不能在S基因失活背景下对野生型LC基因进行功能检测, 从图6可知, 无论在S0还是S-15背景下, L基因的突变等位基因对直链淀粉的影响都不大。

分子标记辅助育种目前已在水稻、小麦、玉米等大宗粮食作物中得到广泛应用[39-43], 不同标记的开发技术不同。基于功能位点开发标记的方法包括3种, 基于大片段缺失或者部分序列插入/缺失导致的基因失活, 可以采用InDel位点常规PCR方法检测片段长度差异[44-45]; 基于SNP位点开发的检测技术主要有内切酶酶切技术(SNP-CAPS)和等位基因特异性PCR (AS-PCR)技术[46-47]。毛艇等[40]基于水稻复等位基因上2个SNP位点, 利用tetra-primer ARMS-PCR的原理开发了PCR功能标记, 发现了PCR非特异延伸及凝胶电泳条带差异难以区分等问题, 用引入错配位点的方法解决了PCR过程中引物扩增效率低和非特异性延伸问题。本试验在针对InDel位点设计功能标记时, 也发现上述类似问题, 我们通过使用嵌套引物、采用巢式PCR的方法解决非特异性延伸问题, 缩短了目标片段长度, 配合增加胶浓度、降低电源电压方法将15 bp的片段差异区分开来。

4 结论

针对糜子基因设计了3个功能标记, 包括1个InDel标记(RYW214)和2个CAPS (RYW215、RYW216)标记, 其中RYW214标记分析基因型结果与表型鉴定结果吻合度高, 达93.3%, 可为糜子粳糯性鉴定提供有效的分子检测工具。

致谢: 感谢美国内布拉斯加大学林肯分校小宗粮豆研究与推广中心(Panhandle Research & Extension Center, University of Nebraska-Lincoln) Dipak K. Santra 博士在论文修改中提供的帮助。

附表1 糜子材料来源

(续附表1)

*: 参与直链淀粉测定材料。*: the materials involved in amylose determination.

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Development and validation of functional markers ofgene in proso millet

DING Min1, DUAN Zheng-Yong1, WANG Yu-Zhuo1, XUE Ya-Peng1, WANG Hai-Gang2, CHEN Ling2, WANG Rui-Yun1,2,*, and QIAO Zhi-Jun2,*

1College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China;2Center for Agricultural Genetic Resources Research, Shanxi Agricultural University / Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Genetic Improvement of Minor Crops, Taiyuan 030031, Shanxi, China

Functional molecular markers were designed based on nucleotide differences of known functional loci on(), a regulation gene for amylose synthesis in proso millet. Genotypes and phenotypes of 270 proso millet accessions from Shanxi province were tested and verified by combining phenotypes and genotypes. The amylose content of 46 proso millet accessions with different genotypes was determined to explore the genetic effect of this gene and evaluate its breeding value.gene of proso millet existed in two forms (L and S), targeting 15 bp on S type gene. A functional marker was designed for InDel (RYW214), which could effectively distinguish 126 bp, 141 bp, and heterozygous (126/141 bp) types. The consistency between the marker and phenotypic identification was 93.30%, and the Pearson correlation index () was 0.745. Two CAPS markers (RYW215, RYW216) were designed for a single nucleotide insertion site and a SNP site in the L-type gene. Among 270 accessions, genotype S-15/LFaccounted for the most (31.10%), S0/S-15/LFwas the second (22.96%),and S-15/LY/LFwas the least (0.74%). Genotype S-15/LCwas absent. Among 46 proso millet accessions, the genotypes with the highest mean amylose content were S0/LY/LF(15.50%) and S-15/LF(0.58%). The mutant alleles of L type gene had little effect on amylose content, and the existence of wild type S0was enough to guarantee amylose content in endosperm. The existence of mutant S-15would lead to a qualitative decline in amylose content, and the amylose content of heterozygous genotype S0S-15was slightly higher than that of homozygous genotype S-15.

proso millet;gene; functional molecular marker; amylose content

10.3724/SP.J.1006.2023.24028

本研究由财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-06-14.5-A16), 山西省现代农业产业技术体系建设(杂粮)项目(2022-03), 国家自然科学基金项目(31271791)和山西省自然科学基金项目(201901D11126)资助。

This study was supported by the China Agriculture Research System of MOF and MARA (CARS-06-14.5-A16), the Shanxi Agriculture Research System (Minor Grain Crop) (2022-03), the National Natural Science Foundation of China (31271791), and the Natural Science Foundation of Shanxi Province (201901D11126).

通信作者(Corresponding authors):王瑞云, E-mail: wry925@126.com; 乔治军, E-mail: nkypzs@126.com

E-mail: yksin646@163.com

2022-01-22;

2022-06-07;

2022-07-07.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20220706.1850.014.html

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