Construction of SSR Fingerprints of Pomegranate Cultivars and Male Parent Identification of Hybrids

doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-1008

Acta Horticulturae Sinica ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (2): 265-278.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-1008

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Construction of SSR Fingerprints of Pomegranate Cultivars and Male Parent Identification of Hybrids

WANG Rui¹^,^*, HONG Wenjuan¹^,^*, LUO Hua², ZHAO Lina², CHEN Ying², WANG Jun¹^,^**()

1. National Engineering Research Center of Tree Breeding and Ecological Restoration，Key Laboratory of Genetics and Breeding in Forest Trees and Ornamental Plants of Ministry of Education，The Tree and Ornamental Plant Breeding and Biotechnology Laboratory of National Forestry and Grassland Administration，College of Biological Sciences and Biotechnology，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China
2. National Germplasm Bank of Pomegranate，Zaozhuang，Shandong 277300，China

Received:2022-08-11 Revised:2022-12-02 Online:2023-02-25 Published:2023-03-06
Contact: **（E-mail：wangjun@bjfu.edu.cn）

Abstract

Abstract:

Young leaves of 168 pomegranate cultivars collected from the National Forest Germplasm Resource Repository for Pomegranate，Zaozhuang City，Shandong，China were used to construct their fingerprints using SSR molecular marker technique. Based on the fingerprint information，the maximum likelihood method（LOD）was applied to hybrid screening in open-pollinated progenies of the cultivars ‘Qiuyan’and‘Huili Qingpi Ruanzi’and identification of suspected male parent. The results showed that a total of 76 alleles were amplified from 22 pairs of SSR primers in the 168 cultivar samples，including 58 polymorphic loci（accounting for 76.3%）. The average number of alleles per locus（N_a），effective number of alleles（N_e），observed heterozygosity（H_o）and expected heterozygosity（H_e）was 3.455，2.269，0.362 and 0.538，respectively. The average Shannon’s information index（I）was 0.897，the polymorphism information content（PIC）of each marker ranged from 0.330 to 0.692，with an average of 0.462. 166 pomegranate cultivar samples were distinguished by the 22 pairs of SSR primers. However，‘Damantianhongtian’and‘Xiaomantianhongtian’were not effectively distinguished，which might be synonymous. Using the allelic information，a database containing the specific fingerprint code and two-dimensional fingerprint code for each cultivar was constructed. One true hybrid Q-1 was screened from 30 offspring of open-pollinated‘Qiuyan’by using the fingerprint information. Its suspected male parent is‘Yicheng Fengchan Maya’，with the LOD value of 5.96. Six true hybrids，H-4，H-49，H-51，H-87，H-94 and H-103，were screened from 118 offspring of open-pollinated‘Huili Qingpi Ruanzi’. Their suspected male parents were‘Sichuan Huangpisuan’‘Tunisian Ruanzi’‘Mengzi Honghua Baipi’‘Sichuan Huangpisuan’‘Tunisian Ruanzi’and‘Mengzi Honghua Baipi’，respectively.

Key words: Punica granatum, cultivar resource, SSR fingerprint, genetic diversity, male parent identification

CLC Number:

S665.4

WANG Rui, HONG Wenjuan, LUO Hua, ZHAO Lina, CHEN Ying, WANG Jun. Construction of SSR Fingerprints of Pomegranate Cultivars and Male Parent Identification of Hybrids[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(2): 265-278.

Figures/Tables 8

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编号 No.	位点名称 Locus name	引物序列（5′-3′） Primer sequence	等位变异配置 Allele configuration type	N_a	N_e	I	PIC	H_o	H_e
A	PG_66_86	F：GCTGGTAGGAGTGCTTGAGG R：TTCCCCTAATTTGGTGGGTT	170/176，164/164，164/176，176/176， 164/170，170/170	3.000	2.319	0.927	0.482	0.310	0.569
B	PG_140_166	F：AAAGCATGCGAAAGGATGAT R：CAATGCCAATGTTACGGATG	299/299，299/303，299/307，303/303， 303/307，307/307	3.000	2.091	0.881	0.456	0.345	0.522
C	PG_105_152	F：CGATGTGTACAGTTGTGGGC R：CCGTTTTAGCTCCAGTCTGC	291/299，291/303，291/291，299/299， 303/303，299/303	3.000	2.573	1.003	0.529	0.387	0.611
D	PG_12_2170	F：ATGAATCGACGCAGTATCCC R：AGACTGCATCGCCTACGAAT	128/134，134/137，128/128，134/134， 137/137，128/137	3.000	2.974	1.094	0.590	0.565	0.664
E	PG_1_3684	F：CTGTCGAAGGTCAGAGGCAT R：GCCACTGTTGATAGGGAGGA	167/179，179/182，167/182，167/167， 179/179，182/182	3.000	2.478	0.975	0.511	0.425	0.596
F	PG_7_395	F：TCGTTTTGAACGGTTTGACA R：CCTCAAATCAGGGCAGGATA	216/219，219/222，216/222，216/216， 219/219，222/222	3.000	1.946	0.738	0.384	0.375	0.486
G	PG_4_973	F：ACTCGGGTGTCACAGAAGGT R：GTGGTTTCGGCATAGCAGTT	250/253，253/256，250/256，250/250， 253/259，256/259，259/259	4.000	1.787	0.844	0.406	0.393	0.441
H	PG_128_96	F：GAGGAGTCAATTCGACCCAA R：CATCGAATTCTATTCCCTCCC	209/214，209/224，214/219，214/224， 209/209，214/214，219/219，224/224	4.000	2.159	0.948	0.479	0.446	0.537
I	PG_16_243	F：CGGACGGCCTTCAAATTTAT R：ATTGTGATGCCAATGTACCG	180/189，189/192，180/192，180/180， 189/189，192/192	3.000	1.812	0.710	0.367	0.280	0.448
J	PG_1_1897	F：TCTTGTTGGTCTGGTGGTGA R：TTTCTGGTTCCACAACCGAT	216/219，216/216，219/219	2.000	1.819	0.643	0.349	0.351	0.450
K	PG_15_1988	F：TCTGAATGTTTATCGGATTTCG R：CATTATCACGTTGCCCCTTT	276/279，276/276，279/279	2.000	1.980	0.688	0.372	0.232	0.495
L	PG_5_1456	F：GCGGAGTGAGCAATTTGTTT R：GTCCGTAGCCTCCGTACAAA	207/210，207/207，210/210	2.000	1.809	0.639	0.347	0.349	0.447
编号 No.	位点名称 Locus name	引物序列（5′-3′） Primer sequence	等位变异配置 Allele configuration type	N_a	N_e	I	PIC	H_o	H_e
M	PG_10_276	F：ATCAAAACACGTAAAGCCCG R：GTGCGTTCCTCTGTCGAAAT	134/149，134/134，149/149	2.000	1.969	0.685	0.371	0.327	0.492
N	PG_4_2051	F：GGGTTGTTTGCTAGTTTGCC R：AATAAGAGGAGGAGGGAGCG	144/163，144/166，144/172，163/166， 163/172，163/175，166/172，172/175， 144/144，163/163，166/166，172/172	5.000	3.833	1.398	0.692	0.512	0.739
O	PG_8_401	F：TGCTCTTTGTCTTACTAGGCATGA R：CCCAATAAATGACTCGTCGG	152/158，152/161，158/161，158/164， 161/164，152/152，158/158，161/161， 164/164	4.000	2.000	0.937	0.456	0.333	0.500
P	PG_2_1400	F：ATTCGAACTTTTGTGGACGG R：GAAGGCTGTCGAGTTCTTGG	166/172，172/175，166/166，172/172， 175/175，166/175	3.000	2.504	0.995	0.525	0.292	0.601
Q	PG_5_1603	F：AAAGTTTGCAAAAGAGCCCA R：TGTCTTCTTCTGTTCAATTACCTCA	200/215，200/218，200/221，200/227， 215/221，218/221，200/200，215/215， 221/221	5.000	2.298	1.038	0.509	0.375	0.565
R	PG_8_1472	F：CACTCATGCAACTTTATTGAAAA R：CAATCCCGTGCATTACACAA	174/186，174/189，183/186，183/189， 186/189，183/183，186/186，189/189	4.000	2.101	0.873	0.436	0.292	0.524
S	PG_12_893	F：TCAACTCTAAAACCAAACGCAA R：CCAACGCTCCCATGTACTTT	207/231，222/231，225/231，234/234， 228/231，207/207，231/231，231/234， 228/228	6.000	1.543	0.740	0.330	0.244	0.352
T	PG_16_779	F：TGAAGAAGGCACACCAAGAG R：GTGTACGTGGAGCGGAAAAT	114/117，117/120，114/120，114/114， 117/117，120/120，	3.000	1.889	0.699	0.368	0.304	0.471
U	PG_8_563	F：CCATGAGAGCTTCTTTTGGC R：TCCTTCCTCACCATCTGACC	274/277，277/280，274/280，274/274， 277/277，280/280	3.000	2.985	1.096	0.591	0.310	0.665
V	PG_19_723	F：TTGTGTTGTGATTTACCAAGATACTTC R：TCGAGAAATACTTTATCCAGCTCC	149/152，149/161，152/161，152/167， 161/167，174/177，149/149，152/152， 161/161，167/167	6.000	3.051	1.175	0.603	0.524	0.672
	平均Mean			3.455	2.269	0.897	0.462	0.362	0.538

编号 No.	位点名称 Locus name	引物序列（5′-3′） Primer sequence	等位变异配置 Allele configuration type	N_a	N_e	I	PIC	H_o	H_e
A	PG_66_86	F：GCTGGTAGGAGTGCTTGAGG R：TTCCCCTAATTTGGTGGGTT	170/176，164/164，164/176，176/176， 164/170，170/170	3.000	2.319	0.927	0.482	0.310	0.569
B	PG_140_166	F：AAAGCATGCGAAAGGATGAT R：CAATGCCAATGTTACGGATG	299/299，299/303，299/307，303/303， 303/307，307/307	3.000	2.091	0.881	0.456	0.345	0.522
C	PG_105_152	F：CGATGTGTACAGTTGTGGGC R：CCGTTTTAGCTCCAGTCTGC	291/299，291/303，291/291，299/299， 303/303，299/303	3.000	2.573	1.003	0.529	0.387	0.611
D	PG_12_2170	F：ATGAATCGACGCAGTATCCC R：AGACTGCATCGCCTACGAAT	128/134，134/137，128/128，134/134， 137/137，128/137	3.000	2.974	1.094	0.590	0.565	0.664
E	PG_1_3684	F：CTGTCGAAGGTCAGAGGCAT R：GCCACTGTTGATAGGGAGGA	167/179，179/182，167/182，167/167， 179/179，182/182	3.000	2.478	0.975	0.511	0.425	0.596
F	PG_7_395	F：TCGTTTTGAACGGTTTGACA R：CCTCAAATCAGGGCAGGATA	216/219，219/222，216/222，216/216， 219/219，222/222	3.000	1.946	0.738	0.384	0.375	0.486
G	PG_4_973	F：ACTCGGGTGTCACAGAAGGT R：GTGGTTTCGGCATAGCAGTT	250/253，253/256，250/256，250/250， 253/259，256/259，259/259	4.000	1.787	0.844	0.406	0.393	0.441
H	PG_128_96	F：GAGGAGTCAATTCGACCCAA R：CATCGAATTCTATTCCCTCCC	209/214，209/224，214/219，214/224， 209/209，214/214，219/219，224/224	4.000	2.159	0.948	0.479	0.446	0.537
I	PG_16_243	F：CGGACGGCCTTCAAATTTAT R：ATTGTGATGCCAATGTACCG	180/189，189/192，180/192，180/180， 189/189，192/192	3.000	1.812	0.710	0.367	0.280	0.448
J	PG_1_1897	F：TCTTGTTGGTCTGGTGGTGA R：TTTCTGGTTCCACAACCGAT	216/219，216/216，219/219	2.000	1.819	0.643	0.349	0.351	0.450
K	PG_15_1988	F：TCTGAATGTTTATCGGATTTCG R：CATTATCACGTTGCCCCTTT	276/279，276/276，279/279	2.000	1.980	0.688	0.372	0.232	0.495
L	PG_5_1456	F：GCGGAGTGAGCAATTTGTTT R：GTCCGTAGCCTCCGTACAAA	207/210，207/207，210/210	2.000	1.809	0.639	0.347	0.349	0.447
编号 No.	位点名称 Locus name	引物序列（5′-3′） Primer sequence	等位变异配置 Allele configuration type	N_a	N_e	I	PIC	H_o	H_e
M	PG_10_276	F：ATCAAAACACGTAAAGCCCG R：GTGCGTTCCTCTGTCGAAAT	134/149，134/134，149/149	2.000	1.969	0.685	0.371	0.327	0.492
N	PG_4_2051	F：GGGTTGTTTGCTAGTTTGCC R：AATAAGAGGAGGAGGGAGCG	144/163，144/166，144/172，163/166， 163/172，163/175，166/172，172/175， 144/144，163/163，166/166，172/172	5.000	3.833	1.398	0.692	0.512	0.739
O	PG_8_401	F：TGCTCTTTGTCTTACTAGGCATGA R：CCCAATAAATGACTCGTCGG	152/158，152/161，158/161，158/164， 161/164，152/152，158/158，161/161， 164/164	4.000	2.000	0.937	0.456	0.333	0.500
P	PG_2_1400	F：ATTCGAACTTTTGTGGACGG R：GAAGGCTGTCGAGTTCTTGG	166/172，172/175，166/166，172/172， 175/175，166/175	3.000	2.504	0.995	0.525	0.292	0.601
Q	PG_5_1603	F：AAAGTTTGCAAAAGAGCCCA R：TGTCTTCTTCTGTTCAATTACCTCA	200/215，200/218，200/221，200/227， 215/221，218/221，200/200，215/215， 221/221	5.000	2.298	1.038	0.509	0.375	0.565
R	PG_8_1472	F：CACTCATGCAACTTTATTGAAAA R：CAATCCCGTGCATTACACAA	174/186，174/189，183/186，183/189， 186/189，183/183，186/186，189/189	4.000	2.101	0.873	0.436	0.292	0.524
S	PG_12_893	F：TCAACTCTAAAACCAAACGCAA R：CCAACGCTCCCATGTACTTT	207/231，222/231，225/231，234/234， 228/231，207/207，231/231，231/234， 228/228	6.000	1.543	0.740	0.330	0.244	0.352
T	PG_16_779	F：TGAAGAAGGCACACCAAGAG R：GTGTACGTGGAGCGGAAAAT	114/117，117/120，114/120，114/114， 117/117，120/120，	3.000	1.889	0.699	0.368	0.304	0.471
U	PG_8_563	F：CCATGAGAGCTTCTTTTGGC R：TCCTTCCTCACCATCTGACC	274/277，277/280，274/280，274/274， 277/277，280/280	3.000	2.985	1.096	0.591	0.310	0.665
V	PG_19_723	F：TTGTGTTGTGATTTACCAAGATACTTC R：TCGAGAAATACTTTATCCAGCTCC	149/152，149/161，152/161，152/167， 161/167，174/177，149/149，152/152， 161/161，167/167	6.000	3.051	1.175	0.603	0.524	0.672
	平均Mean			3.455	2.269	0.897	0.462	0.362	0.538

编号 No.	品种 Cultivar	SSR指纹代码 SSR fingerprint code	指纹图谱二维码 Fingerprint QR code
1	满天红酸 Mantianhongsuan	A-170，176/B-303，303/C-291，303/D-128，137/E-179，179/F-219，219/G-256，256/H-224，224/I-189，189/J-216，216/K-279，279/L-210，210/M-134，134/N-172，172/O-161，161/P-172，172/Q-200，200/R-186，186/S-228，228/T-114，114/U-280，280/V-149，152
2	大叶满天红 Daye Mantianhong	A-170，176/B-299，299/C-299，299/D-128，128/E-167，179/F-216，219/G-250，256/H-224，224/I-189，189/J-216，216/K-276，279/L-210，210/M-134，134/N-163，172/O-158，161/P-175，175/Q-200，200/R-186，186/S-231，231/T-114，114/U-277，280/V-152，152
3	太行红 Taihanghong	A-164，164/B-299，299/C-303，303/D-128，128/E-179，179/F-216，216/G-259，259/H-224，224/I-192，192/J-216，216/K-276，276/L-210，210/M-134，134/N-163，163/O-158，158/P-175，175/Q-221，221/R-186，189/S-231，231/T-120，120/U-277，277/V-161，161
9	新疆红皮 Xinjiang Hongpi	A-164，164/B-299，303/C-291，299/D-134，137/E-167，167/F-219，219/G-250，256/H-214，214/I-180，180/J-216，219/K-279，279/L-210，210/M-134，134/N-163，172/O-152，158/P-166，172/Q-200，227/R-189，189/S-231，231/T-114，117/U-274，274/V-152，152
11	临潼红皮甜 Lintong Hongpitian	A-164，176/B-299，299/C-291，291/D-128，134/E-179，179/F-216，219/G-256，256/H-214，214/I-180，180/J-219，219/K-276，276/L-207，210/M-149，149/N-166，166/O-164，164/P-175，175/Q-215，221/R-186，186/S-231，231/T-114，114/U-274，280/V-149，161
12	临选2号 Linxuan 2	A-164，176/B-299，299/C-303，303/D-134，134/E-179，179/F-216，216/G-256，256/H-214，214/I-180，180/J-219，219/K-276，276/L-207，210/M-149，149/N-166，166/O-158，158/P-175，175/Q-215，221/R-186，186/S-231，231/T-114，114/U-274，274/V-149，149
编号 No.	品种 Cultivar	SSR指纹代码 SSR fingerprint code	指纹图谱二维码 Fingerprint QR code
15	董家外石榴 Dongjiawai Shiliu	A-176，176/B-299，299/C-299，299/D-128，137/E-179，179/F-216，216/G-256，256/H-209，214/I-180，180/-J216，216/K-279，279/L-207，207/M-134，134/N-163，166/O-158，158/P-172，175/Q-221，221/R-189，189/S-231，231/T-114，114/U-274，274/V-161，161
16	御石榴 Yushiliu	A-176，176/B-299，299/C-299，303/D-128，137/E-179，179/F-216，216/G-256，256/H-209，214/I-180，180/J-216，216/K-279，279/L-207，207/M-134，134/N-163，166/O-158，158/P-172，175/Q-221，221/R-189，189/S-231，231/T-114，114/U-274，274/V-161，161

编号 No.	品种 Cultivar	SSR指纹代码 SSR fingerprint code	指纹图谱二维码 Fingerprint QR code
1	满天红酸 Mantianhongsuan	A-170，176/B-303，303/C-291，303/D-128，137/E-179，179/F-219，219/G-256，256/H-224，224/I-189，189/J-216，216/K-279，279/L-210，210/M-134，134/N-172，172/O-161，161/P-172，172/Q-200，200/R-186，186/S-228，228/T-114，114/U-280，280/V-149，152
2	大叶满天红 Daye Mantianhong	A-170，176/B-299，299/C-299，299/D-128，128/E-167，179/F-216，219/G-250，256/H-224，224/I-189，189/J-216，216/K-276，279/L-210，210/M-134，134/N-163，172/O-158，161/P-175，175/Q-200，200/R-186，186/S-231，231/T-114，114/U-277，280/V-152，152
3	太行红 Taihanghong	A-164，164/B-299，299/C-303，303/D-128，128/E-179，179/F-216，216/G-259，259/H-224，224/I-192，192/J-216，216/K-276，276/L-210，210/M-134，134/N-163，163/O-158，158/P-175，175/Q-221，221/R-186，189/S-231，231/T-120，120/U-277，277/V-161，161
9	新疆红皮 Xinjiang Hongpi	A-164，164/B-299，303/C-291，299/D-134，137/E-167，167/F-219，219/G-250，256/H-214，214/I-180，180/J-216，219/K-279，279/L-210，210/M-134，134/N-163，172/O-152，158/P-166，172/Q-200，227/R-189，189/S-231，231/T-114，117/U-274，274/V-152，152
11	临潼红皮甜 Lintong Hongpitian	A-164，176/B-299，299/C-291，291/D-128，134/E-179，179/F-216，219/G-256，256/H-214，214/I-180，180/J-219，219/K-276，276/L-207，210/M-149，149/N-166，166/O-164，164/P-175，175/Q-215，221/R-186，186/S-231，231/T-114，114/U-274，280/V-149，161
12	临选2号 Linxuan 2	A-164，176/B-299，299/C-303，303/D-134，134/E-179，179/F-216，216/G-256，256/H-214，214/I-180，180/J-219，219/K-276，276/L-207，210/M-149，149/N-166，166/O-158，158/P-175，175/Q-215，221/R-186，186/S-231，231/T-114，114/U-274，274/V-149，149
编号 No.	品种 Cultivar	SSR指纹代码 SSR fingerprint code	指纹图谱二维码 Fingerprint QR code
15	董家外石榴 Dongjiawai Shiliu	A-176，176/B-299，299/C-299，299/D-128，137/E-179，179/F-216，216/G-256，256/H-209，214/I-180，180/-J216，216/K-279，279/L-207，207/M-134，134/N-163，166/O-158，158/P-172，175/Q-221，221/R-189，189/S-231，231/T-114，114/U-274，274/V-161，161
16	御石榴 Yushiliu	A-176，176/B-299，299/C-299，303/D-128，137/E-179，179/F-216，216/G-256，256/H-209，214/I-180，180/J-216，216/K-279，279/L-207，207/M-134，134/N-163，166/O-158，158/P-172，175/Q-221，221/R-189，189/S-231，231/T-114，114/U-274，274/V-161，161

位点名称 Locus name	多态信息含量 PIC	非父排除率/% Excluding probability of paternity
位点名称 Locus name	多态信息含量 PIC	NE-1P	NE-2P
PG_4_2051	0.692	68.20	50.87
PG_19_723	0.603	76.87	61.58
PG_8_563	0.591	78.15	63.44
PG_12_2170	0.590	78.25	63.54
PG_105_152	0.529	81.52	68.49
PG_2_1400	0.525	81.14	67.22
PG_1_3684	0.524	81.60	68.60
PG_5_1603	0.515	83.82	68.89
PG_8_401	0.480	85.83	70.95
PG_66_86	0.473	84.42	72.78
PG_128_96	0.466	85.81	71.74
PG_140_166	0.456	85.97	72.90
PG_8_1472	0.442	85.24	73.95
PG_4_973	0.415	89.62	75.19
PG_7_395	0.388	87.82	79.40
PG_15_1988	0.377	87.91	81.54
PG_10_276	0.373	88.10	81.67
PG_16_779	0.369	89.08	81.22
PG_16_243	0.367	90.31	81.32
PG_1_1897	0.349	89.49	82.30
PG_5_1456	0.347	89.94	82.65
PG_12_893	0.330	93.94	81.28
平均值Mean	0.462	84.68	72.80
累积排除率/% Cumulative probability of exclusion		97.67	99.92

Construction of SSR Fingerprints of Pomegranate Cultivars and Male Parent Identification of Hybrids

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母本 Female parent	子代 Offspring	最大似然值 LOD score	疑似父本 Suspected male parent
秋艳Qiuyan	Q-1	5.96	峄城丰产马牙Yicheng Fengchan Maya
会理青皮软籽Huili Qingpi Ruanzi	H-4	1.30	四川黄皮酸Sichuan Huangpisuan
	H-49	8.43	突尼斯软籽Tunisian Ruanzi
	H-51	7.53	蒙自红花白皮Mengzi Huanghua Baipi
	H-87	1.38	四川黄皮酸Sichuan Huangpisuan
	H-94	9.92	突尼斯软籽Tunisian Ruanzi
	H-103	1.06	红皮软籽Hongpi Ruanzi

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