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中国野生大豆与栽培大豆AFLP指纹分析及生态群体遗传关系研究

田清震  
【摘要】: 本研究在探索适用于大豆AFLP指纹图谱分析技术体系的基础上,以来自全国生态区的 代表性野生大豆与栽培大豆种质为材料,建立我国大豆代表性种质的指纹图谱,研究其应用 于大豆材料归类及种间分化的可行性;结合细胞质RFLP标记研究我国野生与栽培大豆生态 群体的遗传多样性及遗传分化,推论群体间遗传进化的途径,并对不同进化类型群体形态农 艺特征进行鉴定,为促进野生种质向栽培大豆遗传渗透与大豆种质创新提供依据。 1.大豆AFLP指纹图谱快速鉴定体系的建立 在McDonald等(1994)种子提取DNA的基础上,对大豆种子提取DNA的技术进行了 改进,证实了银染法相对于同位素检测方法的效果,比较和筛选了适宜于大豆AFLP分析的 酶切和引物组合,从而形成适用于大豆指纹图谱快速鉴定的AFLP银染操作程序。在得到稳 定清晰、分辨率较高的指纹图谱的前提下,使从大豆种子到AFLP指纹图谱鉴定结果的整个 过程只需2-3天,提高了分析的效率。 2.AFLP银染技术用于建立大豆指纹图谱的效果 从4种酶切组合中筛选的MseⅠ与EcoRⅠ可提供最佳多态性,在此基础上从218对引物 组合中筛选17对引物组合,用于我国92份野生和栽培大豆代表性材料指纹图谱分析。17对 引物组合的平均鉴别效率为68.54%,引物组合M-GGA/E-CGA可以将供试材料全部区分, M-CTC/E-ACT、M-GGA/E-GGC、M-CTC/E-CGA鉴别效率在90%以上,运用一定带纹组合 或特征条带可以将供试材料加以鉴别。与野生大豆相比较,相同的引物组合在栽培大豆上的 鉴别效率较低;野生大豆与栽培大豆中所检测到AFLP总带数基本一致,但野生大豆中的多 态性条带明显多于栽培大豆,多态性百分率和遗传多样性系数也是野生大豆大于栽培大豆。 3.利用AFLP分子标记进行大豆归类及种间鉴别的研究 根据17对引物组合得到348条差异性条带,其中M-CG/E-CGA-4、M-CG/E-CGA-12及 M-CGA/E-GGC-14三条带均可鉴别野生大豆与栽培大豆;对供试材料进行AFLP分子标记聚 类分析,野生大豆与栽培大豆可以明显分群,个别中间类型根据特征带纹及遗传相似系数, 应归入野生大豆,因而我国大豆亚属分为野生大豆与栽培大豆两个种是合适的,不宜再将中 间类型列为独立种。进一步的分析发现AFLP所揭示的材料之间遗传关系与地理分布关系密 切,野生大豆聚类分析的结果与材料生态区分类结果有较高的相符性。 4.野生大豆与栽培大豆生态群体间遗传特点与进化关系研究 利用内切酶EcoRⅠ、ClaⅠ和叶绿体探针H_2,内切酶HindⅢ、BamHⅠ和线粒体探针cox2、 atp6,分别对我国各生态区620余份大豆材料的细胞质基因组进行了RFLP分析,结合细胞 核AFLP分析结果,发现野生大豆分子水平蕴藏着比栽培大豆更为丰富的遗传多样性。野生 和栽培大豆中均以长江流域及中南区域遗传多样性较为丰富,且晚熟播期类型遗传多样性比 较丰富。野生大豆与栽培大豆各地理群体之间的分化十分明显;栽培大豆各季节类型中,长 江流域以南各播季类型群体之间分化都十分明显,而黄淮海区春豆与夏豆群体间分化较小。 在前人关于南方是我国栽培大豆起源中心的基础上,进一步明确我国南方的中南区域野 生大豆是与各地栽培类型邀传关系均最近的野生群体,各生态区栽培大豆可能来源十中南区 野生大豆,而后经由对光温敏感的晚熟类型演化成为对光温钝感的各种早熟栽培类型。 S.野生大豆与栽培大豆生态群体间形态农艺性状分化 对不同进化类型群体520余份材料的形态农艺世状进行了综合鉴定。野生大豆和栽培大 豆中,部表现长止流域及中南区显性性状比例较高,遗传变异相对较为丰盅。野生大豆的生 育期组随纬度阵低山早变晚,呈现明显的地理分布:拢培大豆的生育期组分布除与地理分布 有一定关系外,与季节生态类型也有密切的关系。形态农艺性状所揭示的群体遗传多样性及 地理分化和季节分化程度与分子标记分析得到的结染相一致,证实大豆的进化趋势是从光温 反应敏感向不敏感发展,从晚熟型生态型向早熟生态型进化。


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