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陆地棉半野生种系与栽培陆地棉遗传多样性及亲缘关系研究

房嫌嫌  
【摘要】:棉属(Gossypium L.)共有51个种,栽培棉种有4个,其中草棉(G. herbaceumL.)和亚洲棉(G. arboreum L.)为二倍体栽培棉种,陆地棉(G. hirsutum L.)和海岛棉(G. barbadense L.)为异源四倍体棉种,其余47个均为野生棉种。由于占世界棉花产量90%的陆地棉遗传多样性相当狭窄,加强对现有栽培品种、野生种质的研究利用和种质引进交流,改进陆地棉遗传多样性是今后棉花遗传育种研究的重要内容。陆地棉半野生种系(Race)具有优质、多抗等优良的特性,其染色体数目与陆地棉栽培品种相同,两者的亲缘关系较近。因此,研究陆地棉半野生系与陆地棉栽培品种之间的亲缘关系及遗传演化对现代棉花育种具有重要意义。 本研究采用SSR分子标记,以陆地棉标准系TM-1和海岛棉标准系3-79作为对照,对陆地棉的7个半野生种系64份种质资源的遗传多样性和亲缘关系进行了研究,同时,分析了陆地棉半野生种系与陆地棉栽培品种的亲缘关系和遗传演化关系,主要结果如下: 1、陆地棉半野生种系遗传多样性的SSR分子标记研究:以陆地棉标准系TM-1和海岛棉标准系3-79作为对照,对陆地棉的7个半野生种系的64份种质资源进行了SSR分子标记的遗传多样性和亲缘关系研究。112对SSR引物共检测出502个等位位点,其中多态性位点392个,约占总位点数的78%。每对引物扩增出2-10个等位位点,平均约为4.5个;多态位点数范围为1-9个,平均约3.5个。供试半野生种系间的遗传相似系数为0.533-0.995,平均0.690。说明陆地棉半野生种系之间存在着丰富的遗传多样性。7个陆地棉半野生种系的遗传多样性顺序为:玛利加郎特棉尤卡坦棉阔叶棉帕默尔棉莫利尔棉雷奇蒙地棉尖斑棉。UPGMA聚类结果表明,7个陆地棉半野生种系在相似系数为0.690处被聚为四大类,其中帕默尔棉和阔叶棉与栽培陆地棉的亲缘关系最近。 2、陆地棉半野生种系与栽培陆地棉亲缘关系:对陆地棉7个半野生种系的64份种质资源和30份陆地棉栽培品种进行了SSR分子标记的亲缘关系和遗传演化研究。82对SSR引物共检测出412个等位位点,其中多态性位点314个,约占总位点数的76%。Jaccard's相似系数表显示,陆地棉栽培品种与阔叶棉的平均遗传相似系数最大,其中美国陆地棉栽培品种与其遗传关系最近。 3、陆地棉半野生种系与陆地棉栽培品种之间的遗传亲缘关系:陆地棉半野生种系与其栽培品种之间的平均遗传相似系数变化范围为0.681-0.758,其中阔叶棉与陆地棉栽培品种平均遗传相似系数最大。7个半野生种系与陆地棉栽培品种平均遗传相似系数大小顺序为:阔叶棉雷奇蒙地棉帕默尔棉尖斑棉莫利尔棉尤卡坦棉玛利加朗特棉;与TM-1之间的平均遗传相似系数变化范围为0.689-0.772,其中阔叶棉与TM-1平均遗传相似系数最大。7个陆地棉半野生种系与不同来源的陆地棉栽培品种间的平均遗传相似系数总体变化范围为0.673-0.765,其中阔叶棉与美国陆地棉栽培品种之间的平均遗传相似系数最大,两者之间的遗传关系最近。


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