小豆种质资源研究

【摘要】：小豆是豆科(Leguminosae),蝶形花亚科(Papilionaceae),菜豆族(Phaseoleae)豇豆属(Vigna)中的一个栽培种,起源于中国,是我国古老的栽培作物之一。小豆种子营养丰富,高蛋白、低脂肪,并具药用价值,是我国传统的药食兼用的食用豆类作物之一。研究和评价小豆种质资源的遗传多样性,对进一步探讨小豆的起源、传播和进化,开展种质资源的考察搜集,指导制定小豆资源遗传多样性保存措施、确定小豆资源遗传多样性保护范围和保护地点,合理开发利用小豆种质资源,以及指导小豆优异种质的创新和新品种选育均具有重要意义。因此,本研究以西部,特别是西南地区的小豆种质资源材料为主,对小豆栽培型种质资源从形态学、细胞学和分子标记等方面进行了系统评价,其主要结果如下: 1.对106份小豆种质资源的形态多样性进行了调查研究,结果表明,小豆栽培型种质资源具有丰富的形态多样性,平均多样性指数为1.553。采用标准差标准化方法,计算各材料间的欧氏平均遗传距离,其范围为0.175～2.945,平均值为1.369。基于形态性状,将106份小豆种质资源聚类并划分为五大类群。第一类群生育期较长,半蔓生型,植株较高,荚细长,单株结荚数和荚粒数最多,但百粒重低;第二类群生育期最长,荚短而较细,单株结荚数最少,单株产量最低;第三类群生育期较短,植株最矮,荚长而粗,单株结荚数和单荚粒数较多,百粒重最高,单株产量也较高,生长习性为直立型;第四类群生育期较长,生长习性以半蔓生型为主,植株仍较高,单株结荚数和百粒重较高,单株产量最高,粒色以红色为主;第五类群生育期最短,株高、单株结荚数和荚长介于第三类群与第四类群之间,单荚粒数较高,直立生长习性为主。多变量的主成分分析结果表明,小豆种质资源的形态多样性主成分明显,第一主成分和第二主成分共代表了小豆形态多样性的67.5%。可以根据主成分来评价小豆种质的优劣。 2.应用改良ASG法对12个小豆种质染色体的核型进行了比较分析,并对3个小豆种质染色体进行了G-带带型的初步观察,结果表明,12份小豆种质间在染色体形态特征上存在差异,其核型组成上有6种类型,分别为:2n=22=20m+2sm,2n=22=18m+4sm,2n=22=16m+6sm,2n=22=16m+6sm(2Sat),2n=22=14m+8sm,2n=22=14m+8sm(2Sat),核型类型上分为1A和2A两种类型。G-带带型分析表明,同源染色体的带纹数目、分布位置、染色深浅基本一致,可以较准确地进行染色体配对;非同源染色体的带型有明显差异,可以准确区分。不同种质间在G-带带型上存在多态性,反映了小豆各种质之间在遗传结构上的差异,揭示出小豆种在染色体结构上存在着多样性。改良ASG法G-带显带技术可以作为小豆种质细胞遗传多样性研究的一种有效工具。 3.利用RAPD标记对92份小豆种质资源材料的遗传多样性进行检测,结果表明,10个RAPD随机引物共得到109条清晰可辩的扩增谱带,其中101条具有多态性,多态性带比率为92.7%,每个引物可扩增出5～15条多态性谱带,平均10.1条;种质间平均基因多样性指数为0.675;RAPD标记揭示的种质间遗传距离变异幅度为0.073～0.803,平