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基于SSR标记的中国枣遗传多样性研究

殷晓  
【摘要】:枣(Ziziphus jujuba Mill.),鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Ziziphus),是原产我国的特有果树,栽培历史悠久,种质资源丰富,为我国第一大干鲜兼用果树以及重要的药用植物和生态经济林树种。长期驯化过程中,由于分离、突变、迁移、自然选择、人工选择等作用,枣树群体产生了大量的遗传变异,形成区域性品种和品种群。资源异质性生境形成了繁多的地方品种(类型),加上枣种质间广泛交流,不仅为枣生产提供优良的品种或类型,也造成枣品种间遗传关系复杂,地理演化关系不明确。利用现代分子标记,在我国枣的起源地和栽培中心,研究枣品种群遗传结构,对于探明我国枣品种群的形成和发展,以及指导资源利用和育种实践都具有重要意义。 利用双重抑制PCR技术自主开发枣SSR多态性引物;分别利用13对和19对多态性SSR引物,研究了我国黄河沿岸6个省区48个品种和陕西19个地理区域(区/县)8个品种群共237份枣种质的遗传多样性及群体结构,是我国枣分子水平最为系统的研究,明确了我国枣品种的渊源关系、品种群组成,为资源利用和分子辅助育种提供了基础。具体结果与结论如下: 开发了23对枣多态性SSR引物,利用48个枣样品筛选得到9对多态性引物。共获得50个等位基因,每个位点的等位基因数(Na)为3~10,均值为5.56;多态信息含量(PIC)范围为0.348~0.780,均值为0.506;期望杂合值(H_E)和观测杂合值(HO)范围分别为0.250~0.958和0.349~0.723,平均HO(0.657)大于平均H(E0.516)。除Zjuju002,Zjuju016与Zjuju020外,其他位点均符合Hardy–Weinberg平衡(P 0.05);所有位点未检测到连锁不平衡(P 0.05),均适合进行枣种质的遗传多样性和群体结构分析。 黄河沿岸六省枣遗传多样性分析显示,Shannon’s信息指数(I)幅度为0.656~1.029,H_E为0.394~0.568;分子方差分析(AMOVA)发现,地理区域内变异(93%)远大于地理区域间分化(7%),平均近交系数(F_(ST))为–0.166,地理区域间平均基因流(Nm)2.898。说明黄河沿岸枣群体为中度杂合,遗传多样性丰富,变异程度较高,趋向远缘杂交。甘肃群体在Na、H_E和I指标中均最小。近期各区域均未发生瓶颈效应。UPGMA(类平均法)聚类图与Structure群体结构表明,黄河上游的甘肃与其他区域关系较远,且缺乏基因交流,即地理位置相邻、资源一致区域的枣群体间遗传距离较小,品种交流频繁,分化低;甘肃与陕西遗传距离较小,供试甘肃枣品种可能主要来源于陕西;供试枣品种遗传关系与用途无明显关系。 陕西枣品种地理区域遗传多样性分析显示,I幅度为0.219~1.020,H_E为0.158~0.567,关中渭河平原枣区(下游)遗传多样性和杂合度普遍高于陕北黄土高原枣区(上游);品种群I幅度为0.493~0.932,H_E为0.296~0.518,原生枣品种群遗传多样性和杂合度普遍低于新分化的品种群。AMOVA分析发现,地理区域内变异(85%)与品种群内变异(78%)均远大于群间分化(14%,22%);品种群间分化(22%)小于地理区域间分化(14%)。品种群F_(ST)值(0.283)大于地理区域(0.172)。品种群间平均基因流(0.633)均小于地理区域间平均基因流(1.203)。陕北枣属中度杂合,遗传多样性丰富,变异程度较高,近交程度很低。枣品种交流频繁,地理区域间遗传分化低,品种群分化程度高。近期各区域均未发生瓶颈效应。UPGMA和NJ(邻近法)聚类图、主成分分析与Structure群体结构表明,小尺度下,同一区域的枣种质并没有聚在一起,而是按照品种群聚类;但在大尺度下,可分为陕北木枣—团枣品种群和关中晋枣水枣—狗头枣品种群,且狗头枣品种群与陕北木枣—团枣品种群距离较远;地理位置相邻、资源一致的区县亲缘关系近。


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