黄花苜蓿种质倍性鉴定及遗传多样性研究

【摘要】：黄花苜蓿是广泛分布于温带草原的优良牧草,具有诸多紫花苜蓿不具备的优良性状,已成为苜蓿品种选育和改良的重要基因源；也是我国退化草地改良、人工草地建植的首选牧草。近年来我国苜蓿产业的迅速发展,对产量高、品质优、抗逆性强、适应性广的优良苜蓿品种的需求紧迫。因此对牧草优良品种的选育具有重要意义。本研究所用材料为中国农业科学院北京畜牧兽医研究所种质资源研究室提供的47份黄花苜蓿材料,利用流式细胞仪明确鉴定供试材料的染色体倍性水平,在倍性明确的情况下应用SSR分子标记进行遗传多样性研究,结果如下： 1根尖染色体计数法确定了紫花苜蓿“金皇后”为四倍体,以“金皇后”的相对核DNA含量为参照,检测47份未知倍性的黄花苜蓿种质材料,结果发现黄花苜蓿有二倍体和四倍体两种染色体倍性水平,其中来自于俄罗斯的07P3314、07P3325和来自辽宁的05185为二倍体(2n=2x=16),其余的44份为四倍体(2n=4x=32)。 2以经鸡血红细胞标定的紫花苜蓿“金皇后”的DNA含量1.92pg/2c为参照,二倍体黄花苜蓿体细胞的绝对DNA含量在0.960pg/2c-1.032pg/2c之间,平均值为0.997+0.036pg/2c,其基因组长为469-505Mb,平均值为487Mb；四倍体黄花苜蓿体细胞的绝对DNA含量在1.718pg/2c-2.108pg/2c之间,平均值为1.848土0.091pg/2c,其基因组长为840-1031Mb,平均值为904Mb,约为二倍体的2倍。 3流式细胞仪检测中所有检测结果的变异系数都小于10%,而且二倍体样本的变异系数小于四倍体。 4根据地理来源的不同,选取47份黄花苜蓿种质材料中的6份材料对96对引物进行PCR扩增,筛选出56对多态性SSR引物,扩增结果中共发现347个等位基因,等位基因数在3～9之间,平均每对引物产生6.2个等位基因。引物PIC值在0.5694～0.8698之间,平均值为0.7679。 5本实验从已筛选的56对紫花苜蓿SSR引物中,挑选分别来自不同染色体组的12对多态性引物,分析47份黄花苜蓿种质材料遗传多样性。共检测到162个等位基因,平均为13.5条；12个位点的预期杂合度(He)为0.108～0.267之间,平均值为0.178；多态性信息含量(PIC)值在0.7841-0.9242之间,平均值为0.8780。来自于国外的黄花苜蓿材料的平均PIC值和He为0.8615和0.234,均大于国内黄花苜蓿的PIC(0.8231)和He(0.186);PIC值介于0.7021-0.8729之间,其种质材料多态性信息含量的分布规律为俄罗斯乌克兰内蒙古新疆辽宁西藏；He介于0.166-0.315之间；其种质材料期望杂合度的分布规律为新疆乌克兰内蒙古辽宁俄罗斯西藏。 6UPGMA法将47份黄花苜蓿种质材料聚为三大类,第1类包括17份材料,全部来自于俄罗斯；来自四川的CHQ117,独自聚为第Ⅲ类；剩余的29份聚为第1I类。其中遗传相似系数在0.000-0.667之间,平均值为0.329；主成分分析也将47份黄花苜蓿材料分为三类,其聚类结果与UPGMA法一致。