野生大豆资源调查、生物学特性与遗传多样性研究

【摘要】：中国是野生大豆的起源和分布中心,野生大豆为国家二级保护植物物种。我国新疆、青海、海南3省(区)没有发现野生大豆,其余各省都记载有分布,其类型繁多,资源丰富。近年来由于垦荒、放牧、修建基础设施和开发旅游业等人为活动以及环境污染等不利因素的影响,野生大豆的原生境受到了很大的破坏,野生大豆分布面积不断减小,很多群体已经消失或接近消失,因此开展其资源保护和合理利用研究工作迫在眉睫。 本文对我国野生大豆主要分布区内有标本记载的区域进行实地考察,了解野生大豆的生态环境以及在该地的分布和生存状况,采集20个居群野生大豆在武汉进行了种植和进行生物学特性研究,并利用全基因组广泛分布的微卫星分子标记(SSR)对这些居群样本进行分析,研究其居群样本遗传多样性和遗传结构分布。 我国野生大豆生活环境多种多样,对环境适应性很强,但仍然存在着少数的品种,对环境的适应性存在着单一性,离开了该环境就不能正常生长或是完全不能存活。 不同地理来源的野生大豆居群之间在繁殖生物学性状和重要的形态学性状存在着显著的差异：开花时间、果熟时间、叶形、叶片长宽、分支数的遗传多样性较高；萌发时间、子叶色、主茎类型的遗传多样性相对较低；而在花色、绒毛色、百粒重三个性状方面,几乎没有差异。种子萌发时间、开花时间、种子成熟时间、叶片形态与纬度具有一定的相关性。 比较秦岭以北和秦岭以南群体,华南群体虽然拥有较少的样本量但是表现出更高的遗传多样性水平,总的遗传多样性以及平均等位基因数分别为0.782和9.7；华北类群总的遗传多样性以及平均等位基因数分别仅为0.705和7.5。与华北地区比较,华南拥有更复杂的地形以及气候条件,导致了该区野生大豆在长期的适应性进化过程中产生了更多的适应性进化类型并保留了下来,华南地区表现出更高的遗传多样性水平。 根据上述生物学特性和遗传多样性研究结果,提出保护野生大豆资源两点建议。首先应该在全国范围内加大教育力度,号召农民对其进行保护；其次,加强野生大豆原生态环境保护点的建设,对野生大豆资源进行有效的保护。这既可提高资源选择利用性,也可为大豆转基因研究方面提供重要依据。