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利用形态学和SSR标记建立柿核心种质

张艳芳  
【摘要】: 我国是柿(Diospyros kaki Thunb.)的原产中心之一,已有2000多年的栽培历史,自然变异和人工选择产生了大量的种质资源。国家果树种质柿圃活体保存(in vivo)有571余份柿种质。柿作为一种以营养繁殖为主的多年生木本果树,不能用种子保存,而组培苗长期继代后易发生遗传变异。核心种质份数少而保留了原有种质群体的大部分遗传多样性,因此建立核心种质能有效保存作物种质,但迄今尚未建立原产我国的柿核心种质。而且,由于生产上少数品种的大面积推广,造成了许多地方品种和农家品种被淘汰的现象越来越普遍,使柿品种的遗传一致度提高。此外,在国家果树种质柿圃中,同物异名和同名异物现象比较普遍。因此,本文首先基于两种来源的基础数据和形态性状构建初选核心样品,进而通过SSR数据和两种数学模型构建核心种质,以期为我国柿的种质鉴定、评价及利用提供科学依据。 主要研究结果如下: 1、以《中国果树志·柿卷》记载的558份柿种质为试材,根据柿的脱涩类型及其地理分布分组,在组内采用类平均法对19个形态性状进行逐步聚类,筛选出180份作为柿初选核心样品,占原种质收集品数目的32.3%。与原种质收集品的遗传多样性比较结果表明柿初选核心样品能够代表原种质收集品的遗传多样性。 2、以CGRIS记载的294份柿为试材,设置10%、30%、50%、70%4种总体取样比例,结合重心法、离差平方和法、类平均法3种聚类方法共建立了12个不同的柿初选核心样品。15个形态性状数据的均值差异百分率、方差差异百分率、变异系数变化率和极差符合率比较结果表明采用总体取样比例为30%,类平均法逐步聚类建立的柿初选核心样品是最适宜的。初选核心样品的数目为92份,其均值、方差、变异系数、极差和Shannon多样性指数与294份柿种质的比较结果表明初选核心样品能够很好地代表294份CGRIS柿的遗传多样性。 3、将用《中国果树志·柿卷》的数据得到的初选核心样品和用CGRIS的数据得到的初选核心样品结合,鉴定并剔除了部分同物异名的种质,最终确定柿初选核心样品为117份。 4、从24对SSR引物中筛选出11对具有多态性的、能产生清晰谱带的SSR引物,对117份柿初选核心样品进行分析,用3种基于等位基因丰度最大化的方法(Mstrat软件、PowerMarker软件和PowerCore软件)分别建立核心种质,通过比较发现,用Mstrat软件取样11份种质时的Nei's基因多样性指数、多态性位点百分率和Shannon多样性指数表现优于其它方法建立的核心种质,其遗传多样性参数保留比例相对较高,最终核心种质选取用Mstrat软件取样的11份种质。这个核心种质保留了与117份初选核心样品相同的等位基因数目,能够满足种质保存的需要。 5、采用11对SSR引物对117份柿初选核心样品进行分析,用2种基于遗传距离的方法(遗传距离取样法和最小距离逐步取样法)分别建立核心种质,比较发现用遗传距离取样法设置遗传距离范围为0.17时的核心种质表现最佳。这个核心种质的数目为15份,种质间的最大遗传距离为0.28,与117份初选核心样品的最大遗传距离相同,平均遗传距离为0.21,超过了117份初选核心样品的平均遗传距离(0.19),可以作为遗传育种材料。 综上所述,利用两种形态学数据记载体系—《中国果树志·柿卷》和CGRIS分别建立了两个柿初选核心样品,再将两个柿初选核心样品结合起来获得最终的柿初选核心样品;在对柿初选核心样品用SSR标记分析的基础上,分别采用等位基因数目最大化取样策略和遗传距离法建立了针对种质资源保存和育种的柿核心种质。这是利用国家果树种质柿圃的全部数据构建中国原产柿核心种质的首次系统报道。


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