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基于SRAP和IRAP标记的诱变李嫁接株系遗传变异分析

刘均  
【摘要】:李在我国的栽培历史悠久,已成为我国和世界栽培的重要核果类落叶果树,但随着育种工作的深入,李种质内的遗传资源利用日益枯竭,某些优良性状的基因库日益贫乏。我们近年进行果树资源考察时,在四川省石棉县境内发现一株树龄约50年的'鸡蛋李'老树,尽管其存在坐果率偏低和果实品质不够高等不足,但具有果特大、肉质脆硬、抗性强等极为宝贵的优异性状,对其种质进行挖掘和利用,通过有效育种手段使得其产生丰富的变异,促进'鸡蛋李'遗传改良和种质创新迫切而必要。芽变选种是果树新品种选育的重要来源,但由于芽变的偶然性及低变异率,果树种质芽变选育进程相对缓慢。EMS作为目前应用最为广泛而有效的化学诱变剂,在极大提高细胞变异率的同时也易于对种质某一特殊性状进行改良修缮。因此,本研究以该'鸡蛋李'母树的枝条为材料,将EMS诱变育种、芽变选种及分子鉴定相结合,EMS诱变处理后进行单芽嫁接创制李诱变群体,同时设置接穗未经诱变处理的嫁接苗作为对照,观察突变群体的表型性状,并采用SRAP和IRAP分子标记对不同嫁接株系进行遗传变异分析和初步鉴定。主要研究结果如下:1、用0.5%EMS诱变处理'鸡蛋李'枝条30 min并进行单芽嫁接创制李变异群体,通过对不同嫁接株系的表型性状进行观察,发现突变群体中存在株高、分枝数、叶色、叶形等生物学性状的变异,主要表现为植株矮化、多分枝、枝干红化、叶形不规则、枝叶软化、叶片卷曲皱缩、植株黄化等,总变异率为37.9%。2、从224对SRAP引物中筛选出15对引物对227份经EMS诱变处理的'鸡蛋李'嫁接株系和1份接穗未经诱变的'鸡蛋李'嫁接单株(对照CK),共计228份材料进行SRAP扩增和群体遗传变异分析。共检测出65份材料具有差异谱带,在差异材料间共扩增出136条条带,多态性条带74条,多态率为54.4%,个体间的遗传相似系数在0.691-1之间。其中47份差异材料与CK的遗传关系较近,变异较小;另外18份材料聚为一类,群体间遗传组成相同或相似,但与CK遗传关系较远,发生的变异较大。3、利用设计的12条IRAP引物对CK及227份诱变材料进行IRAP扩增和群体遗传变异分析,5条引物具有多态性,共检测出31份材料具有差异谱带,在差异材料间共扩增出39条条带,多态性条带12条,多态率为30.8%,个体间的遗传相似系数在0.769-1之间。其中13份差异材料(11份在SRAP中被检测出差异)与CK的遗传关系较近,变异较小;另外18份材料(在SRAP中被检测出差异,且较CK发生较大变异)聚为一类,且利用所用引物无法区分,群体间遗传组成相同,但与CK遗传关系较远,发生的变异较大。4、不同分子标记不同引物扩增的区域不同,因而扩增及鉴定结果表现出一定的差异性,但基于SRAP和IRAP这两种分子标记PCR扩增结果的聚类及引物鉴别能力的聚类在整体上相吻合。表型变异及分子鉴定表明供试李材料存在多个变异位点和多种变异类型,大多数变异株系群体间差异小,遗传相似度高,而18份差异材料在DNA水平上发生了较大的变异,个体间为相同或相似变异类型。表型变异和DNA分子差异之间的对应关系还需要作进一步探究。5、尽管所用IRAP引物少于SRAP引物,但SRAP的整体多态性、平均每对(条)引物扩增的变异位点数及鉴定的差异材料数等均高于IRAP,表明SRAP比IRAP更适用于李变异鉴定和遗传分析。而IRAP标记扩增的多态性表明,逆转座子可能参与了李变异的形成;差异条带的增添或缺失表明,转座插入和逆转座子重组是引起李变异的重要机制之一。


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