紫花苜蓿的种子功能性状及SSR分子标记的遗传多样性

【摘要】：紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种重要的多年生、异花授粉、四倍体双子叶豆科牧草,有“牧草之王”和“牧草皇后”之称,可在世界范围内广泛种植。种质资源的遗传多样性是长期进化的产物,是其生存和发展进化的前提,对研究种质资源的合理利用及多样性保护有重要的意义。种子功能性状多样性是种质资源遗传多样性的重要组成部分,以往对其的研究相对较少。本论文通过研究来自7个国家的46份紫花苜蓿种质的种子功能性状的遗传多样性,主要包括:种子的大小、休眠和荧光等。另外,选用10份种质开展SSR分子标记的遗传多样性分析,旨在为广泛和深入了解紫花苜蓿种质的遗传多样性奠定基础,为新品种选育提供基础依据。主要结果如下。1.对46份紫花苜蓿种质种子的大小及形态的遗传多样性研究表明,各性状种质间和种质内的变异均存在显著性差异(P0.05),且种质间变异大于种质内变异;种子大小与长、宽、弧长、弧宽、周长呈正相关,与宽长比呈负相关;参照国际植物新品种联盟(UPOV)的指导性文件TGP/7可将种子大小分为5级。2.对46份紫花苜蓿种质的种子休眠的遗传多样性分析表明,种子硬实的均值范围为38.7%-0.7%,变异系数为0.0%-173.2%,在种质间和种质内具有显著性差异,且种质间变异(111.0%)大于种质内变异(0.4%),说明紫花苜蓿种质硬实的遗传多样性丰富。利用SPSS软件对种子硬实率进行聚类分析,可将46份种质分为4类。3.对46份紫花苜蓿种质的种子荧光进行遗传多样性研究表明,供试种子24h吸水后的荧光率均值为58.6%,范围在29.2%-88.0%之间,种质间和种质内的变异均差异显著,且种质间的变异(35.0%)大于种质内的变异(0.2%)。利用Hem I软件对荧光率进行聚类分析,可将46份种质分为3类。Saranac AR、新疆大叶、草原2号苜蓿吸水24 h后的荧光率均高达80.0%以上,这在种子真实性鉴定方面具有节省时间和人力的特点。4.对10份国外的紫花苜蓿种质(400份基因型)进行群体结构和遗传多样性SSR分析发现,扩增共得到337个等位基因,杂合度和多态性信息含量的平均值分别为0.934和0.932,Shannon’s指数为0.130。STRUCTURE软件可将400份基因型分为4类,与Neighbor-joining聚类及主成分分析结果一致。紫花苜蓿SSR分子标记的AMOVA分析结果表明,与上述种子功能性状的多样性不同,表现为品种内变异(95%)大于品种间变异(5%)。表明400份紫花苜蓿基因型具有较高的遗传多样性。