木豆种质资源遗传多样性分析

【摘要】：木豆(Cajanus cajan)是热带和亚热带地区一种重要的食用豆类作物,近年木豆产业在我国发展迅速。本研究旨在分析栽培木豆遗传多样性的基础上,探讨不同地理来源栽培木豆种质资源间的关系,寻找遗传差异。 对国家作物种质库中保存的140份木豆种质资源进行田间繁种、鉴定,发现不同地理来源的木豆种质资源生态适应性较差;参试品种平均形态变异系数为0.319,最大为育成品种0.408,平均Shannon-Weaver信息指数为1.066,最大为育成品种1.291,二者变化趋势不同;木豆开花习性、初花天数、全生育日数、株高和主茎分枝数之间存在极显著正相关关系,因子分析表明五个主因子代表形态多样性72.813%的变异:基于木豆形态性状鉴定的资料,通过离差平方和法聚类,把77份木豆种质划分为三大组群。 以2份栽培木豆(Cajanus cajan)和1份野生木豆(Cajanus scarabaeoides)资源为试材,将AFLP技术体系在木豆种质资源研究上进行优化,筛选出20对多态性高的AFLP引物组合,优化了木豆种质资源遗传多样性研究中AFLP技术的各项参数,推荐用于木豆种质遗传多样性分析。 利用17对AFLP引物,以野生木豆(Cajanus scarabaeoides)为对照,对来自印度、中国、非洲和美洲的139份木豆栽培种(Cajanus cajan)种质的基因组DNA进行扩增,得到502条清晰可辨的带,其中494条为多态性谱带,多态性百分比98.41%。印度资源共扩增出347条多态性带,多态性带的比例为69.12%,具有最丰富的遗传变异,不同来源材料之间Shannon-Weaver信息指数基本相同。根据AFLP多态性数据绘制的聚类图,将139份木豆资源分为9个类群,并在分子水平上初步探讨了它们之间可能存在的演化关系,支持了木豆起源于印度,并在非洲东部形成次生起源中心的观点,并提出中国可能是栽培木豆的又一次生起源中心。 研究中还发现,木豆核质互作雄性不育系统(CMS)的不育系(A)和保持系(B)间存在独特的AFLP谱带差异,该发现可能有助于分子标记辅助的木豆杂种优势利用和杂交种培育。