柚類(lèi)資源分子系統(tǒng)學(xué)及其核心種質(zhì)構(gòu)建研究.pdf

1、中國(guó)是柚類(lèi)的主要起源中心和遺傳變異中心之一，種質(zhì)資源極其豐富。由于柚類(lèi)是單胚性，在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程和復(fù)雜的生態(tài)條件下，極易出現(xiàn)大量的遺傳變異，形成了極其豐富的遺傳多樣性。由于缺乏系統(tǒng)研究，對(duì)其不同類(lèi)型的演化關(guān)系及品種間的系統(tǒng)關(guān)系目前仍不很清楚，尤其在柚類(lèi)資源核心種質(zhì)構(gòu)建方面的研究幾乎為空白。本研究廣泛收集我國(guó)重要柚產(chǎn)區(qū)資源，在柚類(lèi)優(yōu)良品種DNA指標(biāo)圖譜、柚類(lèi)種質(zhì)資源遺傳多樣性研究、柚類(lèi)核心種質(zhì)構(gòu)建等方面開(kāi)展了一些工作，為柚類(lèi)植物起源、分類(lèi)

2、、遺傳育種和種質(zhì)資源保存提供更多更有力的證據(jù)，取得了以下結(jié)果： 1.采用3l對(duì)SSR引物、3對(duì)AFLP引物對(duì)122份柚類(lèi)種質(zhì)資源及近緣種的遺傳多樣性進(jìn)行了研究。31對(duì)SSR引物可以檢測(cè)到335個(gè)等位基因變異，平均每個(gè)位點(diǎn)可檢測(cè)到9.85個(gè)等位基因，每個(gè)位點(diǎn)多態(tài)性信息指數(shù)平均值為0.7085，獲得了15個(gè)柚類(lèi)種質(zhì)資源及近緣種共產(chǎn)生了57條特征帶；3對(duì)AFLP引物擴(kuò)增出343個(gè)等位基因，5％7Jk平多態(tài)性為72％，平均每對(duì)引物能產(chǎn)生

3、114個(gè)等位基因數(shù)和82個(gè)5％水平多態(tài)性位點(diǎn)數(shù)，每個(gè)引物預(yù)期雜合度為0.2445，獲得了15份基因型有44個(gè)AFLP特異性標(biāo)記。 2.確定了柚類(lèi)資源及近緣種種質(zhì)鑒定所需的SSR適宜位點(diǎn)數(shù)。從31對(duì)引物中有效地篩選出21對(duì)高信息量SSR引物，與31對(duì)引物在122份柚類(lèi)資源間遺傳關(guān)系達(dá)到極顯著相關(guān)，多態(tài)信息量從高到低排列前9對(duì)SSR引物為柚類(lèi)核心SSR引物。這些高信息量SSR引物可供不同研究單位對(duì)柑橘資源及近緣種直接比較利用。

4、 3.從SSR位點(diǎn)角度分析了柚類(lèi)資源及近緣種的遺傳變異。122份柚類(lèi)品種及近緣種等位基因平均數(shù)最大的品種為奧克布蘭柚(3.6)，最小的品種為莽山野橘(1.7)，平均值為2.8；雜合位點(diǎn)比率變幅為53.8％(莽山野橘)一96.8％(鵝蛋柚)，平均值為83.54％；SSR表型平均雜合度平均值為0.524。從種群間分析，以雜種柚及其它柚品種群雜合位點(diǎn)百分率、平均SSR表型雜合度最高，分別為85．5％、0.540，其次為以沙田柚為主的品種群(

5、85.2％、0.535)，第三位為文旦柚品種群(83．0％、0.514)，近緣種最低分別為(72.5％、0.464)。 4．分析了我國(guó)柚類(lèi)生態(tài)分布遺傳多樣性。根據(jù)高山、河流走向?qū)⑽覈?guó)92份柚類(lèi)栽培品種劃分為6個(gè)種群，92份我國(guó)柚類(lèi)種質(zhì)所有位點(diǎn)總的預(yù)期雜合度為0.2431，其中種群內(nèi)平均預(yù)期雜合度為0.227，種群間平均預(yù)期雜合度為0.0161，群體內(nèi)遺傳分化程度Fst為0.0667，即種群內(nèi)的遺傳多樣性所占的比例為93.38％，

6、種群間變異占變異占總變異的6.62％，6個(gè)種群間基因流Nm為3.5。種群內(nèi)遺傳多樣性以云貴高原最高，其次為長(zhǎng)江中下游，順次為長(zhǎng)江上游、東南沿海、江南丘陵，南嶺以南遺傳多樣性最小。根據(jù)我國(guó)自然形成的三個(gè)主產(chǎn)區(qū)劃分種群，其中種群內(nèi)平均預(yù)期雜合度為0.2104，種群間平均預(yù)期雜合度為0.0068，群體內(nèi)遺傳分化程度Fst為0.0311，即種群內(nèi)的遺傳多樣性所占的比例為96.87％，種群間變異占總變異的3.13％，3個(gè)中心產(chǎn)區(qū)間基因流Nm為7.

7、79。以長(zhǎng)江流域遺傳多樣性最高，其次為東南沿海，華南柚產(chǎn)區(qū)遺傳多樣性最小。按照內(nèi)陸性與海洋性?xún)纱笙到y(tǒng)進(jìn)行柚類(lèi)遺傳多樣性分析。所有位點(diǎn)總的預(yù)期雜合度為0.2247，其中種群內(nèi)平均預(yù)期雜合度為0.2191，種群間平均預(yù)期雜合度為0.0057，群體內(nèi)遺傳分化程度Fst為O.0251，即種群內(nèi)的遺傳多樣性所占的比例為97.51％，種群間變異占總變異的2.5％，2個(gè)系統(tǒng)間基因流Nm為9.7。預(yù)期雜合度內(nèi)陸性系統(tǒng)(0.229)高于海洋性系統(tǒng)(O.2

8、09)。這些分子證據(jù)，進(jìn)一步說(shuō)明內(nèi)陸性柚較沿海柚更原始，內(nèi)陸性柚具有更高的遺傳多樣性。 5．結(jié)合SSR引物和AFLP分子標(biāo)記，基于基因型間遺傳相似系數(shù)的UPGMA聚類(lèi)，122份基因型在相似系數(shù)0.61時(shí)，分成8個(gè)組群，其中柚類(lèi)主要由沙田柚品種群、文旦品種群與龐大的雜種柚品種群組成。通過(guò)Mantel檢測(cè)，SSR遺傳相似系數(shù)矩陣與AFLP遺傳相似系數(shù)矩陣Mantel相關(guān)性r=O.8173，合并后的SSR和AFLP相似系數(shù)矩陣分別與S

9、SR遺傳相似系數(shù)矩陣、AFLP遺傳相似系數(shù)矩陣Mantel相關(guān)性為r=O.9456、r=O.9592。進(jìn)一步驗(yàn)證合并后的SSR與AFLP分子標(biāo)記能更好地說(shuō)明柚類(lèi)資源及近緣種間的親緣關(guān)系。同時(shí)，筆者提出了兩個(gè)觀點(diǎn)：(1)葡萄柚作為植物學(xué)上嚴(yán)格的種尚有爭(zhēng)論，應(yīng)視為與柚類(lèi)種親緣關(guān)系極為密切的一大群品種類(lèi)型。(2)酸柚種類(lèi)廣泛，形態(tài)學(xué)上的酸柚還不能成為柚類(lèi)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。 6．利用NTSYS軟件對(duì)柚類(lèi)33個(gè)品種65個(gè)形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行了品種Q型

10、聚類(lèi)及其性狀R型聚類(lèi)，采用Mantel相關(guān)性檢測(cè)優(yōu)化出29個(gè)性狀為核心性狀。結(jié)果表明，29個(gè)性狀對(duì)33個(gè)柚類(lèi)品種的聚類(lèi)，可分成6個(gè)組群；29個(gè)性狀聚類(lèi)也可分成6組。主成分分析，前九個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)75％，根據(jù)前九個(gè)主成分與性狀間的相關(guān)性，選出影響力較大17個(gè)性狀，綜合了柚類(lèi)特有的果實(shí)因子、花器官因子、枝條因子、葉片因子，說(shuō)明這些因子是柚類(lèi)品種重要特征。試驗(yàn)結(jié)果將有利于今后更好地利用形態(tài)學(xué)指標(biāo)評(píng)定柚類(lèi)品種及根據(jù)分類(lèi)結(jié)果更好地利用這些豐

11、富育種材料的遺傳背景。 7．根據(jù)SSR+AFLP聚類(lèi)后的分組情況，對(duì)llO份柚類(lèi)資源采用5種方法構(gòu)建核心種質(zhì)，比較了多態(tài)性位點(diǎn)數(shù)、多態(tài)性位點(diǎn)百分率、觀測(cè)位點(diǎn)數(shù)、有效等位基因數(shù)、Nei'S遺傳多樣性指數(shù)和Shannon'S信息指數(shù)，證明組內(nèi)聚類(lèi)逐步壓縮取樣方法是構(gòu)建核心種質(zhì)理想的方法，獲得的25個(gè)柚類(lèi)核心種質(zhì)。用簡(jiǎn)明統(tǒng)計(jì)軟件(CSlO.1)對(duì)兩個(gè)群體的觀測(cè)位點(diǎn)數(shù)、有效等位基因數(shù)、Nei'S遺傳多樣性指數(shù)和Shannon's信息指數(shù)