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中国大豆预选核心种质代表性样品遗传多样性研究

谢华

  我国是大豆起源地,拥有极为丰富的大豆种质资源。至今尚未对其遗传多样性进行深入而系统地评价。本研究以大豆预选核心样本中选出的405份大豆种质为实验材料,代表了构成我国大豆种质资源主体且光温反应差异较大的东北春大豆、黄淮夏大豆、南方春大豆、南方夏大豆和南方秋大豆五种生态类型。利用秋大豆筛选出67个SSR核心引物,对405份大豆种质进行分析,共检测到502个等位变异,平均每个位点有7.49个等位变异。Simpson多样性指数变化范围在0.501-0.898,平均为0.765;Shannon-weaver多样性指数变化范围为0.707-2.445,平均为1.654。对五种生态类型大豆群体等位变异丰度与均度、种质间遗传差异与遗传关系以及各生态类型大豆群体间遗传关系与遗传分化等进行分析,并与其表型性状多样性进行比较。目的是为我国大豆核心种质的构建、大豆育种遗传基础的拓宽以及栽培大豆的起源等提供理论依据。主要研究结果如下:1.本研究首次筛选出用于中国大豆种质资源遗传多样性分析的SSR核心引物。102个SSR引物在80份秋大豆种质中检测到711个等位变异,用总体711个等位变异建立种质间遗传相似系数矩阵(SM)及其共表型矩阵(CM)。选取不同等位变异数建立种质间SM及其CM,分别与总体SM与CM进行相关性分析,结果表明,在325个等位变异时,建立的种质问SM和CM与总体SM和CM之间的相关系数均达到极显著水平。325个等位变异大约需47个SSR引物,47个引物分析种质间遗传相似系数的标准误为0.094。当引物数增加到60个和67个时,遗传相似系数的标准误可降到0.054及0.049。本研究选择67个SSR引物,可使标准误降到0.05以下,平均每个大豆连锁群上分布有2-6个位点,相邻位点间平均遗传距离在50cM左右。核心引物的确定为大豆核心种质遗传多样性的分析奠定了基础。2.从分子和表型两个方面明确了五种生态类型大豆遗传多样性的分布和特点。不同群体按其等位变异丰富程度从高到低依次为:南方秋大豆(432)>南方春大豆(423个)>南方夏大豆(418个)>黄淮夏大豆(414个)>东北春大豆(335个)。不同生态群体SSR标记的Simpson和Shannon-weaver指数均以黄淮夏大豆最高,其它群体从高到低顺序为南方春大豆>南方夏大豆>南方秋大豆>东北春大豆。表型性状Shannon-weaver指数也以黄淮夏大豆最高门.3 94),但其它生态类型从高到低的顺序与分子标记有所不同,依次为东北春大豆>南方夏大豆>南方春大豆>南方秋大豆。群体内成对种质间SSR标记Jaccard遗传相似系数平均值以黄淮夏大豆最小,为0.172,其次为南方春大豆0.174、南方夏大豆0.186、南方秋大豆0二00和东北春大豆0.225。’不同群体内种质间遗传差异表现为黄淮夏大豆>南方春大豆>南方夏大豆>南方秋大豆>东北春大豆。而基于表型性状的Jaccard遗传相似系数,不同群体内种质间遗传差异为黄淮夏大豆>东北春大豆>南方夏大豆>南方春大豆>南方秋大豆。不同生态类型各参数的差异为其在大豆核心种质中所占比例和样本大小的选择提供了重要参考依据。3.具有相同地理来源和系谱关系的种质聚在一起是五种生态类型聚类分析的主要特点。根据SSR标记计算的Jaccard遗传相似系数,对五种生态类型大豆群体分别进行UPGMA聚类,反映出多数种质间的来源(省、地区)、系谱及生态类型(长江春大豆和南方春大豆)的差异,极少数品种如黄淮夏大豆中平邑六月鲜和平度一窝猴。南方春大豆来自贵州的品种泥巴豆、南方夏大豆云南的巍山大青豆等具有遗传特殊性,独立成群,值得深入评价和利用。不同生态类型大豆表型性状的UPGMA聚类结果表明,同一生态类型内种质间遗传分化远不如其SSR标记反映的遗传差异地域性明显。这为大豆核心种质构建根据品种分类进行取样提供了理论依据。在育种中可充分利用系谱或地理远缘材料拓宽育成品种遗传基础。4.五种生态类型大豆群体间存在明显的遗传分化。根据SSR数据计算的群体欧氏距离和遗传一致性进行UPGMA聚类,结果表明南方秋大豆与其它四个群体间遗传关系较远,单独归为一类群;另一类群中东北春大豆与其它三个群体遗传关系相对较远,单独成一亚类群,另一亚类群中南方春大豆与南方夏大豆遗传关系最近,首先聚在一起,再与黄淮夏大豆构成该亚类群。南方秋大豆群体是一个极为特殊的生态类型。XZ独立性测验结果表明,67个 SSR位点在五个群体间遗传分化均达到极显著水平,平均遗传分化系数为15.4%;遗传关系最近的南方春大豆和南方夏大豆间,也有37个位点(占 55.2%)遗传差异达极显著水平。UPGMA聚类结果将来自不同生态类型大豆种质分聚在不同类群或亚群中,遗传上表现出明显的遗传分化。/测验结果表明,不同生态类型大豆群体间质量?……   
[关键词]:大豆;种质资源;遗传多样性;核心种质;SSR标记;表型性状
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国农业科学院2002年