以色列野生燕麦种质资源性状评价及SSR遗传多样性分析

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangpask
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燕麦是全球粮饲兼用型杂粮作物,因其均衡丰富的营养而种植面积日益增大。丰富的种质资源是进行育种工作的基础材料,我国因缺少燕麦优异材料和基因来源,在燕麦育种进程上比较缓慢。以色列所处的中东“新月沃地”是野生麦类起源地,其中野生燕麦从北部高山到南部内盖夫沙漠以及地中海沿岸均有分布,是燕麦的遗传多样性中心,同时也是优质材料和优异基因库的来源地。种质资源是作物育种的重要基础材料,在对现有材料进行利用之前要进行种质的可用性评估,最传统的种质评估是对田间表型性状的调查统计。因此,本文以来自以色列及周边不同地区的105份六倍体野生燕麦种质资源为材料,在两个种植环境下调查了15个数量性状,包括10个农艺性状(株高、单株小穗数、第一颖长、干草重、千粒重、穗长、旗叶长、旗叶宽、单株总分蘖数、单株有效分蘖数)和5个营养指标(总类黄酮含量、总酚含量、植酸含量、无机磷含量以及氨基含量),并分析了这15个数量性状的变异情况,筛选到了在各个数量性状表现优良的种质,能够满足对育种目标不同而产生的材料短板,还对各数量性状之间的相关性进行分析,最后,利用95对SSR引物分析了以色列野生燕麦的遗传多样性、群体结构,并利用SSR标记与两个环境的数量性状进行关联分析。所得结果如下:1、数量性状分析在两个环境中,105份野生燕麦的株高、单株小穗数、第一颖长、干草重、千粒重、穗长、旗叶长、旗叶宽、单株总分蘖数、单株有效分蘖数、总类黄酮含量、总酚含量、植酸含量、无机磷含量以及氨基含量的变异范围较大。在成都试验点,15个数量性状的变异系数在4.15%-46.94%,其中变异系数最大的为单株总分蘖数46.94%,最小的为氨基含量4.15%;在贵阳试验地,15个数量性状的变异系数在5.49%-38.13%,变异系数最大和最小的承载指标与成都一致,都是单株总分蘖数和氨基含量,这说明这两个性状受环境因素的影响较小。受环境影响较大的性状有单株小穗数、旗叶长、千粒重、穗长、总类黄酮含量、无机磷含量以及植酸,说明这几个性状遗传变异范围较大,有更大的改良空间。相关性分析发现,多个数量性状之间的相关性达到显著或者极显著水平,同时也反映出了各个性状之间相互关联,相互制约的复杂关系。主成分分析发现,两个试验地的15个性状均可提取7个主成分反映出85%以上的信息。在成都试验地,7个主成分因子分别为:营养因子、株高因子、生物产量因子、籽粒产量构成因子、旗叶因子、穗部因子、颖长因子。贵阳试验地的7个主成分因子分别为:营养因子、穗部因子、分蘖因子、籽粒产量因子、生物产量因子、旗叶因子和株高因子。数量性状聚类分析发现,在两个环境下以数量性状为指标均可聚为4类。2、野生燕麦种质SSR遗传多样性分析从390对SSR引物中筛选出了95对多态性高的引物。95对引物在105份野生燕麦种质中扩增出407个等位基因,平均每个位点的4.28个等位基因,每对SSR引物检测到的等位基因个数(Na)为2-8个;有效等位基因数(Ne)的均值为2.359,分布在1.013-4.684之间;香农信息指数(I)的平均值为1.019,分布在0.562-1.628之间;基因多样性(H)的平均值为0.536,分布在0.270-0.746之间;引物的多态信息量(PIC)在0.505-0.874之间,平均值为0.70。105份野生燕麦的遗传相似系数变化范围在0.293-0.9419之间,平均值为0.508,105份种质的遗传相似系数频率呈正态分布,遗传相似系数在0.56-0.72范围内的占80.25%。从遗传相似系数来看,Ecg-2与Atl-1、Atl-11的遗传相似系数都较低,分别为0.293和0.296,说明这两个种质的亲缘关系较远,而Ecg-2与Ecg-10之间的遗传相似系数为0.9419,说明这两个种质的亲缘关系十分接近。当遗传相似系数为0.715时,105份野生燕麦种质被分为6个类群,野生燕麦种质之间具有非常复杂的遗传关系,遗传多样性十分丰富。并发现分类结果与野生种质的第七起源有一定的关系。3、SSR标记与农艺性状的关联分析在两个环境中,共检测到22标记与调查性状显著关联,其中有6个标记能在两个环境中都能被检测到,而且有2个标记同时与两个性状相关联。以上研究结果为我国种质资源创新,进一步研究燕麦的遗传演化过程和燕麦多样性提供了材料和一定的理论支撑。
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