摘 要:為豐富亞麻種質(zhì)資源,了解資源遺傳背景,選育優(yōu)質(zhì)亞麻新品種。本試驗(yàn)利用形態(tài)標(biāo)記和分子標(biāo)記(SSR)對(duì)387份亞麻種質(zhì)資源的9個(gè)農(nóng)藝性狀及6個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析、聚類(lèi)分析、主成分分析以及群體結(jié)構(gòu)分析。農(nóng)藝性狀遺傳多樣性指數(shù)為0.70~2.08,變異系數(shù)在6.30%~1691.12%之間。品質(zhì)性狀遺傳多樣性指數(shù)在1.83~2.08之間,變異系數(shù)在0.07%~1.8%之間。試驗(yàn)共擴(kuò)增出365個(gè)SSR位點(diǎn),平均每對(duì)引物12.17個(gè);有效等位基因數(shù)為1.2168~1.8320,引物PIC為0.2489~0.6257,遺傳多樣性指數(shù)為1.07~2.08;在遺傳相似系數(shù)為0.66處可以將387份亞麻種質(zhì)資源分為5個(gè)種群,農(nóng)藝性狀以及品質(zhì)聚類(lèi)分析均分為5個(gè)類(lèi)群。本試驗(yàn)為呼和浩特地區(qū)的亞麻育種工作提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞亞麻;遺傳多樣性;表型性狀
亞麻(LinumusitatissimumL.)栽培歷史悠久,早在7000年前的新石器時(shí)代就有馴化栽培的記載[1],最新考古發(fā)現(xiàn)30000年前的舊石器時(shí)期人類(lèi)就開(kāi)始利用亞麻[2]。亞麻籽富含人體必須亞麻酸(ALA)和木酚素,同時(shí)還提供人體必須的食用纖維和蛋白質(zhì),是廣受人們喜愛(ài)的功能食品[3]。
長(zhǎng)期單一的傳統(tǒng)育種方式使亞麻遺傳基礎(chǔ)越來(lái)越狹窄,不利于產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[4],因此需充分研究亞麻種質(zhì)資源的遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu),以此擴(kuò)大雜交親本的選擇范圍和多樣性,提高選育水平,選育出產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗性強(qiáng)的優(yōu)良品系。
遺傳多樣性代表作物進(jìn)化過(guò)程中適應(yīng)環(huán)境改變的能力[5],最初鑒定亞麻遺傳多樣性的方法是采用形態(tài)指標(biāo)[6]和同工酶標(biāo)記[7]。應(yīng)用基于DNA分子標(biāo)記技術(shù)來(lái)研究亞麻多樣性的方法首先由Oh等提出[8],標(biāo)記的方式主要有RAPD、AFLP、ISSR、SSR等[9-15]。簡(jiǎn)單重復(fù)序列標(biāo)記(SSR)是串聯(lián)重復(fù)的短序列,具有多態(tài)性豐富、拷貝多、覆蓋面廣、完全顯性遺傳等特點(diǎn),更適合用于植物遺傳變異的研究[15]。內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院亞麻課題組“十二五”期間收集保存亞麻種質(zhì)資源材料1078份,其中國(guó)外引種200份,內(nèi)蒙古呼和浩特、鄂爾多斯、錫林郭勒、烏蘭察布等盟市共503份,黑龍江40份,甘肅蘭州、定西、張掖、平?jīng)龉?/font>97份,青海58份,山西大同86份,寧夏固原23份,新疆伊犁58份,河北張家口13份[16]。高鳳云等對(duì)其進(jìn)行了粗脂肪及脂肪酸組成成分的SSR關(guān)聯(lián)分析[17];伊六喜對(duì)其進(jìn)行了SRAP多樣性分析[18]。本研究在前期研究的基礎(chǔ)上,從收集保存的資源材料中,根據(jù)引種地區(qū)、生態(tài)類(lèi)型及表型特征等篩選出符合育種目標(biāo)的387份材料,采用形態(tài)指標(biāo)與SSR分子標(biāo)記的方法進(jìn)行種質(zhì)資源遺傳多樣性及群體結(jié)構(gòu)分析,并對(duì)其進(jìn)行主成分分析和聚類(lèi)分析,根據(jù)亞麻種質(zhì)資源基因型及表型變異范圍,構(gòu)建亞麻核心種質(zhì)群體,為亞麻育種提供優(yōu)質(zhì)親本材料。
1 材料與方法
1.1 材料的種植
2019年4月下旬在內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田種植供試種質(zhì)資源材料,共計(jì)387份,每份材料種植在2m2小區(qū),5行區(qū)種植,行長(zhǎng)1m,行距20cm,2次重復(fù)。
1.2 農(nóng)藝性及品質(zhì)數(shù)據(jù)采集
根據(jù)《亞麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》,調(diào)查并統(tǒng)計(jì)生育期,成熟后每小區(qū)隨機(jī)選取20株進(jìn)行株高、工藝長(zhǎng)度、主莖分枝數(shù)、單株果數(shù)、每果粒數(shù)、千粒重、單株粒重等農(nóng)藝性狀的測(cè)量,并記錄小區(qū)總產(chǎn)量。品質(zhì)數(shù)據(jù)則采用DA7200型近紅外儀測(cè)定。
1.3 亞麻基因組DNA的提取及檢測(cè)
用CTAB法提取DNA,操作步驟如下:1)苗期取1g左右亞麻材料葉片置于2mL離心管中,加裂解液后用TissueLyser組織研磨機(jī)磨至粉狀,65℃水浴裂解1h。2)加700μL氯仿:異戊醇(24:1)混勻后10000轉(zhuǎn)/min離心5min。3)抽取上清液于1.5mL滅菌離心管中,加入約700μL無(wú)水乙醇,緩慢混勻至百色絮狀DNA出現(xiàn),-20℃冰箱中靜置1h,12000轉(zhuǎn)/min離心5min。4)去上清,DNA沉淀用70%乙醇沖洗2次,于超凈臺(tái)上干燥后加100μLTE溶解。采用1%的瓊脂糖凝膠電泳和紫外分光光度計(jì)法檢測(cè)DNA的純度和濃度。
1.4 引物設(shè)計(jì)及PCR擴(kuò)增
本試驗(yàn)所使用的248對(duì)引物序列是根據(jù)已有亞麻SSR標(biāo)記設(shè)計(jì)所得,最終委托金斯瑞生物科技有限公司合成。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)6%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分離、銀染、顯色后運(yùn)用人工讀帶的方式記錄電泳圖譜的多態(tài)性條帶,同一位置出現(xiàn)清晰重復(fù)條帶記為“1”,未出現(xiàn)條帶記為“0”,從而生成由“1”和“0”組成的原始矩陣,據(jù)此計(jì)算多態(tài)性位點(diǎn)數(shù)、多態(tài)性位點(diǎn)百分率(P)等遺傳系數(shù)。
1.5 數(shù)據(jù)處理
采用Excel計(jì)算各性狀最大值、最小值、平均值、變異系數(shù)。用R對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析、主成分分析、聚類(lèi)分析;用PopgenVer1.32軟件進(jìn)行基于Nei1973遺傳距離的非加權(quán)組平均法(UPGMA)聚類(lèi)分析;采用STRUCTURE2.2軟件進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)分析。遺傳多樣性指數(shù)采用ShannonWeaver法,計(jì)算公式為:H′=-∑PilnPi,式中Pi表示第i級(jí)別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比。對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行分級(jí)處理。其中1級(jí)<X-2δ,10級(jí)≥X+2δ,中間每0.5δ間隔一級(jí),X為平均值,δ則為標(biāo)準(zhǔn)差。
2 結(jié)果與分析
2.1 農(nóng)藝性狀的變異分析
對(duì)亞麻種質(zhì)資源的9個(gè)農(nóng)藝學(xué)性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析(表1),結(jié)果表明:各農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性指數(shù)在0.70~2.08之間,平均為1.84,其中生育期和單株果數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最高,均達(dá)到2.08,畝產(chǎn)遺傳多樣性指數(shù)最低,說(shuō)明387份亞麻種質(zhì)資源的生育期和單株果數(shù)遺傳豐富度較高,畝產(chǎn)遺傳豐富度較低。對(duì)亞麻種質(zhì)資源進(jìn)行變異系數(shù)分析發(fā)現(xiàn):畝產(chǎn)的變異系數(shù)最大為1691.12%,千粒重變異系數(shù)最小為6.30%,平均為227.40%。由此說(shuō)明亞麻種質(zhì)資源間的遺傳差異明顯,變異幅度大,遺傳豐富度高。
表1 農(nóng)藝性狀的差異統(tǒng)計(jì)
2.2 農(nóng)藝性狀相關(guān)分析
對(duì)亞麻種質(zhì)資源的9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析(圖1),35對(duì)相關(guān)性狀中有13對(duì)極顯著,3對(duì)顯著,19對(duì)不顯著。其中株高分別與工藝長(zhǎng)度、分枝數(shù)、單株果數(shù)、果粒數(shù)以及單株生產(chǎn)力呈極顯著正相關(guān)。工藝長(zhǎng)度與生育期呈極顯著正相關(guān),與千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)與果粒數(shù)和單株生產(chǎn)力呈負(fù)相關(guān)。單株生產(chǎn)力與分枝數(shù)、單株果數(shù)、果粒數(shù)以及千粒重極顯著正相關(guān)。分枝數(shù)分別與果粒數(shù)以及千粒重呈極顯著正相關(guān)。綜上所述,株高是影響產(chǎn)量的主要因素之一。
扇形的面積代表相關(guān)性大小,藍(lán)色為正相關(guān),顏色越深越趨近于1;紅色為負(fù)相關(guān),顏色越深越趨近于-1。下同。
圖1 農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析
2.3 品質(zhì)性狀變異分析
對(duì)387份亞麻種質(zhì)資源的品質(zhì)性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析(表2),結(jié)果表明6個(gè)品質(zhì)性狀的遺傳多樣性指數(shù)在1.83~2.08之間,平均為1.98,其中亞油酸的遺傳多樣性指數(shù)最高,亞麻酸的遺傳多樣性指數(shù)最低,說(shuō)明387份亞麻種質(zhì)資源的亞油酸的遺傳豐富度較高,亞麻酸的遺傳豐富度較低。對(duì)亞麻種質(zhì)資源進(jìn)行變異系數(shù)分析發(fā)現(xiàn):硬脂酸的變異系數(shù)最大為1.38%,粗脂肪變異系數(shù)最小為0.07%,平均為0.70%。由此說(shuō)明亞麻種質(zhì)資源間的遺傳差異明顯,變異幅度大,遺傳豐富度高。
表2 品質(zhì)性狀的差異統(tǒng)計(jì)
2.4 品質(zhì)性狀相關(guān)性分析
對(duì)387份亞麻種質(zhì)資源的6種脂肪酸含量進(jìn)行相關(guān)性分析(圖2),15對(duì)相關(guān)性狀中有2對(duì)極顯著正相關(guān),4對(duì)呈極顯著負(fù)相關(guān),1對(duì)正相關(guān),1對(duì)負(fù)相關(guān)以及7對(duì)不顯著。其中粗脂肪與棕櫚酸呈極顯著正相關(guān),與硬脂酸和亞油酸成極顯著負(fù)相關(guān)。棕櫚酸與油酸呈極顯著正相關(guān),與硬脂酸呈極顯著負(fù)相關(guān);油酸與硬脂酸呈極顯著負(fù)相關(guān),與亞油酸以及亞麻酸成負(fù)相關(guān);亞油酸和硬脂酸呈正相關(guān);由此可知,在以含油率(粗脂肪含量)為育種目標(biāo)是可以間接測(cè)量棕櫚酸含量來(lái)輔助育種。同時(shí)棕櫚酸與硬脂酸呈極顯著負(fù)相關(guān),這一指標(biāo)也有待進(jìn)一步應(yīng)用到育種上。
圖2 品質(zhì)狀的相關(guān)性分析
2.5 農(nóng)藝性狀及品質(zhì)性狀主成分分析
主成分分析通過(guò)線性變換或者舍棄一小部分?jǐn)?shù)據(jù)的方式來(lái)展現(xiàn)作物各性狀間起主導(dǎo)作用的綜合指標(biāo)。表3為387份亞麻種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀主成分結(jié)果。由表4可知15個(gè)性狀共計(jì)提取出5個(gè)特征值大于1的主成分。排名前五的主成分貢獻(xiàn)率分別為:31.34%、12.88%、9.05%、8.42%以及7.37%,累積貢獻(xiàn)率為69.05%。
第一主成分的特征值為4.70,其中棕櫚酸的載荷最高且為正值。硬脂酸的載荷較高,工藝長(zhǎng)度的載荷最低,由此推斷第一主成分主要反映棕櫚酸載荷。
第二主成分的特征值為1.93,其中株高載荷最大為0.7303,最低是千粒重-0.5823,由此推斷第二主成分主要反映株高載荷。
第三主成分的特征值為1.36,生育期的載荷最高為0.5949由此推斷第三主成分主要體現(xiàn)生育期載荷。
第四主成分的特征值為1.26,粗脂肪的載荷最高,為0.2354,由此推斷第四主成分主要體現(xiàn)粗脂肪載荷。
第五主成分的特征值為1.11,畝產(chǎn)的載荷最高,為0.5433,由此推斷第五主成分主要體現(xiàn)畝產(chǎn)載荷。
表3 各農(nóng)藝性狀主成分分析的特征向量
表4 各農(nóng)藝性狀主成分分析的特征值及貢獻(xiàn)率
以第1主成分作橫坐標(biāo),以第2主成分為縱坐標(biāo)對(duì)387份種質(zhì)資源分別進(jìn)行散點(diǎn)分布作圖(圖3),結(jié)果表明:有56份種質(zhì)資源材料第一主成分特征值較大,在產(chǎn)量及相關(guān)性狀方面表現(xiàn)良好;第2主成分呈連續(xù)性分布,但產(chǎn)量性狀表現(xiàn)良好的種質(zhì)資源材料的第二主成分值在1和-1之間,可見(jiàn)要提高產(chǎn)量,在育種過(guò)程中就不能選擇株高過(guò)高的材料。
圖3 亞麻種質(zhì)資源第1、2主成分二維排序圖
2.6 農(nóng)藝性狀聚類(lèi)分析
對(duì)供試材料的農(nóng)藝性進(jìn)行聚類(lèi)分析(圖4),387份亞麻種質(zhì)資源被分為5個(gè)類(lèi)群。
第I群體包含3份材料,該群體的平均株高(87.14cm)和平均工藝長(zhǎng)度(56.23cm)明顯高于其他材料,平均千粒重(4.73g)低于其它材料。通過(guò)田間觀察發(fā)現(xiàn),該群體可作為纖維亞麻的骨干親本材料進(jìn)行育種研究。
第II群體包含2份材料,該群體的生育期、株高、工藝長(zhǎng)度、主莖分枝數(shù)、單株果數(shù)、每果粒數(shù)、千粒重以及單株粒重平均值分別為:80.50d、39.23cm、17.36cm、2.57個(gè)、11.61個(gè)、5.03粒、5.30g、0.26g,低于其他亞麻種質(zhì)資源。以降低株高、適應(yīng)機(jī)械化為育種目標(biāo)時(shí),可選用該群的材料作為父母本進(jìn)行組配。
第III群體包含9份材料,該群體平均生育期76.67d,是生育期最短的材料。9份材料的平均主莖分枝數(shù)和平均單株果數(shù)居所有類(lèi)群的第一位,分別為3.64個(gè)和16.85個(gè)。主莖分枝數(shù)和單株有效果數(shù)是影響產(chǎn)量的主要原因,結(jié)合生育期表現(xiàn),該群體更能適應(yīng)無(wú)霜期較短的地區(qū)。因此在無(wú)霜期短的的地區(qū),以改良主莖分枝數(shù)和單株果數(shù)為育種目標(biāo)可選用該群體的材料進(jìn)行育種研究。
第IV群體包含43份材料,該群體的平均單株果數(shù)、平均千粒重以及平均單株粒重均為最高,分別為6.31個(gè)、5.88g、0.59g。該群體的平均生育期94.25d,為呼和浩特地區(qū)亞麻生長(zhǎng)的正常周期。單株果數(shù)、千粒重以及單株粒重都是影響產(chǎn)量的重要性狀,該群體結(jié)合第III群體可作為育種骨干親本,通過(guò)輪回選擇法選育高產(chǎn)、早熟的亞麻新品種。
第V群體包含330份材料,該群體的平均生育期最長(zhǎng),為96.89d,其他性狀居中。該群體可作為常規(guī)材料進(jìn)行亞麻的遺傳改良。
圖4 農(nóng)藝性狀的聚類(lèi)分析圖
2.7 品質(zhì)性狀聚類(lèi)分析
對(duì)387份亞麻種質(zhì)資源的6種脂肪酸含量進(jìn)行了聚類(lèi)分析(圖5),被分為5個(gè)類(lèi)群。
第I群體包含371份亞麻資源材料,該群體的平均油酸含量(26.33%)高于其他類(lèi)群材料,硬脂酸含量7.82%,處于中等偏上水平,其他性狀表現(xiàn)居中。油酸為單不飽和脂肪酸較多不飽和脂肪酸來(lái)說(shuō),更加耐儲(chǔ)藏。因此選擇該類(lèi)群作為育種材料,可改善亞麻油的耐儲(chǔ)時(shí)間。
第II群體有2份亞麻資源材料,該群體平均含油率(36.55%)處于中等偏下水平,但棕櫚酸(7.28%)和亞油酸(22.38%)高于其他類(lèi)群。同時(shí)油酸(23.43%)、硬脂酸(7.72%)、亞麻酸(45.27%)含量處于中等偏上水平。該類(lèi)群可作為輪回親本。
第III群體共有5份亞麻資源材料,該類(lèi)群的平均硬脂酸含量(11.88%)較其他類(lèi)群高,亞麻酸含量48.06%處于中等偏上水平,粗脂肪酸含量最低34.41%。因此該類(lèi)群的材料適合作為非輪回親本,或粗脂肪的精細(xì)定位試驗(yàn)低混池親本。
第IV群體有4份亞麻資源材料,該類(lèi)群的粗脂肪含量(41.17%)以及亞麻酸含量(55.85%)均為最高,同時(shí)該類(lèi)群的油酸含量(11.89%)最低。該類(lèi)群可作為品質(zhì)改良骨干親本。
第V群體有5份亞麻資源材料,該群體的粗脂肪含量(40.81%)、棕櫚酸含量(7.87%)、油酸(24.55%)以及亞油酸(19.10%)的含量中等偏上,亞麻酸含量最低為13.52%。該類(lèi)群可作為亞麻酸精細(xì)定位種低混池目標(biāo)親本。
圖5 品質(zhì)狀的聚類(lèi)分析圖
2.8 SSR多態(tài)性分析
2.8.1 SSR位點(diǎn)多態(tài)性分析
隨機(jī)挑選8份(表5)地域、形態(tài)、遺傳背景差異較大的亞麻種質(zhì)資源為試驗(yàn)材料,對(duì)248對(duì)SSR引物進(jìn)行初篩,最終篩選出30對(duì)條帶清晰、多態(tài)性好的核心引物用于387份亞麻材料的遺傳多樣性分析。試驗(yàn)共擴(kuò)增出365個(gè)位點(diǎn),平均每對(duì)引物擴(kuò)增出12.17個(gè)位點(diǎn),平均擴(kuò)增多態(tài)位點(diǎn)百分率為99.76%;有效等位基因數(shù)為1.2168~1.8320,引物PIC為0.2489~0.6257(表6)。由此說(shuō)明此次篩選的引物多態(tài)性豐富、鑒別差異性強(qiáng)。其中引物Lua37有效等位基因數(shù)目以及引物的PIC值均最高,因此在今后的遺傳多樣性分析中可作為核心骨干引物。
表5 不同區(qū)域、形態(tài)、遺傳背景的亞麻種質(zhì)資源
表6 30對(duì)SSR引物在387份亞麻材料中的擴(kuò)增結(jié)果
2.8.2 UPGMA聚類(lèi)分析
UPGMA是通過(guò)計(jì)算每一對(duì)簇的算數(shù)平方來(lái)展示數(shù)據(jù)間的層次關(guān)系,是遺傳多樣性研究中常用的分析方法。387份亞麻種質(zhì)資源(圖6)的相似系數(shù)為0.655~0.912,在遺傳相似系數(shù)為0.66處可以將387份亞麻材料分為5個(gè)種群。種群1包含84份亞麻種質(zhì)資源,種群2包括43份材料,種群3包含68份材料,種群4包含107份材料,種群5包含85份材料。
圖6 聚類(lèi)分析圖
2.8.3 群體結(jié)構(gòu)分析
當(dāng)K=4時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),以此為依據(jù)可將387份亞麻種質(zhì)資源分為4個(gè)種群(圖7),種群1和種群3都是97份種質(zhì)資源,種群2為90份種質(zhì)資源,種群4為96份種質(zhì)資源;從圖8可看出,種質(zhì)資源材料群體間基因混雜程度不高,說(shuō)明亞麻遺傳背景豐富,群體構(gòu)建合理,有利于不同育種目標(biāo)親本材料的選擇。
圖7 ΔK隨K值的變化曲線
圖8 群體結(jié)構(gòu)分析圖
3 討論
3.1 基于形態(tài)學(xué)標(biāo)記的遺傳多樣性分析
形態(tài)學(xué)標(biāo)記是了解作物遺傳背景最直接有效的方式,一般通過(guò)對(duì)花色等質(zhì)量性狀的觀測(cè)以及株高、主莖分枝數(shù)、單株粒數(shù)等數(shù)量性狀的測(cè)量,就可對(duì)植物進(jìn)行分類(lèi)。該方法操作簡(jiǎn)單,受外界因素(天氣、人為)影響較大。在遺傳多樣性分析時(shí),常因標(biāo)記性狀少,或數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀界定不清,造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)不精確[19]。因此該方法一般只用于初步的遺傳多樣性分析。本次試驗(yàn)總共標(biāo)記了9個(gè)農(nóng)藝性狀,基本涵蓋了亞麻育種的目標(biāo)性狀。此次標(biāo)記的性狀與關(guān)虎等[20]人和李恭澤等[21]標(biāo)記的基本吻合,但少于前人[22-23]標(biāo)記的數(shù)目。因此在后續(xù)的試驗(yàn)中可繼續(xù)增加花色、葉色以及莖稈粗度等易標(biāo)記性狀,使試驗(yàn)結(jié)果更加精準(zhǔn)。
3.2 基于SSR分子標(biāo)記的遺傳多樣性分析
簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)因其操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、等位基因呈現(xiàn)共顯性的特點(diǎn),一直被人們應(yīng)用于的作物遺傳多樣性分析中[19]。引物擴(kuò)增的多態(tài)性位點(diǎn)、有效等位基因數(shù)以及PIC的高低,可直接反應(yīng)引物的好壞。本次試驗(yàn)對(duì)248對(duì)引物進(jìn)行初篩最終篩選出30對(duì)核心引物。其中Lua37、Lu833F、Li203、Lu42的PIC高于0.5[24],說(shuō)明引物多態(tài)性程度高,這與李恭澤[21]研究結(jié)果基本吻合。
3.3 亞麻種質(zhì)資源群體結(jié)構(gòu)分析
基于SSR標(biāo)記位點(diǎn)的UPGMA聚類(lèi)分析將387份亞麻種質(zhì)資源大致分為5個(gè)群體,前4個(gè)種群中絕大部分為國(guó)內(nèi)種質(zhì)資源、少量國(guó)外種質(zhì)資源,種群5全部為國(guó)外種質(zhì)資源,各個(gè)群體組成相差不大。農(nóng)藝性狀聚類(lèi)分析也分為5個(gè)群體,但各群體間在組成上存在較大差異,其中V群體包含330份種質(zhì)資源,I、II、III群體分別只有3、2、9份種質(zhì)資源,可見(jiàn)環(huán)境條件對(duì)亞麻農(nóng)藝性狀的影響巨大。從群體結(jié)構(gòu)分析圖可看出存在部分混雜,但總體上能聚類(lèi)各個(gè)群體,有利于在各群體中挑選優(yōu)質(zhì)單株構(gòu)建核心種質(zhì)庫(kù)。
4 結(jié)論
本試驗(yàn)利用形態(tài)標(biāo)記和分子標(biāo)記(SSR)的方法對(duì)387份亞麻種質(zhì)資源進(jìn)行多樣性和群體結(jié)構(gòu)分析。形態(tài)學(xué)結(jié)果顯示性狀間的遺傳多樣性指數(shù)在0.70~2.08,平均1.88,變異系數(shù)在6.30%~1691.12%。品質(zhì)性狀遺傳多樣性分析指數(shù)在1.83~2.08,變異系數(shù)在0.07%~1.38%之間。分子標(biāo)記結(jié)果顯示有效等位基因數(shù)為1.2168~1.8320,引物PIC為0.2489~0.6257,遺傳多樣性指數(shù)為1.07~2.08。由此說(shuō)明387份種質(zhì)資源間的遺傳差異明顯,變異幅度大,遺傳豐富度高。同時(shí)篩選出了4對(duì)高多態(tài)性引物,可作為核心引物用于之后的遺傳多樣性研究。387份亞麻種質(zhì)資源被分為5個(gè)類(lèi)群,前4個(gè)類(lèi)群主要為國(guó)內(nèi)資源,第5個(gè)類(lèi)群為國(guó)外資源。因此在今后的品種改良、新品種選育以及核心種質(zhì)資源庫(kù)的構(gòu)建,應(yīng)盡可能規(guī)避在相同類(lèi)群中進(jìn)行選擇。
參考文獻(xiàn)
[1]HarrisRBDR.Domesticationofplantsintheoldworld:TheoriginandspreadofcultivatedplantsinWestAsia,EuropeandtheNileValleybyDanielZohary;MariaHopf.TheAgriculturalHistoryReview,2001,49(2):226-227.
[2]KvavadzeE,Bar-YosefO,Belfer-CohenA,etal.30,000-year-oldwildflaxfibers.Science,2009,325(5946):1359-1359.
[3]BassettCMC,Rodriguez-LeyvaD,PierceGN.Experimentalandclinicalresearchfindingsonthecardiovascularbenefitsofconsumingflaxseed.PhysiologieAppliquéeNutritionEtMétabolisme,2009,34(5):965.
[4]RagupathyR,RathinaveluR,CloutierS.PhysicalmappingandBAC-endsequenceanalysisprovideinitialinsightsintotheflax(LinumusitatissimumL.)genome.BmcGenomics,2011,12(1):217.
[5]RandsMRW,AdamsWM,BennunL,etal.BiodiversityConservation:ChallengesBeyond2010[J].Science,2010,329(5997):1298-1303.
[6]DiederichsenA.Comparisonofgeneticdiversityofflax(LinumusitatissimumL.)betweenCanadiancultivarsandaworldcollection.PlantBreeding,2001,120(4):360-362.
[7]MånsbyE,O.Díaz,BothmerRV.PreliminarystudyofgeneticdiversityinSwedishflax(Linumusitatissimum).GeneticResources&CropEvolution,2000,47(4):417-424.
[8]OhTJ,GormanM,CullisCA.RFLPandRAPDmappinginflax(Linumusitatissimum).Theoretical&AppliedGenetics,2000,101(4):590-593.
[9]FuYB,DiederichsenA,RichardsKW,PetersonG.Geneticdiversitywithinarangeofcultivarsandlandracesofflax(LinumusitatissimumL)asrevealedbyRAPDs.GenetResourCropEvol,49(2):167-174
[10]FuYB,RowlandGG,DuguidSD,etal.RAPDAnalysisof54NorthAmericanFlaxCultivars.CropScience,2003,43(4):1510.
[11]DiederichsenA,FuYB.PhenotypicandMolecular(RAPD)DifferentiationofFourInfraspecificGroupsofCultivatedFlax(LinumusitatissimumL.subsp.usitatissimum).GeneticResources&CropEvolution,2006,53(1):77-90
[12]SpielmeyerW,GreenAG,BittisnichD,etal.IdentificationofquantitativetraitlocicontributingtoFusariumwiltresistanceonanAFLPlinkagemapofflax(Linumusitatissimum).Theoretical&AppliedGenetics,1998,97(4):633-641.
[13]RiekJD,LooseMD,WaesJV,etal.Mostsimilarvarietygroupingfordistinctnessevaluationofflaxandlinseed(LinumusitatissimumL.)varietiesbymeansofAFLPandmorphologicaldata.PlantVarieties&Seeds,2001,14(2):69-87.
[14]HüseyinU,FuYB,KurtO,etal.Geneticdiversityofcultivatedflax(LinumusitatissimumL.)anditswildprogenitorpaleflax(LinumbienneMill.)asrevealedbyISSRmarkers.GeneticResources&CropEvolution,2010,57(7):1109-1119.
[15]PowellW,MachrayGC,ProvanJ.Polymorphismrevealedbysimplesequencerepeats.TrendsinPlantScience,1996,1(7):215-222.
[16]黨占海,趙偉.中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究-胡麻分冊(cè).北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2016.
[17]高鳳云,斯欽巴特爾,周宇,等.基于SSR標(biāo)記的胡麻粗脂肪及脂肪酸組分的關(guān)聯(lián)分析.作物雜志,2022(1):44-49.
[18]伊六喜.胡麻產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析.呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.
[19]何瑞超.綠豆遺傳多樣性研究及種子萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià).呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2021.
[20]關(guān)虎,王振華,曹禹,等.亞麻品種主要農(nóng)藝性狀遺傳多樣性分析.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,48(11):2035-2040.
[21]李恭澤,郭棟良,江海霞,等.379份亞麻種質(zhì)白粉病抗性遺傳多樣性分析.分子植物育種,1-21.
[22]郭棟良,江海霞,張喻,等.國(guó)外引進(jìn)亞麻種質(zhì)資源遺傳多樣性分析.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,56(11):2112-2122.
[23]左振興,紀(jì)軍建,付國(guó)慶,等.基于DUS測(cè)試性狀的亞麻測(cè)試品種遺傳多樣性分析.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2021,37(24):48-53.
[24]SharmaP,MehtaG,ShefalI,etal.Developmentandvalidationofheat-responsivecandidategeneandmiRNAgenebasedSSRmarkerstoanalysisgeneticdiversityinwheatforheattolerancebreeding.MolBiolRep,2021,48(1):381-393.
文章摘自:高鳳云,伊六喜,周宇,等.亞麻種質(zhì)資源遺傳多樣性分析[J/OL].作物雜志,1-11[2025-03-03].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1808.S.20250217.0952.002.html.
