利用醇溶蛋白与SSR分析中国小麦地方品种遗传多样性

摘要

我国拥有13149份小麦地方品种资源，约占我国目前小麦种质资源保存总数的三分之一。在历史上，小麦地方品种对我国的小麦育种和生产作出了巨大贡献。中国的小麦地方品种还携带有许多优良基因。例如，从“齿牙糙”发现的Pm24基因，对白粉病具有很强的抗性；“望水白”是当前最好的赤霉病抗源之一。地方品种有益基因资源的发掘和利用对于现代小麦品种改良具有重要的意义。本研究通过对来自我国不同生态区小麦地方品种的醇溶蛋白构成和SSR分析，试图在不同水平上了解其遗传多样性，为地方品种的进一步研究和利用提供理论基础。 本研究共选取地方品种72份，全部来自于初级核心种质，涉及10大生态区，32个生态型，27个省、市、自治区。每个品种选30粒，切割种子成为两个半粒，取无胚部分碾磨，提取醇溶蛋白进行A-PAGE试验，总计检测72×30=2160粒；有胚部分发芽，待长成幼苗时，混合剪取叶片，提取DNA，采用21对SSR引物(每对同源染色体上覆盖一个SSR位点)对72份DNA样品进行多态性检测。实验结果如下：(1)醇溶蛋白的分析结果表明，在72个地方品种中共观察到101条迁移率不同的条带，其中ω区32条，γ区23条，β区23条，α区23条。这些条带共构成229种不同的带型组合。各条带分布频率范围为0.002％～4.848％。每个地方品种出现醇溶蛋白条带总数变化在14～24之间。 醇溶蛋白的多样性，不仅表现在品种间，而且表现在品种内。在供试的72个品种中，只有9个品种的不同个体间表现出醇溶蛋白带型一致，占供试材料的12.5％，其余品种内不同个体之间在醇溶蛋白构成上存在异质性。同一品种内出现2种和3种谱带类型的材料最多，分别占30.6％和27.8％，有4种谱带类型的品种占12.5％，有5～8种谱带类型的品种占1.4％～6.5％，醇溶蛋白谱带类型种类最多的是“二红皮小麦”(ZM004659)，达14种之多。作为对照的现代育成品种“小偃6号”的不同个体间醇溶蛋白带型一致。 变异类型丰富的品种(如“二红皮小麦”)不同个体的谱带类型没能聚为一类，而是各自与其它品种交叉聚为一类。根据利用醇溶蛋白谱带类型可以将地方品种区分开来。供试品种总遗传多样性指数为0.9782，品种内平均平均遗传多样性指数为0.8393，品种间遗传多样性指数为0.1389。全部品种间的平均遗传距离为0.899，变化范围在0～1.375之间。不同生态区地方品种的遗传多样性指数超过0.9。品种内个体间最大遗传距离为1.3933(“红芒红”，ZM003008)。 (2)SSR的分析结果表明，在21对SSR引物中，18对引物在不同地方品种上具有多态性，共检测到93个等位位点，每对引物检测到的等位位点数1～10个，平均为4.42个。聚类分析发现，本实验所用的21对SSR引物亦能将供试的72个品种区分开来。不同生态区的品种遗传多样性指数较高，变化在0.9740～0.9801之间。根据SSR分析得到的品种间平均遗传距离为0.436，变化范围在0.131～0.563之间。 (3)比较醇溶蛋白与SSR的分析结果表明，根据醇溶蛋白计算的品种间遗传距离变异范围、遗传距离(GD)平均值均高于SSR标记的相应数值，但两种方法获得总群体遗传多样性相近，分别为0.9781和0.9808。比较两种标记的聚类图也发现，二者所聚类群在材料的次序上有所变化，主要是因为这两种方法揭示的是不同染色体、染色体不同位点的遗传信息。在各群体遗传多样性指数上，发现这两种标记的各个群体(麦区)多样性指数较为相近；二者无论从群体还是从各大麦区分析，中国小麦地方品种间均具有较高水平(Ht、Hs＞0.9)的遗传多样性。 根据上述初步研究结果，本研究的主要结论如下：(1)醇溶蛋白构成分析的结果表明，中国小麦地方品种多为异质遗传平衡群体，即同一地方品种是由具有不同醇溶蛋白构成的个体组成的一个遗传平衡群体；(2)根据小麦地方品种内遗传异质性的特点，在地方品种收集和保存上需要有较大的群体，才能保持一个地方品种的遗传完整性。在地方品种的利用上，不仅应对不同品种区别对待，而且应根据品种内个体之间的遗传差异区别处理；(3)醇溶蛋白和SSR分析均表明，各个生态区的小麦地方品种遗传多样性指数均在0.9以上，表明中国小麦地方品种具有丰富的遗传多样性，对未来小麦改良仍然具有重要的利用价值。 GeneticdiversityofChinesewheatlandracesasrevealedbygliadinandSSRanalysesTaoXianping

目录

文摘

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独创性声明及关于论文使用授权的声明

第一章文献综述

第二章材料与方法

第三章结果与分析

第四章讨论与结论

参考文献

致谢

作者简历