甘蔗亲本遗传多样性研究及黑穗病抗性鉴评

摘要

甘蔗是重要的糖料作物及较有发展潜力的可再生生物质能源作物。甘蔗亲本是甘蔗育种的基础。研究主要甘蔗亲本的遗传多样性有助于指导甘蔗杂交育种的亲本选择及杂交组合配置，从而提高甘蔗育种成效。甘蔗黑穗病是影响我国甘蔗产业可持续发展的重要瓶颈。抗病育种是防治甘蔗黑穗病最经济、最有效的途径，而亲本的抗黑穗病鉴评是抗病育种的基础。本研究基于SCoT和 ISSR两种分子标记技术，对我国甘蔗育种程序中的75份甘蔗种质（以甘蔗亲本为主，含少量斑茅蔗F3及热带原种）进行遗传多样性研究，并对其中34份甘蔗亲本进行黑穗病抗性鉴定与评价。本研究主要研究结果如下：
　　（1）筛选出的24条SCoT多态性引物对75份甘蔗种质共扩增出227条带，其中多态性条带200条，多态性条带率为88.11％，平均每条引物扩增条带数为9.5条，平均多态性信息指数（PIC）为0.8159，等位基因数（Na）为1.8811，有效等位基因数（Ne）为1.4725，Nei`s基因多样性指数（H）为0.2853，Shannon`s信息指数（I）为0.4342（表5）。15条ISSR引物共扩增出DNA条带146条，其中多态性条带123条，多态性条带比率（PBB）为84.25%，平均多态性信息指数（PIC）为0.8361，等位基因数（Na）为1.8425，有效等位基因数（Ne）为1.4644，Nei`s基因多样性指数（H）为0.2770，Shannon`s信息指数（I）为0.4198（表5）。表明这两种分子标记均适用于甘蔗亲本遗传多样性分析。
　　（2）基于SCoT、ISSR及SCoT+ISSR标记数据的75份甘蔗材料的遗传相似系数 GS变化范围依次为0.524-0.850，平均为0.687；0.452-0.863，平均为0.658；及0.542-0.831，平均为0.687。其中，基于SCoT+ISSR标记数据的ROC25与ROC20最为相似，相似性系数为0.83；ROC25与HoCP95-988相似性系数最小，为0.542。
　　（3）基于SCoT、ISSR及SCoT+ISSR标记数据的聚类和主坐标分析结果均可将75份供试甘蔗材料分为类似的两大组。其中，基于SCoT+ISSR标记合并数据的聚类图，在遗传相似系数为0.67时，可分为A和B两个聚类组。其中，A组由42个参试甘蔗材料组成，主要包括全部Q系、全部CP系、HoCP系列，全部粤糖系及斑茅蔗F3、黔蔗等；B组由33个参试甘蔗材料组成，主要包括全部台糖系、桂糖系、热带原种、黔糖及赣蔗等。
　　（4）参试甘蔗材料遗传多样性丰富，澳大利亚Q系、美国CP系及HoCP系、中国粤糖系血缘基础较近；台湾台糖系、中国广西桂糖系、黔糖及赣蔗血缘关系较近，聚类在一起。
　　（5）黑穗病抗性鉴定结果表明：抗性水平为高抗（HR）的品种（品系）有Q171、ROC1、内江57-614，占供试品种的8.8%；抗性水平为抗（R）的品种（品系）有福农95-1702、NCo376、CP93-1382、CP65-357、赣蔗95-108、ROC5，占17.6%；抗性水平为中抗（MR）的品种（品系）有巴西618、粤糖89-113、台优，占8.8%；抗性水平为中感（MS）的品种（品系）有粤糖86-368、ROC16、Q179、Q191、HOCP95-988、台糖89-1626、引8、F177，占23.5%；抗性水平为感病（S）的品种（品系）有Q205、ROC23、NCo310、柳城03-48、Q189、F134、粤糖83-271、桂糖94-119、TH10、赣蔗14，占29.4%；抗性水平为高感（HS）的品种（品系）有湛江种、粤糖06-666、08-144、HOTH409，占11.8%。

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1 文献综述

1.1 甘蔗遗传育种概况

1.2 分子标记种类及其应用

1.3 本研究所采用的分子标记技术

1.4 甘蔗遗传多样性及其研究进展

1.5 甘蔗黑穗病及其抗性研究进展

1.6 研究目的及意义

1.7 研究技术路线

2 材料与方法

2.1 甘蔗亲本遗传多样性研究

2.2 甘蔗亲本对黑穗病的抗性鉴定与评价

3 结果

3.1 甘蔗SCoT与ISSR标记多态性的分析

3.2 甘蔗亲本的遗传相似系数及ISSR和SCoT标记相关性分析

3.3 基于SCoT与ISSR以及SCoT+ISSR合并数据的聚类分析

3.4 基于SCoT与ISSR以及SCoT+ISSR合并数据的主坐标分析

3.5 甘蔗黑穗病菌活性检测及PCR的鉴定

3.6 甘蔗黑穗病发病潜伏期及株发病率

3.7 甘蔗黑穗病抗性鉴定结果

3.8 甘蔗黑穗病的聚类分析

4 讨论与结论

4.1 讨论

4.2 结论

致谢

参考文献