苜蓿种质资源遗传多样性和群体结构分析

摘要

苜蓿（MedicagoSativaL.）作为重要的豆科牧草，不仅能改良土壤，还可以增加优质蛋白质，是发展高效优质畜牧业的物质基础。鉴于此，开发苜蓿种质资源，研究其遗传多样性、群体遗传关系对其进行遗传改良在理论和实践上具有重要意义。本研究通过对17份苜蓿品种材料和60份苜蓿单株半同胞后代材料，共计77份苜蓿材料的产量性状差异及相关性、遗传多样性、群体结构进行了分析，主要研究结果如下:
　　 1.通过对77份苜蓿材料产量性状的特征分析表明，参试苜蓿品种（家系）遗传变异十分丰富，品种（家系）间的遗传变异大于品种（家系）内的遗传变异。从参试苜蓿品种（家系）内可以看出，5个产量性状均有较丰富的变异，各产量性状变异系数的大小顺序为:鲜草产量＞分枝数＞刈割高度＞生长速度＞鲜干比，平均变异系数最小是鲜干比为11.11，鲜草产量的变异系数最大为23.53;在参试苜蓿品种（家系）内，苜蓿品种的遗传变异与苜蓿家系变异相比，苜蓿品种的变异较稳定。
　　 2.苜蓿鲜草产量与生长速度、刈割高度、分枝数和鲜干比的相关分析结果表明:生长速度与鲜草产量呈极显著相关(r=0.651，P＜0.01);刈割高度与鲜草产量呈极显著相关(r=0.675，P＜0.01);分枝数与鲜草产量呈显著相关(r=0.129，P＜0.05;鲜干比与鲜草产量无相关性(r=0.055，P＞0.05);相关系数由大到小依次为刈割高度(r=0.675)、生长速度(r=0.651)、分枝数(r=0.129)、鲜干比(r=0.055)。
　　 3.利用筛选的10对SSR引物对77份苜蓿材料进行遗传多样性分析，共检测77个等位基因，平均每对引物检测到的等位基因数(NA)7.7个，平均有效等位基因数(NE)3.5738，平均多样性指数(I)1.4526，平均期望杂合度(HE)0.6778。采用类平均法(UPGMA)Nei氏遗传距离进行聚类分析，将77份苜蓿材料划分为4个大类，8个亚类;分子标记分析结果表明:77份苜蓿材料间的遗传距离大，表现出77份苜蓿材料遗传基础的异质性。
　　 4.根据获得的58个多态性位点对77份苜蓿材料的群体结构进行分析，结果表明:当K（类群数）=4时，似然值最大，可将参试材料划分四大类群。以Q值（第i材料其基因组变异源于第K群体的概率）=0.6为划分标准，分析了各苜蓿材料在不同群体的Q值，发现77份苜蓿材料中的60份材料（占77.92％）在四大类群中特定类群中Q值大于或等于0.6，遗传基础比较单一;而其余的17份苜蓿材料（占22.08％）在每一类群中的Q值均小于0.6，遗传结构比较复杂;而划入特定类群中的50份材料，在各类群中所占的比例分别为18.18％、14.29％、27.27％、18.18％;各类群的遗传多样性比较结果显示，类群Ⅱ遗传多样性水平最高，其次是类群Ⅲ、类群Ⅰ，类群Ⅳ的遗传多样性水平相对较低。

目录

摘要

符号说明(英文缩略词)

1 文献综述

1．1 苜蓿概况及研究背景

1．1．1 苜蓿概况

1．1．2 研究背景

1．2 遗传多样性概述及研究方法

1．2．1 遗传多样性概述

1．2．2 遗传多样性研究方法

1．3 苜蓿产量性状研究进展

1．3．1 苜蓿产量的构成研究进展

1．3．2 苜蓿产量的影响因素研究进展

1．4 分子标记在苜蓿辅助育种的研究进展

1．4．1 分子标记与苜蓿遗传多样性

1．4．2 分子标记在苜蓿草产量方面研究

1．5 群体结构研究进展

1．5．1 地理生态类型分群

1．5．2 基于遗传距离的群体划分

1．5．3 基于模型的类群分析方法的群体划分

1．6 本研究目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 试验地概况

2．1．2 试验材料

2．1．3 田间试验设计与管理

2．2 试验方法

2．2．1 播种

2．2．2 产量性状的测定

2．2．3 SSR标记

2．2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 苜蓿品种(家系)产量性状差异及相关分析

3．1．1 苜蓿品种(家系)内与品种(家系)间性状差异分析

3．1．2 性状间相关分析

3．2 苜蓿品种(家系)遗传多样性分析

3．2．1 SSR多态性引物的筛选

3．2．2 PCR扩增多态性

3．2．3 遗传相似性分析

3．2．4 聚类分析

3．3 苜蓿品种(家系)群体结构分析

3．3．1 K值的确定

3．3．2 不同遗传相似型比例的划分结果比较

3．3．3 77份苜蓿材料的群体结构

3．2．4 类群间遗传多样性比较

4 讨论

4．1 农艺性状差异及相关分析

4．1．1 苜蓿变异与遗传多样性

4．1．2 苜蓿产量性状相关分析

4．2 遗传多样性分析

4．3 群体结构分析

4．3．1 两种聚类方法的比较

4．3．2 群体结构分析

5 结论

附件1：CTAB法提取DNA

附件2：PCR反应体系、电泳试剂配比

参考文献

致谢

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