基于SSR标记的中国大豆育成品种的遗传多样性和遗传结构研究

摘要

大豆是我国重要的油料和经济作物,在我国已有五千年栽培历史。栽培大豆通常被认为是由野生大豆驯化而来。大豆育成品种在我国大豆生产中发挥了重要作用,是最重要的种质资源。我国在1923到2005年共育成了1300个大豆育成品种,研究大豆育成品种的遗传多样性和遗传结构对大豆育种的亲本选配和遗传改良具有重要意义。实验采用均匀分布于大豆20个连锁群的126个 SSR分子标记,对345份中国大豆育成品种,其中东北地区169份,黄淮海地区109份,南方地区67份进行遗传多样性和不同地理区域间及不同时期遗传结构分析。主要结果如下:
　　1基于软件 Power Marker version3.25分析表明:126个 SSR标记分析345份中国大豆育成品种总计有1776个等位变异数,各位点平均等位变异数是14.10,多态性信息数值 PIC为0.84,变化范围是0.625-0.927。三大大豆产区多态性信息数值 PIC值由大到小依次是黄淮海、南方和东北地区,分别为0.81、0.74和0.64。遗传丰富度由大到小依次是东北、黄淮海和南方地区,其分别为24、20、14,遗传丰富度最大的黑龙江省为9.25,其次为河南,最小的省为河北。利用 SSR标记进行中国大豆育成品种遗传关系无根树状聚类表明南方地区与黄淮海地区大豆亚群的遗传关系较近,与东北地区遗传关系较远,各省份亚群中江苏亚群与河南亚群遗传关系最近。
　　2特有、特缺、互补等位变异分析表明:黑龙江、吉林、辽宁、北京、山东、河南、江苏、安徽、湖北、湖南、四川这十一个主要省份大豆育成品种亚群的特有等位变异数分别是0、1、2、0、0、1、0、0、0、0、0;特缺等位变异数分别是0、2、3、0、3、0、0、2、0、49、1。辽宁大豆亚群具有最多的特有等位变异数。祖先亲本、1923-1970、1971-1990、1991-2000、2001-2004亚群特有等位变异数分别为0、1、0、1、4;特缺等位变异数是21、10、0、1、0。随着时间的推移,新的等位变异不断取代旧的等位变异,增加的大于消失了的.在培育新品种时,要加强不同地理区域间基因交流,保存不同时期的材料.
　　3基于 STRUCTURE软件进行的 Hardy-Weinberg平衡模型群体遗传结构研究表明:345份我国大豆育成品种聚类成7个亚群。亚群Ⅰ中是由湖北和湖南品种组成;亚群Ⅱ中以北京、江苏和安徽大豆为主;亚群Ⅲ以湖北和四川大豆为主;亚群Ⅳ和Ⅴ中全部为东北大豆,亚群Ⅴ中的品种和数量是最少的;亚群Ⅵ主要含有河南和江苏大豆;亚群Ⅶ中含有的河南大豆最多。

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符号说明

第 1 章 文献综述

1.1 大豆种质资源

1.1.1 大豆的分类及种质资源

1.1.2 中国大豆育成品种及其在生产中的应用

1.2 遗传多样性的概念及研究方法

1.2.1 遗传多样性的定义

1.2.2 遗传多样性研究方法

1.3 分子标记在大豆育成品种遗传多样性研究的应用

1.3.2 SSR 标记在大豆遗传多样性研究进展

1.3.3 本研究的目的和意义

第 2 章 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 研究方法

2.2.1 分子标记选择

2.2.2 DNA 的提取

2.2.3 PCR 扩增

2.2.4 电泳检测 PCR 扩增产物

2.3 数据处理与分析

2.3.1 遗传多样性的度量

2.3.2 特有、特缺、互补等位变异

2.3.3 Dd 遗传距离

2.3.4 群体的遗传结构分析

第 3 章 我国大豆育成品种遗传多样性研究

3.1 我国大豆育成品种群体分省亚群间遗传多样性

3.1.1 分省亚群间的遗传多样性

3.1.2 分省亚群间等位变异的互补性

3.1.3 分省亚群间的特异性

3.2 我国大豆育成品种分时期亚群遗传多样性及特异性

3.2.1 分时期亚群间的遗传多样性

3.2.2 我国大豆育成品种分时期亚群间的互补等位变异数

3.2.3 分时期亚群间的特异性

3.3 我国大豆育成品种基于遗传距离的聚类分析

3.3.2 我国大豆育成品种的聚类亚群

3.3.3 我国大豆育成品种分省亚群间的 SSR 聚类关系分析

3.3.4 我国大豆育成品种分时期亚群间 SSR 聚类关系分析

3.4 分析与讨论

3.4.1 我国大豆育成品种遗传多样性分析

3.4.2 我国大豆育成品种互补性及特异性分析

第 4 章 中国大豆育成品种遗传结构的分析及探究

4.1 中国大豆育成品种群体遗传结构分析

4.1.1 群体结构的分析和 K 值的确定

4.1.2 群体结构分布

4.1.3 分析与讨论

第 5 章 讨论、结论与展望

5.1 讨论

5.1.1 我国大豆育成品种群体的遗传多样性

5.1.2 我国大豆育成品种群体互补性和特异性

5.1.3 我国大豆育成品种群体遗传结构

5.2 全文结论

5.4 展望

致谢

参考文献

附录 A