CIMMYT和黄淮麦区部分小麦种质的遗传多样性分析

摘要

种质资源是作物育种的物质基础，目前小麦遗传改良面临着遗传基础日益狭窄、遗传多样性下降的问题。本研究对405份从国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)引进的普通小麦种质系和124份我国黄淮麦区小麦品种（系）进行了农艺性状鉴定、品质性状分析和分子标记检测。获得以下主要结果:
　　(1)农艺性状调查结果显示，CIMMYT材料表型性状存在丰富的变异，主要农艺性状多样性指数平均值达2.029，平均株高较高，达97.859cm，穗长和穗粒数平均值高于黄淮麦区2000年后育成品种。黄淮麦区材料中，2000年后育成品种的多样性指数降低，株高、单株穗数、小穗数/穗降低，其中株高降低较为明显，穗长、穗粒数、千粒重有所提高。田间抗病性调查结果显示，多数CIMMYT材料对白粉病、条锈病和叶锈病具有较好的抗性。
　　(2)品质性状分析结果显示，CIMMYT材料粗蛋白含量平均值15.598％、湿面筋含量平均值33.602％、稳定时间平均值6.405min、沉降值平均值44.569mL、容重平均值823.279g/L，与黄淮麦区2000年后育成品种主要品质指标平均值比较接近，但是多样性高于黄淮麦区2000年后育成品种。多数CIMMYT材料的主要营养和加工品质较好。
　　(3)从均匀分布于小麦21条染色体的420对引物中共筛选出62对条带清晰、多态性较好的引物。62对SSR引物在405份CIMMYT材料中共检测到198个等位变异，其中有10个等位变异是特异性等位变异，仅能在CIMMYT材料中检测到;在124份黄淮麦区材料中共检测到197个等位变异，其中有9个等位变异是特异性等位变异，仅能在黄淮麦区材料中检测到。单个引物的多态性信息含量(PIC)CIMMYT材料介于0.03～0.79之间，平均值为0.48，黄淮麦区材料PIC值介于0.09～0.88之间，平均值为0.54，高于CIMMYT材料。对A、B、D基因组各引物PIC平均值进行比较结果表明，CIMMYT材料和黄淮麦区材料均表现出B基因组最高，A基因组次之，D基因组最低。黄淮麦区材料间遗传相似系数介于0.57～0.99之间，平均值为0.70; CIMMYT材料间遗传相似系数介于0.56～0.89之间，平均值为0.73。CIMMYT材料和黄淮麦区材料共同计算的材料间遗传相似系数介于0.53～0.99，平均值为0.68。虽然二者遗传相似系数的平均值相近，但是黄淮麦区材料遗传相似系数的最高值显著高于CIMMYT材料。
　　(4) CIMMYT材料和黄淮麦区材料共同聚类时，在0.66遗传相似系数处CIMMYT材料和黄淮麦区材料分别聚为一类，说明两类材料遗传差异较大。单独对CIMMYT材料和黄淮麦区材料进行聚类，在0.73遗传相似系数处CIMMYT材料可以分为14个类群，类型较为丰富，黄淮麦区材料在0.71遗传相似系数处可以分为11个类群，并呈现出一定的时间性和地域性特点。