青稞种质资源遗传多样性分析和核心种质的构建

摘要

大麦是世界上最古老的粮食作物之一，在我国栽培历史悠久，分布地区辽阔。其营养价值高，又是啤酒工业的重要原料和畜牧业的优质饲料，在农业生产中占有重要的地位。青稞是大麦的一种特殊类型，也是我国青藏高原具有鲜明特色的农作物，因生长环境的地理位置、海拔和地形的差异，青稞的遗传多样性十分丰富，变种数量很多，占全国大麦总变种数的60％以上，大量丰富的遗传资源和信息对于青稞育种工作有着十分积极的意义。
　　 在几千年的生长进化过程中，青稞变异类型多样，含有大量丰富的突变基因，这些遗传资源也是青稞研究的物质基础。研究我国青稞种质资源间的遗传多样性，有利于深入认识我国青稞种质资源的分布特点，为扩大青稞种质资源利用，提高青稞引种、育种水平和栽培技术提供科学依据和基本资料，为更好地保护和开发青稞种质资源提供具有价值的科学理论支持。
　　 本研究的402份青稞种质大部分来自于西藏和青海（各192份和191份），少部分来自云南和四川甘孜（各8份和11份）。主要研究结果如下:
　　 1、对这402份青稞种质的抽穗期、穗长、株高、千粒重、粒色和芒型6个农艺性状进行了分析和评价，并对这些表型数据做了相关分析、主成分分析和聚类分析，从表型上初步了解了这些青稞种质间的遗传多样性。相关分析表明这些农艺性状间有着显著的相关性，而主成分分析说明株高对千粒重和产量有着较为重要的影响，在青稞育种选择亲本时应着重考虑株高的影响，选择矮秆抗倒伏品种。聚类分析的遗传相似系数的变幅为0.1447-1，平均变幅为0.6666，这些青稞种质在农艺性状上表现出丰富的遗传多样性。
　　 2、用平均分布于大麦7条染色体上的42对具有丰富多态的SSR标记检测这些青稞种质间的遗传多样性。各标记位点检测出等位基因数为2-8个，共检测出190个等位基因，平均每位点4.5个，长度在100-380bp之间。5H上的6对标记共检测出33个等位基因，是这7条染色体上检测出来等位基因数最多的，其上的GBS0613标记检测出8个等位基因，是检测出等位基因数最多的标记。此外，各位点的基因型也十分丰富，共有298种基因型，最少是3种，最多为19种。由此可见，该42对平均分布在大麦7条染色体上的SSR标记具有较高的检测性，可以较好的区分青稞种质。42对SSR标记的Shannon多样性指数(Ⅰ)也充分表明这些标记具有较高的检测性，青稞种质间有着比较丰富的遗传多样性。根据检测出的等位基因及基因型进一步对这些青稞种质进行聚类分析，青稞种质间遗传相似系数的变幅为0.5690-0.9897，平均变幅为0.8554。在基因型的表现上，青稞种质间也有着较为丰富的遗传多样性。
　　 3、根据农艺性状和分子标记的检测结果，采用聚类取样法、随机取样法和最小距离逐步取样法，从402份青稞种质中筛选出50份具有较高遗传多样性的青稞种质作为核心种质，占总数的12.44％。对这50份青稞种质的代表性进行x2测验、t测验、F测验、Shannon多样性指数（Ⅰ)检测和聚类分析表明，这50份青稞核心种质具有代表性，可以考虑作为亲本加以综合利用。
　　 本文依据青稞种质的农艺性状和分子标记的检测结果，将核心种质的概念和方法引入青稞种质资源，试图筛选出变异程度大，遗传多样性高的青稞种质资源，从而降低青稞品种间的遗传重复，提高优异种质的利用效率。根据制定的育种目标，采用核心种质，结合核心种质表型和基因型的特征，将为合理选配亲本组合、拓宽我国青稞的遗传基础、加快选育出理想的青稞新品种提供参考依据。同时，利用SSR标记在分子水平研究了青稞种质间的遗传多样性，排除了环境因素的变动影响，为更好地利用和保护青稞种质资源提供了详实可靠的理论依据，并提供了一套在青稞种质资源研究中具有高检测率的SSR分子标记。

目录

摘要

1 文献综述

1．1 青稞种质资源概述

1．1．1 青稞种质资源的地理分布

1．1．2 青稞种质资源的遗传变异情况

1．1．3 青稞的重要利用价值

1．2 大麦及青稞种质资源形态特征研究

1．3 大麦及青稞种质资源遗传多样性研究进展

1．3．1 大麦种质资源遗传多样性研究进展

1．3．2 青稞种质资源遗传多样性研究进展

1．4 大麦及青稞种质资源核心种质构建研究进展

1．5 本研究目的及意义

2 青稞种质资源间的农艺性状分析

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．2．1 试验设计

2．2．2 统计分析

2．3 结果分析

2．3．1 青稞种质资源间各农艺性状的统计分析

2．3．2 青稞种质资源间各农艺性状的相关性分析

2．3．3 青稞种质资源间各农艺性状的主成分分析

2．3．4 青稞种质资源间各农艺性状的聚类分析

3 青稞种质资源间的遗传多样性

3．1 实验材料

3．2 实验方法

3．2．1 青稞幼苗叶片DNA的SDS提取方法

3．2．2 SSR引物的选用

3．2．3 PCR反应体系和程序

3．2．4 PAGE检测PCR产物

3．3 结果分析

3．3．1 SSR引物检测结果

3．3．2 Shannon多样性指数分析

3．3．3 聚类分析

4 青稞核心种质的构建

4．1 核心种质构建策略

4．2 青稞核心种质的构建

4．3 核心种质的代表性检测

4．3．1 农艺性状频率分布的x2测验

4．3．2 数量性状的t测验和F测验

4．3．3 Shannon多样性指数分析

4．3．4 核心种质的聚类分析

5 讨论

参考文献

附录

致谢

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