灵宝大枣遗传多样性的表型与ISSR分析

摘要

灵宝大枣(Ziziphus jujuba‘Lingbaodazao')果实个大,糖分含量高,营养丰富,是枣(Ziziphusjujuba Mill.)的一个优良地方品种。灵宝大枣有栽培历史悠久,在长期的栽培过程中,由于气候、土壤等自然条件和人类生产活动的影响,其形态特征、生物学特征和品质特征均发生了较大的变异,对灵宝大枣生产的标准化和商品化产生了不利的影响,但同时也为从中选育优良品系奠定了良好的基础。本文采用传统形态学标记方法并结合技术成熟稳定、经济适用且多态性检测水平高的ISSR标记方法,对灵宝大枣群体的遗传多样性、遗传学结构及遗传学关系进行了研究,收集了一些优良单株并进行了嫁接实验,为灵宝大枣新品种选育、种质资源保护提供理论依据。主要结果如下:
　　 1.对70份灵宝大枣材料28个表型性状的变异系数分析结果显示:灵宝大枣14个植株性状的平均变异系数为17.36％,平均方差为9.3267；8个果实外观性状的平均变异系数为25.29％,平均方差为15.1270；6个果实主要内含物性状的平均变异系数为11.39％,平均方差为8.1293。表明在灵宝大枣表型总变异中果实的变异程度最高,植株变异程度居中,而内含物最为稳定,变异系数也最小。
　　 2.表型性状的聚类分析结果表明:供试的70份材料可以分为3个群组,第一群组为大果型,为灵宝大枣的典型代表类型,第二群组为小果型和长果型,在灵宝大枣中种类中比较稀少。第三组群仅有1株,形态特征多方面异于其他单株,可能是灵宝大枣的变异单株或者同名异物单株。对灵宝大枣10个主要性状的相关性分析结果表明:果形主要受到果横径变异的影响最大；单果重和内含物含量的关系比较密切,内含物各性状之间的相关关系不明显。
　　 3.改良后的SDS法提取的灵宝大枣基因组DNA,纯度较好平均OD260/280值为1.77；平均得率为93.7gg/g；完整性好。可以完全满足后期ISSR扩增的需要。
　　 4.建立和适合灵宝大枣的ISSR-PCR反应体系:总体积20μL,其中含模板DNA80ng,引物浓度0.7gmol/L,2xTaq PCR MasterMix10.0μl,用无菌去离子水补足20μl。扩增程序:94℃预变性5min,94℃变性30s,54℃(视引物而定)复性45s,72℃延伸75s,35个循环；72℃延伸10 min,4℃保存,筛选出多态性较好的12条ISSR引物用于扩增。
　　 5.共选出扩增稳定、多态性较好的引物12个,对70份灵宝大枣基因组DNA进行了扩增,共扩增出105个位点,平均每引物扩增位点8.7个,其中多态位点91个,多态位点百分率86.67％,检查到的等位基因数na=1.8667,有效等位基因数ne=1.5491,基因多样性h=0.3183,香农信息指数I=0.4725,说明70份灵宝大枣材料间存在着较高的遗传变异。
　　 6.对灵宝大枣的群体遗传结构分析表明:灵宝大枣群体的基因多样度Ht为0.3193,群体内基因多样度Hs为0.2828,群体间基因多样度Dst为0.0365,基因分化系数Gst为O.1144,说明仅有11.44％的变异来源于居群之间,而主要的遗传变异来自群体内的个体之间,基因流Nm为3.8717>1,说明居群间的基因流动性较大,居群间的分化比较小。
　　 7.基于ISSR数据的聚类分析同基于表型的聚类分析的结果有所差异,但基本保持一致；主坐标分析更加直观地揭示灵宝大枣各材料之间的亲缘关系；对遗传距离和地理关系的相关系分析表明,遗传距离和地理距离有着弱相关关系。
　　 8.综合表型特征和分子生物学特征,从70株优良单株中挑选出具有代表性优良单株,用高接换头嫁接的方法,在灵宝和新郑进行异地对比试验和遗传稳定性测定,结果有待于经一步观察。