基于SSR分子标记的甜菜种质资源取样策略及遗传多样性分析

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糖用甜菜(Beta vulgaris L.)为苋科、甜菜属,是我国重要的糖料和经济作物。本课题主要研究SSR核心引物筛选及甜菜种质资源的取样策略,并用筛选好的多态性高的引物对现有的33份优良多胚甜菜种质资源进行遗传多样性及聚类分析,其目的是为甜菜种质资源建立一个准确、科学的SSR分子标记遗传分析的取样策略,并对本研究的参试甜菜材料进行亲缘关系的鉴定和评估。主要结果如下:1.筛选出27对核心引物。利用8个甜菜材料筛选247个SSR引物对,其中27对引物被选作用于甜菜后续分子标记分析的核心引物对。这27对引物共扩增出103条带子,其中95条为多态性,多态性比率为90.43%,多态性信息量(PIC)范围为0.549~0.983,平均每一对引物的PIC值为0.841;为了验证引物在群体间的多态性,选取M206的56份不同的DNA对引物进行PCR扩增,扩增总条带数为3,均为多态性带,多态性百分率为100%。2.确定了利用SSR分子标记探索甜菜种质资源遗传多样性时的最佳取样策略。以4份不同的甜菜种质资源为材料,利用SSR分子标记对4份种质资源的单株DNA样品、固定DNA混样,随机梯度混样三种处理进行扩增结果的分析与比较。结果表明:(1)4份种质资源均具有丰富的遗传变异,建立的取样策略可以用于甜菜不同种质资源群体的遗传变异研究;(2)随着单株DNA数目的增多,等位基因数目也逐渐增大,在20或30株混样时达到峰值,在40、50株混样中的等位基因数反而会有所下降,建议单株混样的数量不应该超过30株;(3)利用SSR技术分析甜菜种质资源的的遗传多样性时,每个群体采取随机20个单株混样能够检出较高频率的(>90%)等位基因,且具有可重复性,为最优取样梯度。研究结果为进一步研究甜菜及其近缘种群体的取样策略提供了有力的理论依据。3.根据最佳取样策略,对现有的33份优良多胚甜菜种质资源进行遗传多样性及聚类分析。结果表明,37对SSR引物总共扩增出173条带,其中141条为多态性条带,多态百分比为81.5%,平均每对引物扩增4.68条带。平均每对引物扩增出的有效等位基因数为1.9281,Shannon’s多样性指数为0.6817,Nei’s期望杂合度为0.4767,群体间遗传分化指数Fst为0.1814,居群间基因流Nm为1.1283。利用MEGA得出33份种质间的遗传距离介于0.111~0.398之间,平均为0.230。在遗传距离为0.150处时,可将参试材料分为两个亚群,其中32号(2B32)单独为一个亚群,其他的为一个亚群。研究结果表明本次参试群体间存在着一定程度的遗传分化,甜菜的遗传基础较狭窄,亲缘关系很近,通过本次研究了解了甜菜种质资源之间的遗传差异,为我国多胚甜菜种质资源评价利用及育种提供理论基础。
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