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        中國花生品種更替引發(fā)的SSR位點(diǎn)遺傳多樣性變化趨勢分析

        2017-11-10 02:10:24李玉榮程增書陳四龍宋亞輝張朋娟
        關(guān)鍵詞:檢測

        王 瑾,李玉榮,程增書,陳四龍,宋亞輝,張朋娟

        (河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所河北省作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室,石家莊 050035)

        中國花生品種更替引發(fā)的SSR位點(diǎn)遺傳多樣性變化趨勢分析

        王 瑾,李玉榮*,程增書,陳四龍,宋亞輝,張朋娟

        (河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所河北省作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室,石家莊 050035)

        【目的】旨在了解自20世紀(jì)50年代以來我國花生品種更替所引發(fā)的SSR位點(diǎn)遺傳多樣性變化,以期為花生育種提供參考。【方法】選用154對SSR引物對68個大面積推廣種植品種進(jìn)行檢測?!窘Y(jié)果】共獲得173個位點(diǎn),檢測到872個等位變異,平均為5.04個等位變異/位點(diǎn),遺傳多樣性指數(shù)的變化范圍為0.014~0.881,平均0.477。20條染色體中,b07遺傳多樣性最高,染色體a04最低。品種更替過程中,20世紀(jì)80年代品種更替對SSR位點(diǎn)遺傳多樣性影響最為顯著,與20世紀(jì)70年代及以前品種相比,表現(xiàn)為等位基因遺傳豐富度增加、多樣性指數(shù)增加、品種間遺傳距離略有降低。20世紀(jì)80年代以后,SSR位點(diǎn)的等位基因豐富度增加、多樣性指數(shù)和品種間遺傳距離均無明顯變化。檢測到5個等位變異數(shù)隨年代增加減少的SSR位點(diǎn)。聚類分析結(jié)果顯示類群分布與系譜及地理來源相關(guān),與品種更替年代無關(guān)。【結(jié)論】本研究結(jié)果表明,在花生品種更替過程中,主栽品種等位基因豐富度增加,而等位基因分布均勻度尚未產(chǎn)生顯著性改變。

        花生;品種更替;主栽品種;SSR;遺傳多樣性

        花生(Arachishypogaea L.)脂肪含量38%~60%,蛋白質(zhì)含量24%~36%,糖分含量20%左右,含有豐富的維生素 B2、PP、A、D、E,鈣和鐵等,是深受中國人喜愛的油料作物。目前,中國花生年均總產(chǎn)1342萬t,占世界花生總產(chǎn)的39.47%,居世界首位。種植面積為505.6萬公頃,占世界花生面積的19.12%,僅次于印度居世界第二位[1]?;ㄉN植效益高,是促進(jìn)農(nóng)民增收的重要作物,在農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革中占有重要地位。

        自20世紀(jì)50年代以來,我國花生經(jīng)歷了5次品種更替,每次更替均顯著提高了單位面積的產(chǎn)量,使花生生產(chǎn)得到飛速發(fā)展。20世紀(jì)50年代,伏花生和獅頭企等品種的鑒定和大面積推廣,實(shí)現(xiàn)了我國花生品種的第一次更替;20世紀(jì)70年代末,隨著花17、粵油551、天府3號和開農(nóng)8號等品種的育成推廣,實(shí)現(xiàn)了第二次品種更替;20世紀(jì)80年代,隨著海華1號、白沙1016、天府7號和冀油4號等品種的育成推廣,實(shí)現(xiàn)了第三次品種更替;20世紀(jì)90年代,隨著粵油223、8130、冀花2號和中花4號等品種的育成推廣,實(shí)現(xiàn)了第四次品種更替;進(jìn)入21世紀(jì)以來,高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗病等專用型花生新品種逐步替代非專用型花生品種,實(shí)現(xiàn)了我國花生品種的第五次更替[2]。然而,近年來花生品種改良遺傳進(jìn)度放緩,2011年花生單產(chǎn)為3502.50 kg/hm2,2015年為3561.75 kg/hm2,每年增幅僅為0.34%(http://www.zzys.moa.gov.cn/)。遺傳基礎(chǔ)狹窄是造成遺傳改良進(jìn)度放緩的可能原因,育種過程中品種的更替通常會引起遺傳多樣性降低[3-4]。

        微衛(wèi)星標(biāo)記 SSR(simple sequence repeats)是從分子水平上探討遺傳多樣性的實(shí)用工具。已被廣泛應(yīng)用于花生的遺傳多樣性分析、遺傳圖譜的構(gòu)建、QTL定位和雜交種鑒定等方面[1,5-7]。由于SSR標(biāo)記具有多態(tài)性豐度高的特點(diǎn),致使傳統(tǒng)銀染法檢測容易產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差,同一試驗(yàn)中不易準(zhǔn)確區(qū)分差異小的等位變異;不同試驗(yàn)之間更難判斷等位變異是否一致。毛細(xì)管電泳檢測實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集和處理的自動化,克服了銀染法的不足,有效的降低了人為試驗(yàn)誤差[8],提高了試驗(yàn)精度,并使不同試驗(yàn)結(jié)果有效整合成為可能。

        近年來,國內(nèi)外學(xué)者利用SSR標(biāo)記對野生花生[9-10]、栽培花生的不同類型間[10-13]、同一栽培花生類型的不同品種間[14-15]和花生核心種質(zhì)[16-19]進(jìn)行了遺傳多樣性分析。然而,由于年代久遠(yuǎn),花生品種更替過程中涉及的一些品種分布分散、不易收集,針對歷史上5次品種更替前后,主栽品種遺傳多樣性變化的專門研究尚未見報道。

        本研究對中華人民共和國成立以來育成并大面積推廣的不同時期花生主栽品種進(jìn)行系統(tǒng)搜集整理,并應(yīng)用SSR標(biāo)記毛細(xì)管電泳檢測,對我國花生主栽品種遺傳多樣性變化進(jìn)行分析,揭示品種更替對花生主栽品種SSR位點(diǎn)遺傳多樣性演變的影響,為花生遺傳育種和品種推廣等提供依據(jù)和參考。

        1 材料和方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        本研究選取我國主栽花生品種共計68份為材料(見表1),品種主要來源于本單位種質(zhì)資源圃和國家油料作物中期庫。其中包含北方花生區(qū)(河北、河南、江蘇、山東、安徽)38個花生品種,長江流域花生區(qū)(四川、湖北、湖南)12個花生品種和南方花生區(qū)(福建、廣東、廣西)18個花生品種。通過參考《中國花生品種及其系譜》[2]和《全國農(nóng)作物主要品種推廣情況統(tǒng)計表》及在地方農(nóng)科院相關(guān)人員的幫助下,將材料分為4個時期進(jìn)行分析(由于材料數(shù)目的限制,本研究中將70年代及以前的材料歸為一類進(jìn)行分析),其中包含20世紀(jì)70年代及以前花生品種7個,80年代花生品種15個,90年代和21世紀(jì)花生品種均為23個。

        1.2 試驗(yàn)方法

        剪取來源于15~20個單株的0.1 g新鮮花生葉片用液氮研成粉末,置于2mL離心管中,然后采用生工生物工程(上海)有限公司的基因組DNA快速抽提試劑盒(植物)進(jìn)行DNA樣品制備。DNA提取完成后用分光光度計測量其濃度和純度,并將部分DNA稀釋成20 ng/μL,置于4℃?zhèn)溆谩?/p>

        本研究中共選取多態(tài)性高且覆蓋花生20對染色體的154對SSR引物對材料進(jìn)行掃描,引物的序列及所在染色體參考文獻(xiàn)[5,20-22]。采用普通引物加M13通用引物的方法檢測,即引物合成時前導(dǎo)鏈5′端添加M13序列[23]。采用FAM、VIC、NED和PET共4種不同顏色的熒光染料直接標(biāo)記M13互補(bǔ)鏈的每個堿基。PCR 反應(yīng)體系(15μL) 為:7.5μL 2×power Taq PCR Master Mix(美國 Microanalysis Inc.),0.2μL 2μmol/L Primers 1(攜帶 M13),1μL 2μmol/L Primers 2,0.8μL 2μmol/L M13,2μL DNA,3.5μL ddH2O。反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性5min;94℃變性45 s;50℃退火 45 s;72℃延伸 45 s,共 34個循環(huán);94℃變性 45 s;53℃退火 45 s;72℃延伸 45 s,共 8個循環(huán);72℃延伸10min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物通過ABI3730 DNA分析儀進(jìn)行毛細(xì)管電泳檢測,檢測結(jié)果利用Genemapper 3.2軟件(Applied Biosystems)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

        表1 主栽品種及其育成年代Table 1 The origin and the years released of peanut elite cultivars

        1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

        利用PowerMarkerV3.25軟件[24]統(tǒng)計每個SSR位點(diǎn)的等位變異豐富度(A)、多態(tài)性信息指數(shù)(PIC)、品種間的遺傳距離(D)等。同時利用此軟件進(jìn)行群體間的遺傳距離的估算并以除權(quán)配對法(UPGMA)進(jìn)行聚類分析。用FigtreeV1.4.3(http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/)軟件對輸出圖文件進(jìn)行編輯并繪制聚類圖。

        多態(tài)性信息指數(shù):

        其中,pij表示第i位點(diǎn)第j個等位變異在全部供試材料中出現(xiàn)的頻率。

        全基因組的遺傳豐富度:

        其中,Aij表示基因組第i個基因組第j個位點(diǎn)的等位變異數(shù)目;n表示檢測位點(diǎn)總數(shù)。

        全基因組的多樣性指數(shù):

        其中,PICi表示第i個位點(diǎn)的多態(tài)性信息指數(shù);n表示檢測到的位點(diǎn)總數(shù)。

        年代內(nèi)品種間遺傳距離:

        其中,Dij表示基因組第i個位點(diǎn)與第j個位點(diǎn)的遺傳距離;n表示檢測位點(diǎn)總數(shù)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 品種更替前后主栽品種遺傳多樣性變化

        2.1.1 參試品種多樣性參數(shù)分析

        選用154對SSR引物對主栽品種進(jìn)行檢測,共獲得173個位點(diǎn),其中Ah1TC3B05等19對引物擴(kuò)增得到2個位點(diǎn)。173個SSR位點(diǎn)共檢測到872個等位變異,位點(diǎn)的平均等位變異數(shù)為5.04個,等位變異最小為2個,分別為seg12E03、GA79和TC3G05等32個位點(diǎn)。等位變異數(shù)目最多為15個,為標(biāo)記seq16F10。等位基因中有200個稀有等位基因(出現(xiàn)頻率小于0.05),占總檢出等位基因數(shù)的22.94%。共檢測到1108個雜合位點(diǎn),占所有多態(tài)性位點(diǎn)(11150個)的9.94%。主栽品種遺傳多態(tài)性指數(shù)的變化范圍為0.014~0.881,平均0.477,多樣性最高位點(diǎn)為TC1A08,最低位點(diǎn)為Ah-408。

        對20條染色體的等位基因遺傳豐富度和多樣性指數(shù)比較,不同染色體上的SSR位點(diǎn)等位基因遺傳豐富度差別較大,如圖1所示,染色體b07最高為7.20個,其次為a10、a01和b04染色體,分別達(dá)到了7.00個、6.42個和6.00個,其余染色體都低于6個,a04、a09和b08最低均為4.00個。多樣性指數(shù)分析結(jié)果表明,染色體b07最高為0.65,其次為a07為0.56,染色體b06最低0.28,染色體a04較低為0.37。結(jié)合二者進(jìn)行分析,20條染色體中,b07遺傳多樣性最高,染色體a04較低。

        圖1 20條染色體的等位基因豐富度和多樣性指數(shù)比較Figure 1 The comparisons of genetic richness of allele and gene diversity index in twenty chromosomes

        2.1.2 4次品種更替引起的多樣性變化

        為探討我國花生主栽品種遺傳多樣性的演變趨勢,在全基因組遺傳豐富度、多樣性指數(shù)和年代內(nèi)品種間遺傳距離等方面對4個群體進(jìn)行評價分析,結(jié)果如表2所示,我國花生全基因組遺傳豐富度是逐漸增大的趨勢,由20世紀(jì)70年代及之前的2.80增加到21世紀(jì)初期的4.06。同時其多樣性指數(shù)也由20世紀(jì)70年代及以前的0.42增大到20世紀(jì)80年代的0.45,但20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初期均為0.46與80年代相比,差異不大。以上結(jié)果表明,近年來隨著育種的發(fā)展,我國花生基因組遺傳豐富度有所增加,品種遺傳基礎(chǔ)得到拓寬。但品種的遺傳多樣性自20世紀(jì)80年代以來,并未得到較大提高。

        對4個年代主栽品種的年代內(nèi)品種間遺傳距離進(jìn)行統(tǒng)計計算(見表2),不同年代間遺傳距離變異范圍為0.5223~0.5407。其中20世紀(jì)70年代及以前的7個主栽品種遺傳距離最大為0.5407,到20世紀(jì)80年代減小為0.5284,但20世紀(jì)80年代以后,主栽品種的遺傳距離接近。

        表2 不同階段花生主栽品種遺傳多樣性分析Table 2 The genetic diversity of peanut elite cultivars at different period

        2.1.3 不同SSR位點(diǎn)對品種更替響應(yīng)程度分析

        對173個SSR位點(diǎn)在不同年代花生主栽品種間等位變異的變化進(jìn)行分析,結(jié)果表明,29個位點(diǎn)在不同年代花生主栽品種間的等位變異未發(fā)生改變;69個位點(diǎn)隨著年代的增加等位變異逐漸增大;70個位點(diǎn)隨著年代的增加等位變異出現(xiàn)先增大后減少的趨勢;5個位點(diǎn)的等位變異隨著年代的增加而減少。表3中為隨著年代的增加等位變異減少的5個標(biāo)記。

        表3 SSR位點(diǎn)在不同年代花生品種間等位變異數(shù)目Table 3 The number of the alleles of different periods peanut elite cultivars

        對173個位點(diǎn)的等位變異數(shù)與多態(tài)性信息指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果表明二者之間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01),但二者之間線性關(guān)系中等(相關(guān)系數(shù)R<0.8)。在等位變異相同的情況下,多態(tài)性信息指數(shù)存在較大差異,例如PM31和TC3E05檢測到等位變異數(shù)目都為8個,多態(tài)性信息指數(shù)分別為0.65和0.80。圖2即為2位點(diǎn)等位變異及其頻率分布,從圖中可以看出PM31等位變異分布不均勻,其中200 bp的頻率遠(yuǎn)高于其他等位變異,推測此位點(diǎn)可能與某些重要農(nóng)藝性狀基因緊密連鎖,由于受到較強(qiáng)的選擇壓保留下來[3,25]。TC3E05檢測結(jié)果與PM31相反,等位變異分布相對均勻。

        圖2 PM31和TC3E05位點(diǎn)等位變異及其頻率Figure 2 Alleles and allele frequency of the locus PM31 and TC3E05

        2.2 不同年代育成品種聚類分析

        68份花生材料基于Nei’s遺傳距離的系統(tǒng)聚類分析結(jié)果示于圖3,所選材料分為4個類群。第Ⅰ類群有29個材料,主要為來源于河南(7個,占24.14%)、山東(7個,占 24.14%)、河北(6個,占20.69%)。來源于20世紀(jì)70年代及以前、80年代、90年代和21世紀(jì)初期的品種分別為2、7、8和12個;第Ⅱ類群包含22個品種,主要來源于廣東(8個,占36.36%)和廣西(5個,占22.73%)。來源于20世紀(jì)70年代及以前、80年代、90年代和21世紀(jì)初期的品種分別為4、5、10和3個;第Ⅲ類群包含11個品種,其中河南和山東材料最多均為4個,其次為四川2個。來源于20世紀(jì)70年代及以前、80年代、90年代和21世紀(jì)初期的品種分別為1、2、3和5個;第Ⅳ類群有6個品種,其中包含山東和河南各2個。來源于80年代、90年代和21世紀(jì)初期的品種分別為1、2和3個。從每個小類群的組成可見,相同省份的材料并未完全聚類于同一小類群,但具有一定的傾向性,如河北省的品種都在第Ⅰ類群中,廣東和廣西品種大都也在第Ⅱ類群中。第Ⅱ類群主要為獅頭企、獅頭企與伏花生雜交育成品種及其衍生后代。但每個類群中均包含不同年代的品種。從結(jié)果可以看出,類群分布與親緣關(guān)系及地域相關(guān),與品種更替時間無關(guān)。

        對來源于不同年代花生主栽品種兩兩間進(jìn)行遺傳距離的計算,表4可以看出20世紀(jì)70年代及以前與其他時期間的遺傳距離較大,為0.2076~0.2386,并隨著年代的增加逐漸增大。20世紀(jì)80年代主栽品種與20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)主栽品種之間遺傳距離較小在0.1641~0.1651之間。20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)主栽品種遺傳距離為0.1754。

        圖3 68個花生品種的SSR標(biāo)記遺傳聚類圖Figure 3 Dendrograph of 68 peanut varieties based on SSR genetic distance

        表4 不同階段花生主栽品種間遺傳距離分析Table 4 The genetic distance of peanut elite cultivars between different periods

        3 討論與結(jié)論

        3.1 不同研究中花生SSR多態(tài)性的比較

        近年來,SSR標(biāo)記已廣泛用于花生種質(zhì)資源的遺傳多樣性檢測中。姜慧芳等[16]對我國298份小核心種質(zhì)進(jìn)行SSR多樣性分析,花生資源平均多態(tài)性條帶數(shù)為4.8,遺傳多樣性指數(shù)為0.22。Wang M.L.等[19]對美國小核心種質(zhì)112份進(jìn)行SSR多樣性分析,每個位點(diǎn)檢測到的等位基因數(shù)平均為8.1個,PIC為0.53。近年來,國內(nèi)外學(xué)者利用SSR標(biāo)記對栽培種進(jìn)行多態(tài)性檢測也屢見報道,Wang H.等[26]對中國、印度和美國的79份栽培種和高代品系進(jìn)行了分析,等位基因豐富度為4.25,PIC為0.43。任小平分析了我國196份花生栽培種,其等位基因豐富度為 3.0,PIC 為 0.38[1]。K.M.Pandey等[27]對 20 個花生親本進(jìn)行遺傳多樣性分析,其等位基因豐富度為3.2,PIC為0.31。本研究對我國68份花生主栽品種進(jìn)行遺傳多樣性分析,等位基因豐富度為5.04,PIC為0.48。不同的研究得到的結(jié)果不同,主要是由于以下幾個方面的原因造成的:一是供試材料的選擇,本研究中不同年代主栽品種的等位基因豐富度和遺傳多樣性指數(shù)存在很大差異,花生中也已經(jīng)被證明地方種的多樣性比育成品種豐富[12]。因此,可通過在雜交育種過程中篩選鑒定更多優(yōu)異地方種作親本,進(jìn)而拓寬我國花生品種的遺傳基礎(chǔ);二是SSR標(biāo)記的選擇,選擇擴(kuò)增產(chǎn)物穩(wěn)定、多態(tài)性高的標(biāo)記可大大提高檢測效率,節(jié)約檢測時間和檢測成本,因此,可優(yōu)先選擇他人文章中發(fā)表的多態(tài)性標(biāo)記進(jìn)行擴(kuò)增。本研究中選用的標(biāo)記主要來源于文獻(xiàn)[5,20-22],都是遺傳圖譜中兩親本間分離的標(biāo)記;三是檢測方法的選擇,常規(guī)的SSR銀染技術(shù)在大規(guī)模、多批次的數(shù)據(jù)收集和分析時仍存在相當(dāng)大的難度,如不同等位變異的準(zhǔn)確識別困難及不同批次反應(yīng)數(shù)據(jù)難以統(tǒng)一。SSR熒光標(biāo)記采用了熒光標(biāo)記技術(shù),利用ABI3700 DNA分析儀進(jìn)行擴(kuò)增產(chǎn)物的檢測,采用Genemapper3.2軟件進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的采集,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集和處理的自動化,明顯降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判讀錯誤,提高數(shù)據(jù)分析的可靠性和準(zhǔn)確度,并且經(jīng)分析熒光標(biāo)記技術(shù)較銀染方法在每個位點(diǎn)上多檢測到3個等位變異,具有更高的靈敏性,更適于進(jìn)行遺傳多樣性分析和研究[8]。因此,本研究中利用熒光標(biāo)記技術(shù)對材料進(jìn)行檢測得到較好的多態(tài)性結(jié)果。

        3.2 品種更替對花生主栽品種遺傳多樣性的影響

        我國花生品種改良起步較晚,中華人民共和國成立后生產(chǎn)上利用的大都為農(nóng)家品種,20世紀(jì)50年代鑒定的農(nóng)家品種伏花生和獅頭企大面積推廣利用,實(shí)現(xiàn)了我國花生品種的第一次更替。后來隨著育種工作的蓬勃開展分別于20世紀(jì)70年代、80年代、90年代和21世紀(jì)又經(jīng)歷了4次花生品種更替[2]。本研究中,我國花生主栽品種的等位基因豐富度隨著年代的增加逐漸增加,這主要是由于我國花生主栽品種雖然大都有伏花生和獅頭企的血緣,但是隨著年代的增加,在雜交過程中開始利用篩選到的優(yōu)良地方種及國外引進(jìn)優(yōu)良品種作親本,育種方法也開始由地方種的鑒定篩選到單交、復(fù)交、誘變等多種途徑,因此,檢測到的等位基因數(shù)目逐漸遞增。但是在20世紀(jì)80年代以后主栽品種的多樣性指數(shù)未出現(xiàn)明顯差異,遺傳距離也是隨著年代的增加而降低,雖在2000年以后略有增加,但較20世紀(jì)70年代及以前的品種還是降低明顯。這是由于我國主栽品種雖然在雜交過程中利用了地方品種和國外引進(jìn)品種,但大都還是利用育成種作親本進(jìn)行修修補(bǔ)補(bǔ),育成的品種具有的某些特有等位基因多是稀有基因,對群體遺傳結(jié)構(gòu)的影響不大,因而通過SSR分析結(jié)果計算年代內(nèi)品種間遺傳距離時得到數(shù)值并不高。因此,基于以上結(jié)果可確認(rèn)我國花生主栽品種遺傳多樣性自20世紀(jì)80年代以來雖全基因組遺傳豐富度得到了提高,但等位基因分布均勻度尚未產(chǎn)生顯著性改變。

        3.3 SSR多態(tài)性與選擇牽連效應(yīng)的關(guān)系

        張學(xué)勇等[25]指出,在基因組中,一些承受強(qiáng)選擇作用的基因在群體中的多樣性顯著降低,同時這些基因附近區(qū)域的遺傳多樣性也明顯下降。在遺傳學(xué)中將這種對個別基因的選擇導(dǎo)致其側(cè)翼區(qū)域遺傳多樣性降低的現(xiàn)象稱之為選擇牽連效應(yīng)(hitch hiking effect,也稱選擇搭載效應(yīng))。自然選擇和人工選擇使被選擇位點(diǎn)兩側(cè)的多樣性降低,在育種過程中育種家感興趣的目標(biāo)性狀如產(chǎn)量性狀、品質(zhì)性狀、抗病性等相關(guān)基因的選擇,可能存在較強(qiáng)的選擇牽連作用。對20條染色體進(jìn)行比較,a04染色體的遺傳多樣性最低,推測a04染色體在育種過程中承受了較大的選擇壓,在其中也檢測到許多于脂肪酸組成相關(guān)的QTL位點(diǎn)[28]。5個等位變異減少的標(biāo)記中,PM13已被證明與花生油酸含量[29]和黑斑病抗性[30]相關(guān);TC3H07[31]與花生株型有關(guān);PM434和 PM377[32]與花生銹病抗性相關(guān)。

        3.4 聚類結(jié)果與品種更替的關(guān)系

        利用154對SSR引物擴(kuò)增結(jié)果,將68份材料劃分為4個類群,材料類群劃分在與地理來源相關(guān)的同時,也可以發(fā)現(xiàn)與親緣關(guān)系有關(guān),例如:第Ⅱ類群主要為獅頭企、獅頭企與伏花生雜交育成品種及其衍生后代。除第四類群外,每一類群中也都包含不同年代的主栽品種。因此,聚類結(jié)果中類群的劃分與地理來源和親緣關(guān)系有關(guān),與育成年代無關(guān)。我們要拓寬育成品種的遺傳多樣性,可以通過挑選不同地理來源及親緣關(guān)系遠(yuǎn)的材料做親本,不用考慮其育成年代。

        以上結(jié)果表明,我國花生自20世紀(jì)80年代以來的主栽品種間全基因組遺傳豐富度逐漸增大,但遺傳多樣性指數(shù)和年代內(nèi)品種間的遺傳距離變化不明顯,可能是影響花生適應(yīng)性和產(chǎn)量潛力增加的原因。因此,今后花生育種要在進(jìn)一步引進(jìn)國外優(yōu)異資源、鑒定篩選優(yōu)異的地方資源和挖掘野生近緣植物中的優(yōu)良基因的同時,結(jié)合現(xiàn)在基因克隆、分子標(biāo)記和轉(zhuǎn)基因等工作,不斷拓寬和創(chuàng)新花生育成品種的遺傳基礎(chǔ),積極推動我國花生育種及花生產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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        Analysis the Genetic Diversity Variation Trends of Peanut Elite Cultivars in China using SSR Markers

        WANG Jin,LI YU-rong*,CHENG Zeng-shu,CHEN Si-long,SONG Ya-hui,ZHANG Peng-juan
        (Institute of Cereal and Oil Crops,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Laboratory of Crop Genetics and Breeding of Hebei Province,Shijiazhuang 050035,China)

        【Objective】The objective of this study was to detect the genetic diversity in China peanut cultivar replacement since 1950s based on SSR marker in order to provide references for peanut breeding.【Method】The genotype of 68 elite varieties was screened using 154 SSR markers.【Results】As results,173 loci and 872 alleles were detected.The mean number of allele per locus was 5.04.The polymorphism information content(PIC)value ranged from 0.014 to 0.881,with average 0.477.Among 20 chromosomes,b07 had highest PIC value while a04 had lowest one.The peanut cultivar evolution in 1980s had the most significant impact on genetic diversity.The varieties that released in this stage had more allele,higher PIC value and similar genetic distance compared with the varieties that released before 1980s.The varieties that released after 1980s has more allele number than others,but which had no significant impact on PIC value and genetic distance.Furthermore,the allele number of 5 SSR loci showed significant decrease with cultivar evolution.The varieties with related pedigree or geographic origin were assigned into same group,while cluster result had no relationship with released year of varieties.【Conclusion】Our results showed that the allele number had increased while the evenness did not change in the past 50 years.

        Arachishypogaea;cultivar evolutions;elite cultivar;SSR marker;genetic diversity

        S565.202

        A

        1000-2650(2017)03-0309-08

        10.16036/j.issn.1000-2650.2017.03.004

        2017-05-18

        國家自然科學(xué)基金項目(31301354);河北省科技計劃項目(16226301D);國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項目(CARS-14)。

        王瑾,副研究員,博士,主要從事花生遺傳育種與栽培研究,E-mail:wangjinnky@163.com。*責(zé)任作者:李玉榮,研究員,學(xué)士,主要從事花生遺傳育種與栽培研究,E-mail:liyrl@163.com。

        (本文審稿:任小平;責(zé)任編輯:劉詩航;英文編輯:劉詩航)

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