基于SSR标记的马铃薯种质资源遗传评价体系的建立及遗传多样性研究

论文摘要

马铃薯是重要的粮菜兼用型作物,在农业生产中占有重要的地位,其遗传背景评价与优异种质资源的发掘在马铃薯遗传育种的前提与基础。野生种马铃薯含有大量优良品质、抗性和适应性等现代育种中缺乏等基因资源,建立一套合理的马铃薯种质资源的评价体系对其遗传多样性进行有效的评价,对于马铃薯资源的发掘与利用具有重要现实意义。本研究通过倍性鉴定,选出87份二倍体和7份三倍体马铃薯材料,通过SSR标记分析,并结合形态学观察,建立了一套马铃薯种质资源遗传背景评价体系,并应用该体系这些种质资源的进行了遗传背景评价,发掘了一批优异种质资源。主要结果如下：利用39个对形态学标记对79份马铃薯资源的形态学性状鉴定表明,所有形态学标记的变异系数分布在0.20-1.76之间,其中变异系数最小的是托叶形状,最大的为芽眼色；聚类分析表明,欧氏距离从2.291到20.486,其中AC038与AC012欧氏距离最大,而Huagro（3x）与Scco Huacofo 2份材料最小；以欧氏距离16.415,可将这些材料分为4大类。根据前人研究结果,筛选了59对大致均匀分布于马铃薯各条染色体的SSR标记,并利用这些标记对所用94份马铃薯材料进行扩增,结果表明其中33个标记扩增出较清晰的目标条带249个,其中247个位点有多态性,多态性比率达99.2%；而每个标记的多态性信息含量（PIC）为0.46-0.91,平均为0.71。采用保守性聚焦策略,当用StI043等23个SSR标记对这些材料进行聚类时,其聚类图与用33个SSR标记的聚类结果基本一致,因此,可用其作为这些资源的遗传评价体系。基于SSR标记聚类结果,这些材料遗传相似度系数从0.654-0.985,说明其遗传背景较为丰富,以遗传相似系数0.684为标准,可将94份马铃薯材料分为8个大类群,这个聚类结果与形态学标记聚类结果基本上一致。第Ⅲ类是从原始二倍体栽培种phu-stn的后代选育出来的,第Ⅱ类比较复杂,包括了二倍体和三倍体马铃薯,引种来源上又包含了加拿大和CIP的马铃薯种质资源,第Ⅲ类是二倍体品种08981-01与08661-02的杂交后代,第Ⅳ类是phureja的杂交后代,第Ⅴ、Ⅵ类的马铃薯材料的亲缘关系都相对比较远,第Ⅶ类是AC143和tar PI414150的杂交后代,第Ⅷ类是野生种及其细胞融合后代。,结合遗传聚类及材料的系谱资料,利用灰色关联分析筛选出了一些遗传背景相对广泛、综合性状优良且目标性状突出的优异材料若干份,如高产品系AC044、加工品系AC030等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词表
• 1 前言
• 1.1 马铃薯的系统学研究概况
• 1.2 马铃薯种质资源遗传多样性研究意义
• 1.2.1 种质资源和遗传多样性涵义
• 1.2.2 研究种质资源的重要性与必要性
• 1.3 马铃薯种质资源遗传多样性研究方法
• 1.3.1 形态学研究
• 1.3.2 细胞学研究
• 1.3.3 生化标记
• 1.3.4 分子标记
• 1.4 SSR分子标记在马铃薯遗传学研究中的应用
• 1.5 马铃薯遗传评价体系研究
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 倍性鉴定
• 2.2.2 形态学标记研究
• 2.2.2.1 田间实验设计与植物学性状记载
• 2.2.2.2 块茎炸片与还原糖含量的测定
• 2.2.2.3 表型统计数据变异系数分析与聚类分析
• 2.2.3 SSR标记研究
• 2.2.3.1 基因组DNA抽提与SSR引物筛选
• 2.2.3.2 SSR扩增位点分析
• 2.2.3.3 马铃薯遗传评价体系建立的方法与聚类分析
• 2.2.4 灰色关联度分析与优良品系确立
• 3 结果与分析
• 3.1 倍性鉴定
• 3.2 马铃薯形态学标记分析
• 3.2.1 马铃薯种质资源植物学性状特点
• 3.2.1.1 花形态特征
• 3.2.1.2 叶片形态特征
• 3.2.1.3 植株生长势与茎形态特征
• 3.2.1.4 块茎形态特征与产量分析
• 3.2.2 马铃薯块茎的还原糖含量和炸片色泽
• 3.2.3 形态学性状的变异系数分析
• 3.2.4 形态学性状聚类分析
• 3.3 SSR标记研究
• 3.3.1 基因组DNA抽提
• 3.3.2 SSR引物筛选与分析
• 3.3.3 遗传评价体系建立
• 3.3.4 SSR聚类分析
• 3.3.5 SSR指纹图谱分析
• 3.4 灰色关联度分析与优异资源挖掘
• 3.4.1 灰色关联度分析
• 3.4.2 优异资源发掘及其亲缘关系
• 4 讨论与结论
• 4.1 SSR标记和形态学标记的聚类结果比较
• 4.2 利用灰色关联度分析的意义
• 4.3 基于SSR标记的指纹分析
• 4.4 遗传评价体系建立方法分析及其讨论
• 4.5 本研究中存在的问题和展望
• 4.5.1 存在的问题
• 4.5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录1 实验材料
• 附录2 植株的形态特征
• 附录3 马铃薯叶的形态特征
• 附录4 马铃薯花的形态特征
• 附录5 马铃薯块茎的形态特征
• 附录6. 4℃冷藏30d与室温回暖15d后块茎还原糖含量与炸片色泽
• 附录7. 还原糖含量与炸片色泽的相关分析
• 附录8. 94份马铃薯种质的指纹数字图