河南省小麥地方品種遺傳多樣性研究.pdf

1、河南省是我國(guó)重要的小麥主產(chǎn)區(qū)，僅2007年河南省小麥產(chǎn)量就達(dá)到588.6億斤。同時(shí)，河南省也是小麥地方品種豐富的大省，僅保存的地方品種就有1048份。在歷史上，小麥地方品種對(duì)我國(guó)的小麥育種和生產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)。小麥地方品種還攜帶有許多優(yōu)良基因。例如，從“齒牙糙”發(fā)現(xiàn)的Pm24基因，對(duì)白粉病具有很強(qiáng)的抗性；“望水白”是當(dāng)前最好的赤霉病抗源之一；從地方品種中還篩選出對(duì)淀粉品質(zhì)和面條加工品質(zhì)具有重要影響的缺失Wx基因的材料；禿頭麥還是很好的抗

2、穗發(fā)芽材料。地方品種有益基因資源的發(fā)掘和利用對(duì)于現(xiàn)代小麥品種改良具有重要的意義。本研究通過(guò)對(duì)來(lái)自河南省不同生態(tài)區(qū)小麥地方品種的醇溶蛋白構(gòu)成和SSR位點(diǎn)變異分析，試圖在不同水平上了解其遺傳多樣性，為地方品種的進(jìn)一步研究和利用提供理論基礎(chǔ)。 本研究共有地方品種1048份，所涉及的地區(qū)涵蓋了整個(gè)河南省。每個(gè)品種選5粒，提取醇溶蛋白進(jìn)行A-PAGE試驗(yàn)，總計(jì)檢測(cè)1048X5=5240粒：經(jīng)醇溶蛋白純度檢測(cè)試驗(yàn)得到682份同質(zhì)材料，682

3、份材料將進(jìn)行醇溶蛋白和ISSR分析。我們對(duì)這682份材料進(jìn)行發(fā)芽，發(fā)現(xiàn)有21份材料失去發(fā)芽能力，待這661份材料長(zhǎng)成幼苗后，剪取葉片，提取DNA，采用經(jīng)篩選多態(tài)性較高、帶型清晰的9對(duì)SSR引物(每個(gè)同源群上覆蓋一個(gè)SSR位點(diǎn))對(duì)661份DNA樣品進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)。醇溶蛋白和SSR分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： (1)醇溶蛋白分析結(jié)果表明，醇溶蛋白的多樣性，不僅表現(xiàn)在品種間，而且表現(xiàn)在品種內(nèi)。在供試的1048個(gè)品種中，有682個(gè)品種的不同個(gè)體

4、間表現(xiàn)出醇溶蛋白帶型一致，占供試材料的65.1％，其余品種內(nèi)不同個(gè)體之間在醇溶蛋白構(gòu)成上存在異質(zhì)性。682個(gè)同質(zhì)地方品種共觀察到88條遷移率不同的條帶，其中ω區(qū)24條、γ區(qū)25條、β區(qū)21條、α區(qū)18條。每個(gè)地方品種出現(xiàn)醇溶蛋白條帶總數(shù)變化在13-26之間。這些條帶共構(gòu)成630種不同的帶型組合。同質(zhì)的品種不僅在同名品種間出現(xiàn)，一些不同名稱品種間其遺傳距離也為0，將這些遺傳距離為0品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)驚人的相似，因此可以初步確定

5、他們也是同一品種。供試品種總的遺傳多樣性指數(shù)為0.981，四個(gè)區(qū)的遺傳多樣性指數(shù)分別為ω區(qū)0.873、γ區(qū)0.904、β區(qū)0.835、α區(qū)0.814，全部品種間的平均遺傳距離為0.442，變化范圍在0-0.94之間。各條帶分布頻率范圍為0.15％-98.83％，平均分布頻率為22.63％。在對(duì)682份品種的遺傳多樣性與地理環(huán)境關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，兩者無(wú)明顯相關(guān)性。 (2)SSR的分析結(jié)果表明，9對(duì)引物共產(chǎn)生247個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)。Xgw

6、ml06、Xgwm46、Xgwm219、Xgwm296、Xgwm297、Xgwm495、Xgwm499、Xgwm645、Xgwm484等9對(duì)SSR引物產(chǎn)生的多態(tài)性位點(diǎn)分別為24、28、24、24、28、23、41、25、30，平均為27.4，總的遺傳多樣性指數(shù)為0.987，每對(duì)引物產(chǎn)生的遺傳多樣性指數(shù)分別為：0.894、0.870、0.908、0.918、0.922、0.890、0.872、0.914、0.901。聚類分析發(fā)現(xiàn)，許多品種

7、間遺傳距離為0，所用的9對(duì)SSR引物亦能將供試的661個(gè)品種區(qū)分開來(lái)。根據(jù)SSR分析得到的品種間平均遺傳距離為0.712，變化范圍在0-1.52之間。多態(tài)性位點(diǎn)分布頻率變化范圍為0.15％-81.69％，平均分布頻率為12.93％。在對(duì)661份品種的遺傳多樣性與地理環(huán)境關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，兩者無(wú)明顯相關(guān)性。 (3) 比較醇溶蛋白與SSR的分析結(jié)果表明，SSR方法產(chǎn)生的遺傳距離為0的品種比醇溶蛋白產(chǎn)生的要多，對(duì)于總體遺傳多樣性指數(shù)兩種

8、方法所得到的值相差不大，分別為0.981和0.987：在遺傳距離方面，通過(guò)SSR方法得到的總體和平均遺傳距離均比醇溶蛋白得到的變幅要大；從譜帶與多態(tài)性位點(diǎn)分布頻率來(lái)看，醇溶蛋白的總體和平均譜帶分布頻率變幅也比SSR的多態(tài)性位點(diǎn)大。兩種分析方法相結(jié)合得到的遺傳多樣性指數(shù)為0.990。比較兩種分析的聚類圖也發(fā)現(xiàn)，二者所聚類群在材料的次序上有所變化，這主要是因?yàn)檫@兩種方法揭示的是不同染色體、染色體不同位點(diǎn)的遺傳信息。 根據(jù)上述的研究結(jié)

9、果，本研究得出的主要結(jié)論如下：(1)醇溶蛋白構(gòu)成分析的結(jié)果表明，河南省小麥地方品種具有高度的異質(zhì)性，即多為異質(zhì)遺傳平衡群體，也就是同一地方品種是由具有不同醇溶蛋白構(gòu)成的個(gè)體組成的一個(gè)遺傳平衡群體；(2)根據(jù)小麥地方品種內(nèi)遺傳異質(zhì)性的特點(diǎn)，在地方品種收集和保存上需要有較大的群體，才能保持一個(gè)地方品種的遺傳完整性。在地方品種的利用上，不僅應(yīng)對(duì)不同品種區(qū)別對(duì)待，而且應(yīng)根據(jù)品種內(nèi)個(gè)體之間的遺傳差異區(qū)別處理；(3)醇溶蛋白和SSR分析均表明，在這