菠菜育種材料的遺傳范文

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《湖北農業科學雜志》2014年第十一期

1結果與分析

1．1菠菜種質資源田間性狀聚類分析對45份菠菜種質的形態學標記進行聚類分析，利用SPSS11．0軟件計算出不同種群間的遺傳相似度，對數據進行聚類分析，構建聚類分析樹狀圖（圖1）。如圖1所示，形態學標記聚類將供試的45份菠菜種質分為3個類群。第一類群：美2號、美2號×全能、美3號、“06－118”、丹麥1號、美2號ד98－58”、法國5號、美2號×聯、p07－22、“07－75”、強力398、荷蘭5號、“98－58”×laron、冠軍強力、全能×哈、美2號×羅、金成尖、法國6號×全能、福將。該類群的品種生物學特征為半直立株型，卵形葉型，葉面微皺，葉片有光澤且顏色為深綠色，葉面較厚，抽薹較晚。第二類群：マゼぅー、アニナ、07－p50、07－p24早熟、“07－74”、全能、“9508”×尖、沈尖葉、07－p24、07－p69、金成×哈、美2號ד9858”、07－p49、アスぅス×前衛433、07－65、07－75、アスロソ、“9507”×全能、全能ד9780”、p5。此類群的主要特征是株型為半直立，葉型為橢圓形，葉面微皺，葉色為綠色，抽薹期適中。第三類群：西安大葉、虎耳菜、p40－1、“07－86”、大葉、哈×全能。此類群的主要特征是株型為半直立，葉面微皺，葉色為綠色，葉裂刻淺，葉片厚度較薄。利用形態學標記方法對45份菠菜育種材料進行分類，從地理分布來看，基本上可以把不同地理分布的菠菜材料分開，以歐美品種和含有歐美血統的雜交種的材料聚為同一類群，以日本品種和含有日本血統的雜交種聚為同一類群，以中國品種和含有中國血統的雜交種聚為一個類群。

1．2菠菜種質田間形狀的相關性分析利用SPSS11．0軟件對45份菠菜育種材料的12個田間性狀進行相關性分析。結果表明，有4組田間性狀呈極顯著負相關，株型和葉型（相似系數－0．351）、株型和葉面褶皺（－0．518）、葉面挺直度和葉尖（－0．384）、葉尖和株型（－0．494）。其中負相關性最大的是株型和葉面褶皺（－0．518），即株型越開展，葉面的褶皺越多；有6組田間性狀呈極顯著正相關，葉型和葉尖（0．636）、葉型和葉面光澤（0．469）、葉面褶皺和葉尖（0．542）、葉尖和葉厚（0．413）、葉面褶皺和葉厚（0．493）、葉色和抽薹期（0．413）。其中正相關性最大的是葉型和葉尖（0．636），說明葉尖很大程度上決定了葉片形狀，研究比較了各種質量性狀之間的關聯性，為下一步研究其控制機理提供依據。利用SPSS11．0軟件分析了菠菜種質田間性狀之間的關聯程度，并繪制成聚類圖。由圖2可知，菠菜的許多田間性狀關聯性很強，鑒于這些性狀，分別針對每對相關性很高的性狀設計完整的試驗，進一步證實其相關的可靠性，從分子水平上進行QTL定位，驗證其性狀的位點與田間相關性試驗結果的一致性。

1．3AFLP分析本試驗用256對引物組合篩選出18對擴增效果較好的引物，分別是4769、4770、4776、5176、5264、5266、5268、5269、5270、5271、5276、5476、5563、5568、5569、5572、5578、5669（圖3）。用18對引物對45份菠菜種質進行分析，共擴增出960個條帶，146個多態性位點，PIC值為15．2％。

1．4菠菜種質AFLP分子標記聚類分析利用NTSYS2．10e軟件對AFLP分子標記統計數據進行聚類分析，取遺傳相似系數為0．68時，可將45份菠菜種質分為三大類群（圖4）。第一類群：美3號、荷蘭5號、美2號、“07－75”、金成×哈、丹麥1號、全能×哈、美2號×全能、沈尖葉、美2號×羅、美2號×聯、福將、美2號ד98－58”、p07－22、“9507”×全能、美2號ד9858”、金成尖、“9508”×尖、アニナ、全能、法國5號。其中歐美材料有7個，日本材料有4份，中國材料有1份，雜交種有9份（其中有5個含有歐美血統）。此類群主要以歐美材料和含有歐美血統的雜交種為主。主要特征為株型半直立，葉色深綠，抽薹期較晚，葉片有光澤且較厚。第二類群：法國6號×全能、07－p24、全能ד9780”、アスぅス×前衛433、マゼぅー、冠軍強力、“07－65”、07－p24早熟、“07－74”、07－p50、“98－58”×laron、07－p49、07－p69、アスロソ、強力398、大葉，此類主要以日本材料和含有日本血統的雜交種為主，其中日本材料12份，雜交種4份（都含有日本血統），沒有歐美材料和中國材料。主要特征為葉片綠色，抽薹期適中，葉面微皺，葉片為橢圓形。第三類群：p5、p40－1、虎耳菜、西安大葉、哈×全能、“07－86”、“06－118”、“07－75”。中國材料6份，日本材料1份，1個雜交種（含有中國血統），沒有歐美材料。此類群以中國材料為主，主要特征是葉色較淺，株型的直立性較強，抽薹比較早，葉片褶皺較少，葉片較薄。從AFLP標記分析的結果可以看出，大多數來自同一地區或有此地區血統的資源聚到了一類，但還有一些例外，尤其是來自日本的品種。主要是由于育種材料中選取的日本材料比較多，所以相對于中國和歐美材料來說，多樣性豐富一點，而且日本菠菜育種一直居于世界領先地位，試驗所用的一些材料很可能是日本材料和其他地區材料經過改良后得到的產物，所以這些材料的自交系會分到其他類群。而一些遺傳背景很相似的材料卻被分在不的類群，可能因為它們是多代自交系，第一代的種子較雜，后代分離比較大，而且也有可能和雜交技術有關。利用Structure2．3軟件對45份菠菜種質進行Q值計算，結果表明（表3），除5份材料以外，其余材料的主成分都大于0．7，最大的達到0．981，說明所選育種材料的歸屬比較明確，同一類群內親緣關系比較近，同時樣品中還存在其他類的成分，但其含量較少，說明類與類之間的親緣關系比較遠。

2討論

利用AFLP分子標記的方法，對256對P＋3／M＋3引物組合進行篩選，選出18對多態性較高，且條帶清晰的引物組合。這18對引物組合共獲得960條清晰可辨的條帶，其中有146個多態性位點，平均多態信息量為15．2％，最終把45份菠菜種質材料分為三類。分別是歐美類群、日本類群、中國類群，根據Structure2.3軟件計算Q值，可以得出中國類群和日本類群親緣關系較近，與歐美類群親緣關系較遠。同時通過統計12個田間性狀，利用形態學分類的方法也把種質材料分為三類，并且兩種分類方法的結果有70％左右是吻合的，45份材料中分類不一致的有14個樣品。說明傳統的形態學性狀分類和現代分子標記分類在結論上比較一致，但是由于兩種分類方法基于的原理不同，其分析結果就不會完全一致。田間性狀是根據植株外形上和品質上的差異對其分類，優點是簡單、有效、實用、費用較低。缺點是容易受外界環境條件和人為主觀判斷等因素的影響，此方法適用于粗略的分類。AFLP分子標記是從DNA水平上直接根據基因的差異來分類，其優點是準確、不受外界環境和人為主觀判斷的影響，缺點是費用較高、耗時較長、難度較大，但可以對親緣關系較近的材料進行較為準確的遺傳分析。所以兩種方法各有所長，要根據材料的具體情況決定使用的方法。本研究在DNA分子水平上證明了我國菠菜種質具有較廣泛的遺傳背景，從而為菠菜屬種質資源開發利用以及新品種的選育提供了參考。

作者：梅燚崔彥玲郭軍陳海麗孟淑春單位：北京市農林科學院蔬菜研究中心農業部華北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室農業部都市農業（北方）重點實驗室江蘇沿海地區農業科學研究所