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198份CIP马铃薯种质资源的表型性状和晚疫病抗性的遗传多样性研究

来源：花匠小妙招时间：2024-11-11 08:26

摘要

马铃薯起源于南美安地斯山脉,于明末清初传入中国。我国虽然是马铃薯生产大国,但抗晚疫病且农艺性状优良的种质资源十分缺乏,引进马铃薯种质并综合评价,是改良我国种质资源,提高育种效率的有效途径。本研究对198份引自国际马铃薯中心(秘鲁)的材料进行表型性状和晚疫病抗性的遗传多样性分析,以期评价该种质资源的抗晚疫病能力,为优良抗病品种选育提供良好的亲本资源。本论文主要结果如下:1、连续3年,在气候条件差异较大的2个试验基地进行了198份材料的22个表型性状的评价,发现两地出苗率变异系数相差很大,张北县该指标显著低于康保县,单株产量的变异系数在两地均高。通过遗传多样性指数(H’)和均一度指数(J)的评价,除芽眼深浅指标,198份材料的21个表型指标均具丰富的多样性和很好的均一度。因子确定为6水平且遗传距离在40处时,198份材料被聚类为6类,定义为G1～G6组,其中G2组、G5组和G6组均可分为2个亚组,G4组仅有1份材料(BFY005);分析各聚类群含有的资源数量和重要农艺性状特点后发现,品性优良的资源有G5类群(73份)和G3类群(12份),品性中等为G6类群(57份),品性差的资源有G2类群(52份)、G1类群(3份)和G4类群(1份)。2、利用多态性好的17对引物扩增,获DNA特异性片段186条,清晰条带3360条,其中2770条带具多态性,多态性条带占比82.44%;不同引物扩增的等位基因数介于7～15个之间,Shannon指数(I)1.479～2.301,各位点多态信息指数(PIC)0.680～0.861,故该群体具很好的遗传多样性;当欧式距离为0.44时,198份材料聚类为6类,其中Class 1又可分为两个亚类。群体遗传结构分析发现,198份材料被分为4个Q群,各群体所含材料数量为47份(Q1)、75份(Q2)、50份(Q3)和26份(Q4),其中Q1～Q3群中Q值大于0.6的材料占比46.81～58.00%,Q4群中Q值大于0.6的材料,占比96.15%,说明Q1～Q3的172份材料来源较为多样化,遗传背景也较为宽泛,来自于Q4群的材料来源单一,遗传背景极为狭窄。4个Q群体的材料在不同来源的9个群体(A、B1、B3、LTVR、B3-HT、B3-LTVR、BW和VARIETY、来源不明确)中均有分布,分布无明显界线。表型聚类中划归为优良组的G5类群,其在SSR分群中主要被划归于Class1和Class2群,且表型聚类中划归为中等组的G6类群和低劣组的G2类群,与G5群的情况类似;表型聚类中也划归为优良组的G3类群,在SSR分群中仅被划归于Class1、2和4群。3、连续三年鉴定198份材料的晚疫病抗性,确定具有晚疫病抗性背景的材料群体具有较多的免疫抗性资源(8.33～14.63%);以抗病毒为目的筛选的75份LTVR群体,晚疫病免疫抗性材料仅占4.00%,且高感和感病材料则达60份;不明来源的材料,也具有较高比例的免疫资源(11.76%);4份染色体倍性不确定的材料,其倍性变化与晚疫病抗性能力无关;SSR技术确定的遗传距离很近的3份材料(BFY089、129、189)的晚疫病抗性能力差别很大。4、77份材料含12个被检测的抗性基因,5份材料仅含11个,当缺乏Rpi＿abpt或Rpi-blb1基因时,2份材料表现为高感,但包含12个抗病基因的7份材料也表现出高感,故晚疫病的抗性是十分复杂的,需增加检测基因数量;82份材料基于K-value下分群越多,不同类群的材料交织越多,将其分为2个类群时,其中Q2群体占比高,达77.08%,且2个群的遗传背景均极为单一;基于SNP数据下,82份材料被聚类为5个类群,其中a和d类群分别只占1份材料,b类群占33份材料,c类群占8份材料、e类群占39份材料,在这些类群中,b和e类群又分别可分成2个亚群;本聚类结果由于部分基因序列相似、数目较少等,使晚疫病高感材料和免疫材料被聚类在同一个群体中。5、在马铃薯S.tuberosum Group Phureja(DM)全基因组中,共鉴定出369个NB-LRR基因家族成员,主要分为CNL和TNL两大类,分别由321个和48个基因组成。对其理化特性、染色体的分布、基因结构、蛋白保守结构域、基因复制事件、系统发育关系、不同组织的表达情况进行了分析,筛选出NB-LRR基因家族中响应接种晚疫病P.infestans不同生理小种后的候选基因15个(CNL)和4个(TNL)。展开▼