菠菜育種材料的遺傳范文

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《湖北農(nóng)業(yè)科學雜志》2014年第十一期

1結(jié)果與分析

1．1菠菜種質(zhì)資源田間性狀聚類分析對45份菠菜種質(zhì)的形態(tài)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(shù)據(jù)進行聚類分析，構(gòu)建聚類分析樹狀圖（圖1）。如圖1所示，形態(tài)學標記聚類將供試的45份菠菜種質(zhì)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(lián)、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(wèi)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(tài)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(tǒng)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(tǒng)的雜交種聚為同一類群，以中國品種和含有中國血統(tǒng)的雜交種聚為一個類群。

1．2菠菜種質(zhì)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(jié)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(shù)－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(zhì)量性狀之間的關聯(lián)性，為下一步研究其控制機理提供依據(jù)。利用SPSS11．0軟件分析了菠菜種質(zhì)田間性狀之間的關聯(lián)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(lián)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(jié)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(zhì)進行分析，共擴增出960個條帶，146個多態(tài)性位點，PIC值為15．2％。

1．4菠菜種質(zhì)AFLP分子標記聚類分析利用NTSYS2．10e軟件對AFLP分子標記統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行聚類分析，取遺傳相似系數(shù)為0．68時，可將45份菠菜種質(zhì)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(lián)、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(tǒng)）。此類群主要以歐美材料和含有歐美血統(tǒng)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(wèi)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(tǒng)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(tǒng)），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(tǒng)），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(jié)果可以看出，大多數(shù)來自同一地區(qū)或有此地區(qū)血統(tǒng)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(qū)材料經(jīng)過改良后得到的產(chǎn)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(zhì)進行Q值計算，結(jié)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(nèi)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(tài)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(tài)性位點，平均多態(tài)信息量為15．2％，最終把45份菠菜種質(zhì)材料分為三類。分別是歐美類群、日本類群、中國類群，根據(jù)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(tǒng)計12個田間性狀，利用形態(tài)學分類的方法也把種質(zhì)材料分為三類，并且兩種分類方法的結(jié)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(tǒng)的形態(tài)學性狀分類和現(xiàn)代分子標記分類在結(jié)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(jié)果就不會完全一致。田間性狀是根據(jù)植株外形上和品質(zhì)上的差異對其分類，優(yōu)點是簡單、有效、實用、費用較低。缺點是容易受外界環(huán)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(jù)基因的差異來分類，其優(yōu)點是準確、不受外界環(huán)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(jù)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(zhì)具有較廣泛的遺傳背景，從而為菠菜屬種質(zhì)資源開發(fā)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(nóng)林科學院蔬菜研究中心農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點實驗室江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所