烟草核心种质库构建及遗传多样性研究
中国是烟草种质资源大国，目前中国烟草种质资源平台(俣)存烟草种质资源5300多份，独家保存量居世界首位。庞大的资源数量给烟草种质的保存、评价、研究以及利用带来许多不便。烟草核心种质的构建对促进烟草种质资源的进一步收集保存、优异种质挖掘以及烟草遗传育种均具有非常重要的意义。核心种质构建的关键是准确地评价不同材料间的遗传差异以及合理的抽样策略，本研究从烟草农艺性状着手，比较不同构建方法所得核心子集的遗传多样性保留量，筛选出最佳抽样策略;结合SRAP分子标记比较不同数据类型的核心子集的多样性指标;最后整合农艺性状与运用性状-位点关联分析找到的显著相关位点完成烟草核心种质库构建。主要研究内容和结论如下:
1.以贵州省烟草科学研究所805份烟草种质为试验材料，2006年分别在贵州金沙和福泉两个试验点进行多点田间试验。采用包括基因型、环境、基因×环境互作效应的混合线性模型及AUP法无偏预测烟草12个农艺性状的基因型效应值。用基因型值计算不同品种之间的马氏距离，比较5种不同系统聚类方法（最短距离、最长距离法、重心法、类平均法以及离差平方和法）、2种抽样方法（优先取样法和变异度取样法）以及5种抽样比率(5％～30％)下核心子集的多样性，用均值、方差、极差和变异系数比较不同组合方法构建核心种质的代表性。结果表明:采用变异度取样法构建的核心子集不能很好地代表原始群体，优先取样法有利于保存具有性状极端的材料;重心法进行系统距离能最大限度地保存原有烟草群体的遗传多样性，是构建核心种质较好的系统聚类方法;在10％的抽样比率下所构建的核心子集的遗传多样性指数达到最大。通过主成分分析法比较核心种质与原始群体样本分布的空间结构与特征，运用相关系数检验原始群体性状间的遗传关系是否被核心种质很好地保留，结果表明由81份种质材料组成的核心种质库能很好地代表烟草农艺性状的遗传多样性。
2.以608份具有完整农艺性状数据和SRAP分子标记数据的烟草种质资源为分析材料，在7种抽样比例(10％～40％)下运用农艺性状数据筛选的最佳构建策略（重心法聚类+优先取样）分别构建基于烟草农艺性状、SRAP分子标记以及农艺性状整合分子标记数据的核心子集，从分子标记多样性和农艺性状的遗传变异综合评价不同子集。结果表明:仅用分子标记信息构建核心种质库，不能准确地度量群体农艺性状的遗传冗余度，所构建的子集虽然具有更高的分子多样性，但会丧失农艺性状的遗传变异;反之，仅用农艺性状信息能提高农艺性状的遗传变异，但不能提高分子标记的多样性;而整合信息的核心子集不但能有效度量分子水平上的差异，同时兼顾个体间数量性状变异，使农艺性状与分子标记的遗传多样性同时提高。在此基础上，比较Jaccard、Nei&Li和SM遗传距离对整合信息核心子集的影响，结果显示SM遗传距离不能很好地代表农艺性状遗传变异，而Jaccard和Nei&Li构建的烟草核心种质无明显区别。
3.为寻找与烟草农艺性状紧密关联的分子标记，利用17对SRAP对608个烟草品种的农艺性状数据进行关联分析，在分析烟草群体结构上，用TASSEL3.0的GLM方法进行12个农艺性状与标记间的关联分析。结果表明:烟草群体由12亚群体组成，在718个SRAP位点中检测到401个与农艺性状相关联的位点，不同引物组合筛选出的关联位点数目各异;一些位点同时与多个性状相关联，可能是性状相关乃至一因多效的遗传基础。为了比较不同位点对核心种质构建的影响，比较利用全部标记信息、相关位点以及不相关位点结合烟草农艺性状所得的核心子集，结果表明三个核心子集均能代表原始群体，但是利用相关位点构建的核心子集一定程度上能同时提高核心种质库的农艺性状变异与分子多样性。
烟草;核心种质库;农艺性状;SRAP分子标记;遗传多样性
浙江大学
硕士
作物学
徐海明
2012
中文
S572
90
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）