基于表型性状和SSR标记的57份辣椒种质遗传多样性分析
发布时间：2022-02-10 04:08
为了解辣椒（Capsicum annuum）种质资源的遗传多样性,以57份辣椒种质资源为材料,对34个表型性状进行变异度、多样性及主成分分析,分别基于表型性状和SSR分子标记进行聚类分析。结果表明,种质间的34个表型性状存在差异,平均变异系数为40.67%,平均Shannon-Weiner多样性指数为1.20;提取的10个主成分可以代表辣椒种质表型性状75.972%的遗传信息,其中第1主成分占比22.317%,主要由果实横径、单果重、果肩形状和果顶性状所组成;19对SSR引物的平均Nei’s基因多样性指数及香农信息指数分别为0.48和0.80;基于表型性状和SSR标记均将57份辣椒分为4类,但2种聚类结果间的相关性不显著（r=-0.175 9）。这为辣椒育种的亲本选配及种质资源评价提供理论依据。
【文章来源】：热带亚热带植物学报. 2020,28(04)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
基于表型性状的辣椒种质资源聚类图。1～57见表1。
应用NTsys2.10e软件对57份辣椒材料的SSR标记进行聚类分析，采用UPGMA法生成聚类树状图(图3)，在遗传相似系数为0.76处，将57份辣椒材料分成4类，其中材料28、33各为1类，材料45、42、43、27、和26等32份材料聚为1类，材料1、16、54、37、52等23份材料聚为一类。此外，57份辣椒种质材料中，材料40和14，以及材料52和37分别聚在一起，遗传相似系数达0.963，且田间性状调查两者相似性也较高，但这4份材料来源地各不相同，可能是由于品种间不断交流所导致的原因。2.3 相关性分析
本研究通过表型性状和SSR分子标记分析57份辣椒种质材料遗传多样性，结果表明，34个表型性状的变异系数和香农多样性指数波动较大，说明种质材料间存在差异，但表型性状的平均变异系数和香农多样性指数以及19对SSR引物的平均Nei’s基因多样性指数和香农指数较低，说明了辣椒种质间遗传背景狭窄。主成分分析从34个表型性状中提取了10个主成分，累计贡献率为75.972%，主成分分析可以突出重要性状，排除重叠和消除意义不大的性状。依据表型性状和SSR分子标记均可将57份辣椒种质材料划分为4类，其中部分材料无论在表型层面还是分子层面均划为一类，如编号10、25、26和27等材料，但Mantel相关性分析表明2种聚类结果间相关性并不显著，这与沈梓力等[15]、傅鸿妃等[20]的研究结果一致。这为辣椒杂种优势利用时选择遗传关系较远亲本配对以及对种质资源评价提供参考的同时，也提示我们表型数据和分子数据提供的信息有所不同，育种实践中需要兼顾才能提高育种效率。种质资源是作物遗传育种的基础，植物种质资源优良性状的发现与利用，会进一步推动育种工作开展。我国辣椒种质资源丰富，但遗传基础狭窄。本研究利用表型性状和SSR分子标记2种方法分析57份辣椒种质资源遗传多样性，但2种方法的结果吻合性不高。推测可能的原因是：首先，本研究用于分析的34个表型性状只是辣椒表型性状的一部分，可能会导致表型和分子聚类结果不一致[27]；其次，表型性状易受人为和环境因素的影响，导致数据有误差，进而使聚类的结果产生误差，这与徐豪等[28]的研究结果一致；第三，表型性状是由多个基因决定，分子标记检测的基因位点可能只是其中的一部分，并不能代表某一性状的全部信息。本研究筛选出的19对SSR引物(表2)数量较少，导致可检测的基因位点数量受到限制且不能覆盖到整个基因组，因此不能全部反映DNA遗传信息。同时,分子标记检测到的基因位点并不一定能够在性状中有所表现。可见，表型性状和分子标记两者不能完全对应，导致不存在必然联系。詹永发等[29]指出农艺性状数据是植物分类不可缺少的重要依据之一,是遗传多样性分析的基础，分子标记广泛应用到种质资源的分类研究中[30?31]是植物分类和种质创新的技术依据。所以，为进一步提高今后育种工作中亲本选配及辣椒种质评价的准确性，综合应用表型和分子标记两方面研究，在表型性状上严格按照表型性状描述规范，增加表型性状数量，在分子层面增加引物数量以获得更多的基因位点，进而更加全面、准确地区分种质资源及描述遗传多样性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]东北杏种质资源多样性及其地理变化[J]. 徐豪,刘明国,董胜君,吴月亮,张皓凯. 植物生态学报. 2019(07)
[2]杜鹃花F1代群体主要表型性状及SSR标记的多样性分析[J]. 沈梓力,李美芹,邱甜,吴燕燕,吴月燕,谢晓鸿. 江苏农业科学. 2019(18)
[3]辣椒种质资源的形态学和SRAP分析[J]. 赫卫,张慧,王莹. 黑龙江农业科学. 2019(05)
[4]西北地区和尚头小麦遗传多样性及农艺性状的关联分析[J]. 张彦军,苟作旺,王兴荣,李玥,祁旭升. 草业学报. 2019(02)
[5]辣椒品种‘豫椒101’纯度鉴定的SSR标记筛选[J]. 杨双娟,于文涛,原玉香,魏小春,王志勇,赵艳艳,姚秋菊,张晓伟. 分子植物育种. 2019(22)
[6]SSR标记在辣椒DUS测试中的应用研究[J]. 管俊娇,余志慧,杨晓洪,王江民,张鹏,黄清梅,张建华. 植物遗传资源学报. 2019(02)
[7]辣椒全基因组SSR标记多态性的筛选及应用[J]. 李艳,赵红星,王勇,姜俊,魏小春,田士林. 中国农学通报. 2018(17)
[8]辣椒不同种质资源种子萌发期耐低温性评价[J]. 高晶霞,吴雪梅,杨爱荣,颜秀娟,王学梅. 北方园艺. 2018(09)
[9]辣椒种质表型性状与SSR分子标记的遗传多样性分析[J]. 傅鸿妃,吕晓菡,陈建瑛,李国景. 核农学报. 2018(07)
[10]43个福建省茶树品种指纹图谱构建及遗传多样性分析[J]. 陈志辉,单睿阳,游小妹,林郑和,钟秋生,陈常颂. 热带亚热带植物学报. 2017(06)
本文编号：3618220
【文章来源】：热带亚热带植物学报. 2020,28(04)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
基于表型性状的辣椒种质资源聚类图。1～57见表1。
应用NTsys2.10e软件对57份辣椒材料的SSR标记进行聚类分析，采用UPGMA法生成聚类树状图(图3)，在遗传相似系数为0.76处，将57份辣椒材料分成4类，其中材料28、33各为1类，材料45、42、43、27、和26等32份材料聚为1类，材料1、16、54、37、52等23份材料聚为一类。此外，57份辣椒种质材料中，材料40和14，以及材料52和37分别聚在一起，遗传相似系数达0.963，且田间性状调查两者相似性也较高，但这4份材料来源地各不相同，可能是由于品种间不断交流所导致的原因。2.3 相关性分析
本研究通过表型性状和SSR分子标记分析57份辣椒种质材料遗传多样性，结果表明，34个表型性状的变异系数和香农多样性指数波动较大，说明种质材料间存在差异，但表型性状的平均变异系数和香农多样性指数以及19对SSR引物的平均Nei’s基因多样性指数和香农指数较低，说明了辣椒种质间遗传背景狭窄。主成分分析从34个表型性状中提取了10个主成分，累计贡献率为75.972%，主成分分析可以突出重要性状，排除重叠和消除意义不大的性状。依据表型性状和SSR分子标记均可将57份辣椒种质材料划分为4类，其中部分材料无论在表型层面还是分子层面均划为一类，如编号10、25、26和27等材料，但Mantel相关性分析表明2种聚类结果间相关性并不显著，这与沈梓力等[15]、傅鸿妃等[20]的研究结果一致。这为辣椒杂种优势利用时选择遗传关系较远亲本配对以及对种质资源评价提供参考的同时，也提示我们表型数据和分子数据提供的信息有所不同，育种实践中需要兼顾才能提高育种效率。种质资源是作物遗传育种的基础，植物种质资源优良性状的发现与利用，会进一步推动育种工作开展。我国辣椒种质资源丰富，但遗传基础狭窄。本研究利用表型性状和SSR分子标记2种方法分析57份辣椒种质资源遗传多样性，但2种方法的结果吻合性不高。推测可能的原因是：首先，本研究用于分析的34个表型性状只是辣椒表型性状的一部分，可能会导致表型和分子聚类结果不一致[27]；其次，表型性状易受人为和环境因素的影响，导致数据有误差，进而使聚类的结果产生误差，这与徐豪等[28]的研究结果一致；第三，表型性状是由多个基因决定，分子标记检测的基因位点可能只是其中的一部分，并不能代表某一性状的全部信息。本研究筛选出的19对SSR引物(表2)数量较少，导致可检测的基因位点数量受到限制且不能覆盖到整个基因组，因此不能全部反映DNA遗传信息。同时,分子标记检测到的基因位点并不一定能够在性状中有所表现。可见，表型性状和分子标记两者不能完全对应，导致不存在必然联系。詹永发等[29]指出农艺性状数据是植物分类不可缺少的重要依据之一,是遗传多样性分析的基础，分子标记广泛应用到种质资源的分类研究中[30?31]是植物分类和种质创新的技术依据。所以，为进一步提高今后育种工作中亲本选配及辣椒种质评价的准确性，综合应用表型和分子标记两方面研究，在表型性状上严格按照表型性状描述规范，增加表型性状数量，在分子层面增加引物数量以获得更多的基因位点，进而更加全面、准确地区分种质资源及描述遗传多样性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]东北杏种质资源多样性及其地理变化[J]. 徐豪,刘明国,董胜君,吴月亮,张皓凯. 植物生态学报. 2019(07)
[2]杜鹃花F1代群体主要表型性状及SSR标记的多样性分析[J]. 沈梓力,李美芹,邱甜,吴燕燕,吴月燕,谢晓鸿. 江苏农业科学. 2019(18)
[3]辣椒种质资源的形态学和SRAP分析[J]. 赫卫,张慧,王莹. 黑龙江农业科学. 2019(05)
[4]西北地区和尚头小麦遗传多样性及农艺性状的关联分析[J]. 张彦军,苟作旺,王兴荣,李玥,祁旭升. 草业学报. 2019(02)
[5]辣椒品种‘豫椒101’纯度鉴定的SSR标记筛选[J]. 杨双娟,于文涛,原玉香,魏小春,王志勇,赵艳艳,姚秋菊,张晓伟. 分子植物育种. 2019(22)
[6]SSR标记在辣椒DUS测试中的应用研究[J]. 管俊娇,余志慧,杨晓洪,王江民,张鹏,黄清梅,张建华. 植物遗传资源学报. 2019(02)
[7]辣椒全基因组SSR标记多态性的筛选及应用[J]. 李艳,赵红星,王勇,姜俊,魏小春,田士林. 中国农学通报. 2018(17)
[8]辣椒不同种质资源种子萌发期耐低温性评价[J]. 高晶霞,吴雪梅,杨爱荣,颜秀娟,王学梅. 北方园艺. 2018(09)
[9]辣椒种质表型性状与SSR分子标记的遗传多样性分析[J]. 傅鸿妃,吕晓菡,陈建瑛,李国景. 核农学报. 2018(07)
[10]43个福建省茶树品种指纹图谱构建及遗传多样性分析[J]. 陈志辉,单睿阳,游小妹,林郑和,钟秋生,陈常颂. 热带亚热带植物学报. 2017(06)
本文编号：3618220
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