山黧豆属SSR分子标记开发及遗传多样性分析

发布时间：2020-08-06 18:55

【摘要】：山黧豆属是一类重要的冷季豆类植物,其中栽培山黧豆(Lathyrus sativus L.)是本属最主要的食用作物。山黧豆能在恶劣环境条件下提供高蛋白食物,其产量、蛋白质含量、固氮能力和抗逆能力远超其他豆科植物,被认为是亚洲和非洲干旱和贫穷地区提供日常饮食的最佳候选作物。山黧豆属在提高土壤肥力、降低耕种成本等方面有很大优势,如今山黧豆被视为可持续农业发展的一种模式植物。但是山黧豆普遍含有次生代谢产物β-ODAP,具有导致食物中毒的潜在风险,使其推广利用受到限制。本研究利用磁珠富集法开发了大量山黧豆SSR引物,并随机挑选了768对SSR引物验证其多态性。经过筛选得到的多态性引物用于分析山黧豆属植物的遗传多样性,初步分析了国内外山黧豆属种质资源的群体结构、遗传变异及遗传进化关系,验证了山黧豆属内各个参试物种间的遗传关系,为今后国内外山黧豆属种质资源的深入研究提供了理论依据。主要研究成果如下:1.利用磁珠富集法开发了山黧豆基因组SSR引物共计62342对,去除冗余后最终获得了50144对备选SSR引物。其中,完全型引物24331对(48.52%),包括466对单核苷酸型,15127对二核苷酸型,7650对三核苷酸型,833对四核苷酸型,155对五核苷酸型和100对六核苷酸型;复合型引物25813对(51.48%),包括c型引物25181对(97.6%),c*型引物632对(2.4%)。2.从50144对备选SSR引物中随机挑选768对,用8份山黧豆属种质资源(2份栽培山黧豆野生近缘种资源、6份栽培山黧豆)对其进行初步筛选,获得30对扩增条带清晰、具有多态性的SSR引物,其中18对为三核苷酸型、7对为二核苷酸型、5对引物为复合型(Compound型),用于分析山黧豆属种质资源的遗传多样性分析。3.从国内外收集到283份山黧豆属种质资源,其中17份为栽培山黧豆野生近缘种资源,266份为栽培山黧豆种质(33份非洲资源,100份欧洲资源,133份亚洲资源)。利用上述扩增条带清晰、具有多态性的30对SSR引物对该283份山黧豆种质进行PCR扩增,分别作群体结构分析、种间遗传关系分析、主成分分析、分子方差分析等。分析结果表明栽培山黧豆与其野生近缘种间有明显的遗传差异;证实了扁荚山黧豆(Lathyrus cicera L.)与栽培山黧豆遗传距离最近(0.7247),极有可能源于同一祖先;宿根香豌豆(Lathyrus latifolius L.)和林地香豌豆(Lathyrus sylvestris L.)存在较近的遗传进化关系。由于长期的引种交流带来的基因流动,不同地理来源的栽培山黧豆种质表现出一定程度的穿插;由于地理位置的关系,欧洲资源与非洲资源的遗传关系较亚洲资源更近。本研究中亚洲参试资源表现出较高的遗传多样性,初步验证了栽培山黧豆的起源中心是印度次大陆这一说法。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q943.2;S567.239

【参考文献】