分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1127
-
1132
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1127
-
1132
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1128
期的人工驯化,特别是近代育种和集约化种植,遗
传变异显著缩小,一些对不良环境因子和病虫害有
益的稀有的等位基因缺失
(
江云珠等
, 2010)
。中国
20
世纪
50
年代以来水稻育成品种的遗传多样性一直
呈下降趋势
(
华蕾等
, 2007)
,同工酶等位基因仅为地
方品种的
73.1%
,
58.3%
的位点上发现存在数目不等
的等位基因缺失
(
魏兴华等
, 2003)
,而且系谱上均可
追溯到少数几个品种,如矮仔占、南特号、农垦
58
和银坊主等
(
魏兴华等
, 2010)
。水稻育成品种单调的
遗传背景已成为取得突破性育种改良成效的瓶颈。
旱稻
(Upland Rice)
属于禾本科
(
Poaceae
)
、稻属
(
Oryza
L.)
、亚洲栽培稻
(
Oryza sativa
L.)
,是栽培稻
四种生态型之一
(
王英等
, 2011)
,具有耐旱、耐瘠、
适应性广等特点,是水稻抗逆性改良育种的天然基
因库
(
翟伟等
, 2010)
。我国旱稻种质资源丰富,但由
于缺乏对其遗传基础的了解,限制了其在育种中的
有效利用。虽然已有一些基于
RAPD (
任光俊等
,
2005)
、
SSR (
杨学辉等
, 2009b)
以及表型多样性
(
龚志
莲等
, 2004;
杨学辉等
, 2009a)
的旱稻种质多样性研
究,但存在选择区域范围偏小,试验材料偏少、代
表性较差等不足。本研究采用
72
对
SSR
引物对来
自中国
14
个省份的
125
份粳型旱稻地方品种进行
了
SSR
遗传多样性、遗传距离和聚类分析。旨在为
旱稻种质资源在水稻育种的有效利用提供依据。
1
结果分析
1.1
微卫星位点多态性
我国旱稻地方种质资源粳亚种具有丰富的微
卫星多态性。具多态性的
72
对供试
SSR
引物共检
测到
573
个等位变异。不同
SSR
位点变异较大,每
一位点等位基因数变幅为
3~20
,平均每对引物检测
到
7.958
个,平均有效等位基因座数为
3.357
个。
11
号染色体上等位变异最多
(RM224, RM206,
RM21,
Na
=15; RM209,
Na
=11)
,其次
1
、
3
、
4
、
6
、
7
、
8
、
9
和
10
号染色体也有较多的等位变异,
5
号
染色体的等位变异较弱。等位变异≥
15
的位点有
7
个;
10
≤等位变异<
15
的位点共有
11
个;
5
≤等位
变异<
10
的位点有
45
个;等位变异<
5
的位点仅
有
9
个。
RM72
位点有效等位变异最高
(
Ne
=11.183)
,
RM147
位点有效等位变异最低
(
Ne
=1.378)
。
Shannon
多样性指数具有类似结果,
RM72
,
I
=2.701
;
RM147
,
I
=0.385 (
表
1)
。
表
2
结果显示,我国
14
个省或地区粳型旱稻
地方种质资源等位变异分布不均,广西、云南、贵
州和台湾省等位变异较高,分别为
263
、
230
、
215
和
205
个;海南旱稻地方种质资源等位变异最低。
上述
4
省旱稻地方种质资源的有效等位变异也较高,
次序稍有变动,广西
(198.107)
>台湾
(173.094)
>云
南
(163.402)
>贵州
(146.999)
。
Shannon
多样性指数
具有类似结果,广西
(1.075)
>台湾
(0.908)
>云南
(0.878)
>贵州
(0.776)
,海南最低为
0.225
。
1.2
聚类分析与遗传结构
来自
14
个省的旱稻地方品种粳亚种间
Nei
遗
传距离范围在
0.046~0.564
之间,表明
14
个省间旱
稻种质遗传差异大小各异,有些省份旱稻种质遗传
差异小,有些省份遗传差异大。基于
Nei
遗传距离
进行
UPGMA
系统聚类
(
图
1)
,结果显示黑龙江和
吉林两省间的旱稻种质遗传距离最近
(
GD
=0.046)
,
其次依次为天津和河北间
(
GD
=0.097)
,云南和贵州
间
(
GD
=0.132)
,辽宁和山西间
(
GD
=0.140)
,广东和
广西间
(
GD
=0.159)
。在
Nei
遗传距离为
0.335
处可
以明显地划分为
3
类,北方组:
(
黑龙江∪吉林
)
∪
((
河北∪天津
)
∪
(
辽宁∪山西
))
;南方组:
(((
云南∪
贵州
)
∪湖南
)
∪江苏
)
∪
((
广东∪广西
)
∪台湾
)
;海南
独立划为一类。
2
讨论
2.1
旱稻微卫星位点遗传多样性
王一平等
(2007)
选取
144
份分布于全球主要旱
稻种植区域
(
南美
,
非洲和亚洲其他国家及中国
) 15
个国家的旱稻品种,利用
38
对
SSR
标记分析表明,
平均等位基因数为
3.6
;杨志奇
(2008)
选取我国
328
份粳稻地方品种,利用
72
对
SSR
引物分析发现,
平均等位基因数为
9.72
;张立娜等
(2010)
选取我国
158
份旱稻地方品种,利用
39
对
SSR
引物分析表
明,平均等位基因数为
7.90
。本研究利用
72
对
SSR
引物对
125
份中国旱稻地方品种粳亚种的研究表
明,平均等位基因数为
7.96
。本研究检测平均等位
基因数高于王一平等
(2007)
和张立娜
(2010)
等的研
究结果,究其原因可能是所选用的多态性引物多;
低于杨志奇的研究结果,究其原因可能是选取样品
量和地理范围小,选取稻种生态型不同。可见,进
行种质资源
SSR
遗传多样性分析,保证足够的样品
和多态性引物数量是确保获得可靠结果的先决条
件。本研究和前人研究
(
张立娜等
, 2010)
结果均表
明,
RM72
、
RM241
、
RM232
、
RM224
、
RM206
、
RM21
、
RM219
、
RM412
、
RM551
、
RM220
、
RM209
、