论文部分内容阅读
甜瓜(2n=2X=24)是世界十大水果之一,在我国种植面积广泛。早在《神农本草经》中就有记载"甜瓜蒂为上品药材",其栽培历史距今已有千余年。世界甜瓜的起源地分布较广,遗传多样性较丰富,但由于不同种质类型之间并无杂交障碍,加之长期的人工驯化和定向选择,使甜瓜育种材料的变异日趋单一,其育种工作进展较为缓慢。为了有效地利用甜瓜种质资源,突破甜瓜育种的资源瓶颈,需持续而深入地对各种甜瓜种质资源进行广泛收集和研究。本课题组一直以来致力于甜瓜种质资源的收集和利用,现已收集包括厚皮、薄皮和野生甜瓜在内的近千份种质资源,但不同类型的种质之间的遗传关系并不完全明确。本研究从现有种质资源中选取了具有代表性的191份种质,包括62厚皮种质,89薄皮种质和40份野生种质,对其多个形态学性状进行了多年统计,并结合SSR标记对这3类种质进行多样性和遗传关系评价,其结果如下:1.形态学性状的遗传多样性研究表明,所有种质的香农多样性指数的变幅为0.34~2.47,其平均值为1.38。13个质量性状多样性指数的变幅是0.34~2.47,平均值为1.18,5个数量性状多样性指数变化范围是1.53-2.07,平均值为1.90,数量性状的多样性指数普遍高于质量性状,说明甜瓜种质数量性状多样性更加丰富。薄皮甜瓜平均多样性指数为1.31,果面底色、瓜瓤颜色、瓜瓤水分、果实肉质4个性状变异明显;厚皮甜瓜多样性指数中平均为1.38,果实形状、果面网纹、网纹分布、网纹密度、网纹粗度、果肉香味6个性状变异明显;野生甜瓜多样性指数平均为1.39,覆纹颜色和覆纹形状两个性状变异明显。三类甜瓜种质的平均多样性指数差异不大。2.主成分分析表明,18个形态性状可综合成5个主成分,其累计贡献率达82.297%,说明这5个主成分可以代表整个甜瓜群体的大部分表型信息。第一主成分与果面网纹、网纹分布、网纹密度、网纹粗度相关,第二主成分与覆纹颜色和覆纹形状相关,第三主成分与中果实形状和瓜瓤颜色相关,第四主成分与中果肉肉色和果肉香味相关,第五主成分与果面底色和果实肉厚在相关。3.形态学性状聚类分析把所有甜瓜种质可分为七大组群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ),不同组群的甜瓜种质的形态性状具有一定的差异。组群Ⅰ共有3份种质,全为厚皮种质,该类群中果实长度较大可达100 cm,果形为棒性,果面白色,果肉肉质较硬含糖量低。组群Ⅱ共有6份种质,该类群中有明显的网纹分布,果肉肉色为橙色或橙红。组群Ⅲ共有7份种质,包括5份厚皮、1份薄皮和1份野生,白色果肉,白色瓜瓤,无香味,肉质硬。组群Ⅳ共有30份种质,包括24份厚皮种质和6份薄皮种质,该组有明显的网纹分布,有绿色覆纹,果肉肉厚较大,平均为3.12 cm。组群Ⅴ共有9份种质,包括4份厚皮种质、3份薄皮种质和2份野生种质该类群果实形状为棒形,绿色或黄色果面,无网纹和覆纹。组群Ⅵ共有61份种质,包括30份薄皮种质和31野生种质,要性状为无网纹分布,覆纹颜色较重,果实单重较小,平均为0.252 kg。群组Ⅶ有76份材料,包括56份薄皮种质、24份厚皮种质和两份野生种质,主要性状为多数无网纹,果面底色较浅,多数为白色。4.36个SSR标记在所有种质中检测到314个多态性位点,平均每个标记8.72个,平均有效等位基因数(Ne)3.99;各位点的Shannon指数(香农信息指数I)的变化范围是0.95~2.22,平均值为1.58;平均期望杂合度(He)0.74,幅度在0.48和0.87之间。I指数和He值两者的变化趋势基本一致。多态性信息含量(PIC)范围为0.45~0.86,平均值为0.69。薄皮种质的等位基因总数(Na)为256个,平均7.11个,I值变幅0.51~2.00,平均1.29,PIC值变幅为0.23-0.81,平均值0.57。厚皮种质的等位基因总数(Na)为226个,平均6.28个,I值变幅0.45~1.84,平均1.30,PIC值变幅为0.22-0.79,平均值0.60。野生种质的等位基因总数(Na)为250个,平均7.14个,I值变幅0.64~2.47,平均1.55,PIC值变幅为0.26-0.88,平均值0.69。薄皮、厚皮和野生种质的特异性分子标记数分别为9、8和10;薄皮、厚皮和野生种质的特异性位点计数分别为13、11、14。比较分析表明,三种类型种质中,野生种质的平均I值和PIC值最高,Na与薄皮种质相当,但明显高于厚皮种质,说明野生种质多样性更为丰富,包含更多的稀有基因。5.基于分子标记的聚类分析表明,所有种质分为4类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),M344和M343单独聚为一类,均为薄皮皮种质;第Ⅱ类群共49份材料,包含15份薄皮材料,33份野生材料和1份厚皮材料;第Ⅲ类有52份材料,其中薄皮种质2份,厚皮材料49份,野生1份;第Ⅳ类群共88份种质,包含薄皮种质70份,厚皮种质12份;野生种质6份。分子标记聚类结果与种质类型基本一致,但与表型聚类差异较大,可能由于不同种质之间的基因交流所致。群体结构分析表明,P1群体中59份材料中1份来自Ⅱ组,47份来自Ⅲ组,11份来自Ⅳ组;P2群体65份材料中2份材料来自Ⅰ组,48份材料来自Ⅱ组,4份材料来自Ⅲ组,11份材料来自Ⅳ组;P3群体67份材料中1份来自Ⅲ组,66份来自Ⅳ组。6.不同种质的遗传距离和分化系数计算结果表明,薄皮种质和厚皮种质间的Fst最大,为0.102,遗传距离GD达0.380,说明二者之间存在中等程度的遗传分化;薄皮和野生种质间次之,Fst为0.100;厚皮和野生种质分化最小,Fst为0.083。此结果说明,甜瓜种质间的遗传分化主要表现为亚种间的分化,即薄皮类型和厚皮类型间的分化。