河南省柿种质资源遗传多样性研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 8次 | 上传用户:liongliong425
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柿(Diospyos.kaki)属于柿科(Ebenaeeae)柿属(Diospyros)植物,落叶乔木,是我国六大木本粮油树种之一,具有重要的生态、社会和经济价值。河南省是我国涩柿五大主产区之一,境内拥有丰富多样的柿种质资源。本研究在河南省柿种质资源调查与收集的基础上,从表型、果叶主要营养成分及分子标记三个方面分析资源的遗传多样性,利用形态特征及分子标记进行种质资源鉴定和亲缘关系判别,并根据表型和营养成分含量,筛选出具有特异性状的优良种质。主要结果如下:1.河南省当地柿种质资源主要分布在山区,其分布范围与该省山区地形相一致:西部洛阳、三门峡和西南部的平顶山、南阳为集中分布区,其中尤以伏牛山区北坡的洛阳栾川和嵩县等地资源最丰富。2.河南省各地柿种质资源表型变异类型多、变异程度高、变异幅度大,存在非常丰富的表型多样性:(1)146份资源的24个质量性状合计155个类型中,仅缺少10个类型,其中17个性状的所有类型均能找到对应资源。(2)19个数量性状变异程度高,变异系数范围为21.57%~51.02%,各数量性状变异幅度大,极值相差均在2倍以上。(3)不同器官数量性状变异程度大小顺序为果实>种子>叶片。(4)柿相同器官的各形态特征有一定相关性,各性状基本按照器官类型聚为一类,R型聚类分析可将所有性状分为5类,其中第一和第三类反映果实形态特征;第二和第四类反映叶片形态特征;第五类主要反映种子形态特征。(5)通过Q型聚类分析可将所有资源划分为5个类群,按照形态特征进行资源鉴定,可初步判断出牛心柿、石榴柿、火柿等部分同名异物或同物异名品种。3.河南省柿种质资源果实中维生素C、总酚、总黄酮和单宁含量具有丰富的多样性,各成分含量变异程度高、变异范围广,但大部分资源果实中不同成分含量处于中低水平:(1)四种营养成分含量变异系数均在50%以上,总黄酮含量变异程度最高,单宁含量变异程度最低。(2)维生素C含量均值为0.46 mg/g,范围为0.04~2.28 mg/g;总酚含量均值为18.95 mg/g,范围为0.90~63.31 mg/g;总黄酮含量均值为12.64 mg/g,范围为0.25~53.35 mg/g;单宁含量均值为11.75 mg/g,范围为0.74~40.18 mg/g。(3)不同地区的资源,其果实维生素C、总酚含量存在极显著差异(P<0.01),总黄酮含量存在显著差异(P<0.05),而单宁含量无明显差异。(4)维生素C含量与其他三种成分含量没有显著相关性,而总酚、总黄酮与单宁含量两两之间呈显著的正相关关系(P<0.01),且彼此之间一元线性回归效果拟合较好,其中总酚与总黄酮含量回归方程为y=0.723x-1.058,R2值为0.902;总酚与单宁含量回归方程为y=0.487x+5.581,R2值为0.748;单宁与总黄酮含量回归方程为y=1.917x-3.574,R2值为0.676。(5)初步筛选出了10份维生素C含量较高的种质;29份总酚含量较高的资源;24份总黄酮含量较高的资源以及57份单宁种质(29份高含量和28份低含量);综合比较,有16份资源果实中酚类物质含量较高。4.河南省柿种质资源叶片中总酚、总黄酮和单宁含量也具有丰富的多样性,无论在不同资源间还是不同地区间都有较高程度的差异,且大部分资源叶片中三种成分含量也处于中低水平:(1)总酚、总黄酮和单宁含量平均值分别为122.75 mg/g、81.09 mg/g、52.15 mg/g,变异系数分别为30.56%、46.85%、27.58%。(2)总酚含量集中分布于103.87~144.25 mg/g,总黄酮含量在54.39~96.93 mg/g,单宁含量在44.91~60.65mg/g。(3)叶片中三种成分含量在不同地区间均存在极显著差异(P<0.01),洛阳地区的资源叶片中三种成分含量变异程度最高,南阳、豫北地区次之,三门峡、平顶山相对最小;含量在不同地区由多到少依次为:豫北>南阳>平顶山/三门峡>洛阳。(4)三种成分含量彼此间呈极显著的正相关关系(P<0.01),且一元线性回归效果拟合较好,单宁与总酚含量回归方程为y=0.347x+9.556,R2为0.818;总酚与总黄酮含量回归方程为y=0.88x-26.92,R2值为0.754;单宁与总黄酮含量回归方程为y=0.322x+25.98,R2值为0.726。(5)筛选出叶片营养成分含量高的种质资源数目分别为总酚8份、黄酮11份、单宁14份,综合评价有14份资源叶片中酚类物质含量均较高;不同地区间拥有的资源类型数量具有明显差异,其中洛阳地区资源数量最多、变异最大、类型最全面。5.河南省柿种质资源SSR杂合度高,具有较高程度的遗传多样性,SSR标记可有效应用于柿属植物种质资源鉴定:(1)17对SSR引物在102份材料中共得到159个均具多态性的DNA片段(即条带),平均每对引物9.35个,范围为5~14个;共得到508个谱带类型(即带型),平均每对引物29.88个,范围为8~53个;特异带型总数为267个,平均每对引物15.71个,范围为2~37个;特异带型比率73.68%~25.00%;种质鉴定率1.96%~36.27%;多态性信息含量(PIC)平均为0.8397,范围是0.4667~0.9647;Shannon信息指数(I)平均为2.6586,范围为1.1121~3.5967;平均观察杂合度(Ho)为0.7774,范围是0.1471~0.9608。综合对比,ssr DK11/DQ097479、ssr DK14/DQ097482和m Dp17/EF567410这3个位点遗传变异程度最高。(2)SSR主坐标分析与聚类分析结果均显示柿及其近缘种彼此之间具有明显的遗传差异;柿种下所有资源单独聚为一类,能够与近缘种完全区别开;美洲柿、金枣柿与柿的亲缘关系相对较远。(3)17对SSR引物可鉴别所有供试资源,能够进一步判断牛心柿、八月黄、七月早等同名异物或同物异名品种。
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