黄骅古贝壳堤酸枣遗传多样性及‘冬枣’天然混倍体变异研究

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黄骅古贝壳堤自然保护区紧邻渤海,保护区内酸枣种质可作为筛选枣抗盐碱砧木的重要资源,但是很少受到人们的重视,不断遭到破坏。本研究选取黄骅古贝壳堤36个酸枣类型,并以来自六个省份的41个酸枣类型、13个主栽枣品种和3个毛叶枣作为对照,从形态水平、营养水平和分子水平对黄骅古贝壳堤的酸枣资源进行系统分析,研究黄骅古贝壳堤酸枣遗传多样性,为处于濒危状态的黄骅古贝壳堤酸枣资源保护及开发利用提供理论参考。‘冬枣’是我国栽培最广泛的优良鲜食枣品种,本研究以山东省沾化县栽培的普通‘冬枣’及3个大果型变异类型‘沾冬2号’、变异1号、变异2号为试材,对其染色体倍性、DNA指纹、果实形态及果实主要营养指标进行比较分析,旨在为其进一步变异机制研究和科学利用提供理论依据。主要研究结果如下:  1.通过比较果实指标研究黄骅古贝壳堤酸枣果实形态变异。黄骅古贝壳堤酸枣单果重最小值为0.44g,最大值为1.24g,变异系数为26.73%,在果实指标中最大。其次是单核重,变异系数为19.97%。果实纵径变异系数为7.99%,果实横径变异系数为7.55%,果形指数变异系数为7.70%。  2.利用20对SSR引物,研究了包括黄骅古贝壳堤群体在内的的93个样品的多样性。每个位点的等位基因4~14,平均6.9个等位基因;PIC的分布范围在0.58 ~ 0.87,平均为0.73。观测杂合度Ho和期望杂合度He范围分别为0.27~0.84和0.61 ~ 0.88,平均值分别为0.59和0.76。  3.利用距离聚类法,93个样品被分为为9个类群。遗传相似系数的分布范围为0.67~1.00。黄骅古贝壳堤酸枣单独聚在第1大类,毛叶枣单独聚在第Ⅸ大类,与毛叶枣相比,枣和酸枣有更近的亲缘关系;总体上看,产地相同的基因型表现出较近的遗传关系。9个类群的遗传一致度的变幅为0.0979 ~ 0.6962,相应的遗传距离变幅为0.3621 ~2.3241。9大类群的香农指数(I)变化范围是0.46~1.36,平均为1.02。观测杂合度(Ho)的变化范围是0.50 ~ 0.68,均值为0.61。期望杂合度(He)的变化范围是0.36 ~ 0.71,平均为0.64。黄骅古贝壳堤酸枣类群中,Na为5.40、Ne为3.18、I为1.30,遗传多样性较丰富。  4.利用模型聚类法,在K=9时,ΔK=3.75,93个样品被划分成9个类群。黄骅古贝壳堤酸枣类型的类群E极少有与其他8个类群相互混杂的成分。而样品数量仅次于黄骅古贝壳堤酸枣的河北省酸枣群体分布在A、B、D、I四个群体中,这表明任何来自同一地理区域内的酸枣材料都存在多种血缘来源或较多的遗传变异类型。93个样品中有18.3%(17个)的最大Q值小于0.6,说明有少量样品融合了多个类群的遗传成分,在黄骅古贝壳堤类群(E)中,36个来自黄骅古贝壳堤的样品最大Q值全部大于0.6,由此可见,黄骅古贝壳堤酸枣几乎没有跨类群的遗传成分。  5.对‘沾冬2号’及两个大果型变异材料(变异1号、变异2号)进行倍性鉴定。发现包括‘沾冬2号’在内的3个大果型变异类型均为二、四混倍体(2x+4x),其对照(母株)均为纯二倍体。经74对SSR引物检测,未发现3个大果型混倍体变异类型与其二倍体对照的DNA指纹存在差异,表明三者均确系来源于普通的二倍体‘冬枣’,其四倍体部分均属于同源加倍。  6.与普通‘冬枣’相比,包括‘沾冬2号’在内的3个变异类型均表现出叶片变宽、叶形指数变小,果实变大、果形指数减小,果实Vc含量增加,但果实可溶性糖和可滴定酸含量变化无规律。与已通过良种审定的‘沾冬2号’相比,新发现的变异1号和变异2号的单果重更大,分别增大22.95%和15.90%,分别达到27.05 g和25.50 g。二者的生产利用价值、形成机制和倍性纯化亟待进一步研究。
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