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山楂(Crataegus spp.)系蔷薇科(Rosaceae)植物,兼具观花、观果和秋色叶价值,是园林结合生产的优良树种。山楂的栽培历史悠久,种的变异和品种的出现较为丰富。我国原产18个种,6个变种。本研究对国家种质资源沈阳山楂圃和北京林业果树研究院两地的山楂品种资源进行实地调查取样,从形态学、细胞学、DNA分子标记三个层面对山楂品种的遗传多样性进行了评价,制定了山楂新品种DUS测试指南、山楂已知品种数据库和DNA分子身份证。研究结果互相借鉴,不仅弥补了传统研究方法的局限,也为山楂品种资源的鉴定、评价和利用提供了科学依据。主要研究结果如下:(1)利用多元统计分析的方法对108个山楂品种的32个表型性状进行了研究,结果发现品种间性状遗传变异程度较大,遗传多样性水平较高。通过扫描电镜观察山楂花粉,发现山楂花粉粒小型,长球形至超长球形,具三条萌发沟,品种间花粉形状和大小有差异,外壁纹饰主要表现为条纹-穿孔状。又利用流式细胞仪和染色体压片两种方法研究山楂品种染色体倍性,得到84个二倍体,20个三倍体和4个四倍体。(2)利用前人高质量测序、有效组装和拼接得到的山楂转录组结果,通过MISA软件,从14364条长度大于1kb的unigenes中搜索到了 5091个SSR位点。其中,二核苷酸重复数量最多,其次是单核苷酸和三核苷酸。二、三核苷酸基元的主要类型分别为AG/CT和AAG/CTT。利用Primerv3.0共设计合成了 500对SSR引物,经过初步筛选,得到有效扩增产物的引物353对(70.60%)。复筛得到了 304对(60.80%)具有多态性的引物;最终,从中选出24对多态性较高的引物。(3)通过多重荧光毛细管电泳方法,首次将转录组开发筛选的24对特异性SSR引物,应用于山楂品种的遗传多样性研究中。研究共得到171个等位基因位点,平均等位基因7.125个,Shannon多样性指数的平均值为1.178,PIC的平均值为0.550(大于0.500),说明山楂品种的遗传多样性水平较高。(4)将24对核心引物按编号顺序排列,将引物检测结果的分子量数据以数字加英文字母的方式编码,构成了山楂品种DNA分子身份证编码,即字符串DNA分子身份证。又将编码导入在线条码生成器,生成条形码DNA分子身份证。基于字符串、条形码两种形式,成功构建了 84份山楂品种的DNA分子身份证,对我国山楂品种资源的评价、利用和保护具有重要意义。(5)研制完成了我国山楂属植物新品种DUS测试指南和已知品种数据库。测试指南中包括55个测试性状,其中分组性状6个,必测性状16个,图释性状12个;使用标准品种45个。又以测试指南为基础,构建了 Excel表格的形式的山楂已知品种数据库。包括山楂已知品种108份,每个品种对应55个表型性状的特征描述,以及1000余张品种整株、叶、花、果实和种核的照片信息。为我国山楂新品种的保护提供了技术支撑和科学依据。