花生分子标记的研究进展

国内外对花生的研究特别是在分子水平上的研究相对水稻、油菜等农作物比较薄弱。近些年,分子标记技术迅速发展,在花生上也得到广泛的应用。本文从花生属起源、种质资源的遗传多样性、抗性基因的标记和指纹图谱等方面,综述了国内外花生分子标记的研究进展。     

花生重组近交系(RIL)根部性状的遗传分析

利用花生R IL群体,分析了主根长、侧根数、根基粗(1 cm和3 cm处)、根体积、主根鲜重、干重、侧根鲜重和干重、主侧根瘤数等11个花生根部性状的遗传力,估算基因对数及性状间的相互关系,根据偏度系数(g1)和峰度系数(g2)的估算控制性状基因互作情况。结果表明:在11个研究性状中,有6个性状在2个亲本间差异显著或极显著。但不论性状在亲本间的差异显著与否,在R IL群体中基因型间的性状差异均表现为连续变异和明显的超亲分离。同时主根粗(1 cm)和主根长的变异系数较小,分别为11.27%和11.218%。11个花生根部性状都是受多基因控制的数量性状,如影响侧根根瘤数、侧根鲜重和侧根干重的基因均在10对左右;而其它性状的基因估计在5~7对左右,尤其是控制侧根数的基因最少为5对左右。而在R IL群体中,除侧根干重的遗传力最高,达0.569,其次是侧根根瘤和侧根数分别达0.545和0.542外,其它性状的遗传力均较低。同时控制主根长和主根粗(1 cm)的基因间存在重叠作用;而控制侧根根瘤、侧根鲜重和侧根干重基因间存在互作,表现为互补作用;控制其它性状的基因间互补或重叠作用不明显或者不存在。主根干重和侧根干重与根体积、主根粗(1 cm)和主根粗(3 cm)显著相关,根体积与主根粗(3 cm)极显著相关,主根鲜重和侧根鲜重与根体积的相关表现不一致。     

利用SSR技术研究花生属种间亲缘关系

用44对SSR特异引物对花生属不同区组的21份种质进行了分析,获得能稳定揭示花生属种间差异的SSR引物34对。34对引物在21份种质中共检测到190个等位基因变异,每个位点上检测的等位变异数为3~11个,平均为5.59个。21份材料间存在很大的遗传变异,平均遗传距离为0.63,变异范围为0.08~0.95。聚类分析表明,区组间的遗传分化大于区组内的遗传分化,匍匐区组的遗传分化大于其他区组的遗传分化,同一物种不同种质间也存在很大的差异。栽培种花生与花生区组材料的亲缘关系相对较近,与花生属的植物学分类一致,其中A基因组的A.duranensis和A.villosa及B基因组的A.bati-zocoi与栽培种花生的亲缘关系更近一些。     

花生根部性状的遗传分析

利用花生RIL群体,分析了11个花生根部性状的遗传力,估算基因对数及性状间的相互关系,根据偏度系数(g1)和峰度系数(g2)估算控制性状的基因互作情况。结果表明:11个性状都是受多基因控制的数量性状,在RIL群体中基因型间的差异均表现为连续变异和明显的超亲分离。侧根干重的遗传力最高达0.60,其次是侧根鲜重,为0.58,而其他性状的遗传力均较低。控制主根长性状的多基因间存在互作,互作方式为重叠作用;控制主根粗(3cm)性状的基因间也存在一定的重叠作用,但是作用不明显;控制其他性状的基因都存在互作,表现为互补作用,但互补作用的强弱有差异。主根粗(1cm)、主根粗(3cm)、主根干重、主根鲜重、侧根干重和侧根鲜重之间都显著或极显著相关;根体积与主根粗(1cm)、主根粗(3cm)、侧根干重和侧根鲜重显著或极显著相关。     

中国花生地方品种与育成品种的遗传多样性

以中国花生小核心种质中涉及来源于中国本土的145份地方品种和67份育成品种为材料,应用SSR技术从206对SSR引物中筛选出25对扩增效果好的多态性引物进行检测,并对其进行遗传多样性分析比较.结果表明:(1)地方品种与育成品种各具有特殊带型及各自独特的遗传特性.相似系数和多态性信息量均表明,地方品种的多样性比育成品种丰富,其中:地方品种之间的相似系数为0.57～0.99,平均0.795,多态性信息量0.530 0;育成品种之间的相似系数0.63～0.99,平均0.810,多态性信息量0.463 3.地方品种与育成品种之间的平均相似系数为0.794,变异范围0.56～0.99.(2)对不同生态区来源的分析表明,除黄河流域外其他各生态区地方品种的观测等位基因数和遗传多样性指数(分别为2.740 7～3.518 5和0.816 4～0.879 4)均比育成品种的对应值(分别为1.7012～2.145 6和0.4829～0.802 2)大,并以长江流域生态区地方品种的观测等位基因数和遗传多样性指数最大,分别为3.518 5和0.879 4.(3)聚类分析结果表明,花生核心种质中,中国本土资源分为3个品种群,即地方品种密枝亚种群、地方品种疏枝亚种群和育成品种群,与花生的亚种分类一致.(4)通过遗传多样性分析,鉴定出一批遗传差异较大的材料,其中zhh1398与zhh0041的遗传差异最大,相似系数为0.56,为花生品种的遗传改良及作图群体的构建奠定了基础.     

花生种质资源的根系性状研究及AFLP分析

对22份花生种质资源进行根系性状和AFLP分析研究.结果表明,珍珠豆型花生种质资源具有根干重小、根基粗小和主侧根干重比小等特点;龙生型花生种质资源具有根干重大、根基粗大和主侧根干重比大等特点.用根系性状和AFLP标记都能将22份花生品种分为两大组,但是AFLP标记聚类结果比根系性状的聚类结果更能反映花生品种亲源关系和地域生态上的差异.     

中国花生核心种质的建立

以中国花生种质资源数据库中记录的6390份花生资源为材料,以其基本数据、特征数据和评价数据为信息,采用分层、层内分组聚类以及随机取样与必选资源相结合的方法,构建了由576份资源组成的花生核心种质,占基础收集品的9.01%。对核心种质的植物学类型组成和遗传多样性指数的分析,以及对各性状特征值、符合率和包含的主要抗病资源抗性等级及重要农艺性状资源的检测结果表明,本研究建立的核心种质是有效的。基础收集品中各种性状的遗传变异在核心种质中均存在,所用15个性状的各种特征值符合率均在90%以上,其中绝大部分性状的符合率达96%以上。     

中国花生核心种质的建立

以中国花生种质资源数据库中记录的6390份花生资源为材料,以其基本数据、特征数据和评价数据为信息,采用分层、层内分组聚类以及随机取样与必选资源相结合的方法,构建了由576份资源组成的花生核心种质,占基础收集品的9.01%。对核心种质的植物学类型组成和遗传多样性指数的分析,以及对各性状特征值、符合率和包含的主要抗病资源抗性等级及重要农艺性状资源的检测结果表明,本研究建立的核心种质是有效的。基础收集品中各种性状的遗传变异在核心种质中均存在,所用15个性状的各种特征值符合率均在90%以上,其中绝大部分性状的符合率达96%以上。     

龙生型花生的遗传多样性

龙生型花生(Arachis hypogaea var.hirsute)是中国引进最早、种植最早的花生类型。经过不断地自然选择和人工选择,形成了许多各具特色的地方品种,并逐渐形成了次生中心。本实验对15份龙生型花生资源在植物学性状和品质性状及分子水平上进行了系统研究。结果表明:龙生型花生在植物学性状和品质性状上具有丰富的遗传多样性,在分子水平上差异也较大。变异系数在5.10-34.60之间,多样性指数在1.17-2.04之间,同时两者的变化趋势相反。基于植物学性状和品质性状上的聚类分析在阀值为6.5将龙生型花生分为两大类,一类主要包括广西的品种,另一类包括其它省份的品种;基于AFLP分析的聚类结果在阀值为0.39处分为5类,一类主要包括广西的品种,其它4类包括其它省份的品种。     

龙生型花生的遗传多样性

龙生型花生(Arachis hypogaea var.hirsute)是中国引进最早、种植最早的花生类型。经过不断地自然选择和人工选择,形成了许多各具特色的地方品种,并逐渐形成了次生中心。本实验对15份龙生型花生资源在植物学性状和品质性状及分子水平上进行了系统研究。结果表明:龙生型花生在植物学性状和品质性状上具有丰富的遗传多样性,在分子水平上差异也较大。变异系数在5.10~34.60之间,多样性指数在1.17~2.04之间,同时两者的变化趋势相反。基于植物学性状和品质性状上的聚类分析在阀值为6.5将龙生型花生分为两大类,一类主要包括广西的品种,另一类包括其它省份的品种;基于AFLP分析的聚类结果在阀值为0.39处分为5类,一类主要包括广西的品种,其它4类包括其它省份的品种。