中国绿豆种质资源遗传多样性分析及初选核心种质构建

绿豆(Vigna radiate)是我国主要食用豆类作物，全国各地都有种植，其出口量居世界首位。我国绿豆资源丰富，种类繁多，然而，在我国绿豆一直被视为小作物，研究水平远落后于水稻、小麦、玉米、大豆等主要作物。为研究中国绿豆种质资源的遗传多样性分布规律，构建绿豆核心种质及筛选多态性SSR、STS标记，本研究以5072份国内绿豆资源为实验材料，利用常规方法及分子标记技术进行分析，旨在为绿豆种质资源保护，优异基因资源发掘利用和遗传研究奠定基础。1．研究发现，我国绿豆种质资源分布在约28个纬度、60个经度内，其中29～41°N×107～123°E范围内分布最多，占资源总数的75.99％。6个质量性状中荚色的遗传多样性指数最高，而8个数量性状中百粒重的遗传多样性指数最高。35～37°N×111～115°E、37～39°N×111～115°E、39～41°N×115～119°E、41～43°N×115～119°E 4个小区平均遗传多样性指数较高，初步推断中国绿豆资源遗传多样性中心在35～43°N×111～119°E范围内。2．根据14个农艺性状，用13种方法构建绿豆初选核心种质，通过对2种分组方法、3种确定取样数法和2种个体选择法进行比较，结果表明，聚类选择取样优于随机取样；按照性状群分组优于按省分组；多样性指数法确定取样数优于平方根法和比例法。最终经性状群分组，利用多样性指数确定取样数，聚类选择个体，构建起包含719份绿豆种质的初选核心种质，取样比例为14.2％，性状符合度达100％。3．从719份初选核心种质中选出12份农艺性状差异较大的绿豆种质，对41对绿豆SSR引物，28对绿豆(Vigna radiate)STS引物，8对小豆(Vigna angularis)SSR引物、27对豇豆(Vignaunguiculata)SSR引物和24对菜豆(Phaseolus vulgaris)SSR引物进行筛选，结果表明绿豆SSR引物的有效扩增率最高，为85.4％；菜豆SSR引物的有效扩增率最低，为37.5％。最终获得10对可用于绿豆遗传多样性分析的多态性引物，其中绿豆SSR引物6对，绿豆STS引物2对，豇豆SSR引物1对，菜豆SSR引物1对。利用这些多态性引物分析初选核心种质中的192份绿豆种质，共检测到47个等位变异，平均每对引物5.9个，聚类分析可以将南方种质和北方种质分成不同的亚类。