青稞遗传多样性及其农艺性状与SSR标记的关联分析

【作者】 张元元； 冯举伶； 张康康； 薛振宇； 闫强强； 姚立蓉； 孟亚雄； 司二静； 李葆春； 马小乐； 王化俊； 汪军成；

【机构】 省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室； 甘肃农业大学农学院； 甘肃农业大学生命科学技术学院；

【摘要】 【研究背景】青稞作为一种历史悠久的禾本科作物,因其是栽培大麦变种,故又称裸大麦。青稞主要在高海拔和低温的环境中,我国西藏、青海、甘肃甘南、四川和云南西北部等高原地区均有分布,具有生长周期短、抗逆性强、产量高等特点。不仅是中国藏区居民主要的粮食来源和高品质的畜牧饲料,还用于啤酒、各类食品和保健品的制作。同小麦、玉米、水稻三大粮食作物一样,青稞也正面临亲本遗传资源有限导致的品种改良问题,使得新品种的创制和性状改良受到限制,从而影响了青稞改良的长期可持续发展。因此深入了解其农艺性状特征及遗传背景,加强引进和创制新的遗传资源,能够为青稞品种改良和分子育种提供科学依据;【材料与方法】本研究利用92对SSR标记(简单重复序列标记)分析了来自甘肃和西藏不同地区的102份青稞材料的遗传多样性和群体遗传结构,并在此基础上利用Tassel 2.1软件的GLM模型进行SSR标记与农艺性状的关联分析;【结果与分析】(1)92对标记共扫描鉴定出739个等位基因,基因多样性指数变幅为0.106～0.913,多态性信息含量变幅为0.103～0.907;(2)遗传相似系数及聚类分析显示,遗传相似系数变幅为0.680～0.960,聚类分析将这些青稞材料分为两个亚群,多为具有相同亲本或亲缘关系相近的材料聚在一起;(3)群体遗传结构分析把青稞材料分为五个亚群;(4)通过GLM分析,鉴定出33个标记9个农艺性状在P<0.01的显著性水平上关联,与千粒重相关的标记有10个,其中标记GBM1238较为稳定,这些标记的表型变异解释率为8.95%～35.02%。综上,本研究大部分供试青稞材料的亲缘关系相近,可以引进不同的青稞遗传资源来丰富遗传背景;【结论】本研究确定了材料间的亲缘关系,为后期亲本的选配以及遗传特性的关联分析奠定了基础。与千粒重相关的标记GBM1238可用于青稞种质遗传多样性鉴定的分子标记辅助选择。另外,部分标记同时与2个或3个性状相关,可能是由于该标记上的基因存在连锁关系。更多还原