西瓜种质资源的遗传多样性分析

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1、西瓜种质资的遗传多样性分析p 翻开文本图片集摘 要： 对88份来不同的西瓜种质资，采用37个表型性状和22对SSR分子标记进展遗传多样性分析p 。结果说明：表型性状变异主要表达在果实形状、品质和叶片等性状上，第1、第2、第3主成分的方差奉献率分别为13.6、11.8和9.0，前3个主成分的累计为34.4，根据表型性状进展聚类分析p ，在欧氏间隔 15.0时，可将材料分成2类，在欧氏间隔 13.5时，可将材料分为3类；SSR分子标记共扩增出的55个多态性位点，平均多态性信息含量为0.41，利用UPGMA法进展聚类分析p ，88份西瓜种质可以被分为4个组。第1、第2、第3主坐标的方差奉献率分别为2

2、2.8、10.8和9.1，前3个主坐标累计为42.7。【关键词】：p 】： 西瓜； 种质资； 遗传多样性； 表型性状； SSR分子标记Abstract： Geic diversity of 88 accessions watermelon germplasm resources were analyzed using 37 phenotypic characters and 22 simple repeat sequencesSSR molecular markers.The results showed that the variations in fruit shape，quality a

3、nd leaf were the main sources of variations in phenotypic characters.The variance contribution of the first three principle ponents were 13.6，11.8 and 9.0，cumulative proportion was 34.4.According to the cluster analysis of the phenotypic characters，the watermelon germplasm resources were divided int

4、o 2 categories at euclidean distance of 15.0，and 3 categories at euclidean distance of 13.5.The SSR molecular markers lified 55 polymorphic loci，the average polymorphic information content PIC was 0.41.The cluster analysis using UPGMA method showed that 88 watermelon germplasm resources were classif

5、ied as 4 groups.The variance contribution of the first three principal coordinates were 22.8，10.8 and 9.1，cumulative proportion was 42.7.In conclusion，the 88 watermelon germplasm resources contains relatively abundant geic variations.Key words： Citrullus lanatus； Germplasm resources； Geic diversity；

6、 Phenotypic character； SSR molecular markers西瓜Citrullus lanatusThunb.Matsum.& Nakai是重要的经济作物，我国西瓜年种植面积近20_万hm2，面积和产量均居世界第一位1-2。种质资是西瓜育种的根底，是西瓜品种更新换代的创新来。对种质资进展挖掘利用，可以改进西瓜的品质，进步产量，并增强西瓜抵御各种病虫害的才能3。为了保护种质资，我国建有国家种质长期库和多种作物中期库，其中蔬菜中期库和西瓜甜瓜中期库中分别保存有500余份和1 500余份西瓜种质资4。对西瓜种质资遗传多样性分析p 主要根据表型性状和SSR分子标记技术。潘存

7、祥等5采用变异系数、多样性指数和聚类分析p 等方法，对国内外783份西瓜种质资24个表型性状进展了遗传多样性研究和聚类分析p ，结果说明，欧氏间隔 25可作为属内划分西瓜种的遗传间隔 ，20可作为划分西瓜亚种的遗传间隔 ，15可作为划分西瓜变种的遗传间隔 。范敏等6对从美国资库中引进的1 373份西瓜资在种植条件下，应用聚类分析p 和主成分分析p 方法将其分为5个类群、8大分枝。苏玉环等7、陈萍等8也分别根据西瓜果实表型性状，对100份和119份西瓜种质资进展聚类分析p ，分别将其聚类成4类和10类。分子标记技术以个体间的遗传物质内核苷酸序列碱基变异为根底的遗传标记，直接反映了DNA程度的遗传

8、多态性，具有标记数量丰富、较高的遗传稳定性、多态性数量多、较强的化学稳定性、技术简单快速等9。刘丽娟等10利用21对SRAP引物标记对28个西瓜品种的遗传多样性进展分析p ，发现28份西瓜品种的多态性高达72.0，各材料间相似系数在0.92至0.99之间，并将所有材料聚类划分为4类。李朋飞等11运用SRAP分子标记技术对80份西瓜种质资的遗传多样性进展分析p 发现，这些西瓜种质的遗传相似系数在0.941.00之间，通过聚类划分为3个类群。以上对西瓜遗传多样性的研究分析p 发现，西瓜种质材料遗传背景较为狭窄，相似度较高，多数品种亲缘关系较近，品种间同性较高。本研究对88份来不同的西瓜种质资进展表

9、型性状和SSR分子标记的遗传多样性分析p ，为西瓜种质资的研究利用和新品种选育提供参考。1 材料与方法1.1 试验材料供试材料为湖北省农业科学院经济作物研究所保存的88份西瓜种质资，材料编号为E01-E88，名称和来见表1。1.2 表型性状调查20_年将试验材料种植在湖北省农科院蔬菜基地中，按照西瓜种质资描绘标准和数据标准12规定的描绘标准、数据采集和记录标准调查表型性状，并对用文字描绘局部的表型性状进展赋值。用R软件包对表型性状进展描绘性统计分析p ，计算最大值、最小值、平均数、标准差和变异系数。再对每个性状进展标准化处理，以消除量纲的影响，而后用R软件包进展主成分分析p ，用NTSYS软件

10、进展聚类分析p 并作图。1.3 SSR分析p 在田间选取西瓜材料，对其幼嫩新颖的叶片进展混合取样，采用CTAB法13提取基因组DNA。用超微量分光光度计NanoDrop 20_，Thermo Fisher Scientific，USA检测DNA纯度和浓度，然后将DNA浓度稀释至20 ngL-1备用。选用的23对引物是基于西瓜全基因组序列开发的能最大限度代表遗传多样性的SSR引物14。引物由武汉天一辉远生物科技有限责任公司合成。PCR反响体系10 L：2PCR mi_transgen for 4 L；Primer F10 molL-10.5 L；Primer R10 molL-10.5 L；gD

11、NA20 ngL-11.5 L；ddH2O 3.5 L。PCR程序：94 预变性5 min；94 变性30 s；55 退火15 s；72 延伸15 s；34个循环；72 延伸4 min；10 保存。PCR产物经8非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳别离后，采用快速银染法显色并照相记录15。在电泳图上一样的位置假如有带记为“1”，无带记为“0”，将SSR电泳结果转化为数字矩阵。用NTSYS软件进展聚类分析p 和主坐标分析p 。用Powermarker软件计算等位基因数量、基因多样性、杂合度和多态性信息含量等遗传参数。2 结果与分析p 2.1 西瓜表型性状的描绘性统计分析p 对每个表型性状进展了描绘性统计分析

12、p ，结果见表2。根据各性状的变异系数进展分析p 可知：这些材料的坐果性状、抗逆性、叶片缺刻对数、果实外观、皮厚、糖分梯度均存在较为丰富的遗传变异，而生育期性状、分枝性、叶色、缺刻深浅、果实形状、种子形状遗传范围相对较窄。西瓜种质资的主要不利性状假如实外表棱沟、两性花率、腔内发芽等遗传变异均很大，在利用过程中要严格加以选择。2.2 西瓜表型性状的主成分分析p 对各个性状的数据进展标准化后进展主成分分析p 。结果说明，第1、第2、第3主成分的方差奉献率分别为：13.6、11.8和9.0，前3个主成分的累计方差奉献率为34.4。由于同时对37个表型性状进展分析p ，影响因素多，前14个主成分的方差

13、奉献率才到达80。根据每个表型性状在前3个主成分中的荷载，前3个主成分主要反映的是果实、叶片和抗性性状的差异，其中第1主成分主要反映的是果实大小、形状和种子大小的差异，第2主成分主要反映的是果实坐果性状和果实品质的差异，第3主成分主要反映抗病性和叶片性状的差异。2.3 基于表型性状的聚类分析p 对表型数据进展标准化处理，计算品种间的欧氏间隔 ，用UPGMA法进展聚类，结果见图1。由图1可知：E09和E58两份材料之间的表型差异最小，而E06和E59与其他种质之间的表型差异相对较大。聚类分析p 与主成分分析p 表现出了比拟一致的结果。在欧氏间隔 15.0时，可将材料分成2类，其中类包括E59这1

14、份野生西瓜材料，其抗病性强、晚熟、难坐果、含糖量低，类包括其他87份材料；在欧氏间隔 13.5时，可将材料分为3类，其中类同上，-1类仅含E06这1份材料，花皮早熟小果型，种子千粒重6.6克，种子有腔内发芽现象，-2类包括其他86份材料；在欧氏间隔 12.0时，可将材料分为4类，其中类和-1类同上，-2类又分为2组，其中-2-1组包括E43和E37这2份材料，其余材料为-2-2组。2.4 西瓜种质材料遗传差异的SSR分析p 23对核心西瓜SSR标记中，除标记M17扩增失败之外，其他22个标记都扩增出了高质量的条带，并在88份西瓜种质材料之间表现出了多态性。其中M14的电泳结果见图2。用Powe

15、rmarker软件分析p 了SSR标记在88份西瓜种质中检测到的多态性参数，结果见表3。22个SSR标记中平均每个检测到2.5个等位基因。M19检测到的基因多样性指数最高，为0.65，M2检测到的最低，为0.18，平均为0.49。杂合度的分布范围较广，平均为0.52。M2检测到的多态性信息含量最低，为0.17；M19检测到的多态性信息含量最高为，0.58。22个SSR标记在88份材料中检测到的平均多态性信息含量为0.41，说明供试的西瓜种质材料之间蕴藏着中度的遗传多样性。2.5 基于SSR标记的聚类分析p 利用22对核心引物在88份材料中扩增出的55个多态性位点，计算种质间Jaccard相似系

16、数，利用UPGMA法进展聚类分析p ，聚类结果见图3。由图3可知：22对核心SSR标记并没能检测出E04、E10和E76之间，E09、E58、E69和E71之间，E46和E47之间，E48和E81之间，E78和E79之间的遗传差异，说明这些种质之间的遗传相似度非常高。在Jaccard相似系数0.50处，可将88份西瓜材料分为4个组，其中E06和E59都分别被单独分为一组，其中E59为野生西瓜材料，晚熟、难坐果、含糖量低、抗病性强，而E06为早熟小果型材料，种子极小，千粒重仅6.6克。E07、E46和E21、E35等38份材料被分为一组，多数材料为花皮、早熟、果型较小；E01、E19和E41、E

17、54等48份材料被分为一组，多数材料为黑皮、中晚熟、果型较大。2.6 基于SSR标记的主坐标分析p 利用22对核心SSR标记对88份西瓜种质进展主坐标分析p ，其中第1、第2、第3主坐标的方差奉献率分别为22.8、10.8和9.1，前3个主坐标的累计方差奉献率为42.7。3 讨 论本研究的表型性状分析p 结果中，分枝性、果实纵横径比值、全生育期、叶片颜色、叶片缺刻深浅等变异系数小，具有较稳定的遗传特征；而两性花率、种皮覆纹、果皮覆纹形状、糖分梯度等变异系数大，存在较为丰富的遗传变异。这与纪海波16、张法惺17的研究结果，在多数性状上结论比拟吻合，局部性状那么得出了不同的结论。原因一是可能和选用

18、的种质资的来不同有关，二是表型性状标记受环境因素和人为因素的影响较大。本研究前3个主成分的累计方差奉献率仅为34.4，前14个主成分累计才到达80。与王志强等18的前3个主成分即到达84.31差异较大，而与纪海波19的研究结果比拟接近，这是由于采用的表型性状数量不同所致，前者仅采用了6个表型性状，而后者采用了22个。根据荷载分析p ，第1个主成分主要反映果实和种子的变异，第2主成分主要反映果实品质和熟性的变异，第3主成分主要反映的是叶片性状和抗逆性的差异，可见西瓜种质资的表型变异主要表达在果实形状、品质和叶片等性状上。基于表型性状和SSR分子标记的聚类分析p ，均能较好的将88份西瓜种质资进展

19、区分，与陈萍8、纪海波19、潘存祥5等的研究得出了相似的结论，两种方法都能将野生西瓜资E59和种子极小、有腔内发芽现象的小果型西瓜资E06单独聚为1组。但在其他分组结果上存在一定的差异，与张法惺20的研究结果比拟一致。4 结 论对88份不同来的西瓜种质资选择37个表型性状和22对西瓜核心SSR标记进展遗传多样性分析p ，结果说明这些材料中存在较为丰富的遗传多样性。形态学标记较为直观、详细，但在操作时易受环境因素和人为因素影响。SSR分子标记是从分子程度提醒西瓜种质资之间的差异，通过选择适宜的标记，可以很好的提醒西瓜种质资的遗传多样性。这两种方法从不同的程度和角度出发，表达不同的遗传信息，可互相

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