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为便于菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam.)资源的挖掘,优良单株的筛选和评价,本研究利用ISSR(简单重复序列区间扩增多态DNA,inter-simple sequence repeatDNA)标记和26个果实性状对主要来自雷州半岛的114份菠萝蜜种质,进行了遗传多样性分析;在ISSR分析的基础上,采用逐步聚类的方法对76份菠萝蜜种质进行了核心种质库的尝试性构建。主要研究结果如下:
1.试验得出菠萝蜜ISSR最佳反应体系为:在20μL反应体系中DNA模板量为1.6ng/μL,Taq DNA聚合酶为1.25U,引物的浓度为0.241μmol/L,dNTPs的浓度为0.2 mmol/L,Mg2+浓度为2 mmol/L,10×PCR缓冲液2.0μL。PCR扩增反应程序是:94℃预变性4min;94℃变性1min,退火50s(退火温度因引物而定),72℃延伸1min,35个循环;72℃延伸10min。
2.从60条ISSR引物中筛选出了效果较好的24条引物用于菠萝蜜ISSR分析。
3.在用于ISSR分析的76份种质中,24条ISSR引物共扩增出477条带,其中多态性条带数427条,多态性位点百分率89.52%;扩增条带最多的引物为U857,共扩增出35条;最少的为U856,仅为7条;多态性百分率最高的为U810、U825、U851和U857,均达100%,最低的为U848,为66.67%。
4.477个扩增位点的平均PIC(多态信息含量,polyrnorphism information content)为0.23,其中PIC值为0.45~0.50的位点最多,为84个,占了17.61%;而PIC为0.40~0.45的位点最少,为18个,占3.77%;引物U851的平均PIC值最高,为0.3412;引物U856的平均PIC值最低,为0.0938。
5.各种质之间的遗传相似系数在0.5023~0.9447之间,平均相似性系数为0.7666,雷州半岛菠萝蜜种质与其它各地区菠萝蜜种质的亲缘关系较近。
6.根据ISSR扩增结果进行UPGMA聚类显示,在遗传距离系数为0.752处,76份种质可以分为4组,但不能区分干、湿包种质。外地种质与雷州半岛种质分开聚类,说明它们之间在DNA水平上存在一定的差异。
7.对76份菠萝蜜种质果实的26个性状进行了测定和统计分析,各性状均存在不同程度的差异,变异系数最大的为果包总数,达67.73%,最少的是种子形状指数,为11.13%。
8.根据果实性状进行UPGMA聚类显示,在欧氏距离系数为7.88处,76份种质可以分为3组。干、湿包不能单独聚类。各种质聚类模式与地区分布无关,说明地区间的差异对菠萝蜜果实性状没有明显的影响。
9.分别利用ISSR数据和果实形态数据对38份菠萝蜜种质进行UPGMA聚类分析,结果表明,两种数据获得的聚类图存在明显不同,这可能与分子标记和形态标记属于不同性质的标记有关。
10.通过因子分析,筛选出了17个影响较大的果实性状,分别为果实纵径、单果重、果轴重、果肉总重、果包总重、种子总重、果皮重、单果包重、单籽重,果形指数、包刺长、可食率、果皮厚,果皮颜色、果包颜色、果包厚、包刺密度。
11.利用ISSR分析获得的数据,采用逐步聚类的方法从76份菠萝蜜种质中筛选出了19份核心种质,其保留了初始种质25.00%的样品,基因位点数、多态性位点数、多态性位点百分率、观测位点数、有效等位基因数、Neis遗传多样性指数和Shannons信息指数的保留率分别为94.76%、90.40%、95.40%、97.83%、105.46%、118.07%、114.84%,可见核心种质能很好的代表初始种质。