中国花生小核心种质的建立及高油酸基因源的发掘论文重点.docx
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中国花生小核心种质的建立及高油酸基因源的发掘论文重点
2008年9月
2008。
30(3):
294—299
中国油料作物学报
Chinese
jotlrnal
ofoilcropsciences
中国花生小核心种质的建立及高油酸基因源的发掘
姜慧芳,任小平,黄家权,廖伯寿,雷永
(中国农业科学院油料作物研究所湖北武汉430062)
摘要:
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298份资源组成的花生小核心种质,占基础收集品的4.66%。
通过对小核心种质的植物学类型组成中各类型资源的遗传多样性指数的分析以及小核心种质与核心种质问各性状的比较,结果表明,本研究建立的小核心种质是有效的,基础收集品中各类型资源的多样性在小核心种质中均存在,核心种质中各种性状的变异在小核心种质中也均存在,所用25个性状的平均值差异均不显著。
通过对花生小核心种质的种子脂肪酸组成的分析测试,发掘出高油酸新基因源7份,也证明了本研究建立的小核心种质有效性和实用性,其中某些资源还具有棕榈酸含量低、农艺性状好的特点,可以应用于相关研究中。
关键词:
花生资源;小核心种质;高油酸基因源中图分类号:
¥565.202
文献标识码:
A
文章编号:
1007—9084(2008)03—0294一06
Establishmentofpeanutmini
core
collectioninChinaandexplorationofnew
resource
withhigholeat
JIANGHui—fang,BENXiao—ping,HUANGJia—quan,LIAO130—shou,LEIYong
(OilCropsResearchInstitute,ChineseAcademyofAgricultural
Sciences,WuMn,蚴430062,China)
Abstract:
11Iecharacterizationofdiversityingermplasmcollectionisimportantforplantbreedersandthegenebankcuratorstomanagethecollection
efficiently.ne
available蛔e
variability
containedingermplasm
totes-
sionshasnotbeenadequatelyutilizedinpeanutimprovementprograms.Thelackofinformationon
agronomicand
other
economic
traitsofthesegermplasmistheprimary1-ta¥on.andextensiveevaluation
on
themis
required.’11le
developmentof
core
collectioncouldfacilitateeasier
accessto
peanutgeneticresources,enhancetheirUseincrop
improvementprograms.andsimplifythegenebank
management.nispaperdescribes
thedevelopmentof
a
mini
core
collectionfrom6390accessionsofpeanutdescriptortraitsavailablefromChinagenebank.1hegermplasm
acces-
sionswe他firststratifiedbybotanicaltypesandthengroupedbyecologicaloriginwithineachofbotanicalvarieties.
Dataon
15morphologicaland
seed
chemical
traitswereusedforclusteringbySASmethod.Fromeachcluster,1to
2
percent
accessions
were功埘omlyor
compulsorilyselected
to
constitute
a
mini
core
collectionconsistingof298
ac-
cessions.Theaccessionswidelygrowninproductionor
extensivelyusedinbreedingprogramsmustbeincludedin
thecomcollection.-11lerestofincludedaccessionswere
randollllyselected.Examinationusingdiversityindex
on
differentbotanicaltypesindicatedthatthegeneticvariationavailableintheentirecollectionhasbeen
preservedinthemini
core
collection.StatisticsshowedthatthereWas
no
significantdifference
on
variation
between
themini
pADre
andco聪collectionsamongthe25phenotypietraits.nis
mini
core
collectionprovides
an
effectivemechanismfor
theproperexploitationofpeanutgermplasm
resources
forthegeneticimprovementofthiscrop.Testandevaluation
offattyacidsamongthe298accessionsofthenIini
core
collectionindicatedthattheminiCOrecollectionWasavaila-
blefor
fmdiIlg
genetic
resource
withhiglloleat.7accessionswitholeathigherthan60%wereevaluatedandsome
ofthemhavelowpalmiticacidandeliteagronomictraits.
Key
words:
Peanut
resources;Mini
core
collection;Genetic
resource
witll
hilgh
oleat
收稿日期:
2008-01.13
基金项目:
国家自然科学基金资助课题(30571132),国家科技基础条件平台项目(2004DKA30390—13,2005DKA21002一t3),国家科技支撑计划(2006BADl3805-2)
作者简介:
姜慧芳(1963一),从事花生种质资源研究
姜慧芳等:
中国花生小核心种质的建立及高油酸基因源的发掘
295
花生种质资源是花生品种遗传改良的重要物质
基础…。
自“七五”以来,我国在五个五年计划科技攻关、农业部种质资源保护项目和国家科技基础条
件平台项目资助下,收集保存花生资源7000余份,
对其主要植物学性状、农艺性状、抗病虫性、种子品质性状作了系统评价,获得了大批具有各种优良性
状的资源[2】。
但从总体上看,我国花生种质资源研
究还存在一些重要缺陷,包括对保存资源的遗传多
样性程度和分布不清楚,影响了种质的引进和发掘;性状鉴定不够深入,虽然发掘出具有不同优异性状的种质,但多处于不稳定的初级阶段,另外,一些鉴定技术较为复杂的重要性状(黄曲霉、干旱、油酸
等)研究未有效开展,影响了种质的利用。
因此,建
立我国花生种质资源核心收集品,利用核心资源来更有效地发掘新的基因源,是我国花生种质资源研
究和育种取得新突破的重要基础性课题。
在国家自然科学基金课题资助下,我国已建立了花生核心种质576份,占基础收集品的9.01%。
通过典型性状的分析和检验,证明该核心种质是有效的,也是实用的【3】。
但对于黄曲霉抗性鉴定和高油酸分析测试这样的复杂性状而言,它还是显得数
量庞大,很难重复鉴定和精准鉴定,而且也很难全部进行分子鉴定。
因此,有必要建立能代表基础收集
品遗传变异的小核心种质。
在花生核心种质和微核心种质的建立及研究方面,美国率先建立了以
11.18%和1.51%的样本数代表基础收集品的核心种质和微核心种质【.。
】,为后来的抗根结线虫∞1和
抗黄曲霉鉴定[71以及高油资源等的发掘[8】提供了方便,尤其是微核心种质的建立,极大地提高了根结
线虫病、叶斑病和番茄斑萎病毒的鉴定效率b1。
国际半干旱地区热带作物研究所(ICRISAT)建立了花生核心种质(以11.9%的样本数代表全部样本)【91
和微核心种质(以1.29%的样本数代表全部样本)mJ,他们认为用大约l%的样本数代表全部样
本数的微核心种质是有效的,基础收集品中的各种
性状变异在微核心种质中均存在,而且通过核心种
质和微核心种质更加便利地研究了花生资源的遗传
多样性¨卜珏J。
上述研究方法对建立和研究我国花生核心种质和小核心种质具有重要的参考作用。
1
材料与方法
1.1
材料
中国花生种质资源数据库中记录的栽培种花生
资源6390份。
1.2方法
1.2.1
小核心种质的构建首先按植物学类型分
层,共分5层,即多粒型、珍珠豆型、龙生型、普通型
和中间型。
在每一层内按地理来源分组,国内资源
按生态区分组,包括东北西北花生区、华北黄淮花生区、长江流域花生区、南方花生区,国外资源按北美
和南美洲、亚洲和非洲、ICRISAT、欧洲及大洋洲,因此,共分32组。
在每组内,以种质资源的形态特征、农艺性状和品质性状等包括主茎高、生育期、百果重、百仁重、出仁率、单株生产力、蛋白质含量、含油量、棕榈酸含量、硬脂酸含量、油酸含量、亚油酸含量、花生酸含量、花生烯酸含量、山嵛酸含量等15个数据信息为基本数据,采用SAS分析软件进行排序
和聚类分析,聚类分析采用欧氏类平均距离法。
根据聚类分析结果和相似值,按1%一2%的比例从每
组中选取样本组成小核心种质,对于相似值较大即遗传多样性程度较小的类群以约1%比例取样,对
于相似值较小即遗传多样性程度较大的类群以2%
比例取样,随机取样与必选资源相结合进行取样,对
于包含在生产或育种中具有重要作用资源的某一类
群而言,首先选取这些重要资源,然后按比例随机取
样。
用多样性指数检测小核心种质的符合率和可靠
性。
1.2.2植物学性状调查2004—2007年于中国农
业科学院油料作物研究所试验农场种植,每品种3行,行距40cm,株距20cm,保证全苗,随机区组排列,3次重复,常规田间管理。
收获前取样调查植物学性状,取样方法、调查标准和调查的样本数按IC・
RISAT与IPGRI共同制定的“Descriptors
forground—
nut”和“花生种质资源描述规范和数据标准”描述标准[13以引。
调查的性状包括主茎高、主茎节数、第
一侧枝长、有效枝长、叶片长、叶片宽、第一分枝数、第二分枝数、第三分枝数、总分枝数、结果枝数、单株结果数、单株产量、荚果长、荚果宽、百果重、种子长、
种子宽、百仁重。
1.2.3种子脂肪酸分析2006—2007年选用当年收获的新鲜干花生种子由农业部油料及制品监督检
验测试中心统一分析测试,按GB/T17377—1998进
行。
2
结果与分析
2.1小核心种
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